CN117230446A - 一种表面无色差的镀锌高硅高强钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种表面无色差的镀锌高硅高强钢及其制备方法,属于钢材制备技术领域,方法包括:对铸坯进行加热,后进行轧制和卷取,得到热轧卷;对所述热轧卷进行冷轧,得到冷轧卷;对所述冷轧卷进行镍的纳米涂镀,得到镀镍冷轧卷;对所述镀镍冷轧卷进行退火,得到退火卷;对所述退火卷进行镀锌处理,得到镀锌高硅高强钢;在进行连续退火和连续热镀锌之前,通过纳米涂镀技术,在带钢表面预先电镀金属镍,修复带钢表面由残留氧化铁皮造成的微小轧制裂纹,平衡粗糙度异常升高区域,同时也能够抑制Si、Mn等合金元素的外氧化,从而生产出表面无色差的高硅含量先进高强钢,提升了镀锌产品的表面质量。
Description
技术领域
本发明属于钢材制备技术领域,特别涉及一种表面无色差的镀锌高硅高强钢及其制备方法。
背景技术
汽车节能、低成本、高安全性的需求使得先进高强钢在汽车,尤其是座椅配件上的应用逐年增加。目前先进高强钢在追求强度和塑性提升的同时,也逐步降低合金元素的成本,因此会加入大量的Si元素来稳定淬火后组织中的残余奥氏体,残余奥氏体通过相变诱发塑性获得足够的强度和塑性,提升了钢材的强度和塑性,但加入大量的Si元素会导致镀锌钢表面出现色差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种表面无色差的镀锌高硅高强钢及其制备方法,以解决目前高硅镀锌钢表面色差的问题。
本发明实施例提供了一种表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,所述方法包括:
对铸坯进行加热,后进行轧制和卷取,得到热轧卷;
对所述热轧卷进行冷轧,得到冷轧卷;
对所述冷轧卷进行镍的纳米涂镀,得到镀镍冷轧卷;
对所述镀镍冷轧卷进行退火,得到退火卷;
对所述退火卷进行镀锌处理,得到镀锌高硅高强钢。
可选的,所述镀镍冷轧卷的镍层厚度为600g/m2-1500g/m2。
可选的,所述镍的纳米涂镀包括预喷酸洗、酸漂洗、电镀镍、热水漂洗和最终漂洗。
可选的,所述电镀镍的电流效率为30%-80%,所述电镀镍的电镀液pH值为4.5-5.8,所述电镀镍的电镀液温度为50℃-70℃。
可选的,所述加热的出炉温度为1150℃-1300℃,所述加热的在炉时间为180min-230min;
所述轧制包括粗轧和精轧,所述粗轧的出口温度为950℃-1100℃,所述精轧的出口温度为920℃-950℃;
所述卷取的温度为580℃-660℃。
可选的,所述冷轧采用五机架轧制,所述五机架轧制中,F1机架的压下率为16.5%-18%、F2机架的压下率为22%-24%、F3机架的压下率为21%-23%、F4机架的压下率为16%-18%、F5机架的压下率为0.2%-0.6%。
可选的,所述退火包括加热段、均热段、缓冷段、快冷段和时效段。
可选的,所述加热段以10℃/s-18℃/s的速率升温至820℃-860℃,所述均热段为820℃-860℃保温2-5min,所述缓冷段由820℃-860℃以2℃/s-6℃/s的速率降温至720℃-760℃,所述快冷段由720℃-760℃以20℃/s-50℃/s的速率降温至220℃-320℃,所述时效段由220℃-320℃以20℃/s-30℃/s的速率升温至450℃-460℃,保温15s-25s。
可选的,所述镀锌处理包括连续热镀锌和光整,所述光整的延伸率为0.1%-0.5%。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种表面无色差的镀锌高硅高强钢,所述钢采用如上所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法制得。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明实施例提供的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,在进行连续退火和连续热镀锌之前,通过纳米涂镀技术,在带钢表面预先电镀金属镍,修复带钢表面由残留氧化铁皮造成的微小轧制裂纹,平衡粗糙度异常升高区域,同时也能够抑制Si、Mn等合金元素的外氧化,从而生产出表面无色差的高硅含量先进高强钢,提升了镀锌产品的表面质量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法的流程图;
图2是现有技术提供的高硅含量先进高强钢典型色差缺陷形貌图;
图3是本发明实施例1提供的镀锌高硅高强钢形貌图;
图4是本发明对比例1提供的镀锌高硅高强钢形貌图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
申请人在发明过程中发现:先进高强钢在追求强度和塑性提升的同时,也逐步降低合金元素的成本,因此会加入大量的Si元素来稳定淬火后组织中的残余奥氏体,残余奥氏体通过相变诱发塑性获得足够的强度和塑性,提升了钢材的强度和塑性,但活泼的Si元素容易在表面富集,在轧制过程中形成微小轧制裂纹并造成表面粗糙度异常升高,导致镀锌成品表面出现严重色差。因此需开发一种方法解决镀锌高硅含量先进高强钢的表面色差问题。
镀锌高硅含量的先进高强钢表面色差来自于热轧残留的氧化铁皮,在后续轧制过程中造成微小轧制裂纹和粗糙度异常升高,遗传至镀锌工序,造成表面色差缺陷,影响汽车零件表面质量,典型色差缺陷见图2所示。
根据本发明一种典型的实施方式,提供了一种表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,所述方法包括:
S1.对铸坯进行加热,后进行轧制和卷取,得到热轧卷;
在一些实施例中,加热的出炉温度为1150℃-1300℃,所述加热的在炉时间为180min-230min;
所述轧制包括粗轧和精轧,所述粗轧的出口温度为950℃-1100℃,所述精轧的出口温度为920℃-950℃;
所述卷取的温度为580℃-660℃。
本实施例中,铸坯的化学成分以质量分数计包括:C:0.15%-0.22%,Mn:1.9%-2.3%,Si:1.2%-2.0%,Cr≤0.3%,Al:≤0.2%,余量为Fe和不可避免的杂质。
S2.对所述热轧卷进行冷轧,得到冷轧卷;
在一些实施例中,冷轧采用五机架轧制,所述五机架轧制中,F1机架的压下率为16.5%-18%、F2机架的压下率为22%-24%、F3机架的压下率为21%-23%、F4机架的压下率为16%-18%、F5机架的压下率为0.2%-0.6%。
一般而言,冷轧前对热轧卷进行酸洗。
S3.对所述冷轧卷进行镍的纳米涂镀,得到镀镍冷轧卷;
在一些实施例中,镀镍冷轧卷的镍层厚度为600g/m2-1500g/m2,镍层厚度包括但不限于:600g/m2、700g/m2、800g/m2、900g/m2、1000g/m2、1100g/m2、1200g/m2、1300g/m2、1400g/m2和1500g/m2。
在一些实施例中,镍的纳米涂镀包括预喷酸洗、酸漂洗、电镀镍、热水漂洗和最终漂洗。
在一些实施例中,电镀镍的电流效率为30%-80%,电流效率包括但不限于30%、40%、50%、60%、70%和80%,所述电镀镍的电镀液pH值为4.5-5.8,包括但不限于4.5、5、5.5和5.8,所述电镀镍的电镀液温度为50℃-70℃。
S4.对所述镀镍冷轧卷进行退火,得到退火卷;
在一些实施例中,退火包括加热段、均热段、缓冷段、快冷段和时效段。
进一步的,加热段以10℃/s-18℃/s的速率升温至820℃-860℃,所述均热段为820℃-860℃保温2-5min,所述缓冷段由820℃-860℃以2℃/s-6℃/s的速率降温至720℃-760℃,所述快冷段由720℃-760℃以20℃/s-50℃/s的速率降温至220℃-320℃,所述时效段由220℃-320℃以20℃/s-30℃/s的速率升温至450℃-460℃,保温15s-25s。
S5.对所述退火卷进行镀锌处理,得到镀锌高硅高强钢。
根据本发明另一种典型的实施方式,提供了一种表面无色差的镀锌高硅高强钢,所述钢采用如上所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法制得。
在一些实施例中,钢的化学成分以质量分数计包括:C:0.15%-0.22%,Mn:1.9%-2.3%,Si:1.2%-2.0%,Cr≤0.3%,Al:≤0.2%,余量为Fe和不可避免的杂质。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的表面无色差的镀锌高硅高强钢及其制备方法进行详细说明。
实施例1-2
一种控制镀锌高硅含量的先进高强钢表面色差缺陷的方法,方法包括:
S1.获取钢坯,钢坯为如上提供的高硅含量先进高强钢的钢坯;
S2.将钢坯进行加热、均热、粗轧、精轧、和卷取,获得热轧卷;
S3.将热轧卷进行冷轧,获得冷轧卷;
S4.将冷轧卷进行纳米涂镀,获得镀镍冷轧卷;
S5.将镀镍冷轧卷进行退火,获得退火卷;
S6.将退火卷进行连续热镀锌和光整,获得热镀卷。
实施例1至2中的成分及工艺控制参数见下表:
对比例1-2
一种控制镀锌高硅含量的先进高强钢表面色差缺陷的方法,方法包括:
S1.获取钢坯,钢坯为如上提供的高硅含量先进高强钢的钢坯;
S2.将钢坯进行加热、均热、粗轧、精轧、和卷取,获得热轧卷;
S3.将热轧卷进行冷轧,获得冷轧卷;
S4.将冷轧卷进行退火,获得退火卷;
S5.将退火卷进行连续热镀锌和光整,获得热镀卷。
对比例1至2中的成分及工艺控制参数见下表:
实验例
实施例1-2和对比例1-2制得的钢的表面质量情况如下表所示,其中,成品表面质量分三个等级优;良;差。
成品边部质量 | |
实施例1 | 优 |
实施例2 | 良 |
对比例1 | 差 |
对比例2 | 差 |
由上表可得,采用本申请实施例提供的方法制备的镀锌钢的表面具有良好的表面质量,未见有明显的色差。
实施例1所得产品表面如附图3所示,可见表面无明显色差缺陷;
对比例1所得产品表面如附图4所示,可见表面存在明显色差缺陷。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:
(1)本发明实施例提供的方法通过表层电镀镍修复基体损伤,改善色差,方法简单,经济高效,利用本发明可以在不影响生产运行情况及产品性能的条件下容易地解决高硅含量先进高强钢表面色差问题;
(2)本发明实施例提供的方法在进行连续退火和连续热镀锌之前,通过纳米涂镀技术,在带钢表面预先电镀金属镍,修复带钢表面由残留氧化铁皮造成的微小轧制裂纹,平衡粗糙度异常升高区域,同时也能够抑制Si、Mn等合金元素的外氧化,从而生产出表面无色差的高硅含量先进高强钢,提升了镀锌产品的表面质量,带来了良好的应用前景。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
对铸坯进行加热,后进行轧制和卷取,得到热轧卷;
对所述热轧卷进行冷轧,得到冷轧卷;
对所述冷轧卷进行镍的纳米涂镀,得到镀镍冷轧卷;
对所述镀镍冷轧卷进行退火,得到退火卷;
对所述退火卷进行镀锌处理,得到镀锌高硅高强钢。
2.根据权利要求1所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述镀镍冷轧卷的镍层厚度为600g/m2-1500g/m2。
3.根据权利要求1所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述镍的纳米涂镀包括预喷酸洗、酸漂洗、电镀镍、热水漂洗和最终漂洗。
4.根据权利要求3所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述电镀镍的电流效率为30%-80%,所述电镀镍的电镀液pH值为4.5-5.8,所述电镀镍的电镀液温度为50℃-70℃。
5.根据权利要求1所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述加热的出炉温度为1150℃-1300℃,所述加热的在炉时间为180min-230min;
所述轧制包括粗轧和精轧,所述粗轧的出口温度为950℃-1100℃,所述精轧的出口温度为920℃-950℃;
所述卷取的温度为580℃-660℃。
6.根据权利要求1所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述冷轧采用五机架轧制,所述五机架轧制中,F1机架的压下率为16.5%-18%、F2机架的压下率为22%-24%、F3机架的压下率为21%-23%、F4机架的压下率为16%-18%、F5机架的压下率为0.2%-0.6%。
7.根据权利要求1所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述退火包括加热段、均热段、缓冷段、快冷段和时效段。
8.根据权利要求7所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述加热段以10℃/s-18℃/s的速率升温至820℃-860℃,所述均热段为820℃-860℃保温2-5min,所述缓冷段由820℃-860℃以2℃/s-6℃/s的速率降温至720℃-760℃,所述快冷段由720℃-760℃以20℃/s-50℃/s的速率降温至220℃-320℃,所述时效段由220℃-320℃以20℃/s-30℃/s的速率升温至450℃-460℃,保温15s-25s。
9.根据权利要求1所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法,其特征在于,所述镀锌处理包括连续热镀锌和光整,所述光整的延伸率为0.1%-0.5%。
10.一种表面无色差的镀锌高硅高强钢,其特征在于,所述钢采用权利要求1至9中任意一项所述的表面无色差的镀锌高硅高强钢的制备方法制得。
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