CN117248156A - 镀铝锌深冲用钢板及改善其成形性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于镀铝锌钢板领域，尤其涉及镀铝锌深冲用钢板及改善镀铝锌深冲用钢板成形性能的方法。所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9‑1.3μm，由于结合层的厚度为0.9‑1.3μm，此厚度范围的结合层厚度适宜，在深冲成形时，可以避免开裂和致脆，从而避免镀铝锌层表面出现微裂纹，使深冲用钢板具有更好的深冲成形性能。

Description

镀铝锌深冲用钢板及改善其成形性能的方法

技术领域

本发明属于镀铝锌钢板领域，尤其涉及一种镀铝锌深冲用钢板及改善其成形性能的方法。

背景技术

镀铝锌板带材料，一般使用冷轧带钢基板进行连续热浸镀铝锌生产而来，镀铝锌的锌液成分包括：Al：55％、Si：1.6％和余量为Zn。

铝锌钢板的微观结构从内向外可分为带钢基板、金属结合层(以下简称结合层)、合金层。镀铝锌钢板的结合层为较脆的金属间化合物，其晶体结构近似Fe₄Al_13，在镀铝锌钢板进行深加工尤其是深冲成形时，易形成裂纹，宏观上表现为冲压时锌层开裂。镀层类产品在后加工时锌层开裂，是一种极其严重的损失耐蚀性的问题。

因此，改善镀铝锌层深冲成形的成形性能十分重要。

发明内容

本申请提供了一种镀铝锌深冲用钢板及改善其成形性能的方法，以解决镀铝锌深冲用钢板成形性能较差的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种镀铝锌深冲用钢板，所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

可选的，所述镀铝锌层的化学组分包括：以质量百分数计，Al：54％-56％，Si:1.5％-1.7％，余量为Zn。

可选的，钢基板的化学组分包括：以质量百分数计，C≤0.005％，Si≤0.03％，0.10％≤Mn≤0.15％，P≤0.01％，S≤0.012％，0.05％≤Ti≤0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质。

可选的，所述深冲用钢板的性能包括：屈服强度为130-170MPa，抗拉强度为280-350MPa，断后伸长率≥41％。

第二方面，本申请提供了一种改善镀铝锌深冲用钢板成形性能的方法，所述方法包括以下步骤：

得到待镀层的钢板；

将所述钢板进行热镀铝锌，得到目标深冲用钢板，其中，所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

可选的，所述热镀铝锌时，锌液的温度为590-610℃，优选为595-600℃。

可选的，所述钢板的入锅温度为520-560℃。

可选的，所述钢板的浸镀时间为4-8s；和/或，所述热镀铝锌的冷却速度为15-35℃/s。

可选的，所述得到待镀层的钢板，具体包括：

得到钢基板，所述钢基板的化学组分包括：以质量百分数计，C≤0.005％，Si≤0.03％，0.10％≤Mn≤0.15％，P≤0.01％，S≤0.012％，0.05％≤Ti≤0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质；

将所述钢基板进行热轧、冷轧、清洗和连续退火，得到待镀层的钢板。

可选的，所述清洗包括碱液清洗、电解清洗和漂洗；所述碱液清洗和所述电解清洗时的碱液温度分别为80±5℃；所述碱液清洗和所述电解清洗时的碱液电导率为40-60mS/m；所述漂洗时的温度为50-70℃；所述漂洗时的电导率小于10μS/m。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的深冲用钢板，所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm，由于结合层的厚度为0.9-1.3μm，此厚度范围的结合层厚度适宜，在深冲成形时，可以避免开裂和致脆，从而避免镀铝锌层表面出现微裂纹，使深冲用钢板具有更好的深冲成形性能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种改善镀铝锌深冲用钢板成形性能的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的镀铝锌深冲用钢板结构示意图；

图3为本申请实施例提供的镀铝锌深冲用钢板实物结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种镀铝锌深冲用钢板扫描电镜图和实物图；

图5为本申请对比例提供的一种镀铝锌深冲用钢板扫描电镜图和实物图；

图6为带钢在锌锅镀锌的示意图。

其中，1、钢基板，2、结合层，3、合金层，4、钢带，5、锌锅，6、锌液，7、气刀。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。例如，室温可以是指10～35℃区间内的温度。

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：

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种镀铝锌深冲用钢板，如图2所示，所述深冲用钢板包括钢基板1和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层2和合金层3，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

本申请的目的在于：不改变现有锌液成分的基础上，有效改善镀铝锌层的深冲成形性能。

具体地，锌锅内镀铝锌浸镀的过程中，钢板表面溶解掉的Fe原子融入锌液中，锌液中的Al元素不断的沿着固液界面前沿向钢基板内扩散，发生液/固界面反应及原子相互扩散等复杂的物理化学反应而生产Fe₄Al₁₃使镀层和钢基板具有更好的结合力，同时，Fe₄Al₁₃为较脆的金属间化合物，在加工时易形成微裂纹，控制结合层的厚度为0.9-1.3μm，具有提高镀层深冲加工性能的积极效果，如不在上述范围，结合层太薄的话，会有镀层与钢板结合不良、钢板脱锌的不利影响；结合层太厚的话，较脆的结合层在加工时又容易产生裂纹，使钢板锌层开裂。

在一些实施方式中，所述镀铝锌层的化学组分包括：以质量百分数计，Al：54％-56％，Si:1.5％-1.7％，余量为Zn。

控制镀铝锌层的组分为Al：54％-56％，Si:1.5％-1.7％，余量为Zn，有利于降低固/液两相的表面张力，促使合金液流动，提高镀液对带钢表面的浸润性，加速固/液两相间金属原子扩散反应速率，细化树枝晶状的富铝相组织，形成光洁亮丽的表层及组织致密且粘附性能良好的化合物层。

在一些实施方式中，钢基板的化学组分包括：以质量百分数计，C≤0.005％，Si≤0.03％，0.10％≤Mn≤0.15％，P≤0.01％，S≤0.012％，0.05％≤Ti≤0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质。

在一些实施方式中，所述深冲用钢板的性能包括：屈服强度为130-170MPa，抗拉强度为280-350MPa，断后伸长率≥41％。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种改善镀铝锌深冲用钢板成形性能的方法，所述方法包括以下步骤：

得到待镀层的钢板；

将所述钢板进行热镀铝锌，得到目标深冲用钢板，其中，所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

本申请的方法，根据目标镀铝锌层的厚度，即结合层和合金层的总体厚度，适当调整镀锌工艺，从而获得0.9-1.3μm厚的结合层厚度，使镀层与钢板间既具有良好的结合性，又使镀层具有较好的深冲性能。

本申请的方法，还可以包括热轧工艺、冷轧工艺、冷轧基板清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺，镀后冷却工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺等。

在一些实施方式中，所述热镀铝锌时，锌液的温度为590-610℃，优选为为595-600℃。

控制锌液的温度为590-610℃的原因在于：使锌液保持熔融状态，具有较好的锌液流动性，提高锌液对带钢表面的浸润性，同时又不至于在太高的温度下，产生大量锌渣。

控制锌液的温度为595-600℃的原因在于：此温度下锌液具有较好的流动性与浸润性，同时产渣率较低，既节约了锌液保持高温所需的能量同时使锌耗保持在较低水平。

在一些实施方式中，所述钢板的入锅温度为520-560℃。

控制热镀铝锌的入锅温度为520-560℃的原因在于：此温度下的带钢与锌液反应会生成组织致密且结合力较好的镀层。太高的入锅温度会使结合层的厚度增厚而使锌层在加工时易产生裂纹，同时过高的入锅温度，对产渣率、锌渣缺陷的控制、锌流纹缺陷的控制均有不良影响；太低的入锅温度会使带钢基板与锌液的反应不够彻底，易产生脱锌缺陷。

在一些实施方式中，所述钢板的浸镀时间为4-8s；和/或，所述热镀铝锌的冷却速度为15-35℃/s。

在一些实施方式中，所述得到待镀层的钢板，具体包括：

得到钢基板，所述钢基板的化学组分包括：以质量百分数计，C≤0.005％，Si≤0.03％，0.10％≤Mn≤0.15％，P≤0.01％，S≤0.012％，0.05％≤Ti≤0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质；

将所述钢基板进行热轧、冷轧、清洗和连续退火，得到待镀层的钢板。

具体地，热轧工的参数包括：终轧温度为910-950℃，卷取温度为700-750℃；冷轧压下率范围为：75％-85％；冷轧基板清洗后可以进行带钢烘干，其温度≥110℃。连续退火工艺中，退火温度790-830℃，退火时间40-60S.

在一些实施方式中，所述清洗包括碱液清洗、电解清洗和漂洗；所述碱液清洗和所述电解清洗时的碱液温度分别为80±5℃；所述碱液清洗和所述电解清洗时的碱液电导率为40-60mS/m；所述漂洗时的温度为50-70℃；所述漂洗时的电导率小于10μS/m。

进行热镀铝锌后，带钢进入锅的温度可以为520-560℃，锌液温度可以为590-610℃，浸镀时间可以为4-8S；镀后冷却时，冷却速度可以为15-35℃/s；进行光整时，光整延伸率可以为0.5％-1.0％；进行拉矫时，拉矫延伸率可以为0.1％-0.4％；对带钢进行表面处理时，可对带钢表面进行涂油、有铬耐指纹钝化、无铬耐指纹钝化等处理。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的方法进行详细说明。

实施例、对比例提供了一种镀铝锌深冲用钢板，所述深冲用钢板包括钢基板1和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层2和合金层3，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；改善镀铝锌深冲用钢板成形性能的方法，所述方法包括以下步骤：得到待镀层的钢板；将所述钢板进行热镀铝锌，得到目标深冲用钢板，其中，所述深冲用钢板包括钢基板、结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

以目标深冲用钢的目标厚度为0.5-1.5mm为例进行说明，该目标钢种的抗拉强度为280-350MPa，屈服强度为130-170MPa。

如图5所示，带钢连续进入盛满锌液6的锌锅5，同时气刀7吹出强劲高速的气流使从锌锅5出来的带钢，锌层致密均匀，使带钢降温冷却。

由表可知，控制镀铝锌的锌液温度，带钢运行速度，调整带钢入锅温度，可以获得结合层厚度在0.9-1.3μm的镀层，其冲压加工性能良好的良好成形性能的深冲用钢，而对比例中，结合层厚度太厚或者太薄的，在0T折弯时均可观察到明显的镀层裂纹，深冲性能较差。

附图2-6的详细说明：

如图2所示，为实施例提供的镀铝锌深冲用钢板结构示意图，其中，深冲用钢板包括钢基板、结合层和合金层，钢基板两面均可以覆盖结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层。

如图4所示，为实施例提供的镀铝锌深冲用钢板扫描电镜图和实物图，扫描电镜图中可以观察到钢基板、结合层和合金层，结合层厚度为1.1μm，进行0T折弯，放大镜下镀层无微裂纹，材料深冲后凸包处无锌层开裂、脱锌问题。

如图5所示，为对比例提供的镀铝锌深冲用钢板扫描电镜图和实物图，扫描电镜图中可以观察到钢基板、结合层和合金层，结合层厚度为1.8μm，进行0T折弯，放大镜下可观察到镀层存在微裂纹，材料深冲后，凸包处存在锌层开裂的问题。

如图6所示，带钢在锌锅镀锌的示意图，图中，承载带钢的履带使带钢连续进入盛满锌液的锌锅，同时气刀进行吹扫。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，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，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种镀铝锌深冲用钢板，其特征在于，所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

2.根据权利要求1所述的深冲用钢板，其特征在于，所述镀铝锌层的化学组分包括：以质量百分数计，Al：54％-56％，Si:1.5％-1.7％，余量为Zn。

3.根据权利要求1所述的深冲用钢板，其特征在于，钢基板的化学组分包括：以质量百分数计，C≤0.005％，Si≤0.03％，0.10％≤Mn≤0.15％，P≤0.01％，S≤0.012％，0.05％≤Ti≤0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的深冲用钢板，其特征在于，所述深冲用钢板的性能包括：屈服强度为130-170MPa，抗拉强度为280-350MPa，断后伸长率≥41％。

5.一种改善镀铝锌深冲用钢板成形性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

得到待镀层的钢板；

将所述钢板进行热镀铝锌，得到目标深冲用钢板，其中，所述深冲用钢板包括钢基板和镀铝锌层，所述镀铝锌层包括结合层和合金层，所述结合层覆盖于所述钢基板，所述合金层覆盖于所述结合层；所述结合层的厚度为0.9-1.3μm。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述热镀铝锌时，锌液的温度为590-610℃，优选为595-600℃。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钢板的入锅温度为520-560℃。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钢板的浸镀时间为4-8s；和/或，所述热镀铝锌的冷却速度为15-35℃/s。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述得到待镀层的钢板，具体包括：

得到钢基板，所述钢基板的化学组分包括：以质量百分数计，C≤0.005％，Si≤

0.03％，0.10％≤Mn≤0.15％，P≤0.01％，S≤0.012％，0.05％≤Ti≤0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质；

将所述钢基板进行热轧、冷轧、清洗和连续退火，得到待镀层的钢板。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述清洗包括碱液清洗、电解清洗和漂洗；所述碱液清洗和所述电解清洗时的碱液温度分别为80±5℃；所述碱液清洗和所述电解清洗时的碱液电导率为40-60mS/m；所述漂洗时的温度为50-70℃；所述漂洗时的电导率小于10μS/m。