本發(fā)明涉及一種冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，特別涉及一種屈服強(qiáng)度160mpa級厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其制造方法，具體而言涉及厚度為1.2～1.6mm、單面鍍層重量為70～90g/m2的熱鍍鋁鋅鋼板及其制造方法，屬于鐵基合金。

背景技術(shù)：

1、家電用鋼一般使用冷軋熱鍍鋅鋼板或冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，實(shí)際使用結(jié)果表明，冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的耐蝕性能是同等條件下冷軋熱鍍鋅鋼板的2～6倍，在室外使用的家電用鋼逐步采用冷軋熱鍍鋁鋅產(chǎn)品替代冷軋熱鍍鋅產(chǎn)品，以達(dá)到高耐蝕要求。

2、通常家電用鋼具有成型復(fù)雜的要求，而冷軋鍍鋁鋅鍍層在成型過程中會出鍍層裂紋，嚴(yán)重的則出現(xiàn)脫落，尤其對于空調(diào)外機(jī)底盤、底角等室外用途，作為承重件板厚通常為1.2～1.6mm，單面鍍層厚度一般在60g/m2以上，部分要求單面鍍層重量為70-90g/m2，這類厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板在生產(chǎn)時(shí)，鍍層的附著性更加難以控制，成品容易發(fā)生鍍層與基板的結(jié)合力差、成形后出現(xiàn)鍍層開裂或脫落的問題，這種厚鍍層冷軋鍍鋁鋅鋼板的鍍層結(jié)合力采用v彎試驗(yàn)檢驗(yàn)，最終因產(chǎn)品不滿足要求而降級，造成質(zhì)量損失。

3、申請公布號cn101376956a的中國專利文件公開了控制合金化熱鍍鋅鋼板鍍層相結(jié)構(gòu)的方法及合金化熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法采用在氣刀與頂輥之間設(shè)置鋼板穩(wěn)定裝置并控制熱浸鍍工藝參數(shù)、氣刀參數(shù)，以獲得鍍層厚度均勻的鋼板；選擇均熱段先高溫后低溫的、傾斜的合金化鍍層熱處理退火曲線，并對鋼板均勻進(jìn)行合金化處理，以提高帶鋼鍍層合金化過程及合金化程度的均勻性；其公開的技術(shù)方案不能解決厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板與鋼基板結(jié)合力差的問題。

4、申請公布號cn103849828a的中國專利文件公開了一種熱鍍鋁鋅硅基板的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括依次通過使用退火爐對所述基板基材進(jìn)行退火并且在鋅鍋中對所述基板基材熱浸鍍鋁鋅硅合金，其中，使所述基板基材在所述出口段中的溫度為590～595℃，所述鋅鍋中合金液的溫度為595～605℃，其主要提供一種生產(chǎn)薄規(guī)格的工藝方法，其公開的技術(shù)方案不能解決厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板與鋼基板結(jié)合力差的問題。

5、申請公布號cn103966537a的中國專利文件公開了一種控制厚料厚鍍層熱鍍鋅產(chǎn)品鋅流紋的方法，公開了針對鋅流紋缺陷產(chǎn)生的原因，調(diào)整噴吹介質(zhì)的溫度，提高噴吹介質(zhì)對鋼板的冷卻能力，同時(shí)優(yōu)化氣刀的工藝參數(shù)，以達(dá)到控制鋅流紋的目的，具體參數(shù)選擇如下：1)在生產(chǎn)前控制風(fēng)機(jī)室內(nèi)的溫度在0～10℃范圍內(nèi)；2)優(yōu)化氣刀參數(shù)：氣刀刀唇距液面距離600～1000mm；氣刀刀唇距鋼板距離為15-30mm；根據(jù)機(jī)組速度和鍍層厚度，氣刀壓力在100～300mbar；該專利申請公開的一種控制厚料(≥2.0mm)、厚鍍層(≥220g/m2)熱鍍鋅產(chǎn)品的表面鋅流紋缺陷的方法，其公開的技術(shù)方案不能解決厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板與鋼基板結(jié)合力差的問題。

6、現(xiàn)有技術(shù)不能解決屈服強(qiáng)度160mpa級、厚度為1.2～1.6mm、單面鍍層重量為70～90g/m2的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的鍍層與鋼基板結(jié)合力差的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種屈服強(qiáng)度160mpa級厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其制造方法，主要解決現(xiàn)有屈服強(qiáng)度160mpa級、厚度為1.2～1.6mm、單面鍍層重量為70～90g/m2的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的鍍層與鋼基板結(jié)合力差的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)思路是，鋼基板采用超低碳鋼的成分設(shè)計(jì)，通過冷軋軋制、退火、熱浸鍍和鍍后冷卻工藝參數(shù)的組合，控制基板的表面形貌和表面狀態(tài)、鍍層厚度均勻性，以及合金層與基板的熔合程度和厚度，達(dá)到提高冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的鍍層與鋼基板結(jié)合力的目的。

3、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種屈服強(qiáng)度160mpa級厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，其基板的化學(xué)成分重量百分比為：c：0.0010％～0.0040％，si：0.001％～0.034％，mn：0.05％～0.15％，p≤0.020％，s≤0.015％，alt：0.015％～0.050％，ti：0.020％～0.050％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)元素。

4、1.2～1.6mm厚冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的屈服強(qiáng)度rp0.2為140～180mpa，抗拉強(qiáng)度rm為235～320mpa，斷后伸長率a80mm為42％～47％，單面鍍層重量為70～90g/m2，冷軋熱鍍鋁鋅鋼板v型彎曲試驗(yàn)合格，鍍層無脫落。

5、本發(fā)明冷軋熱鍍鋁鋅鋼板滿足空調(diào)外機(jī)底盤、底角等成型復(fù)雜、耐蝕性要求高的室外使用環(huán)境。

6、一種屈服強(qiáng)度160mpa級厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的制造方法，該方法包括：

7、對厚度為3.5～5.0mm熱軋鋼板進(jìn)行酸洗、冷軋、堿洗、電解清洗、臥式連續(xù)退火爐退火、熱浸鍍鋁鋅、鍍后冷卻、平整，卷取得到厚度為1.2～1.6mm成品冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的步驟，其中，

8、所述熱軋鋼板的化學(xué)成分重量百分比為：c：0.0010％～0.0040％，si：0.001％～0.034％，mn：0.05％～0.15％，p≤0.020％，s≤0.015％，alt：0.015％～0.050％，ti：0.020％～0.050％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)元素，屈服強(qiáng)度為150～190mpa，抗拉強(qiáng)度為240～330mpa，斷后伸長率a80mm為43％～49％

9、所述冷軋步驟為五機(jī)架連軋，冷軋總壓下率為54％～76％；冷軋后的軋硬狀態(tài)帶鋼的表面粗糙度為0.8～1.5μm；

10、所述退火步驟包括經(jīng)過冷軋后的軋硬狀態(tài)帶鋼在臥式連續(xù)退火爐均熱段的退火溫度為790～830℃，退火時(shí)間為35～50s；臥式連續(xù)退火爐均熱段h2體積含量為20％～25％；將退火后的帶鋼冷卻到680℃，帶鋼從臥式連續(xù)退火爐均熱段溫度冷卻至680℃的冷卻速度為3～7℃/s，臥式連續(xù)退火爐內(nèi)冷卻段采用風(fēng)冷，上下表面冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量和壓力一致；

11、所述熱浸鍍鋁鋅步驟鋅鍋內(nèi)鍍液成分重量百分比為al：52～58％，si：1.3～1.8％，余量為zn及不可避免的雜質(zhì)元素；鍍液溫度為600℃～605℃，熱鍍鋁鋅鋼板的基板入鋅鍋時(shí)的溫度為605℃～610℃；控制熱鍍鋁鋅鋼板單面鍍層重量為70～90g/m2，氣刀的高度為距離鋅鍋液面0.3～0.7m；

12、所述鍍后冷卻為兩段式冷卻，兩段均采用空氣冷卻，第一段冷卻為對經(jīng)過氣刀后的熱鍍鋁鋅鋼板進(jìn)行冷卻，第一段冷卻器到氣刀的距離為0.5～0.9m，第一段冷卻速度為40～60℃/s，第一段冷卻結(jié)束溫度為550～560℃；第二段冷卻為將熱鍍鋁鋅鋼板自550～560℃空氣冷卻至280～300℃。

13、申請人經(jīng)長期研究發(fā)現(xiàn)，冷軋熱鍍鋁鋅鋼板鍍層結(jié)合力主要受兩方面影響：

14、一方面是鍍層厚度，鍍層本身為脆性，鍍層厚度越厚，冷軋鍍鋁鋅鋼板在變形時(shí)鍍層越容易脫落。生產(chǎn)時(shí)將公稱鍍層厚度作為下限，按照正公差控制，生產(chǎn)實(shí)踐中鋼板往往存在板型問題(常見沿板寬方向的翹曲，即是c翹)，氣刀噴吹后，造成鋼板的一面鍍層中部偏厚，邊部偏薄，鋼板另一面的鍍層厚度分布則相反。為了保證鍍層的公稱值，須加大鍍層控制的厚度，以保證最薄處滿足公稱值，使得鍍層局部超厚，這就加大了鍍層脫離的風(fēng)險(xiǎn)，所以控制鋼板在入鋅鍋前的板型是關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)。

15、另一方面是鍍層與鋼板的結(jié)合緊密程度，包括鋼板表面與鍍液的浸潤程度，浸潤程度越好，鍍層與鋼板結(jié)合的越好；鋼板表面的狀態(tài)，表面處于還原狀態(tài)有利于鍍層結(jié)合力的提升；鍍液與鋼基板在高溫接觸時(shí)，彼此會迅速擴(kuò)散熔合，形成鋅鋁鐵合金層，此合金層在鍍層和鋼基板之間，鍍液與鋼基板擴(kuò)散越激烈，鍍層與鋼基板的鍍層結(jié)合力越好，同時(shí)合金層脆性相，不能太厚，需要控制其厚度。

16、本發(fā)明方法關(guān)鍵工藝參數(shù)選擇的理由如下：

17、1、冷軋軋制工藝的設(shè)定

18、冷軋軋制除了保證冷軋軋硬鋼板外形尺寸外，還要保證其表面獲得一定的粗糙度。研究表明，鋼基板與鍍層的結(jié)合力隨著基板表面粗糙度增加而增加，因?yàn)榇植诙鹊脑黾幽軌蛱岣咤円号c鋼基板的浸潤性，使它們結(jié)合得更加緊密。但粗糙度不能太高，否則一是冷軋機(jī)組生產(chǎn)難度大，二是會造成冷軋熱鍍鋁鋅鋼板表面鋅花過大，不美觀。綜合考慮，冷軋總壓下率為54％～76％；冷軋軋硬帶鋼表面粗糙度設(shè)定為0.8～1.5μm。

19、2、臥式連續(xù)退火爐爐內(nèi)氣氛、均熱段帶鋼的退火溫度、退火時(shí)間的設(shè)定

20、冷軋軋硬鋼板經(jīng)臥式連續(xù)退火爐退火，使鋼板在高溫下保持一定的時(shí)間，其目的是為了消除其冷軋變形應(yīng)力，得到完全退火狀態(tài)下的均勻組織，滿足力學(xué)性能的要求。通過研究發(fā)現(xiàn)，較高的退火溫度配合較高的h2爐內(nèi)氣氛，能夠充分還原鋼板表面氧化層，使鋼板表面處于還原狀態(tài)，在后續(xù)熱浸鍍時(shí)有利于鍍層結(jié)合力，但退火溫度過高超出機(jī)組能力，h2含量過高成本增加。綜合考慮產(chǎn)品力學(xué)性能、鍍層結(jié)合力、機(jī)組能力和成本，本發(fā)明設(shè)定冷軋軋硬鋼板在連續(xù)熱鍍鋁鋅機(jī)組的臥式連續(xù)退火爐中進(jìn)行連續(xù)退火時(shí)均熱段帶鋼溫度為790℃～830℃，退火時(shí)間為35s～50s，h2含量為20～25％。

21、3、臥式連續(xù)退火爐內(nèi)帶鋼冷卻速度的設(shè)定

22、高溫退火后的鋼板，經(jīng)過爐內(nèi)冷卻至入鋅鍋溫度，開始熱浸鍍。鋼板在高溫階段快速冷卻容易發(fā)生c翹，在后續(xù)的熱浸鍍時(shí)會造成局部鍍層過厚，不利于鍍層結(jié)合力，所以在高溫段需要以盡可能低的冷卻速度冷卻，上下表面冷卻風(fēng)量和壓力一致，防止產(chǎn)生c翹的產(chǎn)生。同時(shí)冷卻速度也不能太小，否則在冷卻段不能將鋼板冷卻至入鋅鍋溫度。綜合考慮大于等于680℃段冷卻速度3～7℃/s。

23、4、鋅鍋內(nèi)的鍍液溫度、熱鍍鋁鋅鋼板的基板入鋅鍋溫度、氣刀高度和鍍后帶鋼冷卻速度的設(shè)定

24、冷軋軋硬帶板在經(jīng)過臥式退火爐退火、爐內(nèi)冷卻后以一定的溫度經(jīng)過鋅鍋，在一定溫度的鍍液中進(jìn)行連續(xù)熱浸鍍，帶鋼出鋅鍋后經(jīng)氣刀噴吹，之后再經(jīng)過鍍后冷卻，達(dá)到至一定溫度，使鍍層固化。由于氣刀噴吹會使鋼板表面未凝固的鋅液向下流淌至鋅鍋，氣刀與鋅鍋液面有一定的距離，稱之為氣刀高度。由于氣刀和第一段鍍后冷卻器裝備安裝的空間限制，在氣刀至第一段鍍后冷卻器之間會留有一小段間隙，此段為自然空氣冷卻。在熱浸鍍過程中冷軋基板與鍍浴發(fā)生反應(yīng)形成鋅鋁鐵合金層，鋅鋁鐵合金層介于鍍層和冷軋基板之間，合金層結(jié)構(gòu)是影響產(chǎn)品結(jié)合力差的主要因素。本發(fā)明方法基于如下研究發(fā)現(xiàn)，冷軋熱鍍鋁鋅鋼板鍍層的脫落大多發(fā)生在合金層與冷軋基板之間，在較高的鋼板入鋅鍋溫度和鍍液溫度發(fā)生熱浸鍍時(shí)，鋼板與鍍液的反應(yīng)會劇烈，此時(shí)合金層與冷軋基板界面呈鋸齒狀，合金層與冷軋基板結(jié)合的越好，則鍍層的結(jié)合力越好。同時(shí)，合金層為脆性相，若厚度過厚，在成型時(shí)容易發(fā)生開裂或剝落，導(dǎo)致鍍層與基板的結(jié)合力差，為了抑制合金層增厚，需要在鋼板與鍍液接觸后，盡快在高溫度段冷卻至550～560℃以下，此時(shí)合金層已完成熔合和長大。在工藝上，需要?dú)獾陡叨取⒌谝欢卫鋮s器到氣刀的距離和鍍后冷卻速度等多個(gè)參數(shù)配合實(shí)現(xiàn)。氣刀的高度越低，第一段冷卻器到氣刀的距離越近，第一段冷卻速度越大，則合金層越薄，鍍層的結(jié)合力就越好。綜合鍍層結(jié)合力控制和設(shè)備能力，本發(fā)明設(shè)定鋅鍋內(nèi)鋁鋅液的溫度為600～605℃，鋼板入鋅鍋溫度為605～610℃，氣刀的高度為距離鋅鍋液面0.3m～0.7m，第一段冷卻器到氣刀的距離為0.5～0.9m，第一段冷卻速度為40～60℃/s，第一段冷卻結(jié)束溫度為550～560℃；第二段冷卻為將熱鍍鋁鋅鋼板自550～560℃空氣冷卻至280～300℃。

25、本發(fā)明方法生產(chǎn)的厚度為1.2～1.6mm冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的屈服強(qiáng)度rp0.2為140～180mpa，抗拉強(qiáng)度rm為235～320mpa，斷后伸長率a80mm為42％～47％，單面鍍層重量為70～90g/m2，冷軋熱鍍鋁鋅鋼板v型彎曲試驗(yàn)合格，鍍層無脫落。

26、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果：1、本發(fā)明通過控制冷軋軋硬鋼板與鍍液的浸潤性、合金層與鋼基板的熔合、合金層的厚度，以及防止冷軋熱鍍鋁鋅鋼板鍍層局部過厚等技術(shù)，解決了厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板鍍層結(jié)合力差的問題，實(shí)現(xiàn)了厚鍍層冷軋熱鍍鋁鋅鋼板在同類熱鍍鋁鋅機(jī)組的穩(wěn)定生產(chǎn)，提高了鋼板的制成品率，降低了制造成本。2、本發(fā)明方法通過冷軋軋制、退火、熱鍍和鍍后冷卻工序關(guān)鍵工藝的調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)，無需改變現(xiàn)有的工藝路徑，實(shí)施成本低。