一種屈服強度為210MPa級的鐵?鋅鍍層鋼板及生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種屈服強度為210MPa級的鐵?鋅鍍層鋼板，其化學(xué)組分及wt%為：C:0.03～0.04%，Si：0.007～0.015%，Mn：0.32～0.4%，P≤0.02%，S≤0.01%，Als：0.015～0.05%，N≤0.005%。生產(chǎn)步驟：對經(jīng)冷軋的鋼板進行連續(xù)熱鍍鋅；鋼板在采取保溫措施下送至鋅?鐵擴散處理加熱爐；對鍍鋅后的鋼板進行先高溫后低溫的鋅?鐵擴散處理。自然冷卻至室溫并待用。本發(fā)明能在保證鋼板使用力學(xué)的前提下，還能使合金化鍍層表面結(jié)構(gòu)致密、無明顯微裂紋缺陷、鍍層表面鋅?鐵晶粒細小且大小分布均勻，鍍層與鋼基板結(jié)合牢固，并在沖壓成形時鍍層不易出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種屈服強度為210MPa級的 鐵-鋅鍍層鋼板及生產(chǎn)方法，且適用于鋼板的厚度在0.7-1.2_。 一種屈服強度為21 OMPa級的鐵-鋅鍍層鋼板及生產(chǎn)方法
【背景技術(shù)】
[0002]鋅-鐵鍍層鋼板(GA)具有優(yōu)良的抗腐蝕性、涂裝性、焊接性及抗石礫擊打性能，廣 泛應(yīng)用于汽車面板。然而，在其鍍層表面卻容易出現(xiàn)鋅渣鋅灰、鍍層截面鐵含量及相結(jié)構(gòu)分 布不均，沖壓成型時易出現(xiàn)鍍層的脫落與粉化等不足，從而給沖壓零件表面質(zhì)量和生產(chǎn)模 具帶來不利影響。
[0003]經(jīng)專利檢索，發(fā)現(xiàn)一種無粉化厚規(guī)格鋅鐵合金化板的生產(chǎn)方法，將厚度為1.6~ 2. Omm帶鋼在連續(xù)生產(chǎn)線上經(jīng)退火、鍍鋅、合金化、平整、切割步驟得到鋅鐵合金化板;其特 征在于，所述鍍鋅步驟中，控制鋅液溫度在460 ± 5 °C，鋅液鋁含量在0.12~0. Hwt %。
[0004] 與本發(fā)明申請相比，本申請的鋅液鋁含量在0.08-0.12wt%，明顯低于該文獻的 0.12~0.14wt%。如果鋅液鋁含量偏高，則鋅液中形成的鋁-鐵抑制層對鐵向鍍層鋅中的擴 散的抑制阻力會更大，不利于鐵的擴散。所以說，兩種材料的特性不一樣，其要求的鋅液鋅 含量也不一樣。
[0005] 另外，本專利的帶鋼厚度規(guī)格在0 · 7-1 · 2mm，也明顯低于文獻中的1 · 6~2 · Omm厚 度。顯然，帶鋼越薄，其生產(chǎn)的工藝技術(shù)要求越高，操作控制難度更大，相應(yīng)的用途和特性也 不一樣。
[0006] 因此，此文獻所述的生產(chǎn)工藝條件和材料厚度規(guī)格等關(guān)鍵指標與本發(fā)明不同，二 者沒有可比性。
[0007] 專利檢索還發(fā)現(xiàn)了一種合金化工藝溫度，其溫度數(shù)據(jù)為450、480、510、540(°〇，但 其加加熱方式都是采用的恒定式溫度加熱，即加熱時溫度一步到位，中間沒有分段或變化。 通常，加熱方式分為三種，包括恒定式加熱、先低后高式分段加熱、先高后低式加熱。而本專 利采用的是先高后低式加熱方式，與文獻中所述的加熱方式明顯不同。合金化處理的加熱 方式與生產(chǎn)設(shè)備或材料特性有關(guān)。如果采用全封閉式的合金化爐，則可采用一步到位式加 熱方式，但這種設(shè)備的投入很高，裝備復(fù)雜，維護和配件的成本也很高。但是，如果對加熱方 式進行優(yōu)化，即采用先高后低的加熱方式，則可使用半封閉式合金化爐，其設(shè)備投入和后期 維護費用就會低很多。顯然，采用先高后低的加熱方式，其技術(shù)含量更高，生產(chǎn)成本更低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能在保證鋼板使用力學(xué)的前提 下，還能使合金化鍍層表面結(jié)構(gòu)致密、無明顯微裂紋缺陷、鍍層表面鋅-鐵晶粒細小且大小 分布均勻，鍍層與鋼基板結(jié)合牢固，并在沖壓成形時鍍層不易出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象的屈服 強度為210MPa級的鐵-鋅鍍層鋼板及生產(chǎn)方法。
[0009] 實現(xiàn)上述目的的措施： 一種屈服強度為210MPa級的鐵-鋅鍍層鋼板，其化學(xué)組分及重量百分比含量為：C: 0.03~0.04%，Si:0.007~0.015%，Mn:0.32~0.4%，P<0.02%，S<0.01%，Als:0.015~ 0.05%，N彡0.005%，余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010] 生產(chǎn)一種屈服強度為210MPa級的鐵-鋅鍍層鋼板的鍍鋅方法，其在于:其步驟： 1) 對經(jīng)冷乳的鋼板進行連續(xù)熱鍍鋅，并控制鋅鍋溫度控制在455~465°C，帶鋼入鋅鍋溫 度控制在460~490°C ;控制鋅液中鋁重量百分比含量在0.08-0.12%; 2) 鍍鋅結(jié)束后，對鋼板在采取保溫措施下送至鋅-鐵擴散處理加熱爐，保溫溫度在480-500 °C； 3) 對鍍鋅后的鋼板進行先高溫后低溫的鋅-鐵擴散處理:先將鋼板在加熱速度不低于 200°C/s的條件下加熱到550°C，再將加熱溫度降低至520°C。
[0011] 4)鋅-鐵擴散處理后自然冷卻至室溫并待用。
[0012] 本發(fā)明中C、Mn、Si等主要強化元素的作用及機理： C是間隙強化元素，其特點是強化效果明顯，原料成本低。含量要求控制在0.03-0.04%， 波動范圍小于0.01%，如果含量低于0.03%或高于0.04%，則材料的強度容易偏低或偏高。
[0013] Mn是置換強化元素，其特點是強化略低于C元素，成本高于C元素。含量要求控制在 0.32-0. 40%，波動范圍小于0.08%，如果含量低于0.32%或高于0.40%，則材料的強度會偏低 或偏尚。
[0014] Si的強化效果和原料成本均介于C和Mn元素之間。含量要求不超過0.015%，如果此 數(shù)值，則材料的強度容易偏高。
[0015] 本發(fā)明之所以對冷乳板進行連續(xù)熱鍍鋅及鋅-鐵擴散處理中，將鋅鍋溫度控制在 460 ± 5 °C，帶鋼入鋅鍋溫度控制在460~490 °C，即將帶鋼入鋅鍋溫度高于鋅鍋溫度不超過30 °C，其在于通過帶鋼自身的溫度來平穩(wěn)提供鋅鍋熱量，以彌補鋅鍋溫度的自然下降而要啟 動電加熱器增溫。因啟動鋅鍋電加熱器來增加熱量，會引起鋅液溫度較大波動，造成鋅鍋底 部鋅渣上浮，污染鋼板鋅層表面，形成鍍層表面鋅渣或鋅灰。這就是本發(fā)明的鋼板表面無鋅 渣的關(guān)鍵所在。
[0016] 本發(fā)明之所以將鋅液中的鋁含量控制在0.08-0.12%，作用有二:其一是在鋅液中 形成Fe2Al 5的中間層或過濾層，避免鋼基中的Fe原子大量擴散到鋅液中，減輕Fe含量過高對 鋅液純凈度的影響，從而改善鍍層表面的清潔質(zhì)量。其二是如鋅液中鋁含量高于0.12%，形 成的過濾層就會偏厚，鐵原子難以適量的進入鋅-鐵鍍層，而不能形成有效的鋅-鐵鍍層。當(dāng) 然，如鋅液中鋁含量低于0.08%，則Fe 2Al5的中間層或過濾層太薄，達不到適量過濾鐵原子效 果。
[0017] 本發(fā)明在鋅-鐵擴散處理時，之所以采取先高溫后低溫的加熱處理方式，即先在加 熱速度在不低于200°C/s條件先加熱到550°C，再將溫度降溫到520°C，在于彌補煙囪效應(yīng)產(chǎn) 生的溫度不均的不足。采用此種鋅-鐵擴散處理加熱方式，能進一步提高鍍層截面鐵含量及 均勻性。
[0018] 本發(fā)明之所以在鋅-鐵擴散處理時，對在鋅鍋與鋅-鐵擴散處理爐之間的鍍鋅鋼板 采取在480-500°C下保溫措施，是由于兩者工序中有已定距離，帶鋼裸露在空氣中二是溫度 下降，這樣則會使帶鋼中的鐵原子因溫度低而不能向鍍層中擴散，造成鍍層中鐵含量分布 不均勻。其解決了鐵原子在常溫下不能擴散、致鍍層中鐵含量分布不均勻的問題。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能在保證鋼板使用力學(xué)的前提下，還能使合金化 鍍層表面結(jié)構(gòu)致密、無明顯微裂紋缺陷、鍍層表面鋅-鐵晶粒細小且大小分布均勻，鍍層與 鋼基板結(jié)合牢固，并在沖壓成形時鍍層不易出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0020] 附圖1為本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品鍍層表面形貌圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面對本發(fā)明予以詳細描述： 表1為本發(fā)明各實施例及對比例的化學(xué)成分取值列表； 表2為本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)取值列表； 表3為本發(fā)明各實施例及對比例的拉伸性能和鍍層質(zhì)量情況列表。
[0022] 本發(fā)明各實施例均按以下工藝生產(chǎn)： 1) 對經(jīng)冷乳的鋼板進行連續(xù)熱鍍鋅，并控制鋅鍋溫度控制在455~465°C，帶鋼入鋅鍋溫 度控制在460~490°C ;控制鋅液中鋁重量百分比含量在0.08-0.12%; 2) 鍍鋅結(jié)束后，對鋼板在采取保溫措施下送至鋅-鐵擴散處理加熱爐，保溫溫度在480-500 °C； 3) 對鍍鋅后的鋼板進行先高溫后低溫的鋅-鐵擴散處理:先將鋼板在加熱速度不低于 200°C/s的條件下加熱到550,再將加熱溫度降低至520°C。
[0023] 4)鋅-鐵擴散處理后自然冷卻至室溫并待用。
[0024] 表1本發(fā)明各實施案例及對比例的化學(xué)成分取值列表(wt.%)
表2本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)取值列表
從表3可以看出，所實施案例的鋼板厚度在0.7-1.2mm，相應(yīng)的力學(xué)性能優(yōu)異，屈服強 度、抗拉強度與延伸率均滿足相應(yīng)要求，其中，屈服強度分布在225-245(MPa)，延伸率在 44.5-46(%)，鍍層截面鐵含量在9.7~10.2(%)，60° V彎測試抗粉化性能均在1級，明顯優(yōu)于 常規(guī)的2級。產(chǎn)品在沖壓成形過程中未出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象。而對比樣的鐵含量為8.2-8.3 (%)，與目標值10. 〇%的差距較大;相的抗粉化指標也只有2級，明顯低于本發(fā)明的1級指標。 [0025]本【具體實施方式】僅為最佳例舉，并非對本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實施。
【主權(quán)項】
1. 一種屈服強度為210MPa級的鐵-鋅鍍層鋼板，其化學(xué)組分及重量百分比含量為：C: 0.03~0.04%，Si:0.007~0.015%，Mn:0.32~0.4%，P<0.02%，S<0.01%，Als:0.015~ 0.05%，N彡0.005%，余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的一種屈服強度為210MPa級的鐵-鋅鍍層鋼板的鍍鋅方法，其 特征在于:其步驟： 1) 對經(jīng)冷乳的鋼板進行連續(xù)熱鍍鋅，并控制鋅鍋溫度控制在455~465°C，帶鋼入鋅鍋溫 度控制在460~490°C ;控制鋅液中鋁重量百分比含量在0.08-0.12%; 2) 鍍鋅結(jié)束后，對鋼板在采取保溫措施下送至鋅-鐵擴散處理加熱爐，保溫溫度在480-500。。； 3) 對鍍鋅后的鋼板進行先高溫后低溫的鋅-鐵擴散處理:先將鋼板在加熱速度不低于 200°C/s的條件下加熱到550°C，再將加熱溫度降低至520°C ; 4) 鋅-鐵擴散處理后自然冷卻至室溫并待用。
【文檔編號】C22C38/02GK106086633SQ201610728440
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發(fā)明人】陳宇, 杜曉峰, 彭濤, 方芳, 胡寬輝, 潘利波, 李立軍, 張彥文, 王立輝
【申請人】武漢鋼鐵股份有限公司