一種屈服強度≥220MPa鐵鋅合金鍍層鋼板的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鍍鋅鋼板的生產方法，具體地屬于一種屈服強度彡220MPa鐵鋅 合金鍍層鋼板的生產方法。
【背景技術】
[0002] 鋅鐵合金鍍層鋼板由于具有優(yōu)良的抗腐蝕性、涂裝性、焊接性及抗石礫擊打性能， 被廣泛應用于汽車面板。然而，目前的鋅鐵合金表面鍍層結構由于致密性能差，鍍層表面組 織粗大、晶粒尺寸大小分布不均且表面有明顯的微裂紋，在沖壓成形時，易出現(xiàn)鍍層的脫落 與粉化，從而造成沖壓零件表面質量不符合要求，不能滿足用戶需要。
[0003] 經初步檢索：公開報道的《一種耐粉化性優(yōu)異的高強度合金化熔融鍍鋅鋼板》，其 采用如下構成：至少在原材鋼板的一面具有Fe-Zn合金鍍層，從所述鍍層的表面向鍍層 深度方向以300以上的厚度，存在A1 (原子％)/Zn(原子％)多0. 10的區(qū)域，并公開根據需 要，通過特定原材鋼板的化學成分組成和組織，從而使加工性也優(yōu)選的合金化熔融鍍鋅鋼 板 [1]。合金化鍍鋅板鍍層脫落機理研究首先分析合金化熱鍍鋅板鍍層的微觀結構特性、基 于鍍層材料脆性多層特征，分析了復雜變形條件下鍍層的應力應變狀態(tài)，將層合材料的破 壞準則和脆性材料應變能密度S因子失效準則應用于鍍層材料，提出單層材料破壞與裂紋 擴展相結合是鍍層材料脫落的主要原因[9]。為解決高強鋼的可鍍性同時保證強度，本文提 出了一種新的雙相鋼熱鍍鋅工藝，即：上料一開卷清洗一兩相區(qū)退火一緩冷及水淬一酸洗 -再加熱一鍍鋅（或/及合金化）一冷卻一平整一后處理及卷取，其中，采用水淬快速冷 卻先完成馬氏體相變，之后進行酸洗，一方面去除鋼板表面氧化鐵皮，另一方面可以洗去表 面富集的Mn，Si等合金元素以改善可鍍性，然后再加熱到460°C左右熱鍍鋅或/及合金化 退火。由于采用相變后熱鍍鋅，該工藝將提高鍍鋅雙相鋼退火冷卻時的淬透性問題轉變?yōu)?提高雙相鋼再加熱鍍鋅時馬氏體組織的回火穩(wěn)定性問題 [12]。應用鍍鋅模擬器探討了鍍鋅 槽中銻（Sb)含量、鋼板表面粗糙度以及冷卻速率對金屬鋅鍍層微觀結構的影響。鋼板表面 粗糙度分為相對粗糙和相對光滑兩種，冷卻速率的范圍是〇.Ι-lOK/s，鍍鋅槽中Sb的范圍 是0-0.lwt%。通常，隨著鍍鋅槽中Sb含量的增加，鍍層中晶粒尺寸逐漸增大，并且在平行于 鋼板表面的方向上形成{0002}晶面。增加鋼板表面粗糙度會減小鍍層晶粒尺寸并促進形 成更加無序的鍍層晶體結構，當鍍鋅槽中Sb含量為0.lwt%，冷卻速率為lOK/s時，鋼板表 面粗糙度對晶粒尺寸影響不顯著。增加冷卻速率有利于減小鍍層晶粒尺寸，并促進{0002} 方向的生長 [19]。該文獻是研究鍍鋅后冷卻速度對鋼板表面粗糙度的影響，其冷卻速度最大 僅為ΙΟΚ/s，對鍍層結構致密性改善有限。另一篇文獻公開了《一種制造高強度鍍鋅鋼板 的方法》，其包括熱乳形成一個鋼板；在連續(xù)退火期間，將鋼板加熱到750°C到900°C之間。 在500°C到A1轉變溫度之間平均加熱速率至少10°C/s;保持此溫度至少10s;將鋼板以 10°C/s的冷卻速率從750°C冷卻到（Ms點-100°C)到（Ms點-200°C);鋼板重結晶溫度為 350°C到600°C;保持此溫度10s到600s;將鋼板鍍鋅。該文獻是研究鍍鋅后冷卻速度對鋼 板表面粗糙度的影響，其冷卻速度最大僅為lOK/s，對鍍層結構致密性改善有限。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種在保證其使用力學性能的前提下，鋅 鐵合金鍍層表面晶粒細小、大小分布均勻、鍍層表面孔洞所占面積比< 5%、表面無微裂紋， 沖壓成形時鍍層不易出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象的屈服強度多220MPa鐵鋅合金鍍層鋼板的生產 方法。
[0005] 實現(xiàn)上述目的的措施： 一種屈服強度多220MPa鐵鋅合金鍍層鋼板的生產方法，其步驟： 1) 經鐵水脫硫、轉爐冶煉并連鑄成坯； 2) 進行熱乳，并控制粗乳乳制溫度在1020~1060°C，控制精乳終乳溫度在860~ 890°C;3)進行卷取，控制卷取溫度在650~700°C; 4) 進行冷乳并乳至所需厚度； 5) 進行連續(xù)熱鍍鋅，并控制機組速度在100~130m/min，鋅液溫度在457~463°C; 6) 進行鍍鋅后的快速冷卻：在上行段采用氣霧冷卻，在冷卻速度40~60°C/s下冷卻 至 470 ~490°C; 7) 在進行鋅鐵合金化后，采用氣霧進行冷卻，其冷卻速度控制在30~50°C/s; 8) 進行光整，并光整延伸率控制在0. 1~0. 7% ; 9) 進行涂油處理，控制上、下表面涂油量各< 35g/m2; 10) 取樣、性能測試及后續(xù)工序處理。
[0006] 本發(fā)明在鋼板鍍鋅出鋅鍋后，在上行段采用氣霧按照冷卻速度40~60°C/s進行 超快速冷卻，在于使鋼板表面粘附的鋅液快速凝固，通過增大形核率，從而獲得晶粒充分細 化、大小分布均勻、鍍層結構致密且表面無明顯微裂紋缺陷的理想初始純鋅鍍層組織。
[0007] 之所以在理想初始純鋅鍍層組織的基礎上，再在合金化后采用氣霧冷卻，并按照 冷卻速度30~50°C/s進行超快速冷卻，以在于防止合金鍍層中各鋅鐵合金相在高溫下的 長大，以最終獲得合金化鍍層表面組織細小、晶粒尺寸分布均勻、鍍層結構致密且表面無明 顯微裂紋缺陷的理想鋅鐵合金鍍層組織。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，在保證屈服強度為220MPa~260MPa，抗拉強度為300 MPa~380MPa，伸長率多43%的前提下，鋅鐵合金鍍層表面晶粒細小、大小分布均勻、鍍層 表面孔洞所占面積比< 5%、表面無微裂紋，沖壓成形時鍍層不易出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象，BP 90°V彎測試評級達2級。
【附圖說明】
[0009] 附圖為本發(fā)明表面鋅鐵合金鍍層鋼板鍍層表面形貌圖。
【具體實施方式】
[0010] 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主要工藝參數(shù)列表； 表2為本發(fā)明各實施例及對比例的性能檢測結果列表。
[0011] 本發(fā)明各實施例均按照以下步驟進行生產： 1) 經鐵水脫硫、轉爐冶煉并連鑄成坯； 2) 進行熱乳，并控制粗乳乳制溫度在1020~1060°C，控制精乳終乳溫度在860~ 890°C;3)進行卷取，控制卷取溫度在650~700°C; 4) 進行冷乳并乳至所需厚度； 5) 進行連續(xù)熱鍍鋅，并控制機組速度在100~130m/min，鋅液溫度在457~463°C; 6) 進行鍍鋅后的快速冷卻：在上行段采用氣霧冷卻，在冷卻速度40~60°C/s下冷卻 至 470 ~490°C; 7) 在進行鋅鐵合金化后，采用氣霧進行冷卻，其冷卻速度控制在30~50°C/s; 8) 進行光整，并光整延伸率控制在0. 1~0. 7% ; 9)進行涂油處理，控制上、下表面涂油量各<35g/m2; 10) 取樣、性能測試及后續(xù)工序處理。
[0012] 表1本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表
表2本發(fā)明各實施例及對比例的性能檢測結果列表
從表2可以看出，所實施案例力學性能優(yōu)異，屈服強度、抗拉強度與延伸率均滿足相應 要求，尤其是孔洞所占面積比均小于5%，相應的V彎粉化評級也小于2級。但是，對比例1、 2的拉伸性能雖然都滿足指標要求，但其孔洞所占面積比均大于7%，相應的V彎粉化評級也 小于3級。
[0013] 從圖1可以看出，該超快冷工藝生產的屈服強度在220MPa以上的鋅鐵合金鍍層高 強鋼板鍍層表面組織得到了充分的細化，且晶粒尺寸大小分布均勻，鍍層結構致密，孔洞所 占面積比<5%，表面無明顯的微裂紋缺陷，鍍層具備合適的強度與塑性，光整后表面呈現(xiàn)出 明顯的光整壓痕?；诖?，生產的該屈服強度在220MPa以上的鋅鐵合金鍍層高強鋼板的抗 粉化性能良好，如表2所示，所實施五個案例90° V彎測試結果均為2級，產品在相應零件 的沖壓成形過程中未出現(xiàn)明顯的粉化與脫落現(xiàn)象。
[0014] 本【具體實施方式】僅為最佳例舉，并非對本發(fā)明技術方案的限制性實施。
【主權項】
1. 一種屈服強度彡220MPa鐵鋅合金鍍層鋼板的生產方法，其步驟： 1) 經鐵水脫硫、轉爐冶煉并連鑄成坯； 2) 進行熱乳，并控制粗乳乳制溫度在1020~1060°C，控制精乳終乳溫度在860~ 890°C;3)進行卷取，控制卷取溫度在650~700°C; 4) 進行冷乳并乳至所需厚度； 5) 進行連續(xù)熱鍍鋅，并控制機組速度在100~130m/min，鋅液溫度在457~463°C; 6) 進行鍍鋅后的快速冷卻：在上行段采用氣霧冷卻，在冷卻速度40~60°C/s下冷卻 至 470 ~490°C; 7) 在進行鋅鐵合金化后，采用氣霧進行冷卻，其冷卻速度控制在30~50°C/s; 8) 進行光整，并光整延伸率控制在0. 1~0. 7% ; 9) 進行涂油處理，控制上、下表面涂油量各< 35g/m2; 10) 取樣、性能測試及后續(xù)工序處理。
【專利摘要】一種屈服強度≥220MPa鐵鋅合金鍍層鋼板的生產方法：經鐵水脫硫、轉爐冶煉并連鑄成坯；進行熱軋；卷取；冷軋至所需厚度；連續(xù)熱鍍鋅；快速冷卻；鋅鐵合金化后采用氣霧進行冷卻；光整；涂油處理；取樣、性能測試及后續(xù)工序處理。本發(fā)明在保證屈服強度為220MPa～260MPa，抗拉強度為300MPa～380MPa，伸長率≥43%的前提下，鋅鐵合金鍍層表面晶粒細小、大小分布均勻、鍍層表面孔洞所占面積比≤5%、表面無微裂紋，沖壓成形時鍍層不易出現(xiàn)粉化與脫落現(xiàn)象，即90°V彎測試評級達2級。
【IPC分類】C23C2/40, C21D8/02, C23C2/06
【公開號】CN105274301
【申請?zhí)枴緾N201510764471
【發(fā)明人】許竹桃, 陳宇, 周元貴, 歐陽珉路
【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月11日