抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱軋酸洗鋼及生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱軋酸洗鋼，其組分及wt%為：C：0.012～0.060%，Si≤0.10%，Mn：0.200～0.400%，P≤0.025%，S≤0.010%，Als：0.015～0.055%；生產(chǎn)方法：常規(guī)冶煉并連鑄成坯；對(duì)鑄坯加熱；熱軋；卷??；層流冷卻；酸洗工藝。本發(fā)明利用冷軋酸軋聯(lián)機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)的富余產(chǎn)能生產(chǎn)汽車(chē)用熱軋酸洗鋼，利用五機(jī)架的最后一個(gè)機(jī)架對(duì)酸洗鋼的表面粗糙度進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的表面粗糙度在0.8~2.0μm，具有良好的延展性、冷沖壓成形性、焊接性以及冷彎性，且鋼板的化學(xué)成分和機(jī)械性能穩(wěn)定，噸鋼生產(chǎn)成本降低不低于15%，完全滿(mǎn)足汽車(chē)用熱軋酸洗鋼的高標(biāo)準(zhǔn)制造要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
抗拉強(qiáng)度為31 OMPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱$1酸洗鋼及生產(chǎn) 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種汽車(chē)板及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表 面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能整體過(guò)剩的不斷加劇，低成本制造產(chǎn)品越來(lái)越受到鋼鐵行業(yè)的 重視;而另一方面汽車(chē)工業(yè)卻在飛速發(fā)展，汽車(chē)用鋼的需求越來(lái)越大，行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越 激烈，因此對(duì)材料成本的控制就至關(guān)重要。鋼鐵工業(yè)與汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步促進(jìn)了 汽車(chē)用熱社酸洗鋼的應(yīng)用與發(fā)展。
[0003] 汽車(chē)用熱社酸洗鋼厚度一般在2.0~6.0 mm的范圍，要求高表面質(zhì)量，W便滿(mǎn)足汽 車(chē)對(duì)鋼鐵材料的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，要求在帶鋼的表面不得有氣泡、裂紋、結(jié)瘤、折疊和夾雜等對(duì)使 用有害的缺陷，也不得有超過(guò)帶鋼厚度公差之半的影響帶鋼成形性能的缺陷，比如劃傷、壓 痕、麻點(diǎn)、漉印等缺陷。汽車(chē)用熱社酸洗鋼在乘用車(chē)中主用用于底盤(pán)系統(tǒng)中的大梁、副梁、前 橋、后橋;車(chē)輪系統(tǒng)中的輪穀、輪福;車(chē)身系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)件及安全件;座椅系統(tǒng)中的受力結(jié)構(gòu) 件及安全件、總計(jì)一臺(tái)乘用車(chē)酸洗鋼用量約100kg。而商用車(chē)的駕駛室安全結(jié)構(gòu)件、車(chē)廂底 板等都使用熱社酸洗鋼材料，總計(jì)一臺(tái)商用車(chē)酸洗鋼用量約16kg。
[0004] 汽車(chē)用熱社酸洗鋼的特點(diǎn)如下：與熱社普板相比，汽車(chē)用熱社酸洗鋼有W下幾個(gè) 優(yōu)點(diǎn)：一是高表面質(zhì)量，因?yàn)槿コ藥т摫砻娴难趸F皮，帶鋼表面質(zhì)量得到改善，提高了 材料的焊接性能與涂覆性能，且明顯提高了帶鋼的外觀(guān)效果，是理想的汽車(chē)結(jié)構(gòu)件材料;二 是高尺寸精度，汽車(chē)用熱社酸洗鋼經(jīng)平整工藝后，其板型得到優(yōu)化，從而減少了帶鋼平直度 差的缺陷。與冷社普板相比，在保證帶鋼表面質(zhì)量使用要求的前提下，汽車(chē)用熱社酸洗鋼 熱代冷"能為鋼廠(chǎng)降低生產(chǎn)成本、為用戶(hù)降低采購(gòu)成本。
[0005] 在國(guó)內(nèi)外有些大型鋼鐵企業(yè)擁有專(zhuān)業(yè)的連續(xù)式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線(xiàn)，而有些鋼鐵企 業(yè)只擁有推拉式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線(xiàn);還有的沒(méi)有熱社酸洗鋼生產(chǎn)線(xiàn)，只能外委生產(chǎn)熱社酸 洗鋼。連續(xù)式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)汽車(chē)用熱社酸洗鋼質(zhì)量有保證，但是設(shè)備投入成本太 高;推拉式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線(xiàn)與外委生產(chǎn)熱社酸洗鋼雖然成本降低了，質(zhì)量卻得不到保障， 尤其是生產(chǎn)有高表面質(zhì)量要求的汽車(chē)用熱社酸洗鋼。本發(fā)明克服了運(yùn)些不足，利用冷社酸 社聯(lián)機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)的富余產(chǎn)能生產(chǎn)汽車(chē)用熱社酸洗鋼，既滿(mǎn)足了汽車(chē)用熱社酸洗鋼的高表面要 求，也創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)初步檢索，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01210298259. X的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種厚度《1.8mm汽 車(chē)用薄規(guī)格熱社酸洗鋼的生產(chǎn)方法，其采用薄規(guī)格CSP工藝生產(chǎn)，鋼的化學(xué)成分按重量百分 數(shù)含量為：〇).04~0.07%，510.10~0.30%，]\1110.60~1.30%，？《0.025%，8《0.012%，1'10.02~ 0.04%，Al s0.0 10~0.030% ;薄板巧生產(chǎn)厚度《1.8mm?？估瓘?qiáng)度> 400MPa。生產(chǎn)步驟:鐵水脫 硫、爐冶煉并合金化處理;鋼包爐處理;連鑄連社;高壓水除憐，壓力控制在25~35MPa ;控制 社制、層流冷卻、卷取、酸洗、平整，控制平整延伸率不超過(guò)2% ;精整，采用靜電涂油。其存 在的不足：由于CSP產(chǎn)線(xiàn)的特點(diǎn)，限制了社鋼的壓縮比且鋼質(zhì)成分范圍狹窄，生產(chǎn)的鋼板板 型、表面質(zhì)量、力學(xué)性能較常規(guī)熱連社產(chǎn)品要差，不能滿(mǎn)足高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼的 要求。
[0006] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01310731354.9的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種380MPa級(jí)單面搪瓷用高 強(qiáng)度深沖熱社酸洗鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：MnO . 35-0.65%、Als0.0 15-0.045%、 Ti : 0.030-0.060〇/〇、S :0.008-0.016〇/〇、C《0.018〇/〇、Si《0.05〇/〇、P《0.020〇/〇、N《 0.006%。實(shí)例鋼的鋼的屈服強(qiáng)度>380MP，延伸率35%W上，本發(fā)明配合控制社制和控制冷 卻技術(shù)生產(chǎn)的搪瓷經(jīng)濕法或靜電單面搪瓷工藝制作的搪瓷制品無(wú)鱗爆，且密著性能良好， 滿(mǎn)足2萬(wàn)次1~9bar冷水循環(huán)水壓疲勞試驗(yàn)。其存在的不足：該鋼生產(chǎn)成本較高，Ti含量較 大，鋼板的力學(xué)性能卻低，屬于搪瓷鋼的生產(chǎn)范疇，不能代替高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼 使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在保證鋼板強(qiáng)度及使用性能的前 提下，鋼板表面粗糖度在0.8~2.0皿，且生產(chǎn)成本降低不低于15%的抗拉強(qiáng)度為310M化級(jí)高 表面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼及生產(chǎn)方法。
[000引實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施： 抗拉強(qiáng)度為310M化級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼，其組分及重量百分比含量為:C: 0.012~0.0600/0，Si《0.100/0，Mn:0.200~0.4000/0，P《0.0250/0，S《0.0100/0，Als:0.015~ 0.055%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0009] 其在于:C的重量百分比在0.012~0.030%。
[0010] 其在于:Als的重量百分比在0.048~0.055〇/〇。
[0011] 生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼的方法，其步驟： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成巧； 2) 對(duì)鑄巧加熱，加熱溫度為1280~1320°C; 3) 進(jìn)行熱社，并控制粗社出口溫度在1060~1120°C，精社終社溫度在860~900°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在600~650°C ; 5) 進(jìn)行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于20°C/s; 6) 進(jìn)行酸洗工藝： a、 進(jìn)行開(kāi)卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進(jìn)行拉矯，延伸率控制在0.5~1.5%; 采用S個(gè)酸洗槽酸社聯(lián)機(jī)進(jìn)行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在110~130g/L酸洗液，自由酸的濃度在30~50g/L酸洗液，酸洗溫度在70~ 85°C 酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L酸洗液，F(xiàn)e濃度在80~lOOg/L酸洗液，自由酸的 濃度在80~lOOg/L酸洗液，酸洗溫度在70~85°C ; 3#酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L酸 洗液，F(xiàn)e濃度在30~50g/L酸洗液，自由酸的濃度在140~160g/L酸洗液，酸洗溫度在70~85 °C;在每個(gè)酸洗槽內(nèi)按照10~12g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時(shí)間不超過(guò)18秒； C、進(jìn)行漂洗，漂洗槽采用四級(jí)梯級(jí)式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于4.0，電導(dǎo)率不超過(guò)65iis/cm:并在漂洗槽內(nèi)按照10~12g/L酸洗液加入緩蝕 劑； d、 進(jìn)行烘干，利用壓縮空氣將積存在鋼帶兩邊的殘液向鋼帶的外側(cè)吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°c; e、 進(jìn)行冷社平整，平整率設(shè)為1.0~3.0%，平整漉Ra為2.5皿;并使測(cè)厚儀全程投入使 用； f、 進(jìn)行常規(guī)靜電涂油。
[0012] 本發(fā)明中各元素及主要工藝的作用及機(jī)理 碳:碳元素是低碳鋼中最經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化元素，但含量過(guò)高降低了鋼的塑性和沖擊初性，惡 化冷成型性和焊接性能。碳當(dāng)量的增加還使鋼板的冷彎性能的合格率降低。因此需要在保 證強(qiáng)度的前提下，盡量的降低碳的含量。所W，根據(jù)實(shí)際需要將其含量限定在0.012~ 0.060%的范圍。
[0013] 娃:娃是廉價(jià)而有效的鋼液脫氧元素。但是其含量超過(guò)0.300%，則會(huì)惡化熱社鋼板 的表面質(zhì)量，進(jìn)而影響酸洗鋼的表面質(zhì)量，對(duì)于高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱社酸洗鋼尤其不利。所 W，將其含量限定在0.100%W下范圍。
[0014] 儘:儘是提高強(qiáng)度和初性最有效的元素，儘能夠擴(kuò)大奧氏體區(qū)，可改善鋼的強(qiáng)度- 延伸平衡性。但是過(guò)高的Mn含量會(huì)對(duì)鋼的延展性和沖擊性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。鑒于此，將其 上限定為0.50%，所W，將其含量限定在0.200~0.400%范圍。
[0015] 憐:憐是可W提高鋼的強(qiáng)度的元素，但是降低了鋼的塑性，也對(duì)焊接性能不利，并 增加焊接開(kāi)裂的敏感性，因此，在汽車(chē)用熱社酸洗鋼中是一種有害的元素，應(yīng)盡可能降低憐 在鋼中的含量。且憐易引起鑄巧中屯、偏析，引起冷彎成形性能、初性發(fā)生惡化，因此，設(shè)定其 含量上限為0.025%。
[0016] 硫:硫是非常有害的元素。鋼中的硫主要W(MnJe)S夾雜的形式存在于鋼中，運(yùn)種 硫化物夾雜對(duì)鋼的沖擊初性、冷彎性能、塑性等是十分不利的，并造成鋼板性能的各向異 性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越好?；趯?duì)鋼板冷彎成形工藝和制造成本的考慮， 擬將鋼中硫含量控制在0. 〇l〇%W下。
[0017] 侶：侶是為了脫氧而添加的，當(dāng)Als含量不足0.010%時(shí)，不能發(fā)揮其效果；另一方 面，侶影響鋼的焊接性能，添加多量的侶容易形成氧化侶團(tuán)塊，所W，規(guī)定Als上限為 0.050%。因此，Als含量限定在0.015~0.055%范圍。
[0018] 本發(fā)明中，酸洗及平整工藝就是在沒(méi)有熱社連續(xù)式酸洗生產(chǎn)線(xiàn)的情況下，利用酸 社聯(lián)機(jī)的富余產(chǎn)能進(jìn)行。運(yùn)樣就有效的利用了設(shè)備能力，增加了經(jīng)濟(jì)效益。整個(gè)酸洗鋼在酸 社聯(lián)機(jī)生產(chǎn)的工序?yàn)?開(kāi)卷^矯直^切頭切尾^焊接^(guān)拉矯^酸洗(加緩蝕劑漂洗(加 緩蝕劑烘干^剪邊^(qū)平整^卷取^精整^涂油^酸洗成品。
[0019] 在本發(fā)明中，之所W在酸洗及漂洗槽中加入緩蝕劑，目的在于防止帶鋼在酸液及 漂洗中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生過(guò)酸洗情況，從而獲得表面質(zhì)量?jī)?yōu)良的熱社酸洗鋼帶，W滿(mǎn)足 不斷要求高質(zhì)量的汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展需求。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其具有良好的延展性能、冷沖壓成形性能、焊接性能W及 冷彎性能良好，且鋼板的化學(xué)成分和機(jī)械性能穩(wěn)定，冷沖壓成形性能良好，并擁有高表面質(zhì) 量，完全能夠滿(mǎn)足汽車(chē)用熱社酸洗鋼的高標(biāo)準(zhǔn)制造要求。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]附圖1為本發(fā)明的金相組織結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面對(duì)本發(fā)明予W詳細(xì)描述： 表1為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的組分取值列表； 表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的酸洗前主要工藝參數(shù)取值列表； 表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的酸洗及漂洗工藝參數(shù)取值列表； 表4為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例性能檢測(cè)結(jié)果列表。
[0023] 本發(fā)明各實(shí)施例均按照W下步驟生產(chǎn)： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成巧； 2) 對(duì)鑄巧加熱，加熱溫度為1280~1320°C; 3) 進(jìn)行熱社，并控制粗社出口溫度在1060~1120°C，精社終社溫度在860~900°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在600~650°C ; 5) 進(jìn)行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于20°C/s; 6) 進(jìn)行酸洗工藝： a、 進(jìn)行開(kāi)卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進(jìn)行拉矯，延伸率控制在0.5~1.5%; 采用S個(gè)酸洗槽酸社聯(lián)機(jī)進(jìn)行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在110~130g/L酸洗液，自由酸的濃度在30~50g/L酸洗液，酸洗溫度在70~ 85°C 酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L酸洗液，F(xiàn)e濃度在80~lOOg/L酸洗液，自由酸的 濃度在80~lOOg/L酸洗液，酸洗溫度在70~85°C ; 3#酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L酸 洗液，F(xiàn)e濃度在30~50g/L酸洗液，自由酸的濃度在140~160g/L酸洗液，酸洗溫度在70~85 °C;在每個(gè)酸洗槽內(nèi)按照10~12g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時(shí)間不超過(guò)18秒； C、進(jìn)行漂洗，漂洗槽采用四級(jí)梯級(jí)式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于4.0，電導(dǎo)率不超過(guò)65iis/cm:并在漂洗槽內(nèi)按照10~12g/L酸洗液加入緩蝕 劑； d、 進(jìn)行烘干，利用壓縮空氣將積存在鋼帶兩邊的殘液向鋼帶的外側(cè)吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進(jìn)行冷社平整，平整率設(shè)為1.0~3.0%，平整漉Ra為2.5皿;并使測(cè)厚儀全程投入使 用； f、 進(jìn)行常規(guī)靜電涂油。
[0024] 表1、表2及表3中的取值并非--對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0025] 表1本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例鋼的化學(xué)成分取值列表(wt.%)
表3本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的酸洗及漂洗、烘干工藝參數(shù)取值列表
注:表3中I為每升酸洗液;漂洗介質(zhì)為冷凝水或脫鹽水;烘干采用壓縮空氣。
[0026]表4本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例產(chǎn)品的性能檢測(cè)結(jié)果列表
從表4中可W獲知，本發(fā)明鋼由于具有良好的綜合力學(xué)性能，能夠替代同級(jí)別的冷社產(chǎn) 品，在汽車(chē)上廣泛應(yīng)用，從而降低汽車(chē)制造成本，提高效益。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，成本降低率平均在 15.3%〇
[0027]本【具體實(shí)施方式】?jī)H為最佳例舉，并非對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱乳酸洗鋼，其組分及重量百分比含量為： C:0.012~0.060%，Si<0.10%，Mn:0.200~0.400%，P<0.025%，S<0.010%，Als:0.015~ 0.055%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。2. 如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱乳酸洗鋼，其特征在 于:C的重量百分比在0.012~0.030%。3. 如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱乳酸洗鋼，其特征在 于:Als的重量百分比在0.048~0.055%。4. 生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為310MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車(chē)用熱乳酸洗鋼的方 法，其步驟： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成坯； 2) 對(duì)鑄坯加熱，加熱溫度為1280~1320 °C; 3) 進(jìn)行熱乳，并控制粗乳出口溫度在1060~1120°C，精乳終乳溫度在860~900°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在600~650°C ; 5) 進(jìn)行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于20°C/s; 6) 進(jìn)行酸洗工藝： a、 進(jìn)行開(kāi)卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進(jìn)行拉矯，延伸率控制在0.5~1.5%; 采用三個(gè)酸洗槽酸乳聯(lián)機(jī)進(jìn)行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在110~130g/L酸洗液，自由酸的濃度在30~50g/L酸洗液，酸洗溫度在70~ 85°C ;2#酸洗槽:總的酸濃度在160~180g/L酸洗液，F(xiàn)e濃度在80~100g/L酸洗液，自由酸的 濃度在80~100g/L酸洗液，酸洗溫度在70~85°C ; 3#酸洗槽：總的酸濃度在160~180g/L酸 洗液，F(xiàn)e濃度在30~50g/L酸洗液，自由酸的濃度在140~160g/L酸洗液，酸洗溫度在70~85 °C ;在每個(gè)酸洗槽內(nèi)按照10~12g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時(shí)間不超過(guò)18秒； c、 進(jìn)行漂洗，漂洗槽采用四級(jí)梯級(jí)式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于4.0，電導(dǎo)率不超過(guò)65yS/cm :并在漂洗槽內(nèi)按照10~12g/L酸洗液加入緩蝕 劑； d、 進(jìn)行烘干，利用壓縮空氣將積存在鋼帶兩邊的殘液向鋼帶的外側(cè)吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進(jìn)行冷乳平整，平整率設(shè)為1.0~3.0%，平整輥Ra為2.5μπι;并使測(cè)厚儀全程投入使 用； f、 進(jìn)行常規(guī)靜電涂油。
【文檔編號(hào)】C23G3/02GK105925891SQ201610557286
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】王立新, 梁文, 劉斌, 劉永前, 劉昌明, 趙江濤, 胡俊, 王輝, 趙廣威
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵股份有限公司