CN102839322A - 一种汽车用热镀锌钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种汽车用热镀锌钢板，其化学成分质量百分数为：0.001%≤C≤0.003%，0.05%≤Mn≤0.15%，Si≤0.03%，P≤0.02%，0.008%≤S≤0.015%，0.02%≤Alt≤0.07%，0.05%≤Ti≤0.09%，0.0002%≤B≤0.010%，N≤0.004%，余量为Fe和微量元素。本发明还公开了一种生产上述汽车用热镀锌钢板的方法，本发明提供的一种汽车用热镀锌钢板及其生产方法通过成分配比，调整炼钢过程的硫含量，在对热轧、连续退火、热镀锌和光整等工艺进行优化的基础上生产出连续退火热镀锌钢板，此钢板具有加工硬化指数n90值较高的特点，能够满足拉胀成形汽车板的生产需要。
Description
技术领域
本发明属于本发明属于金属材料加工领域，具体涉及一种汽车用热镀锌钢板及其生产方法。
背景技术
无间隙原子热镀锌钢板（DX54D+Z），现大量采用连续退火工艺生产，其多用于汽车工业，其中包括许多拉深-胀型成形（简称拉胀成形）的零件，如：门内板、翼子板、后纵梁等，按CB/T 2518-2008对同类钢种的要求，其成分为：C≤0.12%，Mn≤0.60%，Si≤0.50%，P≤0.10%，S≤0.045%，Ti≤0.30%，余量为Fe。国标CB/T 2518-2008对其屈服强度要求120MPa≤Rel≤220MPa，抗拉强度要求260MPa≤Rm≤350MPa，断后伸长率要求A80≥36%，n90≥0.18，r90≥1.6。欧标EN10346-2009中对其成分要求为C≤0.12%，Mn≤0.60%，S≤0.50%，P≤0.10％，Ti≤0.30%，其性能要求为屈服强度120MPa≤Rel≤220MPa，抗拉强度260MPa≤Rm≤350MPa，断后伸长率要求A80≥36%，n90≥0.17，r90≥1.6。对于该钢种，通常生产获得的Rel在140-200MPa范围内，A80≥41%，n90在0.19-0.23范围内，r90在2.2-2.7范围内，而拉胀成形时往往要求Rel≤180MPa，A80≥43%，n90≥0.23，r90≥2.0。因此目前该钢种的加工硬化指数n90值偏低，较难满足拉胀成形的要求。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有无间隙原子热镀锌钢板n90值偏低，不利于进行拉胀成形的问题，提供一种汽车用热镀锌钢板及其生产方法。
根据本发明的一个方面，提供一种汽车用热镀锌钢板，其化学成分质量百分比为：0.001%≤C≤0.003%，0.05%≤Mn≤0.15%，Si≤0.03%，P≤0.02%，0.008%≤S≤0.015%，0.02%≤Alt≤0.07%，0.05%≤Ti≤0.09%，0.0002%≤B≤0.010%，N≤0.004%，余量为Fe和微量元素。
根据本发明的另一个方面，提供一种生产上述汽车板用热镀锌钢板的方法包括：将铁水通过冶炼获得板坯；
先将板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷；
将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷；
将所述冷硬卷经过连续退火和热镀锌，然后光整卷曲成成品。
进一步，所述先将板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷，包括：
将所述板坯进行加热，加热温度为1150±30℃，加热时间为3～3.5小时；
将所述板坯经过定宽压力机获得所需要的板坯宽度、再经过二辊粗轧、四辊粗轧获得中间坯；
将所述中间坯通过精轧获得热轧板；
在粗轧和精轧之间启用保温罩，保证中间坯温度的均匀性；
将所述热轧板经层流冷却后卷曲成卷。
进一步，所述热轧板的终轧温度为920±20℃，卷曲温度为740±20℃；
所述层流冷却采用前段快速冷却的方式。
进一步，所述将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷，包括：
将所述热轧卷经拉矫破鳞；
将所述经拉矫破鳞后的热轧卷通过酸洗槽去除其表面氧化铁皮，然后放入冷连轧机组进行冷轧制成冷硬卷。
进一步，所述热轧卷进行冷轧时，冷轧压下率为75-85%。
进一步，所述将所述冷硬卷经过连续退火和热镀锌，然后光整卷曲成成品包括：
将所述冷硬卷进行清洗去除表面油污；
将所述清洗后的冷硬卷进行退火处理获得带钢；
将所述退火处理后的带钢经过锌锅进行热镀锌；
将所述镀锌处理后的带钢经过光整机进行光整，然后卷曲为成品。
进一步，所述退火处理包括：
将所述冷硬卷以2~5℃/s的加热速度加热至800℃~860℃；
将所述冷硬卷加热至800℃~860℃范围内后保温100~150s；
将所述经过保温后的冷硬卷先以3~15℃/s的速度冷却至700℃~740℃，再以20~50℃/s的速度冷却至470℃~510℃获得带钢；
将所述带钢经过均衡段，使带钢温度控制在460℃~470℃。
进一步，所述热镀锌处理包括：
将所述温度控制在460℃~470℃的带钢以80~120m/min的速度通过锌锅热镀锌，锌液温度控制在455℃~465℃；
将所述温度控制在455℃~465℃的带钢经过使用氮气的气刀吹扫控制表面镀层重量。
进一步，所述光整机光整延伸率根据冷硬卷厚度规格变化控制在0.8±0.3%。
本发明提供的一种汽车用热镀锌钢板及其生产方法通过成分配比，调整炼钢过程的硫含量，在对热轧、连续退火、热镀锌和光整等工艺进行优化的基础上生产出连续退火热镀锌钢板，此钢板具有加工硬化指数n90值较高的特点，能够满足拉胀成形汽车板的生产需要。
附图说明
图1为利用本发明提供的方法生产的汽车用热镀锌钢板中TiC在铁素体中的固溶度积曲线图；
图2为利用本发明提供的方法生产的汽车用热镀锌钢板中固溶碳的内耗峰值图；
图3为本发明退火后的带钢通过透射电镜测得的TiC析出物照片；
图4为利用本发明提供的方法生产的汽车用热镀锌钢板金相组织照片。
具体实施方式
本发明提供一种汽车用热镀锌钢板及其生产方法，通过对汽车用热镀锌钢板成分的优化设计，调整和优化热轧、冷轧和退火工艺参数、平整工艺参数，成功生产出高n90值的超低碳汽车用热镀锌钢板。本发明提供的汽车板用热镀锌钢板的化学成分质量百分比为：0.001%≤C≤0.003%，0.05%≤Mn≤0.15%，Si≤0.03%，P≤0.02%，0.008%≤S≤0.015%，0.02%≤Alt≤0.07%，0.05%≤Ti≤0.09%，0.0002%≤B≤0.010%，N≤0.004%，余量为Fe和其它微量元素。
本发明提供的生产上述成分的汽车用热镀锌钢板的方法具体包括以下几个步骤：
步骤S1：将铁水通过冶炼获得板坯；具体是将铁水精炼后通过连铸获得板坯，在精炼过程中硫含量控制为0.008%~0.015%，固溶碳含量为0.001%~0.0015%。
步骤S2：先将板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷。
步骤S3：将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷。
步骤S4：将所述冷硬卷经过连续退火和热镀锌，然后光整卷曲成成品。
其中，步骤S2先将板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷包括：
步骤S21：将所述板坯进行加热，加热温度为1150±30℃，加热时间为3～3.5小时。
步骤S22：将所述板坯经过定宽压力机获得所需要的板坯宽度、再经过二辊粗轧、四辊粗轧获得中间坯。
步骤S23：将所述中间坯通过精轧获得热轧板，热轧板的终轧温度为920±20℃、卷曲温度为740±20℃。
步骤S24：在粗轧和精轧之间启用保温罩，保证中间坯温度的均匀性。
步骤S25：将所述热轧板经层流冷却后卷曲成卷，层流冷却采用前段快速冷却的方式。
步骤S3将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷包括：
步骤S31：将热轧卷经拉矫破鳞。
步骤S32：将经拉矫破鳞后的热轧卷通过连续紊流酸洗去除其表面氧化铁皮，然后经冷连轧机组进行冷轧制成冷硬卷。热轧卷进行冷轧时，冷轧压下率为75-85%。
步骤S4将所述冷硬卷经过连续退火和热镀锌，然后光整卷曲成成品包括：
步骤S41：将所述冷硬卷进行清洗去除表面油污。
步骤S42：将清洗后的冷硬卷通过立式连续退火炉进行退火处理获得带钢。该步骤具体是：将所述冷硬卷以2~5℃/s的加热速度加热至800℃~860℃；将所述冷硬卷加热至800℃~860℃范围内后保温100~150s；将所述经过保温后的冷硬卷先以3~15℃/s的速度冷却至700℃~740℃，再以20~50℃/s的速度冷却至470℃~510℃获得带钢；将带钢经过均衡段，使带钢温度控制在460℃~470℃。连续退火炉内各段的温度如下表所示:
| 加热段/℃ | 均热段/℃ | 缓冷出口/℃ | 快冷出口/℃ | 均衡出口/℃ |
| 800~860 | 800~860 | 700~740 | 470~510 | 460~470 |
步骤S43：将退火处理后的带钢经过锌锅进行热镀锌。该步骤具体是将温度控制在460℃~470℃的带钢以80~120m/min的速度通过锌锅热镀锌，锌液温度控制在455℃~465℃；将温度控制在455℃~465℃的带钢经过使用氮气的气刀吹扫控制表面镀层重量。
步骤S44：将热镀锌处理后的带钢经过光整机进行平整，然后卷曲为成品。该步骤具体是为了消除带钢拉伸中出现的屈服平台，防止冲压时出现吕德斯带，本发明采用0.8±0.3%光整延伸率来进行控制。
利用本发明提供的一种生产汽车用钢板的方法生产的汽车用热镀锌钢板屈服强度平均在150MPa左右，抗拉强度平均在290MPa左右，断后延伸率A80平均在45%左右，n90平均在0.24左右。
n90值的大小取决于它的析出物和晶粒度控制，析出物在晶粒内部析出越充分，晶粒度越小，n90值越大。对于Ti微合金化的超低碳钢，当Ti、C、S原子比Ti/(C,S)>1且S、C原子比S/C>1时，Ti4S2C2在粗轧前完全析出，而TiC则在精轧及卷曲过程中析出。而退火工艺参数则影响了晶粒度的大小。TiC在铁素体中的固溶度积曲线如图1所示。
本发明在炼钢过程中严格控制钢中的固溶碳含量为0.001%~0.0015％，硫含量控制为0.008%~0.015%。钢基体中的固溶碳和硫含量的稳定控制为析出物的稳定提供了基础保障。利用内耗仪测定的固溶碳的内耗峰值如图2所示。
本发明将板坯加热温度调整为1150±30℃，该温度范围使Ti4S2C2析出物不会在粗轧过程中重新溶解，为TiC的析出提供了保障。
本发明将热轧卷的卷曲温度调整为740±20℃，该温度范围使TiC可以充分析出。利用透射电镜测得退火后的带钢中的TiC析出物如图3所示。
本发明将退火温度调整为800~860℃，退火时间调整为100~150s，可以保证退火后的带钢晶粒度小于9.0。退火后的带钢晶粒如图4所示。
本发明通过优化成分设计，调整和优化热轧、连续退火、热镀锌和光整等工艺参数，成功生产出高n90值超低碳汽车用热镀锌钢板（DX54D+Z）。通过调整炼钢过程的固溶碳和硫含量，在对热轧和连续退火等工艺进行优化的基础上，所生产的DX54D+Z钢板具有n90值较高的特点，提高了产品质量，可带来可观的经济效益。
实施例1：
根据在本发明中提供的一种生产汽车用钢板的方法生产的汽车用钢板，其化学成分质量百分比为：C：0.003%，Mn：0.14%，Si：0.010%，P：0.010%，S：0.008%，Alt：0.038％，Ti：0.078%，B：0.004%，N：0.004%，余量为Fe和微量元素。该汽车板用钢的生产工艺为先将铁水进行冶炼获得钢坯，再对板坯进行加热，板坯加热温度为1160℃，加热时间为3.2小时，终轧温度为920℃，卷曲温度为720℃，然后在酸轧机组上酸洗去除其表面氧化铁皮，进入5机架冷连轧机获得冷硬卷，压下率为80%。冷硬卷最后进入立式连续退火炉退火、热镀锌、光整处理（光整延伸率为0.5%）后，最后获得规格为0.5×1000mm的汽车用钢板。其退火工艺各段温度及力学性能如表1所示。
表1 0.5×1000mm汽车用钢板的力学性能
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，根据在本发明中提供的生产汽车用钢板的方法生产的汽车用钢板，其化学成分质量百分比为：C：0.0015%，Mn：0.10%，Si：0.01%，P：0.02%，S：0.015%，Alt：0.07%，Ti：0.09%，B：0.001%，N：0.004%，余量为Fe和微量元素。板坯加热温度为1180℃，加热时间为3.4小时。钢板规格为0.7*1200，冷轧压下率为80%，光整延伸率为0.7%。其他地方与实施例1完全一致。其退火工艺各段温度及力学性能如表2所示。
表2 0.7×1200mm汽车用钢板的力学性能
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，根据在本发明中提供的生产汽车用钢板的方法生产的汽车用钢板，其化学成分质量百分比为：C：0.001%，Mn：0.05%，Si：0.03%，P：0.009%，S：0.008%，Alt：0.04%，Ti：0.066%，B：0.005%，N：0.0002%，余量为Fe和微量元素。板坯加热温度为1130℃，加热时间为3小时，终轧温度为940℃，卷曲温度为750℃，钢板规格为0.8*1450，冷轧压下率为77%，光整延伸率为0.8%其他地方与实施例1完全一致。其退火工艺各段温度及力学性能如表3所示。
表3 0.8×1450mm汽车用钢板的力学性能
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车用热镀锌钢板，其特征在于，其化学成分质量百分数为：
0.001%≤C≤0.003%，0.05%≤Mn≤0.15%，Si≤0.03%，P≤0.02%，0.008%≤S≤0.015%，0.02%≤Alt≤0.07%，0.05%≤Ti≤0.09%，0.0002%≤B≤0.010%，N≤0.004%，余量为Fe和微量元素。
2.生产一种如权利要求1所述汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于，包括：
将铁水通过冶炼获得板坯；
先将板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷；
将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷；
将所述冷硬卷经过连续退火和热镀锌，然后光整卷曲成成品。
3.如权利要求2所述的汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于，所述先将板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷，包括：
将所述板坯进行加热，加热温度为1150±30℃，加热时间为3～3.5小时；
将所述板坯经过定宽压力机获得所需要的板坯宽度、再经过二辊粗轧、四辊粗轧获得中间坯；
将所述中间坯通过精轧获得热轧板；
在粗轧和精轧之间启用保温罩，保证中间坯温度的均匀性；
将所述热轧板经层流冷却后卷曲成卷。
4.如权利要求3所述的汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于：
所述热轧板的终轧温度为920±20℃，卷曲温度为740±20℃；
所述层流冷却采用前段快速冷却的方式。
5.如权利要求2所述的汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于，所述将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷，包括：
将所述热轧卷经拉矫破鳞；
将所述经拉矫破鳞后的热轧卷通过酸洗槽去除其表面氧化铁皮，然后放入冷连轧机组进行冷轧制成冷硬卷。
6.如权利要求5所述的一种汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于：
所述热轧卷进行冷轧时，冷轧压下率为75-85%。
7.如权利要求2所述的汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于，所述将所述冷硬卷经过连续退火和热镀锌，然后光整卷曲成成品包括：
将所述冷硬卷进行清洗去除表面油污；
将所述清洗后的冷硬卷进行退火处理获得带钢；
将所述退火处理后的带钢经过锌锅进行热镀锌；
将所述镀锌处理后的带钢经过光整机进行光整，然后卷曲为成品。
8.如权利要求7所述的汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于，所述退火处理包括：
将所述冷硬卷以2~5℃/s的加热速度加热至800℃~860℃；
将所述冷硬卷加热至800℃~860℃范围内后保温100~150s；
将所述经过保温后的冷硬卷先以3~15℃/s的速度冷却至700℃~740℃，再以20~50℃/s的速度冷却至470℃~510℃获得带钢；
将所述带钢经过均衡段，使带钢温度控制在460℃~470℃。
9.如权利要求8所述的一种汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于，所述热镀锌处理包括：
将所述温度控制在460℃~470℃的带钢以80~120m/min的速度通过锌锅热镀锌，锌液温度控制在455℃~465℃；
将所述温度控制在455℃~465℃的带钢经过使用氮气的气刀吹扫控制表面镀层重量。
10.如权利要求9所述的一种汽车用热镀锌钢板的生产方法，其特征在于：
所述光整机光整延伸率根据冷硬卷厚度规格变化控制在0.8±0.3%。
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