CN116426838B

CN116426838B - 钢板、其制备方法、面板及冰箱

Info

Publication number: CN116426838B
Application number: CN202210003503.9A
Authority: CN
Inventors: 刘钊扬; 常雪松; �谷洋; 白晴; 韩冲; 任大伟; 李岩; 宾丽敏; 姚丽
Original assignee: Hisense Refrigerator Co Ltd
Current assignee: Hisense Refrigerator Co Ltd
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2024-09-20
Anticipated expiration: 2042-01-04
Also published as: CN116426838A

Abstract

本发明公开了一种钢板、其制备方法、面板及冰箱，属于冰箱用钢板技术领域。该钢板按质量份数包括C：0.10％‑0.20％，Cu：0.98‑1.81％，Mn：0.81％‑1.04％，P≤0.015％，S≤0.009％，Al：0.015％‑0.024％，Ti：0.018％‑0.034％，余量为Fe和杂质。本发明应用于冰箱方面，解决现有通过涂敷纳米银抗菌涂层的方式来提高面板的抗菌性存在增加制造成本的问题，且也不能从根本上解决面板材料本身的抗菌性能的问题，具有高强、高韧、抗菌的特点，该钢板能满足冰箱产品对钣金减薄的进一步要求，有利于节约成本。

Description

钢板、其制备方法、面板及冰箱

技术领域

本发明属于冰箱用钢板技术领域，尤其涉及一种钢板、其制备方法、面板及冰箱。

背景技术

冰箱作为人们日常生活的必需品，大部分的食物都储存在冰箱里。人在存取食物前后都会和冰箱面板进行接触，所以面板的抗菌性能是消费者关注的重点。另外，随着近些年来钢铁成品价格的持续上升以及材料加工制造业的迅速发展，如何降低钢铁原材料的采购成本也成为家电行业的诉求。因此，生产性能优良、成本优良并具有抗菌性能钢板，成为目前钢铁企业主要的发展方向。

中国专利CN202011233427.8 公开了一种冰箱抗菌钢板门体，包括抗菌面板门壳、抗菌门把手以及抗菌触控屏面板；抗菌触控屏面板经光学胶贴于抗菌面板门壳表面预留的凹槽内；抗菌门把手通过自攻螺钉固定在抗菌触控屏面板的侧端上部；抗菌触控屏面板自内至外依次包括玻璃基板、纳米银涂层、纳米WO₃涂层、SiO₂膜层以及TiO₂膜层。

然而，上述专利通过涂敷纳米银抗菌涂层的方式来提高面板的抗菌性，存在增加制造成本的问题，同样也不能从根本上解决面板材料本身的抗菌性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题是克服现有通过涂敷纳米银抗菌涂层的方式来提高面板的抗菌性存在增加制造成本的问题，且也不能从根本上解决面板材料本身的抗菌性能的问题，提出一种具有高强、高韧、抗菌特点的冷轧钢板，该钢板能满足冰箱产品对钣金减薄的进一步要求，有利于节约成本。

为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明一方面提供一种钢板，用作冰箱板材，按质量份数包括C：0.10%-0.20%，Cu：0.98-1.81%，Mn：0.81%-1.04%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.015%-0.024%，Ti：0.018%-0.034%，余量为Fe和杂质。

优选的，按质量份数包括C：0.18%，Cu：1.1-1.7%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，余量为Fe和杂质。

本发明另一方面提供了一种上述钢板的制备方法，包括热轧步骤、冷轧步骤，及冷轧步骤后冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线步骤。

优选的，所述热轧步骤中，加热温度为1170-1230℃，粗轧出口温度为1130-1150℃，精轧终轧温度为790-830℃，卷取温度为510-530℃。

优选的，所述冷轧步骤中，热轧钢带按70%-90%压下率进行冷轧。

优选的，所述冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线步骤中，于670-710℃进行退火，保温50-60s，从该温度冷却途中进行连续热镀锌。

本发明还提供了一种面板，由上述技术方案所列举的钢板制造得到。

优选的，所述钢板的屈服强度为420-450 MPa，抗拉强度为510-550 MPa，延伸率≥18%，抗葡萄糖球菌率＞99%，厚度为0.25-0.5 mm。

本发明还提供一种冰箱，包括上述技术方案所述的面板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种钢板，具有高强、高韧、抗菌的特点，将该钢板用于冰箱面板，能满足冰箱产品对钣金减薄的进一步要求，有利于节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例1所提供的钢卷微观金相组织照片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。

本发明一方面提供一种钢板，用作冰箱板材，按质量份数包括C：0.10%-0.20%，Cu：1.1-1.7%，Mn：0.81%-1.04%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.015%-0.024%，Ti：0.018%-0.034%，余量为Fe和杂质。优选的，富Cu相的尺寸小于20 nm。其中，杂质为生产钢板过程中不可避免的杂质。本发明进一步还解决了冰箱钣金件强度和韧性难以综合匹配减薄降本的技术要求，达到了增强增韧、满足减薄要求的效果。其中，Cu的存在赋予该钢板抗菌性能，其抗菌机理为包括：富Cu相析出步骤，然后是Cu²⁺溶出步骤，最后是Cu²⁺杀菌步骤，其中，富Cu相析出步骤中，固溶态Cu无抗菌性能，需对含Cu钢板进行热处理（即控制热轧温度以达到固溶和时效处理的目的），在基体中形成稳定、均匀弥散分布，具有一定尺寸（尺寸小于20 nm）的富Cu相，铁素体基体中富Cu相在长大过程中要经历bcc Cu到9R Cu到3R Cu再到fcc ε-Cu；Cu²⁺溶出步骤中，富铜相成分接近纯Cu，电极电位高于不锈钢基体，腐蚀过程中ε-Cu相作为阴极存在，但是富铜相的存在阻碍了C的扩散，会在富铜相周围形成Cr₂₃C₆化合物，成为易被腐蚀点，释放出Cu离子杀菌；Cu²⁺杀菌步骤中，包括电场吸附杀菌和凝固细菌蛋白质杀菌，电场吸附杀菌是指Cu离子溶出后游离于不锈钢表面，当Cu离子接触到细菌时，细菌细胞膜通常带负电荷，在异性电荷相吸作用下，Cu离子吸附在细菌细胞膜上，限制细菌的活动能力及活动范围，导致细菌新陈代谢紊乱失调，不能生长或死亡，凝固细菌蛋白质杀菌是指Cu离子与细菌接触后穿透细菌细胞膜，与细胞内液中的蛋白质、酶、核酸等反应，是蛋白质凝固变质，细胞合成酶丧失活性，细菌失去分裂繁殖能力而死亡。然而，钢板的含铜量较高时，在热加工时容易开裂，本发明技术方案通过限定铜元素含量控制在0.98-1.81%，一方面保证了其抗菌效果，另一方面还保证了钢板在热加工时的性能，保证后期钢板应用时的机械性能不受影响。可以理解的是，铜元素含量还可以是1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%及其范围内的任意点值。

进一步的，本发明的钢板中，碳是钢中最基本、最重要的元素，其影响钢强度、硬度、韧性和淬透性及耐磨性，如果碳含量过高，热处理后形成的高碳马氏体硬度高，韧性低，且热处理时易产生裂纹；如果碳含量过低，则导致钢板硬度差，耐磨性不佳，因此，本发明限定了碳含量控制在0.10%-0.20%，可以理解的是，碳含量还可以是0.12%、0.14%、0.16%、0.18%及其范围内的任意点值。锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，能显著提高淬透性，适当锰元素可起到细化珠光体作用，然而，锰含量较高时，钢晶粒会有粗化倾向，锻轧后容易产生白点，所以，锰含量控制在0.81%-1.04%，可以理解的是，锰含量还可以是0.9%、1.0%及其范围内的任意点值。铝是钢种常用的脱氧剂，适量铝的加入可以细化晶粒，提高冲击韧性，并有抗腐蚀性能，本发明限定铝元素含量控制在0.018%-0.032%，可以理解的是，铝元素含量还可以是0.02%、0.03%及其范围内的任意点值。钛是钢中强脱氧剂，当含量合适时，细小的颗粒均匀分布在晶界，起到细化晶粒的作用，所以，钛含量控制在0.018%-0.034%，可以理解的是，钛含量还可以是0.02%、0.03%及其范围内的任意点值。一般情况下，磷和硫是钢中的有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变差并降低冷弯性能，所以，本发明限定磷元素含量控制在≤0.015%，硫元素含量控制在≤0.009%。优选的，按质量份数包括C：0.18%，Cu：1.1-1.7%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，余量为Fe和杂质。

在一优选实施例中，所述热轧步骤中，加热温度为1170-1230℃，粗轧出口温度为1130-1150℃，精轧终轧温度为790-830℃，卷取温度为510-530℃。本发明技术方案具体限定了卷取温度为510-530℃，原因在于，降低热轧的卷曲温度，可以细化铁素体，提升钢卷强度。可以理解的是，卷取温度还可以是515℃、520℃、525℃及其范围内的任意点值。优选的，所述热轧步骤中，加热温度为1200℃，粗轧出口温度为1140℃，精轧终轧温度800℃，卷取温度520℃。

在一优选实施例中，所述冷轧步骤中，热轧钢带按70%-90%压下率进行冷轧。冷轧变形为后续的退火处理提供再结晶驱动力，可保证了不同厚度规格的钢板具有针状铁素体组织，这种组织保证了钢板的高强高韧性能，本发明根据不同的冰箱用钣金使用要求，将冷轧压下率控制为70%-90%，最小厚度为0.25mm，可以理解的是，冷轧压下率还可以是75%、80%、85%及其范围内的任意点值。优选的，热轧钢带按90%压下率进行冷轧。

在一优选实施例中，所述冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线步骤中，于670-710℃进行退火，保温50-60s，从该温度冷却途中进行连续热镀锌。退火温度的高低和保温时间的长短影响钢卷的再结晶程度和晶粒尺寸，最终影响镀锌板的力学性能，所以，本发明根据实验数据和现场试制结果，最终确定退火温度为670-710℃，保温时间50-60s，可以理解的是，退火温度还可以是680℃、690℃、700℃及其范围内的任意点值，保温时间还可以是52s、54s、56s、58s及其范围内的任意点值。

本发明还提供了一种面板，由上述技术方案所列举的钢板制造得到。本发明通过优化成分设计，调整C、Mn、Al、Ti、Cu含量，结合对热轧、冷轧工艺优化，生产得到的钢板具有高强、高韧、抗菌的特点，将该钢板用于冰箱面板，能满足冰箱产品对钣金减薄的进一步要求，有利于节约成本。在一优选实施例中，所述钢板的屈服强度为420-450 MPa，抗拉强度为510-550 MPa，延伸率≥18%，抗葡萄糖球菌率＞99%，厚度为0.25-0.5 mm,优选厚度为0.3mm。

本发明还提供一种冰箱，包括上述技术方案所述的面板。该冰箱具有制造成本低、抗菌性好、且满足冰箱产品对钣金减薄的进一步要求的特点。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的钢板、其制备方法、面板及冰箱，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1

该实施例提供一种面板，其中，按重量份计，包括

C：0.18%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，Cu：0.98%。

采用热轧、冷轧，及冷轧后冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线工艺对上述原料进行加工处理，具体的：

加热温度，1200℃；粗轧出口温度1140℃；精轧终轧温度800℃，卷取温度520℃。冷轧工艺参数：热轧钢带按90%压下率进行冷轧。

实施例2

该实施例提供一种面板，其中，按重量份计，包括

C：0.18%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，Cu：1.25%。

加热温度，1200℃；粗轧出口温度1140℃；精轧终轧温度800℃，卷取温度520℃。冷轧工艺参数：热轧钢带按85%压下率进行冷轧。

实施例3

该实施例提供一种面板，其中，按重量份计，包括

C：0.18%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，Cu：1.42%。

实施例4

该实施例提供一种面板，其中，按重量份计，包括

C：0.18%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，Cu：1.68%。

实施例5

该实施例提供一种面板，其中，按重量份计，包括

C：0.18%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，Cu：1.81%。

对比例1

该实施例提供一种面板，其中，按重量份计，包括

C：0.18%，Mn：0.07%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti≤0.001%，Cu≤0.001%。

加热温度，1200℃；粗轧出口温度1140℃；精轧终轧温度800℃，卷取温度520℃。

冷轧工艺参数：热轧钢带按85%压下率进行冷轧。

实施例1-5及对比例得到的冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线，于670-710℃进行退火，保温时间50-60s，从该温度冷却途中进行连续热镀锌。实施例1得到的产品的钢卷微观金相组织照片如图1所示。

表1 实施例1-5及对比例1所得到的镀锌产品的性能

位置	厚度/mm	C/%	Mn/%	Al/%	Ti/%	Cu/%	YS/MPa	TS/MPa	A50/%	抗葡萄球菌率/%
											实例1	0.3	0.18	0.96	0.02	0.028	0.98	412	492	22.1	99.9
实例2	0.3	0.18	0.96	0.02	0.028	1.25	426	514	23.6	99.9
											实例3	0.3	0.18	0.96	0.02	0.028	1.42	431	529	21.4	99.9
实例4	0.3	0.18	0.96	0.02	0.028	1.68	449	533	19.4	99.9
											实例5	0.3	0.18	0.96	0.02	0.028	1.81	421	523	18.8	99.9
对比例1	0.3	0.18	0.07	0.02	≤0.001	≤0.001	320	423	23.4	52.1

由表1结果可以发现，根据本发明中所述方法（包括化学成分及工艺）制造出的镀锌产品的力学性能。可以看出，利用C-Cu-Mn-Al-Ti为主的合金添加方式，结合合适的生产工艺，可生产厚度和力学性能满足要求的镀锌钢卷，且其抗葡萄球菌率可达到99.9%。

Claims

1.一种钢板，用作冰箱板材，其特征在于，按质量分数包括

C：0.10%-0.20%，Cu：0.98%-1.81%，Mn：0.81%-1.04%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.015%-0.024%，Ti：0.018%-0.034%，余量为Fe和杂质；

所述钢板的制备方法包括热轧步骤；所述热轧步骤中，加热温度为1170-1230℃，粗轧出口温度为1130-1150℃，精轧终轧温度为790-830℃，卷取温度为510-530℃；

所述钢板的屈服强度为420-450 MPa，抗拉强度为510-550 MPa，延伸率≥18%，抗葡萄糖球菌率＞99%，厚度为0.25-0.5 mm。

2.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于，按质量份数包括

C：0.18%，Cu：1.1%-1.7%，Mn：0.96%，P≤0.015%，S≤0.009%，Al：0.02%，Ti：0.028%，余量为Fe和杂质。

3.根据权利要求1或2所述的钢板，其特征在于，包括热轧步骤、冷轧步骤，及冷轧步骤后冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线步骤。

4.根据权利要求3所述的钢板，其特征在于，所述冷轧步骤中，热轧钢带按70%-90%压下率进行冷轧。

5.根据权利要求3所述的钢板，其特征在于，所述冷轧钢带自动进入连续退火热浸锌流线步骤中，于670-710℃进行退火，保温50-60s，从该温度冷却途中进行连续热镀锌。

6.一种面板，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的钢板制造得到。

7.一种冰箱，其特征在于，包括如权利要求6所述的面板。