專利名稱：高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車等車身的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，該鋼板是通過使高抗拉強(qiáng)度鋼板的表面經(jīng)鋅(包括其合金，以后同)、鋁、鋅-鋁合金、鋅-鋁-鎂合金等熱浸鍍而形成的，本發(fā)明還涉及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
近來，將通過使鋼板表面鍍鋅等所形成的高抗拉強(qiáng)度-熱浸鍍鋼板作為汽車用鋼板的應(yīng)用不斷增加，它是出自安全、減輕重量和低燃料消耗，并由此有利于環(huán)境保護(hù)。
為了獲得這種高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，重要的是采用有優(yōu)異電鍍特性并在通過熱浸鍍浴或進(jìn)一步經(jīng)合金化處理后具有所需的強(qiáng)度和可加工性的鋼板作為原始鋼板。
通常，將Si、Mn等加入鋼板中以提高鋼板的強(qiáng)度，但是，已知當(dāng)加有這些元素的鋼板在例如連續(xù)的電鍍作業(yè)線(CGL)中經(jīng)電鍍時(shí)，其電鍍特性會(huì)退化，這是因?yàn)樵陔婂兦暗耐嘶鸩襟E時(shí)，在鋼板表面上生成了Si、Mn等的氧化物。
引起這種現(xiàn)象的原因是當(dāng)電鍍前的退火是在還原氣氛中進(jìn)行時(shí)，由于該氣氛對(duì)Fe是還原性的，但對(duì)鋼中的Si、Mn等是氧化性的，Si、Mn等在鋼板的表面上經(jīng)選擇性氧化形成其氧化物。
因?yàn)檫@種表面氧化物明顯降低熔融鋅對(duì)鋼板的可濕潤性，因此使用高抗拉強(qiáng)度鋼板作為原始電鍍鋼板時(shí)，電鍍鋼板的電鍍特性退化，特別是當(dāng)Si、Mn等含量高時(shí)，就出現(xiàn)不能局部進(jìn)行電鍍的問題或形成所謂的非電鍍區(qū)段。
作為矯正在這種高抗拉強(qiáng)度鋼板中電鍍特性退化的手段，例如JP-A-55-122865和JP-A-9-13147提出了一種方法，該方法是在高的氧分壓下強(qiáng)制氧化鋼板，然后在電鍍期間的加熱之前還原鋼板。同樣，在JP-A-58-104163中提出在熱浸鍍前進(jìn)行初步電鍍的方法。
但是，前一方法的問題是通過強(qiáng)制氧化不能充分控制表面氧化物，根據(jù)鋼中的成分和電鍍條件，未必能保證穩(wěn)定的電鍍特性。另一方面，后一方法的問題在于因?yàn)樾枰~外工藝，所以生產(chǎn)價(jià)格上升。
此外，JP-A-6-287684公開了一種高強(qiáng)度鋼板，通過最佳化的P、Si和Mn的加入量改進(jìn)其電鍍特性。JP-A-8-85858和JP-A-7-70723也提出了一種方法，其中在電鍍前預(yù)先進(jìn)行再結(jié)晶退火，以形成表面氧化物，然后以酸洗去除這種氧化物后進(jìn)行鍍鋅。
采用這些方法可顯著地防止高強(qiáng)度鋼的非電鍍區(qū)段的發(fā)生。
但是，在這些方法中仍不能完全防止有較高Si含量的鋼出現(xiàn)非電鍍區(qū)段的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要有利地解決上述問題，并提供能有效防止非電鍍區(qū)段出現(xiàn)的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，甚至當(dāng)以含有較高Si和Mn含量高抗拉強(qiáng)度鋼板作為原始電鍍板時(shí)也是如此，本發(fā)明的目的還包括提供一種對(duì)此有用的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明人作了各種研究以解決上述問題，并得到如下的結(jié)果a)作為組分組合加入Nb和Cu或Ni、Mn，同時(shí)將Si含量調(diào)節(jié)到給定范圍。b)通過在連續(xù)退火作業(yè)線(CAL)(下稱再結(jié)晶退火)中的退火，正好在鋼板表面下形成內(nèi)氧化物層，并在退火后以酸洗去除同時(shí)形成的表面氧化物。c)在其后于連續(xù)鍍鋅作業(yè)線(CGL)(下稱電鍍前加熱)中的電鍍前的加熱中，在鋼板表面上的Si、Mn等氧化物的形成明顯降低，因?yàn)樯厦娴膬?nèi)氧化物層起擴(kuò)散阻擋層作用，因此大大改進(jìn)了電鍍特性。
基于上述結(jié)果完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的要點(diǎn)和組成如下1.一種高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，在其表面上具有熱浸鍍層的，其特征在于，使下列組成的鋼板在還原氣氛中經(jīng)再結(jié)晶退火C0.010重量％以下或0.03重量％以上但在0.20重量％以下，Nb0.005重量％以上，但在0.2重量％以下，選自Cu小于0.5重量％、Ni小于1.0重量％和Mo小于1.0重量％的一種或多種的總量為0.03重量％以上但在1.5重量％以下，Al0.10重量％以下，P0.100重量％以下，
S0.010重量％以下，N0.010重量％以下，在C為0.010重量％以下時(shí)，還含有Si0.25重量％以上但在1.2重量％以下，Mn0.50重量％以上但在3.0重量％以下，Ti0.030重量％以下，B0.005重量％以下，或C為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，Si0.5重量％以上但在1.5重量％以下，Mn1.2重量％以上但在3.5重量％以下，滿足1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其再結(jié)晶退火的還原氣氛，在退火溫度不低于750℃時(shí)，其露點(diǎn)不高于0℃，但不低于-45℃，在冷卻后經(jīng)酸洗去除在表面上形成的氧化物，此外在其露點(diǎn)不高于-20℃的還原氣氛中再將鋼板加熱到不低于650℃，但不高于850℃，并且在從再加熱溫度降溫的過程中使該鋼板經(jīng)熱浸鍍處理，由此獲得該高抗拉強(qiáng)度的熱浸鍍鋼板。
2.上項(xiàng)1的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Ti或V的一種或兩種，其含量滿足Ti和V的一種或兩種為0.5重量％以下，并且Ti(重量％)＜5×C(重量％)。
3.上項(xiàng)1或2的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.2重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Cr，其含量滿足Cr為0.25重量％以下，并且Si(重量％)＞3×Cr(重量％)。
4.一種生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，其特征在于，使下列組成的鋼板在還原氣氛中經(jīng)再結(jié)晶退火C0.010重量％以下或0.03重量％以上但在0.20重量％以下，Nb0.005重量％以上，但在0.2重量％以下，選自Cu小于0.5重量％、Ni小于1.0重量％和Mo小于1.0重量％的一種或多種的總量為0.03重量％以上但在1.5重量％以下，Al0.10重量％以下，P0.100重量％以下，
S0.010重量％以下，N0.010重量％以下，在C為0.010重量％以下時(shí)，還含有Si0.25重量％以上但在1.2重量％以下，Mn0.50重量％以上但在3.0重量％以下，Ti0.030重量％以下，B0.005重量％以下，或C為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，Si0.5重量％以上但在1.5重量％以下，Mn1.2重量％以上但在3.5重量％以下，滿足1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其再結(jié)晶退火的還原氣氛，在退火溫度不低于750℃時(shí)，其露點(diǎn)不高于0℃，但不低于-45℃，在冷卻后經(jīng)酸洗去除在表面上形成的氧化物，此外在其露點(diǎn)不高于-20℃的還原氣氛中再將鋼板加熱到不低于650℃，但不高于850℃，并且在從再加熱溫度降溫的過程中使該鋼板經(jīng)熱浸鍍處理。
5.上項(xiàng)4的生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Ti或V的一種或兩種，其含量滿足Ti和V的一種或兩種為0.5重量％以下，并且Ti(重量％)＜5×C(重量％)。
6.上項(xiàng)4或5的生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.2重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Cr，其含量滿足Cr為0.25重量％以下，并且Si(重量％)＞3×Cr(重量％)。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于Nb和Cu或Ni、Mn是組合加入，同時(shí)使Si有合適的含量，并在再結(jié)晶退火中，正好在鋼板的表面下形成內(nèi)氧化物層，經(jīng)酸洗去除在鋼板表面上同時(shí)形成的表面氧化物，然后使鋼板在電鍍前加熱，并經(jīng)熱浸鍍。
下面將描述將組成范圍和再結(jié)晶退火的生產(chǎn)條件、電鍍前的加熱等按本發(fā)明限制在上述范圍內(nèi)的原因。
在本發(fā)明中，C含量分為兩個(gè)區(qū)域，可獲得一種抗拉強(qiáng)度為400-600MPa和有優(yōu)異延性的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，以及一種延性稍低，但抗拉強(qiáng)度高達(dá)500-1200MPa的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板。
首先，本發(fā)明描述抗拉強(qiáng)度為400-600MPa的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板。在此種高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板中，需將C含量及Si、Mn、Ti和B的每一元素的含量限制在下列范圍中。C0.010重量％以下希望降低C含量以改進(jìn)鋼板的延伸率和γ-值。特別是當(dāng)C含量超過0.010重量％時(shí)，甚至在加入合適量的Ti和Nb情況下，不能獲得由這些元素引來的改進(jìn)特性(特別是壓制可成形性)的效果，所以C含量限制在0.010重量％以下。此外，當(dāng)C含量小于0.001重量％時(shí)，在再結(jié)晶退火期間難以形成內(nèi)氧化物層，所以C含量在0.001重量％以上是有利的。Si0.25重量％以上，1.2重量％以下Si是一種強(qiáng)化鋼的有效元素。因此需要盡可能降低Si含量，以致在電鍍前的加熱中，在鋼板表面上不形成Si的氧化物。但在本發(fā)明中，甚至加Si量為0.25重量％以上，并組合加入Cu或Ni、Mo以在再結(jié)晶退火中正好在鋼板表面下形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層，這抑制了在電鍍前的其后加熱中在鋼板表面上的Si和Mn的氧化物的形成，所以本發(fā)明的鋼有優(yōu)良的電鍍特性。此外，還考慮了如下機(jī)制，即內(nèi)氧化物層作為防止鋼中的Si和Mn遷移到鋼板表面的擴(kuò)散阻擋層。
除非Si以0.25重量％以上的量加入，否則從未得到過上述效果。另一方面，當(dāng)Si含量超過1.2重量％時(shí)，在再結(jié)晶退火中，在鋼板表面上形成SiO2，而這種表面氧化物在隨后的酸洗步驟中不能完全被去除，其保留的部分形成非電鍍區(qū)段。所以，Si含量限制為0.25-1.2重量％。1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)由后面提到的Mn含量看，當(dāng)Si含量滿足關(guān)系式1.5×Si(重量％)≥Mn(重量％)時(shí)，在再結(jié)晶退火中，在鋼板表面上也會(huì)形成SiO2，并且這種表面氧化物在其后的酸洗步驟中不能完全被去除，因此會(huì)形成非電鍍區(qū)段。
所以，重要的是，加Si含量為0.25-1.2重量％，并且滿足關(guān)系式1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)。Mn0.50重量％以上，3.0重量％以下Mn有利于提高強(qiáng)度，也對(duì)在再結(jié)晶退火中在鋼板表面上的SiO2形成有抑制作用，這時(shí)形成Si和Mn的復(fù)合氧化物，該復(fù)合氧化物在酸洗時(shí)易于除去。但是，當(dāng)Mn含量小于0.50重量％時(shí)，上述效果是差的，而當(dāng)Mn含量超過3.0重量％時(shí)，在電鍍前的加熱中，會(huì)在鋼板表面上形成Mn的氧化物，這會(huì)易于出現(xiàn)非電鍍區(qū)段，鋼也會(huì)變成太硬以致不能進(jìn)行冷軋。所以，Mn的含量限制為0.50-3.0重量％。Ti0.030重量％以下需要時(shí)加Ti，因?yàn)門i會(huì)形成碳化物、氮化物等，很有利于改進(jìn)鋼的可加工性。但是，當(dāng)Ti過量加入時(shí)，在再結(jié)晶退火中形成的Si和Mn的表面氧化物變成較多，因此在酸洗時(shí)難以去除這種氧化物。因此，Ti的含量限制為0.030重量％以下。此外，不一定要加Ti。B0.005重量％以下B是提高抗二次加工脆性的有效元素。但是，當(dāng)加入B量超過0.005重量％時(shí)，按照退火條件，其效果在一定程度上未預(yù)計(jì)到，但是有些退化。同樣，當(dāng)B過度加入時(shí)，其熱延性下降。所以，加B量的上限為0.005重量％。此外，B含量的下限不重要，但其量要足以達(dá)到改進(jìn)抗二次加工脆性所需要的程度，并且通常的加入量為0.0010重量％以上。
下面以其抗拉強(qiáng)度為500-1200MPa的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板來描述本發(fā)明，在這種高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板中，需將C含量及Si和Mn的每一種含量限制在下列范圍。C0.03重量％以上，0.20重量％以下C是鋼中重要的基本成分，并是一種不僅能通過在低溫下產(chǎn)生貝氏體相或馬氏體相來改進(jìn)強(qiáng)度，而且也能以沉析出Nb、Ti、V等的碳化物來提高強(qiáng)度的元素。當(dāng)C含量小于0.03重量％時(shí)，不僅上述的沉析，而且貝氏體相和馬氏體相都難以產(chǎn)生，而當(dāng)C含量超過0.20重量％時(shí)，可點(diǎn)焊性退化，所以C的加入量范圍為0.03-0.20重量％，此外，優(yōu)選的C含量為0.05-0.15重量％。Si0.5重量％以上，1.5重量％以下Si是一種使α相中固溶的C含量降低以改進(jìn)如延伸率等的可加工性的元素。此前，曾要求盡可能降低Si含量，以在電鍍前的加熱中，在鋼板的表面上不形成Si的氧化物。但在本發(fā)明中，甚至Si的加入量為0.5重量％以上，Nb和Cu或Ni、Mo組合加入以在再結(jié)晶退火中正好在鋼板的表面下形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層，這抑制了在電鍍前的其后加熱中在鋼板表面形成Si和Mn的氧化物，因此本發(fā)明的鋼有良好的電鍍特性。此外，這種機(jī)制是由于內(nèi)氧化物層作為擴(kuò)散阻擋層阻礙鋼中的Si和Mn向鋼板表面遷移。
除非Si以0.5重量％以上的量加入，否則從未得到過上述效果。另一方面，當(dāng)C含量為0.03-0.20重量％時(shí)，如果Si含量超過1.5重量％，則在再結(jié)晶退火中，在鋼板的表面上形成SiO2，并在其后的酸洗步驟中，這種表面氧化物不能完全被去除，其留下的部分形成非電鍍區(qū)段。所以，Si含量限制為0.5-1.5重量％。
此外，為了抑制非電鍍區(qū)段的產(chǎn)生，甚至在強(qiáng)度為500-1200MPa的鋼板中，鑒于后面提到的Mn含量，Si含量要求控制的范圍要滿足1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)，就如上面對(duì)強(qiáng)度為400-600MPa的鋼板所述的一樣。Mn1.2重量％以上，3.5重量％以下Mn有富集γ-相以促使馬氏體轉(zhuǎn)變的效果。此外，Mn還有在再結(jié)晶退火中抑制在鋼板表面上形成SiO2以形成在酸洗時(shí)易于去除的Si和Mn的復(fù)合氧化物的效果。但是，當(dāng)Mn含量小于1.2重量％時(shí)，達(dá)不到該效果，而當(dāng)Mn含量超過3.5重量％時(shí)，明顯有損于可點(diǎn)焊性和電鍍特性，所以Mn含量限制為1.2-3.5重量％，優(yōu)選1.4-3.0重量％。
盡管上面對(duì)抗拉強(qiáng)度為400-600MPa的鋼板和對(duì)抗拉強(qiáng)度為500-1200MPa的鋼板的各個(gè)固有的成分描述了其限制范圍，但對(duì)這兩類鋼板下列元素都要作為普通成分加入。Nb0.005重量％以上，0.2重量％以下Nb可通過在再結(jié)晶退火中產(chǎn)生鋼板的小結(jié)晶顆粒，以促使正好在鋼板表面下形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層來改進(jìn)可電鍍特性。除非Nb以0.005重量％以上的量加入，否則得不到該效果。另一方面，當(dāng)Nb的含量超過0.2重量％時(shí)，鋼硬化，難以熱軋或冷軋，而且因?yàn)樵俳Y(jié)晶溫度上升難以再結(jié)晶退火，并且引起表面缺陷。所以，Nb的含量限制為0.005-0.2重量％。Cu小于0.5重量％、Ni小于1.0重量％和Mo小于1.0重量％中的一種或多種的總量在0.03重量％以上，但在1.5重量％以下Cu、Ni和Mo在再結(jié)晶退火中可促進(jìn)正好在鋼板表面下形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層，它抑制了在電鍍前的加熱中在鋼板表面上的Si和Mn的氧化物的形成，所以本發(fā)明的鋼有優(yōu)良的電鍍特性。除非這些元素的一種或多種加入的總含量在0.03重量％以上，否則達(dá)不到該效果。另一方面，當(dāng)這些元素的總含量超過1.5重量％時(shí)，或如果Cu含量為0.5重量％以上、Ni含量為1.0重量％以上和Mo含量為1.0重量％以上時(shí)，會(huì)惡化熱軋鋼板的表面特性。所以，這些元素的加入量是Cu小于0.5重量％、Ni小于1.0重量％、Mo小于1.0重量％和總量為0.03重量％以上，但在1.5重量％以下。Al0.10重量％以下Al在煉鋼中作為脫氧劑，而作為一種引起如AlN老化退化的固N(yùn)元素也是有用的。但是，當(dāng)Al含量超過0.10重量％時(shí)，不僅生產(chǎn)價(jià)格增加，而且還出現(xiàn)表面特性退化，所以Al的加入量在0.10重量％以下。優(yōu)選的在0.050重量％以下。此外，當(dāng)Al含量小于0.005重量％時(shí)，難以獲得足夠的脫氧效果，因此，Al含量的下限為0.005重量％是有利的。P0.100重量％以下加P可提高強(qiáng)度。但是，當(dāng)P含量超過0.100重量％時(shí)，其固化中的偏析變得非常明顯，因此強(qiáng)度的增加達(dá)飽和，并引起可加工性的退化，大大地惡化了抗二次加工脆性，在使用中該鋼基本上不耐用。所以，P含量限制為0.100重量％以下。在合金化鍍鋅情況下，P含量在0.060重量％以下是有利的，因?yàn)樗鼘?dǎo)致合金化的延遲。但是，當(dāng)P含量小于0.001重量％時(shí)，價(jià)格變得太高，所以其含量以0.001重量％以上為好。S0.010重量％以下S在熱軋中會(huì)引起熱撕裂，并在點(diǎn)焊區(qū)導(dǎo)致熔核破裂，所以在鍍鋅后的合金化處理中，S會(huì)引起合金化的不均勻性，所以從此觀點(diǎn)來看，希望盡可能降低S含量。再則，S含量的降低有助于改進(jìn)可加工性，這是通過鋼中S沉析物的降低和對(duì)固C有效的Ti含量的增加達(dá)到的。所以，S含量限制為0.010重量％以下。更優(yōu)選在0.005重量％以下。N0.010重量％以下為確保如延展性、γ-值等，盡可能降低N含量是希望的。特別是，當(dāng)N含量為0.010重量％以下時(shí)，可達(dá)到滿意效果，所以，其上限為0.010重量％。優(yōu)選為0.0050重量％以下。但是，N含量控制到小于0.0005重量％會(huì)引起價(jià)格上升，所以，下限為0.0005重量％是有利的。
雖然本發(fā)明以其主要成分進(jìn)行了描述，但當(dāng)C含量為0.03重量％以上，但為0.20重量％以下時(shí)，可合適地再加入下列元素。Ti和/或V0.5重量％以下，滿足Ti(重量％)＜5×C(重量％)Ti和V是形成碳化物以使鋼有較高強(qiáng)度的元素。但是，當(dāng)這些元素的加入量超過0.5重量％時(shí)，其缺點(diǎn)是價(jià)格高，也使細(xì)沉析物變得太多，以致在冷軋后不能阻礙恢復(fù)-再結(jié)晶，并使延展性(延伸率)下降。所以，甚至當(dāng)這些元素單獨(dú)使用或組合使用時(shí)，其加入量為0.5重量％以下。更優(yōu)選的含量為0.005-0.20重量％。
但是，當(dāng)Ti的加入量為Ti(重量％)≥5×C(重量％)時(shí)，不形成碳化物的Ti含量增加，這是電鍍特性退化的原因，所以需加入的Ti量要滿足Ti(重量％)＜5×C(重量％)。Cr0.25重量％以下，滿足Si(重量％)＞3×Cr(重量％)與Mn一樣，Cr是一種獲得鐵素體-馬氏體復(fù)合結(jié)構(gòu)的有效元素，但當(dāng)Cr含量超過0.25重量％或Si(重量％)≤3×Cr(重量％)時(shí)，在電鍍前的加熱中在鋼板表面上會(huì)形成Cr的氧化物，以致形成非-電鍍區(qū)段，所以Cr含量限制為0.25重量％以下，并滿足Si(重量％)＞3×Cr(重量％)。更優(yōu)選其含量為0.20重量％以下。
此外，為什么本發(fā)明的C含量是“C0.010重量％以下”或“C0.03重量％以上，但在0.20重量％以下”，并排除“C大于0.010重量％，但小于0.03重量％”范圍的原因是由于當(dāng)C含量在上述排除范圍內(nèi)時(shí)，從強(qiáng)度或可加工性看，得不到有特別優(yōu)異特性的產(chǎn)品。
然后，以為什么再結(jié)晶退火條件和電鍍前的加熱條件被限制在上述范圍的原因來描述本發(fā)明。
此外，在生產(chǎn)本發(fā)明的熱浸鍍鋼板的方法中，對(duì)直到再結(jié)晶退火的步驟，即熱軋步驟和冷軋步驟并未特別限制，這些步驟可按通常的方法進(jìn)行。再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火是通過加熱到再結(jié)晶溫度(通常使用CAL)以釋放在冷軋中引入的應(yīng)力而進(jìn)行的，以提供鋼板所需的機(jī)械特性和可加工性，并正好在鋼板表面下形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層。
因?yàn)楫?dāng)這種內(nèi)氧化物層存在時(shí)，在電鍍前的其后加熱中不會(huì)在鋼板表面上形成Si和Mn的氧化物，抑制了非-電鍍區(qū)段的出現(xiàn)。
當(dāng)再結(jié)晶退火是在低于750℃下進(jìn)行時(shí)，內(nèi)氧化物層的形成是不足夠的，并且得不到優(yōu)良的電鍍特性，所以，必需在高于750℃下進(jìn)行再結(jié)晶退火。
再則，再結(jié)晶退火需在其露點(diǎn)不高于0℃，但不低于-45℃的還原氣氛中進(jìn)行。因?yàn)?，?dāng)露點(diǎn)高于0℃時(shí)，氧化物主要是Fe的氧化物，幾乎不形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層，而當(dāng)露點(diǎn)低于-45℃時(shí)，缺少氧量，幾乎不形成Si和Mn的內(nèi)氧化物層。作為還原氣氛，可單獨(dú)使用氮?dú)?、氬氣、氫氣和一氧化碳?xì)怏w或使用兩種或多種氣體的混合物。
此外，再結(jié)晶退火的溫度變化過程優(yōu)選是溫度保持在800-900℃下0-120秒，然后以1-100℃/秒的速率冷卻。酸洗去除表面氧化物酸洗是用于去除在再結(jié)晶退火的還原氣氛中在鋼板表面上形成的Si和Mn的氧化物。以3-30摩爾％的鹽酸作為酸洗溶液是有利的。有利的酸洗時(shí)間約為3-60秒。電鍍前的加熱在用酸洗從鋼板表面的去除Si和Mn的氧化物后，進(jìn)行電鍍前的加熱。優(yōu)選采用CGL進(jìn)行電鍍前的加熱。再則，電鍍前的加熱是在低于650℃但不高于850℃下，在露點(diǎn)不高于-20℃的還原氣氛中進(jìn)行。
因?yàn)楫?dāng)氣氛的露點(diǎn)高于-20℃時(shí)，在鋼板表面上形成厚的Fe的氧化物，引起電鍍附著性的降低。此外，當(dāng)退火溫度低于650℃時(shí)，鋼板表面未被活化，在熔融金屬和鋼板之間的反應(yīng)性未必足夠，而當(dāng)其超過850℃時(shí)，在鋼板表面上再次形成Si和Mn的表面氧化物，以形成非-電鍍區(qū)段。關(guān)于氣氛，該還原氣氛未必在整個(gè)步驟中保持，可采用這樣的體系，即將鋼板加熱到400-650℃的階段轉(zhuǎn)換成氧化氣氛，僅在溫度超過上述范圍時(shí)轉(zhuǎn)換成還原氣氛。此外，作為還原氣氛，可單獨(dú)使用氮?dú)狻鍤?、氫氣和一氧化氮?dú)怏w或兩種或多種氣體的混合物。
此外，電鍍前加熱的溫度變化過程優(yōu)選是在700-800℃下保持0-180秒，然后以1-100℃/秒的速率冷卻。
在電鍍前加熱中，不需控制機(jī)械特性，并且將原始電鍍鋼板加熱到熱浸鍍前的所需溫度就夠了。熱浸鍍在本發(fā)明中，熱浸鍍是在從上述電鍍前的加熱而降溫的過程中進(jìn)行的。熱浸鍍方法無特殊限制，可按通常的熟知的方法進(jìn)行。
例如，在鍍鋅的情況下，是將電鍍前被加熱的鋼板浸入鋅熱浸鍍浴中進(jìn)行的，浴溫約為460-490℃。在這種情況下，插入浴中的鋼板溫度約為460-500℃是有利的。
將浸入鋅熱浸鍍浴中的鋼板從浴中取出，然后再經(jīng)氣吹處理以調(diào)節(jié)涂層重量，以獲得鍍鋅鋼板。
再則，鍍鋅鋼板還可經(jīng)其后的熱合金化處理，以獲得鍍鋅合金鋼板。
此外，作為其它的熱浸鍍處理還有鋁熱浸鍍、鋅-鋁熱浸鍍、鋅-鋁-鎂熱浸鍍等，均可按通常熟知的方法進(jìn)行。
熱浸鍍中每一表面的涂層重量約為20-100g/m2是有利的。
插入的鋼板溫度470℃Al含量0.14重量％涂層重量50g/m2(每一表面)熱浸鍍時(shí)間1秒從每塊所得的鍍鋅鋼板中，取出大小為40mm×80mm的100個(gè)試樣，對(duì)發(fā)現(xiàn)有至少一個(gè)直徑1mm以上的非電鍍區(qū)段的試樣均作為廢品。
表2中給出由合格的數(shù)目求得的合格比。
表1

表2

條件15％鹽酸，60℃，浸入5秒條件210％鹽酸，70℃，浸入10秒*電鍍前退火在達(dá)600℃的含1體積％氧的燃燒氣氛中和在600℃以上的(10體積％H2+N2)的氣氛中。
如表2所示，與對(duì)比例比較，所有發(fā)明例均有優(yōu)良的電鍍特性。
在發(fā)明例1和3中，雖然合金化處理是在490℃下進(jìn)行60秒，但未發(fā)現(xiàn)合金不均勻性。
此外，作為處理氣氛，再結(jié)晶退火使用(7體積％H2+N2)，電鍍前加熱使用(5體積％H2+N2)。特別是No.25的電鍍前加熱是在達(dá)600℃的含1體積％氧的燃燒氣氛中和在600℃以上的(10體積％H2+N2)的氣氛中進(jìn)行?！ゅ冧\條件浴溫470℃插入的鋼板溫度470℃Al含量0.14重量％涂層重量50g/m2(每一表面)熱浸鍍時(shí)間1秒從每塊所得的鍍鋅鋼板中，取出大小為40mm×80mm的10個(gè)試樣，對(duì)發(fā)現(xiàn)有至少一個(gè)直徑1mm以上的非電鍍區(qū)段的樣品均作為廢品。
表4中給出由合格的數(shù)目求得的合格比。
表3

表4

條件15％鹽酸，60℃，浸入5秒條件210％鹽酸，70℃，浸入5秒*電鍍前退火在達(dá)600℃的含1體積％氧的燃燒氣氛中和在600℃以上的(10體積％H2+N2)的氣氛中。
**熱軋鋼板(厚為1.5mm)經(jīng)(再結(jié)晶退火-酸洗-電鍍前加熱-熱浸鍍)處理如表4所示，與對(duì)比例比較，所有發(fā)明例均有優(yōu)良的電鍍特性。
在發(fā)明例7和9中，雖然合金化處理是在490℃下進(jìn)行60秒，但未發(fā)現(xiàn)合金不均勻性。
工業(yè)可應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明，可提供各種有高抗拉強(qiáng)度，并基本上不形成非電鍍區(qū)段的包括鍍鋅鋼板的熱浸鍍鋼板。
本發(fā)明還提供有優(yōu)良合金化特性的鍍鋅鋼板。
所以，本發(fā)明對(duì)汽車減重及低燃耗有明顯貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，在其表面上具有熱浸鍍層的，其特征在于，使下列組成的鋼板在還原氣氛中經(jīng)再結(jié)晶退火C0.010重量％以下或0.03重量％以上但在0.20重量％以下，Nb0.005重量％以上，但在0.2重量％以下，選自Cu小于0.5重量％、Ni小于1.0重量％和Mo小于1.0重量％的一種或多種的總量為0.03重量％以上但在1.5重量％以下，Al0.10重量％以下，P0.100重量％以下，S0.010重量％以下，N0.010重量％以下，在C為0.010重量％以下時(shí)，還含有Si0.25重量％以上但在1.2重量％以下，Mn0.50重量％以上但在3.0重量％以下，Ti0.030重量％以下，B0.005重量％以下，或C為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，Si0.5重量％以上但在1.5重量％以下，Mn1.2重量％以上但在3.5重量％以下，滿足1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其再結(jié)晶退火的還原氣氛，在退火溫度不低于750℃時(shí)，其露點(diǎn)不高于0℃，但不低于-45℃，在冷卻后經(jīng)酸洗去除在表面上形成的氧化物，此外在其露點(diǎn)不高于-20℃的還原氣氛中再將鋼板加熱到不低于650℃，但不高于850℃，并且在從再加熱溫度降溫的過程中使該鋼板經(jīng)熱浸鍍處理，由此獲得該高抗拉強(qiáng)度的熱浸鍍鋼板。
2.權(quán)利要求1的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Ti或V的一種或兩種，其含量滿足Ti和V的一種或兩種為0.5重量％以下，并且Ti(重量％)＜5×C(重量％)。
3.權(quán)利要求1或2的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.2重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Cr，其含量滿足Cr為0.25重量％以下，并且Si(重量％)＞3×Cr(重量％)。
4.一種生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，其特征在于，使下列組成的鋼板在還原氣氛中經(jīng)再結(jié)晶退火C0.010重量％以下或0.03重量％以上但在0.20重量％以下，Nb0.005重量％以上，但在0.2重量％以下，選自Cu小于0.5重量％、Ni小于1.0重量％和Mo小于1.0重量％的一種或多種的總量為0.03重量％以上但在1.5重量％以下，Al0.10重量％以下，P0.100重量％以下，S0.010重量％以下，N0.010重量％以下，在C為0.010重量％以下時(shí)，還含有Si0.25重量％以上但在1.2重量％以下，Mn0.50重量％以上但在3.0重量％以下，Ti0.030重量％以下，B0.005重量％以下，或C為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，Si0.5重量％以上但在1.5重量％以下，Mn1.2重量％以上但在3.5重量％以下，滿足1.5×Si(重量％)＜Mn(重量％)，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其再結(jié)晶退火的還原氣氛，在退火溫度不低于750℃時(shí)，其露點(diǎn)不高于0℃，但不低于-45℃，在冷卻后經(jīng)酸洗去除在表面上形成的氧化物，此外在其露點(diǎn)不高于-20℃的還原氣氛中再將鋼板加熱到不低于650℃，但不高于850℃，并且在從再加熱溫度降溫的過程中使該鋼板經(jīng)熱浸鍍處理。
5.權(quán)利要求4的生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.20重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Ti或V的一種或兩種，其含量滿足Ti和V的一種或兩種為0.5重量％以下，并且Ti(重量％)＜5×C(重量％)。
6.權(quán)利要求4或5的生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，其中，當(dāng)C含量為0.03重量％以上但在0.2重量％以下時(shí)，在鋼板中還含有Cr，其含量滿足Cr為0.25重量％以下，并且Si(重量％)＞3×Cr(重量％)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板的方法，該方法包括提供其Si含量控制在特定范圍內(nèi)以及包含Nb和Cu、Ni和Mo的一種或多種的鋼板；使經(jīng)軋制的鋼板經(jīng)再結(jié)晶退火，以在近鋼板表面下形成內(nèi)氧化物層；用酸洗表面，以去除也在表面上形成的氧化物；在電鍍前加熱所得的鋼板；然后使鋼板經(jīng)熱浸鍍。在退火中形成的內(nèi)氧化物層作為阻擋層以阻止在電鍍前的熱處理期間Si、Mn等的擴(kuò)散，結(jié)果明顯減少Si、Mn等氧化物的形成。所以，本發(fā)明可用于生產(chǎn)一種有明顯優(yōu)異電鍍特性的高抗拉強(qiáng)度熱浸鍍鋼板。
文檔編號(hào)C21D8/02GK1395623SQ01803644
公開日2003年2月5日 申請日期2001年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月12日
發(fā)明者石井和秀, 加藤千昭, 京野一章, 望月一雄 申請人:川崎制鐵株式會(huì)社