專利名稱：一種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼板熱浸鍍技術領域，具體涉及一種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板及其制造方法。
背景技術：
燃油箱用鋼板是一類特別的材料，絕大多數(shù)是表面處理鋼板。這類鋼板所要求的性能有1)耐蝕性這不僅要求耐外部大氣、沿海等環(huán)境腐蝕，而且還必須耐燃油箱內部的燃料和水分腐蝕。2)沖壓成形性燃油箱大多位于車身下及其狹小的空間內，形狀往往十分復雜，因而要求母板具有優(yōu)良的機械性能和表面的潤滑性能。3)焊接性燃油箱在制造過程中需要進行上下箱體之間的縫焊，各部件準確結合的點焊、導管與箱體之間的釬焊等等，對燃油箱鋼板材料的焊接性能提出了很高的要求。4)涂裝性在制造工藝中大部分燃油箱都需要進行涂漆處理，因此燃油箱鋼板材料還必須具備良好的涂裝性能。 汽車燃油箱在制造的過程中，需要經(jīng)過較為復雜的沖壓成型工藝，因此要求鋼板本身具備良好的成型性能，同時成型過程中可能造成鍍層的局部破壞，這就要求鋼板本身也必須具備耐腐蝕性能，鋁鎮(zhèn)靜鋼、IF鋼、高強度IF鋼(如W02008126945A1)、高強度低合金鋼、不銹鋼(如US2004094240A1)等都曾用于燃油箱的制造，但IF鋼強度不足，鋁鎮(zhèn)靜鋼成型性能及強度不足，高強度低合金鋼成型性能欠佳，不銹鋼的成本太高，不能為汽車廠家接受。隨著對汽車安全性能、使用年限、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟性能等要求的不斷提高，現(xiàn)有的這些鋼種已經(jīng)不能滿足要求，迫切需要開發(fā)同時具有高強度、高成型性能、耐腐蝕的新型燃油箱用鋼板材料。傳統(tǒng)汽車燃油箱鋼板材料是鍍鉛錫合金鋼板，這是一種熱浸鍍或電鍍Pb-8% Sn合金的表面處理鋼板，一般國際上稱Terne板。由于含Pb鍍層鋼板具有良好的焊接性、耐蝕性、潤滑性(沖壓成形性)和涂裝性能，近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，無鉛化的要求也越來越高，各種含鉛的材料相繼被各國立法禁止使用。為了適應新的環(huán)保法規(guī)，替代鍍鉛錫合金鋼板的材料開發(fā)有了很大的進展，世界上各大鋼鐵公司都在競相開發(fā)各種汽車燃油箱用無鉛鋼板材料。熱鍍鋅鋼板雖然成本較低且耐蝕性能較好，但是對于燃油箱內部燃油的耐蝕性來說，鋅并不是很好的材料，鋅會被含水或劣化汽油腐蝕而產生易于堵塞燃油過濾器的白銹。另外，鋅鍍層中的鋅易于玷污Cu電極，因此焊接性能較差。新開發(fā)的其它品種鍍層鋼板，如熱浸鍍Al鋼板、熱浸鍍Zn-Sn鋼板(如JP2005336574A)、電鍍Zn-Ni鋼板、在熱浸鍍Zn層上鍍Ni的雙層鍍鋼板，預涂層合金化熱浸鍍Zn鋼板和預涂層電鍍Zn-Ni鋼板等，已在汽車制造廠實際使用。其中熱鍍Sn-Zn合金鋼板目前是無鉛鍍層燃油箱鋼板的一個主流，同時具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和沖壓性能(摩擦系數(shù)較小)
發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種具有良好耐蝕性能的熱浸鍍錫鋅合金燃油箱高強鋼板及其制造方法，該鍍層鋼板具有優(yōu)良的成型性能、耐腐蝕性能、較高的強度。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明鋼板含有以下元素(元素含量為質量百分數(shù))0).02^-0.10%,Si 彡 O. 30%,MnO. 20% 2. 50%，P 彡 O. 10%，S 彡 O. 05%,CrO. 05% O. 50%,NiO. 02% I. 00%, CuO. 02% O. 50%, MoO. 02% O. 50%, Ti ( O. 15%, Nb ( O. 15% 以及 Fe 和其它一些不可避免的雜質。本發(fā)明鋼板最終組織具主要有鐵素體+貝氏體或鐵素體+馬氏體或鐵素體+貝氏體+馬氏體的組織組成，其中貝氏體和馬氏體的體積比為10 % 40%，還可能含有體積百分比為不大于5%的奧氏體。本發(fā)明鍍層鋼板采用冶煉、鑄造、熱軋、冷軋及連續(xù)熱浸鍍錫鋅的工藝路線制造， 其特點為，錫鋅合金的成分為鋅含量5% 20% (質量百分數(shù))，余量為錫及其它一些不可避免的雜質，錫鋅合金也可以含有少量的RE，其連續(xù)退火過程鋼帶加熱至兩相區(qū)保溫10 100秒，溫度區(qū)間為700 850°C，然后以10 100°C每秒的速度快冷至300±50°C的區(qū)間保溫O 150秒，在280±30°C的溫度區(qū)間熱浸鍍錫鋅，鍍后風冷至室溫。本發(fā)明的元素選擇理由為CO. 02% O. 10%，碳含量過低鋼板強度不足，含量過高將在組織中出現(xiàn)珠光體，對成型性能、焊接性能不利。Si <0.30%，硅含量過高，將引起鋼板表面在退火過程中的選擇性氧化，生成的氧化物影響鋼板的熱浸鍍性能。MnO. 20% 2. 50 %，含量過低，強度不足，含量過高，將引起鋼板中嚴重的帶狀組織，同時影響熱鍍性能。P ^ O. 10% , 一定的P含量可以提聞鋼的耐蝕性能，但含量太聞易引起冷脆，對成型性能不利。S彡O. 05%，鋼中的雜質，越少越好。CrO. 05% O. 50 %，可以起到固溶強化和增強淬透性的作用，含量過低，不能使C曲線右移，含量過高造成鋼的硬度上升，成本增加。NiO. 02% I. 00%，可以提高鋼的耐腐蝕性能、低溫韌性，同時提高熱浸鍍浸潤性。含量太低了沒有效果，太高增加成本。CuO. 02% O. 50%，可以起到固溶強化、沉淀強化、析出強化(硫化銅)的作用，含
量太低沒有明顯作用，含量太高使鋼趨向硬化。MoO. 02% O. 50%，右移C曲線，促使貝氏體形成，固溶強化，含量太低沒有明顯作用，含量太高使鋼的成本增加。Ti ^ O. 15%, Nb ^ O. 15%，主要起到析出強化的作用。鍍層為錫鋅合金，鋅含量為5% 20%，鋅含量過低不能提供有效的犧牲陽極保護作用，含量太高引起耐腐蝕性能的惡化。本發(fā)明的工藝特點在于，連續(xù)退火過程鋼帶加熱至兩相區(qū)保溫10 100秒，時間過短組織不能均勻化，時間過長將引起組織的過分長大。溫度區(qū)間為700 850°C，溫度太低不能達到兩相區(qū)，溫度過高使奧氏體的量增力口，造成鋼的塑性不足。然后以10 100°C每秒的速度快冷至300±50°C的區(qū)間保溫O 150秒，冷卻速度不足將產生珠光體相變，太高了不易達到；保溫溫度太高將引起鋼的強度下降，溫度太低不能滿足熱浸鍍的要求。本發(fā)明在280±30°C的溫度區(qū)間熱浸鍍錫鋅，溫度太低不能保證鍍液的流動性、浸潤性，溫度太高給后續(xù)冷卻工序造成困難，同時浪費能源。本發(fā)明的優(yōu)點及效果在于，克服了傳統(tǒng)含鉛鍍層鋼板對環(huán)境的有害作用、IF鋼板強度較低的缺點，同時具有良好的耐腐蝕性能、成型性能。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明的內容做詳細介紹。
實施例I :鋼的化學成分如表I所示，退火工藝為820°C保溫20秒，以50°C每秒的速度冷卻到320°C保溫60秒后熱鍍，鍍液溫度為300°C，鍍液鋅含量為8wt. %，余量為錫和不可避免的雜質，出鍍液后氣刀吹掃，風冷至室溫，組織為鐵素體+貝氏體+奧氏體，其體積含量分別為 69% -83%,15% -23%,2% _5%。實施例2 鋼的化學成分如表I所示，退火工藝為800°C保溫40秒，以20°C每秒的速度冷卻到300°C保溫20秒后熱鍍，鍍液溫度為290°C，鍍液鋅含量為10% wt. %，余量為錫和不可避免的雜質，出鍍液后氣刀吹掃，風冷至室溫，組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，其體積含量分別為 56% -68%,20% -30%,5% -20%。實施例3 鋼的化學成分如表I所示，退火工藝為780°C保溫60秒，以70°C每秒的速度冷卻到280°C保溫50秒后熱鍍，鍍液溫度為270°C，鍍液鋅含量為12wt. %，余量為錫和不可避免的雜質，出鍍液后氣刀吹掃，風冷至室溫，組織為鐵素體+貝氏體+馬氏體，其體積含量分別為 50% -80%U5% -25%,15% -35%。實施例4 鋼的化學成分如表I所示，退火工藝為790°C保溫80秒，以40°C每秒的速度冷卻到290°C保溫70秒后熱鍍，鍍液溫度為280°C，鍍液鋅含量為wt. %，余量為錫和不可避免的雜質，出鍍液后氣刀吹掃，風冷至室溫，組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，其體積含量分別為44% -67%,15% -30%,3% -41%。表I實施例鋼的化學成分(質量分數(shù))％
權利要求
1.一種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板，其特征在于鋼板含有以下元素，元素含量為質量百分數(shù)C0. 02% O. 10%，Si ^ O. 30%, MnO. 20 % 2. 50 %，P 彡 O. 10 %，S ^ O. 05%, CrO. 05 % O. 50 %，NiO. 02 % I. 00 %，CuO. 02 % O. 50 %，MoO. 02 % O. 50%, Ti く O. 15%, Nb く O. 15%以及Fe和其它ー些不可避免的雜質。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板，其特征在于鋼板最終組織具有鐵素體+貝氏體或鐵素體+貝氏體+馬氏體的組織組成，其中硬質相的體積比為10% 40%，還可能含有體積百分比為不大于5%的奧氏體。
3.根據(jù)權利要求I所述的ー種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板的制造方法，鋼板采用冶煉、鑄造、熱軋、冷軋及連續(xù)熱浸鍍錫鋅的エ藝路線制造，其特征在于，其連續(xù)退火過程鋼帶加熱至兩相區(qū)保溫10 100秒，溫度區(qū)間為700 850°C，然后以10 100°C每秒的速度快冷至300±50°C的區(qū)間保溫O 150秒，在280±30°C的溫度區(qū)間熱浸鍍錫鋅，鍍后風冷至室溫。
4.根據(jù)權利要求3所述的ー種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板的制造方法，其特征在于，熱浸鍍錫鋅所采用的錫鋅合金的成分為，質量百分數(shù)，鋅含量5% 20%，余量為錫及其它ー些不可避免的雜質。
全文摘要
本發(fā)明公開一種耐蝕性好的熱浸鍍錫鋅燃油箱高強鋼板及其制造方法，其元素含量為，質量百分數(shù)C0.02％～0.10％，Si≤0.30％，Mn0.20％～2.50％，P≤0.10％，S≤0.05％，Cr0.05％～0.50％，Ni0.02％～1.00％，Cu0.02％～0.50％，Mo0.02％～0.50％，Ti≤0.15％，Nb≤0.15％以及Fe和其它一些不可避免的雜質，鋼板采用冶煉、鑄造、熱軋、冷軋及連續(xù)熱浸鍍錫鋅的工藝路線，其連續(xù)退火過程鋼帶加熱至兩相區(qū)保溫10～100s，溫度為700～850℃，然后以10～100℃/s的速度快冷至300±50℃，保溫0～150s，溫度280±30℃區(qū)間熱浸鍍錫鋅，鍍后風冷至室溫。本發(fā)明的優(yōu)點及效果在于，克服了傳統(tǒng)含鉛鍍層鋼板對環(huán)境的有害作用、IF鋼板強度較低的缺點，同時具有良好的耐腐蝕性能、成型性能。
文檔編號C22C38/58GK102828127SQ201110159979
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者李鋒, 呂家舜, 楊洪剛 申請人:鞍鋼股份有限公司