具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有延伸率大于42％的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，步驟如下：1)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉及合金化處理；2)連鑄制備板坯；3)鑄坯粗軋溫度1040～1080℃，終軋溫度880～910℃，卷曲溫度670～720℃；4)冷軋；5)對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，機(jī)組速度90～100m/min，加熱溫度820～840℃，快冷段溫度490～510℃，出鋅鍋后上行段對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻，冷卻速度40～60℃/s，合金化后對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度30～50℃/s。本發(fā)明使特超深沖GA板表面鍍層結(jié)構(gòu)致密、無明顯微裂紋缺陷、鍍層表面鋅鐵合金晶粒細(xì)小且大小分布均勻、合金化鍍層抗粉化性優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于汽車用鋼生產(chǎn)領(lǐng)域。
【專利說明】具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車用鋼生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種具有延伸率大于42%的鐵鋅合 金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋅鐵合金鍍層鋼板（GA)具有優(yōu)良的抗腐蝕性、涂裝性、焊接性及抗石礫擊打性 能，廣泛應(yīng)用于汽車面板。然而，目前常規(guī)特超深沖GA板（要求延伸率在46%以上）表 面鍍層結(jié)構(gòu)疏松、不致密、鍍層表面組織粗大、晶粒尺寸大小分布不均且表面有明顯的微裂 紋，沖壓成形時(shí)易出現(xiàn)鍍層的脫落與粉化，從而給沖壓零件表面質(zhì)量和生產(chǎn)模具帶來不利 影響。
[0003] 經(jīng)初步檢索，國(guó)外查閱到浦項(xiàng)研制的一種含有2. 0% NH4H2PO4的水溶液以及在苛 刻霧化條件下熱鍍鋅鋼板的快速冷卻工藝，水島鋼鐵公司開發(fā)的包括利用控制鍍后冷卻速 度減少鋅花和鍍層脫落等工藝措施生產(chǎn)出汽車外板用熱鍍鋅鋼板及生產(chǎn)工藝，川崎制鐵提 供的冷卻速度達(dá)到30°C /s以上的快速冷卻工藝生產(chǎn)具有優(yōu)異可加工性能的熱鍍鋅鋼板及 生產(chǎn)方法，烏克蘭提供的可保證熱軋金屬終軋后環(huán)形截面快速冷卻的裝置及加速冷卻的方 法等文獻(xiàn)與專利。
[0004] 國(guó)內(nèi)查閱到首鋼關(guān)于在連續(xù)退火中不同冷卻速率對(duì)熱鍍鋅雙相鋼DP780組織和 屈服現(xiàn)象影響的研究，邯鋼采用引進(jìn)的連續(xù)熱鍍鋅線及包括保護(hù)氣體快速冷卻和鍍后空氣 噴射冷卻等技術(shù)生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)異的冷軋鍍鋅板，馬鋼調(diào)整、優(yōu)化輻射管加熱設(shè)備及快速冷卻 設(shè)備確保鍍鋅板產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)踐，以及鞍鋼提供的采用加熱末段到均熱段的微緩冷和快冷 段兩次快冷等方式生產(chǎn)一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅雙相鋼板，寶鋼提供的熱鍍鋅機(jī)組鍍后上行 冷卻段多段復(fù)合冷卻方法及包括一鍍后快冷裝置和初冷裝置的一種鍍鋅帶鋼冷卻裝置等 文獻(xiàn)與專利。
[0005] 以上涉及冷卻速度的專利與文獻(xiàn)均涉及通過調(diào)整冷卻速度控制基板組織與力學(xué) 性能或熱鍍鋅板（GI板）純鋅鍍層工藝質(zhì)量（如鋅花）的技術(shù)，其共同特點(diǎn)是冷卻速度慢 (冷卻速度均< 30°C /s)，而且冷卻只涉及鋼基材料強(qiáng)度的調(diào)整，而對(duì)于鍍層并未涉及。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是要提供一種使特超深沖GA板表面鍍層結(jié)構(gòu)致密、無明顯微裂 紋缺陷、鍍層表面鋅鐵合金晶粒細(xì)小且大小分布均勻、合金化鍍層抗粉化性優(yōu)異的具有延 伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生 產(chǎn)方法，包括如下步驟：1)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并進(jìn)行合金化處理；2)對(duì)成分達(dá)標(biāo)的鋼水 進(jìn)行連鑄制備板坯；3)對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1040?108(TC，終軋溫度控制在 880?9KTC，卷曲溫度控制在670?720°C;4)將熱軋板冷軋至所需厚度規(guī)格；5)對(duì)冷軋板 進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在90?100m/min，加熱溫度控制在820? 840°C，快冷段溫度控制在490?510°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻，冷卻速度 控制在40?60°C /s，合金化后對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在30?50°C / So
[0008] 作為優(yōu)選方案，所述步驟3)中，鑄坯粗軋溫度控制在1048?1072°C，終軋溫度控 制在887?903 °C，卷曲溫度控制在686?709 °C;所述步驟5)中，對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù) 熱鍍鋅處理中，機(jī)組速度控制在93?98m/min，加熱溫度控制在827?835°C，快冷段溫度 控制在496?504°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在43?58°C / s，合金化后對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在39?48°C /s。
[0009] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，鑄坯粗軋溫度控制在1064°C，終軋溫度控制在894°C， 卷曲溫度控制在697°C ;所述步驟5)中，對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理中，機(jī)組速度 控制在96m/min，加熱溫度控制在831°C，快冷段溫度控制在499°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段 對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在52°C /s，合金化后對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷 卻速度控制在42°C /s。
[0010] 再進(jìn)一步地，所述步驟5)中，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻， 合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻。
[0011] 還進(jìn)一步地，還包括步驟6)，對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控 制在0. 1?0. 7%，涂油量上下表面均< 35g/m2。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述步驟6)中，對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率 控制在0. 2?0. 5%，涂油量上下表面均為12?26g/m2。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述步驟6)中，對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率 控制在0. 31%，涂油量上下表面均為19g/m2。
[0014] 更進(jìn)一步地，還包括步驟7)，合金化鍍鋅板取樣、性能測(cè)試、卷曲與打包。
[0015] 本發(fā)明的工作原理是這樣的：首先利用熱鍍鋅機(jī)組熱鍍出鋅鍋后上行段的超快冷 (冷卻速度達(dá)到40?60°C /s)，實(shí)現(xiàn)鋼板表面粘附鋅液的快速凝固，通過增大形核率，從而 獲得晶粒尺寸足夠細(xì)小、大小分布均勻、鍍層結(jié)構(gòu)致密且表面無明顯微裂紋缺陷的理想初 始純鋅鍍層組織；
[0016] 接下來在理想初始純鋅鍍層組織的基礎(chǔ)上，利用合金化后的超快速冷卻（冷卻速 度達(dá)到30?50°C /s)，以防止合金鍍層中各鋅鐵合金相在高溫下的長(zhǎng)大，得以最終獲得合 金化鍍層表面組織細(xì)化、晶粒尺寸分布均勻、鍍層結(jié)構(gòu)致密且表面無明顯微裂紋缺陷的理 想鋅鐵合金鍍層組織。
[0017] 另： 申請(qǐng)人:將冷卻速度大于30°C /s命名為超快速冷卻。
[0018] 綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明開發(fā)的延伸率在42 % 以上的特超深沖鐵鋅合金鍍層鋼板在力學(xué)性能達(dá)到相應(yīng)要求（即屈服強(qiáng)度為120MPa? 180MPa，抗拉強(qiáng)度為260MPa?350MPa，伸長(zhǎng)率彡42%，r 9Q彡1. 8, n9Q彡0. 2)的同時(shí)，其表 面鍍層結(jié)構(gòu)致密、無明顯微裂紋缺陷、表面鋅鐵合金晶粒細(xì)小且大小分布均勻，合金化鍍 層抗粉化性得到大幅提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法的流程示意 圖；
[0020] 圖2為采用本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板的特超深沖鐵鋅合金鍍層表面的金相組織示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 參見圖1，本發(fā)明具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，包括如 下步驟：
[0024] 1)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并進(jìn)行合金化處理；
[0025] 2)對(duì)成分達(dá)標(biāo)的鋼水進(jìn)行連鑄制備板坯；
[0026] 3)對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1040°C，終軋溫度控制在880°C，卷曲溫度控 制在670°C ;
[0027] 4)將熱軋板冷軋至所需厚度規(guī)格；
[0028] 5)對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在90m/min，加熱溫 度控制在820°C，快冷段溫度控制在490°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷 卻，冷卻速度控制在40°C /s，合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度 控制在30°C /s ;
[0029] 6)對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0. 1 %，涂油量上下 表面均12g/m2 ;
[0030] 7)合金化鍍鋅板取樣、性能測(cè)試、卷曲與打包。
[0031] 采用本實(shí)施例所述的技術(shù)方案后，特超深沖鐵鋅合金鍍層組分及含量如下：C : 0· 001%，Mn :0· 142%，Si :0· 008%，Als :0· 033%，P :0· 011%，S :0· 01%，其余為鐵鋅合金。
[0032] 該特超深沖鐵鋅合金鍍層性能如下：厚度：0. 7mm，RpO. 2 :166MPa，Rm :288MPa， 八50_:44%，1'9(|:2.35，11 9(|:0.21，鋅層重：59/618/1112,60。￥彎（評(píng)級(jí)）：1。
[0033] 而與之對(duì)比的技術(shù)要求是 RpO. 2 :120 ?180MPa，Rm :260 ?350MPa，A5Q_ :彡 42%， r90 :彡 1. 8, n90 :彡 0· 2,鋅層重：彡 36/36g/m2。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：
[0036] 3)對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1048°C，終軋溫度控制在887°C，卷曲溫度控 制在686°C ;
[0037] 5)對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在93m/min，加熱溫 度控制在827°C，快冷段溫度控制在496°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷 卻，冷卻速度控制在43°C /s，合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度 控制在39°C /s ;
[0038] 6)對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0.2%，涂油量上下 表面均17g/m 2。
[0039] 采用本實(shí)施例所述的技術(shù)方案后，特超深沖鐵鋅合金鍍層組分及含量如下：C : 0· 0023%，Mn :0· 134%，Si :0· 003%，Als :0· 03%，P :0· 01%，S :0· 011%，其余為鐵鋅合金。
[0040] 該特超深沖鐵鋅合金鍍層性能如下：RpO. 2 :174MPa，Rm :293MPa，A5tlmm :43%，r9Q : 2· 1，鋅層重：46/49g/m2。
[0041] 實(shí)施例3
[0042] 本實(shí)施例與實(shí)施例I基本相同，其不同之處在于：
[0043] 3)對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1064°C，終軋溫度控制在894°C，卷曲溫度控 制在697°C ;
[0044] 5)對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在96m/min，加熱溫 度控制在831 °C，快冷段溫度控制在499°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷 卻，冷卻速度控制在52°C /s，合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度 控制在42°C /s ;
[0045] 6)對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0.3%，涂油量上下 表面均19g/m 2。
[0046] 采用本實(shí)施例所述的技術(shù)方案后，特超深沖鐵鋅合金鍍層組分及含量如下：C : 0· 0025%，Mn :0· 128%，Si :0· 004%，Als :0· 039%，P :0· 011%，S :0· 01%，其余為鐵鋅合 金。
[0047] 該特超深沖鐵鋅合金鍍層性能如下：RpO. 2 :174MPa，Rm :290MPa，A5tlmm :43%，r9Q : 2· 25,鋅層重：49/53g/m2。
[0048] 實(shí)施例4
[0049] 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：
[0050] 3)對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1072°C，終軋溫度控制在903°C，卷曲溫度控 制在709°C ;
[0051] 5)對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在98m/min，加熱溫 度控制在835°C，快冷段溫度控制在504°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷 卻，冷卻速度控制在58°C /s，合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度 控制在48°C /s ;
[0052] 6)對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0.5%，涂油量上下 表面均26g/m 2。
[0053] 采用本實(shí)施例所述的技術(shù)方案后，特超深沖鐵鋅合金鍍層組分及含量如下：C : 0· 0025%，Mn :0· 145%，Si :0· 009%，Als :0· 04%，P :0· 011%，S :0· 008%，其余為鐵鋅合 金。
[0054] 該特超深沖鐵鋅合金鍍層性能如下：厚度：1. 4mm，RpO. 2 :173MPa，Rm :288MPa，r9Q : 2· 45, n9。：0· 22,鋅層重：58/60g/m2。
[0055] 實(shí)施例5
[0056] 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：
[0057] 3)對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1080°C，終軋溫度控制在910°C，卷曲溫度控 制在720°C ;
[0058] 5)對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在100m/min，加熱溫 度控制在840°C，快冷段溫度控制在510°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行 冷卻，冷卻速度控制在60°C /s，合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速 度控制在50°C /s ;
[0059] 6)對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0. 7%，涂油量上下 表面均35g/m2。
[0060] 采用本實(shí)施例所述的技術(shù)方案后，特超深沖鐵鋅合金鍍層組分及含量如下：c: 0· 0029%，Mn :0· 132%，Si :0· 006%，Als :0· 0366%，P :0· 009%，S :0· 007%，其余為鐵鋅合 金。
[0061] 該特超深沖鐵鋅合金鍍層性能如下：RpO. 2 :175MPa，Rm :295MPa，r9Q :2. 05,鋅層 重：52/55g/m2。
[0062] 實(shí)施例1?5中各自的特超深沖鐵鋅合金鍍層化學(xué)組分和含量以及對(duì)應(yīng)的性能見 下表1和表2 :
[0063] 表1本發(fā)明各實(shí)施案例的化學(xué)成分（wt. % )
[0064]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于：包括如下 步驟： 1) 鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并進(jìn)行合金化處理； 2) 對(duì)成分達(dá)標(biāo)的鋼水進(jìn)行連鑄制備板坯； 3) 對(duì)鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋溫度控制在1040?1080°C，終軋溫度控制在880?910°C，卷 曲溫度控制在670?720°C ; 4) 將熱軋板冷軋至所需厚度規(guī)格； 5) 對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理，其中機(jī)組速度控制在90?100m/min，加熱溫 度控制在820?840°C，快冷段溫度控制在490?510°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段對(duì)鍍鋅板進(jìn) 行冷卻，冷卻速度控制在40?60°C /s，合金化后對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度 控制在30?50°C /s。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，其 特征在于：所述步驟3)中，鑄坯粗軋溫度控制在1048?1072 °C，終軋溫度控制在887? 903 °C，卷曲溫度控制在686?709 °C;所述步驟5)中，對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理 中，機(jī)組速度控制在93?98m/min，加熱溫度控制在827?835 °C，快冷段溫度控制在496? 504°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在43?58°C /s，合金化后對(duì) 鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在39?48°C /s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有延伸率大于42 %的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，其特 征在于：所述步驟3)中，鑄坯粗軋溫度控制在1064°C，終軋溫度控制在894°C，卷曲溫度控 制在697 °C;所述步驟5)中，對(duì)冷軋板進(jìn)行合金化連續(xù)熱鍍鋅處理中，機(jī)組速度控制在96m/ min，加熱溫度控制在831°C，快冷段溫度控制在499°C，鍍鋅出鋅鍋后上行段對(duì)鍍鋅板進(jìn)行 冷卻，冷卻速度控制在52°C /s，合金化后對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻，冷卻速度控制在 42 V /s〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板 生產(chǎn)方法，其特征在于：所述步驟5)中，鍍鋅出鋅鍋后上行段利用氣霧對(duì)鍍鋅板進(jìn)行冷卻， 合金化后利用氣霧對(duì)鋅鐵合金鍍層鋼板進(jìn)行冷卻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的具有延伸率大于42%的鐵鋅合金鍍層的鋼板 生產(chǎn)方法，其特征在于：還包括步驟6)，對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率 控制在0. 1?0. 7%，涂油量上下表面均< 35g/m2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有延伸率大于42 %的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，其特 征在于：所述步驟6)中，對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0.2? 0. 5%，涂油量上下表面均為12?26g/m2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有延伸率大于42 %的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，其特 征在于：所述步驟6)中，對(duì)合金化板進(jìn)行光整與涂油處理，其中光整延伸率控制在0. 3 %， 涂油量上下表面均為19g/m2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有延伸率大于42 %的鐵鋅合金鍍層的鋼板生產(chǎn)方法，其特 征在于：還包括步驟7)，合金化鍍鋅板取樣、性能測(cè)試、卷曲與打包。
【文檔編號(hào)】C23C2/06GK104328262SQ201410689721
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】黃鋒, 陳宇, 杜小峰, 張彥文, 劉祥東, 王立輝, 段小平, 孫方義 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司