一种屈服强度≥220MPa铁锌合金镀层钢板的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镀锌钢板的生产方法，具体地属于一种屈服强度彡220MPa铁锌 合金镀层钢板的生产方法。
【背景技术】
[0002] 锌铁合金镀层钢板由于具有优良的抗腐蚀性、涂装性、焊接性及抗石砾击打性能， 被广泛应用于汽车面板。然而，目前的锌铁合金表面镀层结构由于致密性能差，镀层表面组 织粗大、晶粒尺寸大小分布不均且表面有明显的微裂纹，在冲压成形时，易出现镀层的脱落 与粉化，从而造成冲压零件表面质量不符合要求，不能满足用户需要。
[0003] 经初步检索：公开报道的《一种耐粉化性优异的高强度合金化熔融镀锌钢板》，其 采用如下构成：至少在原材钢板的一面具有Fe-Zn合金镀层，从所述镀层的表面向镀层 深度方向以300以上的厚度，存在A1 (原子％)/Zn(原子％)多0. 10的区域，并公开根据需 要，通过特定原材钢板的化学成分组成和组织，从而使加工性也优选的合金化熔融镀锌钢 板 [1]。合金化镀锌板镀层脱落机理研究首先分析合金化热镀锌板镀层的微观结构特性、基 于镀层材料脆性多层特征，分析了复杂变形条件下镀层的应力应变状态，将层合材料的破 坏准则和脆性材料应变能密度S因子失效准则应用于镀层材料，提出单层材料破坏与裂纹 扩展相结合是镀层材料脱落的主要原因[9]。为解决高强钢的可镀性同时保证强度，本文提 出了一种新的双相钢热镀锌工艺，即：上料一开卷清洗一两相区退火一缓冷及水淬一酸洗 -再加热一镀锌（或/及合金化）一冷却一平整一后处理及卷取，其中，采用水淬快速冷 却先完成马氏体相变，之后进行酸洗，一方面去除钢板表面氧化铁皮，另一方面可以洗去表 面富集的Mn，Si等合金元素以改善可镀性，然后再加热到460°C左右热镀锌或/及合金化 退火。由于采用相变后热镀锌，该工艺将提高镀锌双相钢退火冷却时的淬透性问题转变为 提高双相钢再加热镀锌时马氏体组织的回火稳定性问题 [12]。应用镀锌模拟器探讨了镀锌 槽中锑（Sb)含量、钢板表面粗糙度以及冷却速率对金属锌镀层微观结构的影响。钢板表面 粗糙度分为相对粗糙和相对光滑两种，冷却速率的范围是〇.Ι-lOK/s，镀锌槽中Sb的范围 是0-0.lwt%。通常，随着镀锌槽中Sb含量的增加，镀层中晶粒尺寸逐渐增大，并且在平行于 钢板表面的方向上形成{0002}晶面。增加钢板表面粗糙度会减小镀层晶粒尺寸并促进形 成更加无序的镀层晶体结构，当镀锌槽中Sb含量为0.lwt%，冷却速率为lOK/s时，钢板表 面粗糙度对晶粒尺寸影响不显著。增加冷却速率有利于减小镀层晶粒尺寸，并促进{0002} 方向的生长 [19]。该文献是研究镀锌后冷却速度对钢板表面粗糙度的影响，其冷却速度最大 仅为ΙΟΚ/s，对镀层结构致密性改善有限。另一篇文献公开了《一种制造高强度镀锌钢板 的方法》，其包括热乳形成一个钢板；在连续退火期间，将钢板加热到750°C到900°C之间。 在500°C到A1转变温度之间平均加热速率至少10°C/s;保持此温度至少10s;将钢板以 10°C/s的冷却速率从750°C冷却到（Ms点-100°C)到（Ms点-200°C);钢板重结晶温度为 350°C到600°C;保持此温度10s到600s;将钢板镀锌。该文献是研究镀锌后冷却速度对钢 板表面粗糙度的影响，其冷却速度最大仅为lOK/s，对镀层结构致密性改善有限。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种在保证其使用力学性能的前提下，锌 铁合金镀层表面晶粒细小、大小分布均匀、镀层表面孔洞所占面积比< 5%、表面无微裂纹， 冲压成形时镀层不易出现粉化与脱落现象的屈服强度多220MPa铁锌合金镀层钢板的生产 方法。
[0005] 实现上述目的的措施： 一种屈服强度多220MPa铁锌合金镀层钢板的生产方法，其步骤： 1) 经铁水脱硫、转炉冶炼并连铸成坯； 2) 进行热乳，并控制粗乳乳制温度在1020~1060°C，控制精乳终乳温度在860~ 890°C;3)进行卷取，控制卷取温度在650~700°C; 4) 进行冷乳并乳至所需厚度； 5) 进行连续热镀锌，并控制机组速度在100~130m/min，锌液温度在457~463°C; 6) 进行镀锌后的快速冷却：在上行段采用气雾冷却，在冷却速度40~60°C/s下冷却 至 470 ~490°C; 7) 在进行锌铁合金化后，采用气雾进行冷却，其冷却速度控制在30~50°C/s; 8) 进行光整，并光整延伸率控制在0. 1~0. 7% ; 9) 进行涂油处理，控制上、下表面涂油量各< 35g/m2; 10) 取样、性能测试及后续工序处理。
[0006] 本发明在钢板镀锌出锌锅后，在上行段采用气雾按照冷却速度40~60°C/s进行 超快速冷却，在于使钢板表面粘附的锌液快速凝固，通过增大形核率，从而获得晶粒充分细 化、大小分布均匀、镀层结构致密且表面无明显微裂纹缺陷的理想初始纯锌镀层组织。
[0007] 之所以在理想初始纯锌镀层组织的基础上，再在合金化后采用气雾冷却，并按照 冷却速度30~50°C/s进行超快速冷却，以在于防止合金镀层中各锌铁合金相在高温下的 长大，以最终获得合金化镀层表面组织细小、晶粒尺寸分布均匀、镀层结构致密且表面无明 显微裂纹缺陷的理想锌铁合金镀层组织。
[0008] 本发明与现有技术相比，在保证屈服强度为220MPa~260MPa，抗拉强度为300 MPa~380MPa，伸长率多43%的前提下，锌铁合金镀层表面晶粒细小、大小分布均匀、镀层 表面孔洞所占面积比< 5%、表面无微裂纹，冲压成形时镀层不易出现粉化与脱落现象，BP 90°V弯测试评级达2级。
【附图说明】
[0009] 附图为本发明表面锌铁合金镀层钢板镀层表面形貌图。
【具体实施方式】
[0010] 下面对本发明予以详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表； 表2为本发明各实施例及对比例的性能检测结果列表。
[0011] 本发明各实施例均按照以下步骤进行生产： 1) 经铁水脱硫、转炉冶炼并连铸成坯； 2) 进行热乳，并控制粗乳乳制温度在1020~1060°C，控制精乳终乳温度在860~ 890°C;3)进行卷取，控制卷取温度在650~700°C; 4) 进行冷乳并乳至所需厚度； 5) 进行连续热镀锌，并控制机组速度在100~130m/min，锌液温度在457~463°C; 6) 进行镀锌后的快速冷却：在上行段采用气雾冷却，在冷却速度40~60°C/s下冷却 至 470 ~490°C; 7) 在进行锌铁合金化后，采用气雾进行冷却，其冷却速度控制在30~50°C/s; 8) 进行光整，并光整延伸率控制在0. 1~0. 7% ; 9)进行涂油处理，控制上、下表面涂油量各<35g/m2; 10) 取样、性能测试及后续工序处理。
[0012] 表1本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
表2本发明各实施例及对比例的性能检测结果列表
从表2可以看出，所实施案例力学性能优异，屈服强度、抗拉强度与延伸率均满足相应 要求，尤其是孔洞所占面积比均小于5%，相应的V弯粉化评级也小于2级。但是，对比例1、 2的拉伸性能虽然都满足指标要求，但其孔洞所占面积比均大于7%，相应的V弯粉化评级也 小于3级。
[0013] 从图1可以看出，该超快冷工艺生产的屈服强度在220MPa以上的锌铁合金镀层高 强钢板镀层表面组织得到了充分的细化，且晶粒尺寸大小分布均匀，镀层结构致密，孔洞所 占面积比<5%，表面无明显的微裂纹缺陷，镀层具备合适的强度与塑性，光整后表面呈现出 明显的光整压痕。基于此，生产的该屈服强度在220MPa以上的锌铁合金镀层高强钢板的抗 粉化性能良好，如表2所示，所实施五个案例90° V弯测试结果均为2级，产品在相应零件 的冲压成形过程中未出现明显的粉化与脱落现象。
[0014] 本【具体实施方式】仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
【主权项】
1. 一种屈服强度彡220MPa铁锌合金镀层钢板的生产方法，其步骤： 1) 经铁水脱硫、转炉冶炼并连铸成坯； 2) 进行热乳，并控制粗乳乳制温度在1020~1060°C，控制精乳终乳温度在860~ 890°C;3)进行卷取，控制卷取温度在650~700°C; 4) 进行冷乳并乳至所需厚度； 5) 进行连续热镀锌，并控制机组速度在100~130m/min，锌液温度在457~463°C; 6) 进行镀锌后的快速冷却：在上行段采用气雾冷却，在冷却速度40~60°C/s下冷却 至 470 ~490°C; 7) 在进行锌铁合金化后，采用气雾进行冷却，其冷却速度控制在30~50°C/s; 8) 进行光整，并光整延伸率控制在0. 1~0. 7% ; 9) 进行涂油处理，控制上、下表面涂油量各< 35g/m2; 10) 取样、性能测试及后续工序处理。
【专利摘要】一种屈服强度≥220MPa铁锌合金镀层钢板的生产方法：经铁水脱硫、转炉冶炼并连铸成坯；进行热轧；卷取；冷轧至所需厚度；连续热镀锌；快速冷却；锌铁合金化后采用气雾进行冷却；光整；涂油处理；取样、性能测试及后续工序处理。本发明在保证屈服强度为220MPa～260MPa，抗拉强度为300MPa～380MPa，伸长率≥43%的前提下，锌铁合金镀层表面晶粒细小、大小分布均匀、镀层表面孔洞所占面积比≤5%、表面无微裂纹，冲压成形时镀层不易出现粉化与脱落现象，即90°V弯测试评级达2级。
【IPC分类】C23C2/40, C21D8/02, C23C2/06
【公开号】CN105274301
【申请号】CN201510764471
【发明人】许竹桃, 陈宇, 周元贵, 欧阳珉路
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月11日