具有优异的涂镀性和超高强度的高锰热镀锌钢板的制造方法及用该方法制造的高锰热镀 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有优异的涂镀性和超高强度的高锰热镀锌钢板的制造方法及 用该方法制造的高锰热镀锌钢板。
【背景技术】
[0002] 热镀锌钢板具有优异的耐蚀性、焊接性及涂装性，因此多用作汽车钢板。并且，从 由汽车的轻量化带来的燃料效率的提高以及乘客的安全性方面考虑，要求汽车车体以及构 件具有高强度，为此，开发出了很多汽车用高强度钢。
[0003] 然而，为适用于汽车，需要钢具有高强度的同时，还能够进行冲压加工或滚压成 型，可是大部分钢材不具备这样的特性，因此实际上根据不同的用途使用不同种类的钢。 即，为进行冲压加工，使用因具有低屈服比和大加工硬化率而具有高强度的同时确保均匀 的延性和深加工性的二相组织钢（DP钢，硬质相变组织细分在铁素体母相中的复合组织 钢），为进行滚压成型，需要具有高屈服强度以及优异的强度和弯曲性均衡，因此使用马氏 体单相钢。
[0004] 因此，近来，为解决具有高强度的同时能够解决冲压加工性和滚压成型加工性的 问题，进行了广泛的研宄，比如在专利文献1至4中提出了一种在钢材中含有5~35%的锰 的奥氏体高锰钢，通过在钢中含有锰，钢材塑性变形时诱导双晶（TWIN)的形成，从而具有 尚强度的同时能够大幅提尚延展性。
[0005] 然而，具有奥氏体组织的高锰钢很难将抗张强度提高到1200Mpa以上，因此难以 制造成超高强度的钢。即，为将抗张强度提高至1200Mpa以上，还需进一步添加Mn、Si、Cr、 V等合金元素。
[0006] 然而，如果添加上述能够使高锰钢超高强度化的合金元素，则会导致热镀锌性能 进一步劣化，因此不优选。更加具体地，对于将高锰钢用作涂镀材料的热镀锌钢板，为确保 材质以及表面活性化（还原），主要在包含氢的氮氛围下进行退火处理，这对于涂镀材料基 础铁（Fe)来说是还原性氛围，相反对于高锰钢中含有的Mn、Si、Al、Cr等易氧化的元素来 说是氧化性氛围。因此，如果在这样的氛围条件下对含有大量的Mn以及Al、Si等元素的高 锰钢进行退火处理，则合金元素因氛围中的少量的水分或氧气而被选择性地氧化（选择氧 化），在材料（涂镀材料）表面产生Mn、Al、Si等的表面氧化物，进行涂镀时因表面氧化物 而发生未涂镀的现象，即使已涂镀，在加工时也会发生涂镀层剥离的问题。
[0007]S卩，在一般的作业条件下，为使钢具有超高强度而在高锰钢中进一步添加合金元 素时几乎无法确保涂镀性，而且添加这些高价合金元素使制造成本大幅增加。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010](专利文献1)日本专利公开公报特开平4-259325 [0011](专利文献2)国际专利公开公报WO93/013233
[0012] (专利文献3)国际专利公开公报WO99/001585
[0013](专利文献4)国际专利公开公报W0 02/101109
【发明内容】
[0014](一）要解决的技术问题
[0015] 本发明的目的在于提供一种高锰热镀锌钢板的制造方法及用该方法制造的高锰 热镀锌钢板，在没有添加高价合金元素或者进行高温退火处理的情况下，具有超高强度的 同时不发生未涂镀或者涂镀剥离等涂镀表面缺陷，且具有优异的涂镀性。
[0016](二）技术方案
[0017] 本发明的一个实施方式提供一种高锰热镀锌钢板的制造方法，包括以下步骤：以 30~60%的压下率对热轧钢板进行冷轧来得到冷轧钢板，所述热轧钢板，以重量％计，包 括：C:0. 3 ~l%、Mn:8 ~25%、Si:0. 1 ~3%、A1:0. 01 ~8%、Cr:0. 1 ~2%、Ti:0. 01 ~ 0? 2%、B:0. 0005 ~0? 01 %、Ni:0. 01 ~2%、Sn:0. 06 ~0? 2%、余量Fe和其他杂质；将 所述冷轧钢板在-30~_80°C的露点温度，450~650°C的温度条件下进行加热；将所述加 热的钢板冷却至450~500°C或保持所述温度；以及将所述冷却或保持的钢板浸渍在包含 0. 13~0. 25重量％的A1，温度为450~500°C的热镀锌液中，进行热镀锌。
[0018] 本发明的另一个实施方式提供一种高锰热镀锌钢板，以重量％计，包括：C:0. 3~ 1 %、Mn:8 ~25 %、Si:0. 1 ~3 %、A1:0. 01 ~8 %、Cr:0. 1 ~2 %、Ti:0. 01 ~0? 2 %、 B:0. 0005~0? 01%、Ni:0. 01~2%、Sn:0. 06~0? 2%、余量Fe和其他杂质，在基础钢板的 表面形成粒子状的氧化物，所述氧化物的厚度为10ym以下（0除外），而且未涂镀区域的平 均直径小于1mm(0除外）。
[0019](三）有益效果
[0020] 根据本发明，能够提供一种高锰热镀锌钢板，在没有进一步添加高价合金元素或 者进行高温退火处理的情况下，能够通过低温热处理，抑制合金元素的表面凝聚和氧化膜 的形成，从而具有1200MPa以上的超高强度和优异的涂镀性。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的发明人对需进行滚压成型加工的保险杠（bumperbeam)、侧水封（seal side)、座椅横挡（seatrail)以及冲撞部位的构件等部件的机械特性进行研宄，结果发现 这些部件需具有高屈服强度以及优异的强度和弯曲性均衡，但是对于延展性要求不高。即， 当抗张强度为1200MPa以上，延伸率为7 %以上时，进行构件的弯曲加工时，在不发生断裂 的情况下能够进行滚压成型加工，为满足这样的材质特性，可以使用马氏体超高强度钢。但 是，马氏体超高强度钢，为得到马氏体相变组织，需在进行退火后快速冷却至马氏体开始温 度（Ms)以下，另外，虽然马氏体单相能够确保1200MPa以上的抗张强度，但是难以确保7% 以上的延伸率，因此使用在马氏体组织中局部混合有铁素体或者贝氏体的混合组织，为此 要进行800°C以上的高温退火处理。
[0022] 将这种马氏体超高强度钢用作涂镀材料时，通过由高温退火造成的合金元素的表 面凝聚及氧化，形成薄膜形状的表面氧化物，在一般的涂镀条件下进行涂镀时产生未涂镀 和涂镀剥离的现象，因此需要进行如内部氧化法、Ni预涂覆，二次退火等涂镀前处理。
[0023]与此相反，发现奥氏体单相的高锰钢具有均匀的延展性和大的加工硬化率，因此 即使在一般的压下率下进行轧制的冷轧材的材质也能够满足滚压成型加工的要求，而且在 涂镀之前无需进行用于确保材质的高温退火处理，只通过在能够确保涂镀性的最低热处理 温度下，即镀液温度以上，再结晶温度以下的温度范围内进行加热处理，能够确保涂镀性和 优异的强度，从而完成了本发明。
[0024] 下面，对本发明的制造方法进行说明。首先，对合金成分及组分范围的选定进行说 明。只是，在没有特别进行说明的情况下，％表示重量％。
[0025] C:0.3~l%
[0026] 所述碳（C)是有助于稳定奥氏体的元素，添加量越多越好，为实现添加效果，所述 碳优选添加〇. 3%以上。但是，当所述C的含量超过1 %时，奥氏体的稳定度过于增加，因此 通过由滑动引起的变形行为的转变，加工性下降，因此其含量优选为0. 3~1%。
[0027]Mn:8 ~25%
[0028] 所述锰（Mn)，通过稳定奥氏体相来进行塑性变形时诱导双晶的形成，因此是提高 强度的同时能够大幅提高延展性的高锰钢的必不可少的元素。为实现这样的效果，所述锰 优选添加至少8%以上。但是，当所述Mn的含量超过25%时，降低高温延展性，在铸造工 序中产生断裂，在用于热轧的再加热工序中，发生急剧的高温氧化，从而降低产品的表面品 质，在热涂镀之前进行的退火处理工序中，不仅因表面氧化（选择氧化）而妨碍涂镀性，而 且由于添加大量的Mn，导致制造成本上升，因此所述Mn的含量优选为8~25%。
[0029]Si:0.1 ~3%
[0030] 只添加单独的所述硅（Si)时，在热涂镀之前进行的退火工序中，因产生表面凝聚 而形成很密致的薄膜（皮膜）形状的Si氧化物，导致热涂镀性能下降，因此优选不添加， 但是，如本发明，与Mn-起复合添加时，薄膜形状的Si氧化物受Mn的约束而变成粒子型， 还具有减小Mn氧化物厚度的效果。为实现如上所述的效果，将Si与Mn的添加量比优选为 1/5倍以下（Si/Mn< 0. 2)，当添加量比为1/5倍以上时，会