CN104862592A - 特超深冲耐指纹电镀锌板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特超深冲耐指纹电镀锌板及其制造方法，其化学成分按重量百分比计为：C≤0.002、Si≤0.01、Mn：0.06～0.12、P≤0.012、S≤0.009、Ti：0.065～0.085、solAl：0.02～0.05、N≤0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。其制造方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、连铸、热轧、冷轧、连续退火、卷取的步骤，其中热轧加热温度1000～1200℃，终轧温度为800～1000℃，热连轧后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制为73～83％；连续退火温度为810～860℃，连续退火时间15～80s，再经平整、拉矫后进行电镀锌、耐指纹处理。该电镀锌板具有优异的冲压加工及耐指纹性能，该钢的制造方法工艺流程简单，生产成本低廉。

Description

特超深冲耐指纹电镀锌板及其制造方法

技术领域

本发明属于钢的制造技术领域，具体是指一种特超深冲耐指纹电镀锌板及其制造方法。

背景技术

我国电镀锌板是主要应用于高端家电和汽车领域，但是电镀锌部分高端品种仍需要大量进口，其中包括用于大尺度冲压制造液晶背板和OA电器用的耐指纹电镀锌钢产品。该产品既要求具有优异的冲压性能，又要求具有优异的表面质量和耐指纹涂层性能。对中国大多数电镀锌钢板生产线来说，这种要求十分苛刻，难以满足家电和汽车行业的要求，因此该行业大量使用进口日韩电镀锌钢产品。因此，急需开发特超深冲耐指纹电镀锌板，满足国内家电、汽车市场不断增长的需求。

现有技术对电镀锌板报道较多，如朱岚报道了宝钢热镀锌无铬耐指纹钢板的各项表面特性(宝钢技术.2010(6).-36-39)，包括耐蚀性、耐指纹性、导电性等，并根据家电用户的使用特点，针对性地设计了耐湿热性、耐高温性、耐溶剂性、涂装性等性能的实验室评价方法。但该产品为热镀锌产品，焊接性能较电镀锌产品差，使用此类热镀锌产品难于适应家电面板技术要求，且市场竞争力低，很难推广应用。

因此，国内外研究人员一直致力于开发出一种适应于家电及汽车领域用特超深冲耐指纹电镀锌板。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种特超深冲耐指纹电镀锌板及其制造方法，该电镀锌板具有优异的冲压加工及耐指纹性能，同时，该钢的制造方法工艺流程简单，生产成本低廉。

为实现上述目的，本发明的超深冲耐指纹电镀锌板，其化学成分按重量百分比计为：C≤0.002、Si≤0.01、Mn：0.06～0.12、P≤0.012、S≤0.009、Ti：0.065～0.085、solAl：0.02～0.05、N≤0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，其化学成分按重量百分比计为：C≤0.002、Si≤0.01、Mn：0.08～0.10、P≤0.012、S≤0.009、Ti：0.070～0.075、solAl：0.03～0.04、N≤0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明特超深冲耐指纹电镀锌板的制造方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、连铸、热轧、冷轧、连续退火、卷取的步骤，其特征在于：所述热轧加热温度1000～1200℃，终轧温度为800～1000℃，所述热连轧后进行5道次的冷轧，所述冷轧压下率控制为73～83％；所述连续退火温度为810～860℃，连续退火时间15～80s，再经平整、拉矫后进行电镀锌、耐指纹处理。优选为卷取温度为620～750℃。

本发明钢中各元素含量限定的基本原理以及制造工艺中各项技术参数限定的理由如下：

本发明的C含量选择在≤0.002％。由于渗碳体相对于碳钢(基体为铁素体)是阴极。因此，当碳含量增加时，增加了阴极数量及面积，相应地其腐蚀电流增加了，因而导致其耐腐蚀性降低。众所周知，碳是最有效的固溶强化元素，因此，随着碳含量的增加碳钢逐渐***，同时其冷加工(冲压、拉拔)和焊接性能变坏。因此综合上述因素，为保证电镀锌板的特超深冲性能，需对C含量进行严格的控制，碳含量为≤0.002％。

本发明的Si含量≤0.01％。硅是一种较强的固溶强化元素，加入一定量的硅可提高钢的强度，但钢基中较高的含硅量对会电镀锌产生不利影响。随着钢基中的硅含量升高，则硅被氧化生成的SiO₂含量随之增高，这将影响到后续的酸洗工序的效果，当酸洗后若钢板表面仍有残存的SiO₂，导致镀层粘附性变坏。因此，为保证基材的高耐蚀性和高表面质量，对Si含量进行严格的控制在≤0.01％。

本发明的Mn含量0.06～0.12％。Mn能强化铁素体，而且还固溶增加电镀锌基材的强度。此外，钢中加入锰能防止在热加工时因硫引起钢的脆化，但随着电镀锌板Mn的含量越高，其加工性能将逐渐下降。因此，Mn含量为0.06～0.12％，优选为0.08～0.10％。

本发明的P含量≤0.012％。一般来说，因为磷容易发生偏析，导致耐蚀性能降低。对于要求具有良好耐蚀性和冲压加工性能良好的电镀锌基材而言，磷的含量最好尽可能低，因此P含量≤0.012％。

本发明的S含量≤0.009％。一般来说，钢中S是有害杂质元素，S的含量越小，其耐蚀性越好。因此S含量≤0.009％。

本发明的solAl含量为0.02～0.05％。钢中Al的加入会形成酸溶铝(Als)和酸不溶铝，而Als包括固溶铝和AlN，弥散的AlN粒子能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。随着Als的增加，钢的夹杂物数量增多，夹杂物尺寸也将变大，将导致电镀锌钢板的镀层附着力、耐蚀性能及冲压加工性能变差。但为了保证钢中N与Al充分结合生成AlN，以及钢水完全脱氧及连铸坯的表面质量，Als应保证≥0.02％。因此，solAl含量选择在0.02～0.05％，优选为0.03～0.04％。

本发明的N含量≤0.003％。N与C一样，也是固溶元素。随着钢中N含量的增加，将导致其冲压加工性能变坏(如n、r值下降)，同时，固溶N是造成预涂层原板成品时效的主要原因，特别是对于平整后的应变时效作用，氮的影响尤其大，因此要求N尽量低。对冲压用预涂层钢板来说，钢中的N含量应≤0.003％。

本发明的Ti含量0.065～0.085％。Ti是典型的微合金元素。Ti的作用是细化晶粒，在提高钢强度的同时，改善钢的韧性。在高温下，Ti与N或O生成TiN或Ti₂O₃微粒子，细化奥氏体晶粒并作为先共析α—Fe的形核核心。此外，Ti与N或C结合生成稳定化合物TiC或Ti(CN)，而使溶质组元从固溶体中退出来，有效地抑制了“柯氏气团”的产生，从而有效地防止电镀锌板加工时折皱的产生。如含Ti量过多时，将形成大的氮化钛质点，致使钢材变脆，从而使电镀锌板冲压加工性能变坏，并且增加生产成本；如含Ti量过少，其在钢中难以完全固定C、N元素，起不到防止加工折皱的作用。在冷轧超低碳钢中，一般认为Ti的加入量应不小于0.04％，综合上述因素，确定钢中Ti含量为0.065～0.085％，优选为0.070～0.075％。

本发明的特超深冲耐指纹电锌板厚度为0.4～1.6mm，控制连续退火温度为840～860℃，连续退火时间15～80s，金相组织为铁素体。光整延伸率为0.6～0.7％。镀层重量为10～180g/m²(双面)，表面粗糙度值为0.6～1.3μm，PC值≥90个/cm，屈服强度R_P0.2为100～150MPa；抗拉强度R_m为250～310MPa；断后伸长率A_80mm为≥44％；r₉₀为≥2.5，杯突值≥10.0mm，耐指纹电镀锌板96h，盐雾试验白锈腐蚀面积≤3％，动摩擦系数≤0.15。

本发明的特超深冲耐指纹电镀锌板具有以下优点：

(1)本发明的电镀锌板采用超低碳钢，既能保证本发明的电镀锌板具有优良的深冲加工性能，又能使冲孔处变形量不超过1％，解决了目前电镀锌板冲压后装配困难的技术难题，满足家电、汽车企业制造电器外板、马达机壳等各种复杂深冲变形及装配的要求。

(2)本发明涉及的电镀锌板的耐蚀性能优良，同时具有一定的冲压润滑性，适应各种冲压变形复杂、涂装和装配工艺。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的特超深冲耐指纹电镀锌板及其制造方法作进一步详细描述。

实施例1

一种特超深冲耐指纹电镀锌板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.0020，Si：0.008，Mn：0.12，P：0.012，S：0.008，sol.Al：0.05，N：0.0023，Ti：0.070，其余为Fe和不可避免的杂质。

其制造方法包括以下步骤：采用铁水炼钢→真空处理→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火→光整→拉矫→电镀锌→耐指纹，其中，冶炼并浇注成板坯后进行轧制，热轧加热温度1200℃，终轧温度为1000℃，卷曲温度为750℃，热连轧后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制为73％，连续退火温度为860℃，连续退火时间80s，光整延伸率为0.7％，表面粗糙度值1.23μm，PC值100个/cm。

所得钢产品，电镀层重量为30g/m²(双面)，板厚为1.5mm，屈服强度R_P0.2为145MPa；抗拉强度R_m为296MPa；断后伸长率A_80mm为45％；r₉₀为2.75，杯突值为10mm，耐指纹电镀锌板96小时盐雾试验白锈腐蚀面积2.5％，动摩擦系数0.15。

实施例2

一种特超深冲耐指纹电镀锌板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.0016，Si：0.008，Mn：0.10，P：0.010，S：0.007，sol.Al：0.05，N：0.0030，Ti：0.075，其余为Fe和不可避免的杂质。

其制造方法采用铁水炼钢→真空处理→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火→光整→拉矫→电镀锌→耐指纹，其中，冶炼并浇注成板坯后进行轧制，热轧加热温度1000℃，终轧温度为800℃，卷曲温度为620℃，热连轧后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制为83％，连续退火温度为850℃，连续退火时间60s，光整延伸率为0.7％，表面粗糙度值1.2μm，PC值95个/cm。

钢产品的电镀层重量为40g/m²(双面)，板厚为1.0mm，屈服强度R_P0.2为130MPa；抗拉强度R_m为280MPa；断后伸长率A_80mm为47％；r₉₀为2.85，杯突值为11.8mm，耐指纹电镀锌板96小时盐雾试验白锈腐蚀面积1.5％，动摩擦系数0.13。

实施例3

一种特超深冲耐指纹电镀锌板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.0018，Si：0.007，Mn：0.08，P：0.009，S：0.009，sol.Al：0.04，N：0.0028，Ti：0.080，其余为Fe和不可避免的杂质。

其制造方法，包括以下步骤：采用铁水炼钢→真空处理→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火→光整→拉矫→电镀锌→耐指纹，其中，冶炼并浇注成板坯后进行轧制，热轧加热温度1100℃，终轧温度为900℃，卷曲温度为700℃，热连轧后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制为80％，连续退火温度为840℃，连续退火时间70s，光整延伸率为0.6％，表面粗糙度值1.0μm，PC值90个/cm。

钢产品的电镀层重量为50g/m²(双面)，板厚为0.8mm，屈服强度R_P0.2为125MPa；抗拉强度R_m为270MPa；断后伸长率A_80mm为48％；r₉₀为2.95，杯突值为12mm，耐指纹电镀锌板96小时盐雾试验白锈腐蚀面积1％，动摩擦系数0.12。

实施例4

一种特超深冲耐指纹电镀锌板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.0014，Si：0.006，Mn：0.06，P：0.008，S：0.009，sol.Al：0.03，N：0.0013，Ti：0.065，其余为Fe和不可避免的杂质。

其制造方法包括以下步骤，采用铁水炼钢→真空处理→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火→光整→拉矫→电镀锌→耐指纹，其中，冶炼并浇注成板坯后进行轧制，热轧加热温度1050℃，终轧温度为880℃，卷曲温度为650℃，热连轧后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制为75％，连续退火温度为850℃，连续退火时间50s，光整延伸率为0.6％，表面粗糙度值0.8μm，PC值为100个/cm。

钢产品的电镀层重量为40g/m²(双面)，板厚为0.6mm，屈服强度R_P0.2为115MPa；抗拉强度R_m为280MPa；断后伸长率A_80mm为50％；r₉₀为3.0，杯突值为13mm，耐指纹电镀锌板96小时盐雾试验白锈腐蚀面积2.5％，动摩擦系数0.14。

实施例5

一种特超深冲耐指纹电镀锌板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.0010，Si：0.004，Mn：0.07，P：0.006，S：0.006，sol.Al：0.020，N：0.0020，Ti：0.085，其余为Fe和不可避免的杂质。

其制造方法包括以下步骤：采用铁水炼钢→真空处理→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火→光整→拉矫→电镀锌→耐指纹，其中，冶炼并浇注成板坯后进行轧制，热轧加热温度1100℃，终轧温度为950℃，卷曲温度为700℃，热连轧后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制为77％，连续退火温度为840℃，连续退火时间40s，光整延伸率为0.7％，表面粗糙度值为0.7μm，PC值为105个/cm。

刚产品的电镀层重量为50g/m²(双面)，板厚为0.4mm，屈服强度R_P0.2为110MPa；抗拉强度R_m为260MPa；断后伸长率A_80mm为50％；r₉₀为2.9，杯突值为13mm，耐指纹电镀锌板96小时盐雾试验白锈腐蚀面积0.5％，动摩擦系数0.11。

Claims (4)

1.一种特超深冲耐指纹电镀锌板，其特征在于：该钢的化学成分按重量百分比计为：C≤0.002、Si≤0.01、Mn：0.06～0.12、P≤0.012、S≤0.009、Ti：0.065～0.085、solAl：0.02～0.05、N≤0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的特超深冲耐指纹电镀锌板，其特征在于：该钢的化学成分按重量百分比计为：其化学成分按重量百分比计为：C≤0.002、Si≤0.01、Mn：0.08～0.10、P≤0.012、S≤0.009、Ti：0.070～0.075、solAl：0.03～0.04、N≤0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.一种权利要求1所述特超深冲耐指纹电镀锌板的制造方法，包括以下步骤：铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、连铸、热轧、冷轧、连续退火、卷取，其特征在于：热轧加热温度1000～1200℃，终轧温度为800～1000℃，所述热连轧后进行5道次的冷轧，所述冷轧压下率控制为73～83％；所述连续退火温度为810～860℃，连续退火时间15～80s，再经平整、拉矫后进行电镀锌、耐指纹处理。

4.根据权利要求3所述特超深冲耐指纹电镀锌板的制造方法，其特征在于：所述卷取温度为620～750℃。