CN112872036B - 一种消除镀锌板表面微裂纹的方法 - Google Patents

一种消除镀锌板表面微裂纹的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，所述方法包括，获得板坯；对所述板坯加热至温度为1250‑1270℃后，进行粗轧和精轧，同时控制所述精轧开始温度为1100‑1120℃，获得精轧带钢；对所述精轧带钢进行层流冷却和卷取，获得热轧带钢；所述层流冷却结束温度为630‑670℃；对所述热轧带钢进行冷轧，获得冷轧带钢；对所述冷轧带钢进行镀锌，获得具有良好表面质量的镀锌板。采用本发明提供的方法生产的镀锌板无微裂纹；且该方法不增加合金和设备成本，仅调整工艺及设备参数，方法简单，适用性强，而且效果显著。

Description

一种消除镀锌板表面微裂纹的方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，尤其涉及一种消除镀锌板表面微裂纹的方法。
背景技术
镀锌板由于具有锌涂层，从而具有良好的表面性能和耐蚀性能。比如高强度钢基板(AHSS)，特别是双相(DP)钢基板，由于其优良的耐震性、优良的成形性能和比强度高等特点，其镀锌后可广泛应用于汽车工业中。双相钢由软相的铁氧体基体和硬的强化相马氏体相组成，因此双相钢具有独特的力学性能，如连续屈服、低屈强度比、高初始加工硬化率、良好延性，可广泛用于制作汽车结构件、安全件和加强件如A/B/C柱等零件。
然而，现在在镀锌基板的生产过程中会引入表面微裂纹，这会使镀锌基板造成镀锌不良，影响镀锌板的表面质量和强度、成形性能，制约DP钢的应用。
发明内容
本发明提供了一种消除镀锌基板表面微裂纹的方法，以提供一种无缺陷，质量良好的镀基板，从而镀锌后质量良好，且具有高强度和高成形性，可广泛应用。
本发明提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，所述方法包括，
获得板坯；
对所述板坯加热至温度为1250-1270℃后，进行粗轧和精轧，同时控制所述精轧开始温度为1100-1120℃，获得精轧带钢；
对所述精轧带钢进行层流冷却和卷取，获得热轧带钢；所述层流冷却结束温度为630-670℃；
对所述热轧带钢进行冷轧，获得冷轧带钢；
对所述冷轧带钢进行镀锌，获得具有良好表面质量的镀锌板。
进一步地，所述加热总时间≤180min，所述加热包括一段加热、二段加热和均热，所述二段加热出口温度为1210-1230℃，所述均热时间≤30min，所述加热中，残氧量＜2％。
进一步地，所述加热在加热炉中进行，所述加热炉中，任意相邻板坯的间距为1750-1850mm。
进一步地，所述板坯的温度为350-450℃。
进一步地，所述精轧前采用双排集管除鳞，所述除鳞喷嘴的角度为65℃，所述除鳞压力为19-22MPa。
进一步地，所述层流冷却为超快冷，所述层流冷却中，水压为0.35MPa，集管流量为11000m3/h。
进一步地，所述卷取温度为580-620℃。
进一步地，所述镀锌过程中，带钢单位张力为2-7MPa/m。
进一步地，所述冷轧带钢厚度＜0.8mm时，带钢单位张力为5-7MPa；所述冷轧带钢厚度为0.8-1.5mm时，带钢单位张力为3-6MPa；所述冷轧带钢厚度≥1.5mm时，带钢单位张力为2-4MPa。
进一步地，所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.060-0.080，Si≤0.20％，Mn：1.70-2.30，P≤0.015％，S≤0.015％，Alt：0.40-0.80％，Cr：0.15-0.35％，N≤0.005％，B：0.0010-0.0022％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，侧重于从热轧-冷轧-镀锌工序全流程进行控制的思路，控制板坯的加热温度为1260℃±10℃，可以促进钢中的Cr元素渗入液化的铁硅橄榄石相，从而破坏铁硅橄榄石相的连续性，削弱其与基体的结合力，从而促进炉生氧化铁皮的去除，避免了氧化铁皮造成的镀锌板微裂纹缺陷；控制精轧开始温度，是该温度区间下粗轧区残留的炉生氧化铁皮氧化后在界面形成的破碎锤更易去除，避免了氧化铁皮造成的镀锌板微裂纹缺陷；控制层流冷却的结束温度，使得带钢表层避开了高温转变区，强化了表面组织，使热轧带钢的组织为单一的针状铁素体，避免了带状组织形成，从而避免了镀锌板的微裂纹；该方法不增加合金和设备成本，仅调整工艺及设备参数，方法简单，适用性强，而且效果显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的加热后的板坯表面氧化铁皮中的Si的分布图；
图2为本发明实施例提供的加热后的板坯表面氧化铁皮中的Cr的分布图；
图3为本发明实施例的粗轧后的带钢残留的炉生氧化铁皮在界面形成的氧化铁皮破碎层微观形貌；
图4为本发明实施例提供的热轧带钢的金相组织；
图5为本发明实施例提供的镀锌板的微观形貌；
图6为本发明实施例提供的镀锌板的宏观形貌；
图7为对比例1的热轧带钢的金相组织图；
图8为对比例1提供的镀锌板的微观形貌；
图9为图8中的微裂纹的放大图；
图10为对比例2提供的镀锌板的微观形貌。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，所述方法包括，
S1，获得板坯；
S2，对所述板坯加热至温度为1250-1270℃后，进行粗轧和精轧，同时控制所述精轧开始温度为1100-1120℃，获得精轧带钢；
S3，对所述精轧带钢进行层流冷却和卷取，获得热轧带钢；所述层流冷却结束温度为630-670℃；
S4，对所述热轧带钢进行冷轧，获得冷轧带钢；
S5，对所述冷轧带钢进行镀锌，获得具有良好表面质量的镀锌板。
通过控制板坯的加热温度为1260℃±10℃，可以促进钢中的Cr元素渗入液化的铁硅橄榄石相，从而破坏铁硅橄榄石相的连续性，削弱其与基体的结合力，从而促进炉生氧化铁皮的去除，避免了氧化铁皮造成的镀锌板微裂纹缺陷；控制精轧开始温度，是该温度区间下粗轧区残留的炉生氧化铁皮氧化后在界面形成的破碎锤更易去除，避免了氧化铁皮造成的镀锌板微裂纹缺陷；控制层流冷却的结束温度，使得带钢表层避开了高温转变区，强化了表面组织，使热轧带钢的组织为单一的针状铁素体，避免了带状组织形成，从而避免了镀锌板的微裂纹；该方法不增加合金和设备成本，仅调整工艺及设备参数，方法简单，适用性强，而且效果显著。
加热温度过高，易生成过度厚的铁皮，深入钢板基体，导致在板坯加热阶段形成表面破碎形貌。该类超高强钢为获得足够高的强度，使用了较多的合金元素，在板坯中以第二相的形式存在，加热温度低易导致第二相无法充分溶解。
层流冷却结束温度过高，组织仍为较多的铁素体+珠光体，且形成较多的带状组织；层流冷却结束温度过低，DP780强度易出现明显的提高，给后续冷轧工序轧制带来更高的难度。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述加热总时间≤180min，所述加热包括一段加热、二段加热和均热，所述二段加热出口温度为1210-1230℃，所述均热时间≤30min，所述加热中，残氧量＜2％。加热时间过长，均热时间过长会增加铁硅橄榄石相的量，在后续难以去除，从而造成镀锌板上产生微裂纹。
二段加热出口温度过高，易生成过度厚的铁皮，深入钢板基体，导致在板坯加热阶段形成表面破碎形貌。该类超高强钢为获得足够高的强度，使用了较多的合金元素，在板坯中以第二相的形式存在，二段加热温度低易导致第二相无法充分溶解。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述加热在加热炉中进行，所述加热炉中，任意相邻板坯的间距为1750-1850mm。采用板坯大间距加热可以提高加热效果，缩短加热时间，减少炉生氧化铁皮，从而消除镀锌板的微裂纹。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述板坯的温度为350-450℃。板坯可以采用热装，优化生产流程，缩减铁皮生产的时间，减少铁皮生成过程。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述精轧前采用双排集管除鳞，所述除鳞喷嘴的角度为为60-70℃，所述除鳞压力为19-22MPa。控制除鳞喷嘴的角度和压力，以尽可能的去除氧化铁皮。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述层流冷却为超快冷，所述层流冷却中，水压为0.3-0.4MPa，集管流量为10500-11500m3/h。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述卷取温度为580-620℃。卷取温度较改进前有所降低，目的是尽量避开原铁素体+珠光体相区，减少钢卷下线后晶粒继续长大的热能，抑制微合金第二相和碳化物的系数，提高带钢裂纹发生抗力和减少裂纹源。卷取温度过高，组织仍为较多的铁素体+珠光体，且形成较多的带状组织；卷取温度过低，DP780强度易出现明显的提高，给后续冷轧工序轧制带来更高的难度。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述镀锌过程中，带钢单位张力为2-7MPa/m。带钢在退火炉内加热时钢带得到软化，带钢单位张力过大，原细小裂纹会发生扩展。本发明中单位张力是指每米带钢的张力。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述冷轧带钢厚度＜0.8mm时，带钢单位张力为5-7MPa；所述冷轧带钢厚度为0.8-1.5mm时，带钢单位张力为3-6MPa；所述冷轧带钢厚度≥1.5mm时，带钢单位张力为2-4MPa。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.060-0.080，Si≤0.20％，Mn：1.70-2.30，P≤0.015％，S≤0.015％，Alt：0.40-0.80％，Cr：0.15-0.35％，N≤0.005％，B：0.0010-0.0022％，其余为Fe及不可避免的杂质。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的一种消除镀锌板表面微裂纹的方法进行详细说明。
实施例1
实施例1提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，具体如下：
(1)获得尺寸为237mm的板坯，其温度为400℃，牌号为DP780，化学成分如表1所示，其余为Fe及不可避免的杂质。
(2)将步骤(1)的板坯热送入加热炉中加热，相邻板坯的间距为1800mm，其中加热二段出口温度为1210℃，均热段的时间为25min，出炉温度为1260℃，在炉时间为160min。
(3)将步骤(2)加热后的板坯进行粗轧除鳞、粗轧、精轧除鳞、精轧、超快冷冷却和卷取，获得厚度为2.8mm的热轧带钢。其中粗轧开始温度为1270℃，粗轧结束温度为1100℃；精轧除鳞中，喷嘴角度65°，除鳞压力20MPa，精轧入口之前不得摆钢；双排除磷有利于水幕覆盖全板宽；精轧开始温度为1100℃，精轧结束温度为910℃；超快冷为层流水冷，水压为0.35MPa，集管流量为11000m3/h，超快冷结束温度为630℃；卷取温度为590℃。
(4)将步骤(3)的热轧带钢酸洗后进行5道次冷轧，冷轧过程张力为5MPa，获得厚度为1.2m的镀锌板。
实施例2
实施例2提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，具体如下：
(1)获得尺寸为237mm的板坯，其温度为420℃，牌号为DP780，化学成分如表1所示，其余为Fe及不可避免的杂质。
(2)将步骤(1)的板坯热送入加热炉中加热，相邻板坯的间距为1750mm，其中加热二段出口温度为1215℃，均热段的时间为28min，出炉温度为1265℃，在炉时间为155min。
(3)将步骤(2)加热后的板坯进行粗轧除鳞、粗轧、精轧除鳞、精轧、超快冷冷却和卷取，获得厚度为2.5mm的热轧带钢。其中粗轧开始温度为1265℃，粗轧结束温度为1110℃；精轧除鳞中，喷嘴角度65°，除鳞压力20MPa，精轧入口之前不得摆钢；双排除磷有利于水幕覆盖全板宽；精轧开始温度为1110℃，精轧结束温度为920℃；超快冷为层流水冷，水压为0.35MPa，集管流量为11000m3/h，超快冷结束温度为650℃；卷取温度为600℃。
(4)将步骤(3)的热轧带钢酸洗后进行5道次冷轧，冷轧过程张力为6MPa，获得厚度为1.0mm的镀锌板。
实施例3
实施例3提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，具体如下：
(1)获得尺寸为237mm的板坯，其温度为390℃，牌号为DP780，化学成分如表1所示，其余为Fe及不可避免的杂质。
(2)将步骤(1)的板坯热送入加热炉中加热，相邻板坯的间距为1850mm，其中加热二段出口温度为1225℃，均热段的时间为20min，出炉温度为1255℃，在炉时间为150min。
(3)将步骤(2)加热后的板坯进行粗轧除鳞、粗轧、精轧除鳞、精轧、超快冷冷却和卷取，获得厚度为2.4mm的热轧带钢。其中粗轧开始温度为1280℃，粗轧结束温度为1105℃；精轧除鳞中，喷嘴角度65°，除鳞压力20MPa，精轧入口之前不得摆钢；双排除磷有利于水幕覆盖全板宽；精轧开始温度为1105℃，精轧结束温度为930℃；超快冷为层流水冷，水压为0.35MPa，集管流量为11000m3/h，超快冷结束温度为655℃；卷取温度为610℃。
(4)将步骤(3)的热轧带钢酸洗后进行5道次冷轧，冷轧过程张力为5MPa，获得厚度为0.9mm的镀锌板。
实施例4
实施例4提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，具体如下：
(1)获得尺寸为237mm的板坯，其温度为410℃，牌号为DP780，化学成分如表1所示，其余为Fe及不可避免的杂质。
(2)将步骤(1)的板坯热送入加热炉中加热，相邻板坯的间距为1830mm，其中加热二段出口温度为1212℃，均热段的时间为25min，出炉温度为1265℃，在炉时间为160min。
(3)将步骤(2)加热后的板坯进行粗轧除鳞、粗轧、精轧除鳞、精轧、超快冷冷却和卷取，获得厚度为3.5mm的热轧带钢。其中粗轧开始温度为1280℃，粗轧结束温度为1113℃；精轧除鳞中，喷嘴角度65°，除鳞压力20MPa，精轧入口之前不得摆钢；双排除磷有利于水幕覆盖全板宽；精轧开始温度为1113℃，精轧结束温度为910℃；超快冷为层流水冷，水压为0.35MPa，集管流量为11000m3/h，超快冷结束温度为662℃；卷取温度为615℃。
(4)将步骤(3)的热轧带钢酸洗后进行5道次冷轧，冷轧过程张力为3MPa，获得厚度为1.6mm的镀锌板。
对比例1
对比例1提供了一种镀锌板的制备方法，以实施例1为参照，对比例1与实施例1不同的是，加热温度为1150℃，精轧开始温度为1000℃，层流冷却结束温度为580℃，卷取温度为550℃，镀锌张力为5MPa。
对比例2
对比例2提供了一种镀锌板的制备方法，以实施例1为参照，对比例2与实施例1不同的是，镀锌张力为8MPa。
表1
编号 C/％ Si/％ Mn/％ P/％ S/％ Alt/％ Cr/％ N/ppm B/％
实施例1 0.070 0.20 2 0.015 0.015 0.6 0.25 40 0.0012
实施例2 0.075 0.15 2.2 0.012 0.014 0.7 0.32 41 0.0019
实施例3 0.068 0.18 1.8 0.013 0.014 0.5 0.18 38 0.0015
实施例4 0.067 0.16 1.9 0.011 0.013 0.58 0.19 40 0.0016
对比例1 0.070 0.20 2 0.015 0.015 0.6 0.25 40 0.0012
对比例2 0.070 0.20 2 0.015 0.015 0.6 0.25 40 0.0012
表2
编号 热轧带钢的组织 微裂纹 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/％
实施例1 无带状组织 无微裂纹 458 803 19.5
实施例2 无带状组织 无微裂纹 453 812 20.5
实施例3 无带状组织 无微裂纹 468 832 18
实施例4 无带状组织 无微裂纹 484 772 21
对比例1 有带状组织 有微裂纹 507 878 14.5
对比例2 有带状组织 有微裂纹 467 823 18.5
由表2中的数据可知，本发明实施例1-4提供的热轧带钢无带状组织，镀锌后获得的镀锌板无微裂纹，屈服强度458-484MPa，抗拉强度772-832MPa，延伸率18-21％。观察图1-2可知，高含Si量的氧化铁皮通过Cr的扩散得到了有效的改善。观察图4可知，本发明实施例提供的热轧带钢其金相组织为铁素体+珠光体+马氏体组织，无带状组织。观察图5和6可知，本发明实施例提供的镀锌板无微裂纹，可用于变形后制作汽车构件。
对比例1提供的热轧带钢其金相组织中存在明显的带状组织，具体参加图7，观察镀锌板的微观形貌，参见图8，可以发现镀锌板存在大量的微小裂纹，这些微小裂纹可能会在变形的过程中开裂，无法使用。对比例2中，由于镀锌张力过大，制备的镀锌板具有大量的微小裂纹。
本发明提供了一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，侧重于从热轧-冷轧-镀锌工序全流程进行控制的思路，以高温加热下Cr元素扩散改善出炉氧化铁皮、控制精轧入口温度进一步消除界面表面红铁皮为辅和超快冷工艺控制热轧组织类型作为控制主旨，改善热轧板表面的铁皮和近表层组织，同时进一步优化镀锌前炉区张力，最终消除镀锌基板表面微裂纹造成的镀锌不良缺陷；该方法不增加合金和设备成本，仅调整工艺及设备参数，方法简单，适用性强，而且效果显著。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，其特征在于，所述方法包括，
获得板坯；
对所述板坯加热至温度为1250-1270℃后，进行粗轧和精轧，同时控制所述精轧开始温度为1100-1120℃，获得精轧带钢；
对所述精轧带钢进行层流冷却和卷取，获得热轧带钢；所述层流冷却结束温度为630-670℃；
对所述热轧带钢进行冷轧，获得冷轧带钢；
对所述冷轧带钢进行镀锌，获得具有良好表面质量的镀锌板；
所述加热总时间≤180min，所述加热包括一段加热、二段加热和均热，所述二段加热出口温度为1210-1230℃，所述均热时间≤30min，所述加热中，残氧量＜2％；
所述加热在加热炉中进行，所述加热炉中，任意相邻板坯的间距为1750-1850mm；
所述板坯的温度为350-450℃；
所述精轧前采用双排集管除鳞，所述除鳞喷嘴的角度为60-70℃，所述除鳞压力为19-22MPa；
所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.060-0.080% ，Si≤0.20％，Mn：1.70-2.30% ，P≤0.015％，S≤0.015％，Alt：0.40-0.80％，Cr：0.15-0.35％，N≤0.005％，B：0.0010-0.0022％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，其特征在于，所述层流冷却为超快冷，所述层流冷却中，水压为0.3-0.4MPa，集管流量为10500-11500m3/h。
3.根据权利要求1所述的一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，其特征在于，所述卷取温度为580-620℃。
4.根据权利要求1所述的一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，其特征在于，所述镀锌过程中，带钢单位张力为2-7MPa/m。
5.根据权利要求1所述的一种消除镀锌板表面微裂纹的方法，其特征在于，所述冷轧带钢厚度＜0.8mm时，带钢单位张力为5-7MPa；所述冷轧带钢厚度为0.8-1.5mm时，带钢单位张力为3-6MPa；所述冷轧带钢厚度≥1.5mm时，带钢单位张力为2-4MPa。
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