CN113416827B - 延伸率高且涂装性能优良的热镀锌if钢及其制备方法 - Google Patents

延伸率高且涂装性能优良的热镀锌if钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法，将钢水进行冶炼和连铸，获得板坯；将所述板坯在1040～1100℃下进行加热，后进行粗轧、精轧，轧后冷却，后在650～710℃下卷取，获得热轧成品，后冷轧、退火、热镀锌和光整处理获得，所述精轧的终轧温度为910℃～950℃，所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊；最终所生产的热镀锌汽车用钢板同时要满足延伸率指标，又满足表面轮廓指标。

Description

延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢材制备技术领域，特别涉及一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展和汽车品质要求的提升，汽车外板用量需求越来越大，对其表面质量的要求也越来越高。IF钢多用于成形较复杂的外板零件，如汽车前、后门外板、侧围与后盖外板等。因此，汽车外板不仅要具备良好的力学性能，特别需要具有良好的延伸率，满足冲压复杂变形的要求，同时还需要具备优良的表面状态。
对于汽车外板而言，冲压与焊装后的涂装性能也是一项重要的指标，其目的是为了获得鲜艳的涂装表面。考虑提高涂镀后的鲜艳程度，可以将钢板表面加工成光滑表面，汽车主机厂通常根据光泽、雾影、桔皮及鲜映性4个方面对涂层外观质量进行评价。其中光泽、雾影主要由汽车涂料决定。桔皮和鲜映性除受到涂漆工艺本身的影响外，还受到冷轧薄板表面形貌的影响，例如薄板表面峰值密度、波纹度等。传统热镀锌外板峰值密度只有75个/cm左右，波纹度通常大于0.5μm，无法满足现有主流汽车厂涂装产线的免中涂工艺。为此，本领域急需研发一种高延伸率具有优良涂装效果的热镀锌外板。
因此，如何开发一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提供一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法，制备得到的IF钢延伸率高达48％以上，且具有优良涂装效果，峰值密度95个/cm以上、波纹度0.35μm以下，板面符合O5级汽车外板的特点。
为了实现上述目的，本发明提供一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法，所述制备方法包括：
将钢水进行冶炼和连铸，获得板坯；
将所述板坯在1040～1100℃下进行加热，后进行粗轧及精轧，获得热轧板，其中，所述精轧的终轧温度为910℃～950℃；
将所述热轧板进行轧后冷却，后在650～710℃下卷取，获得热轧成品；
将所述热轧成品冷轧，获得冷硬带钢；所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；
将所述冷硬带钢进行退火、热镀锌和光整处理，获得所述延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢，其中，所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊。
进一步地，所述5道次中末道次所用的轧机末架辊粗糙度为2.6～3.5μm。
进一步地，所述退火依次包括加热段、均热段、缓冷段和快冷段，其中，所述加热段为由室温以8℃/s～16℃/s的速率加热至790～830℃，所述均热段为790～830℃保温2～5min，所述缓冷段为由790～830℃以4℃/s～10℃/s的速率冷却至660℃～700℃，所述快冷段为由660℃～700℃以20℃/s～50℃/s的速率冷却至453℃～457℃等温保持10s～20s。
进一步地，所述热镀锌包括：于453℃～457℃下入锌锅，所述锌锅液位为-40±2mm。
进一步地，所述光整中，光整延伸率控制在1.2±0.2％。
进一步地，所述镀铬辊的密度PC值≥140个/cm，所述镀铬辊的使用历程≤60km。
本发明实施例还提供了所述方法制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢。
进一步地，所述Ti-IF钢的内部金相组织为等轴状铁素体和Tic析出物。
进一步地，所述等轴状铁素体的平均晶粒尺寸19～21μm。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供的一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法，所属方法包括：将钢水进行冶炼和连铸，获得板坯；将所述板坯在1040～1100℃下进行加热，后进行粗轧及精轧，获得热轧板，其中，所述精轧的终轧温度为910℃～950℃；将所述热轧板进行轧后冷却，后在650～710℃下卷取，获得热轧成品，将所述热轧成品冷轧，获得冷硬带钢；，所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；将所述冷硬带钢进行退火、热镀锌和光整处理，获得所述延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢，其中，所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊。本发明实施例在制备方法上将加热温度控制在1040～1100℃，终轧温度控制在910℃～950℃，卷取温度控制在650～710℃，所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊，配合以上关键工艺，从而控制获得微观组织的精细控制，将晶粒尺寸控制在19～21μm，将临近的同位向织构晶粒簇尺寸控制在100um以内，最终所生产的热镀锌汽车用钢板同时要满足性能指标，具体地：延伸率可达48％以上，具有高深冲、拉延成形特点与优良涂装效果，板面符合O5级汽车外板的特点；又要满足表面轮廓指标-峰值密度95以上、波纹度0.35μm以下。
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1制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的金相显微组织图；
图2为本发明实施例1制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢在涂装后照片；
图3为本发明实施例提供的一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法的流程图。
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，均可通过市场购买获得或者可通过现有方法获得。
根据本发明实施例一种典型的实施方式，提供了一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法，如图3所示，所述制备方法包括：
S1、采用所述的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的化学成分的钢水进行冶炼和连铸，获得板坯；
所述IF钢的化学成分以质量分数计为：C：0.0005％～0.0019％，Si≤0.03％，Mn：0.06％～0.15％，Al：0.02％～0.05％，Ti：0.06％～0.08％，P≤0.01％，S≤0.01％，N：≤0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质。
该IF钢的化学成分与现有技术中的纯Ti-IF钢的化学成分基本相同；但是现有技术中，生产的纯Ti(Ti含量为0.06％～0.08％)的IF钢不具备延伸率高且涂装性能优良的优点，其中可能的技术难点有：带钢表层微观组织控制困难，晶粒尺寸相对较大(大于22μm)，同位向织构尺寸大(大于100μm)。
S2、将所述板坯在1040～1100℃下进行加热，后进行粗轧及精轧，获得热轧板，其中，所述精轧的终轧温度为910℃～950℃；
S3、将所述热轧板进行轧后冷却，后在650～710℃下卷取，获得热轧成品，
S4、将所述热轧成品冷轧，获得冷硬带钢；所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％，5道次的压下率这样分布的优点或者原因为：将临近的同位向织构晶粒簇尺寸控制在100um以内(具体尺寸范围为70～100um)。所述5道次的压下率不控制在所述范围内对晶粒尺寸与织构尺寸控制不利。
进一步地，所述第5道次所用的轧机末架辊粗糙度为2.6～3.5μm；粗糙度过高与过低，对晶粒尺寸与织构尺寸控制不利。
S5、将所述冷硬带钢进行退火、热镀锌和光整处理，获得所述延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢，其中，所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊。镀铬辊的粗糙度范围过高或过低，均对表层微观组织、晶粒尺寸与织构尺寸控制不利。
作为一种可选的实施方式，所述退火依次包括加热段、均热段、缓冷段和快冷段，其中，所述加热段为由室温以8℃/s～16℃/s的速率加热至790～830℃，所述均热段为790～830℃保温2～5min，所述缓冷段为由790～830℃以4℃/s～10℃/s的速率冷却至660℃～700℃，所述快冷段为由660℃～700℃以20℃/s～50℃/s的速率冷却至453℃～457℃等温保持10s～20s；所述热镀锌包括：后于453℃～457℃下入锌锅，所述锌锅液位为-40±2mm。
该实施方式中将加热段温度控制在810±20℃，退火温度控制在810±20℃；缓冷出口温度为680±20℃，入锌锅温度455±2℃，锌锅液位-40±2mm；所述光整中，光整延伸率控制在1.2±0.2％；
所述镀铬辊的密度PC值≥140个/cm，所述镀铬辊的使用历程≤60km。以上范围过高或过低，均对表层微观组织、晶粒尺寸与织构尺寸控制不利。
本发明提供的所述延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法是基于以下原理：板坯加热温度控制在1040～1100℃，精轧的终轧温度为910℃～950℃，卷取温度650～710℃有利于获得细小且均匀分布的等轴状铁素体组织；从而有利于所生产的热镀锌汽车用钢板满足包括延伸率等性能指标；
冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊；这些参数的配合从而控制获得微观组织的精细控制，将晶粒尺寸控制在19～21μm，将临近的同位向织构晶粒簇尺寸控制在100um以内，最终所生产的热镀锌汽车用钢板同时要满足性能指标，具体地：延伸率可达48％以上，具有高深冲、拉延成形特点与优良涂装效果，板面符合O5级汽车外板的特点；又要满足表面轮廓指标-峰值密度95以上、波纹度0.35μm以下。
根据本发明实施例另一种典型的实施方式，提供了延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢。所述Ti-IF钢的内部金相组织为等轴状铁素体和体积分数小于1％的Tic析出物。所述铁素体的平均晶粒尺寸19～21μm；
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢及其制备方法进行详细说明。
S1、实施例1-实施例3以及对比例1-6分别采用如表1所示的化学成分的钢水进行转炉冶炼和连铸，获得板坯；
表1各实施例和对比例的化学成分质量分数
C％ Si％ Mn％ P％ S％ Ti％ Al％ N％
实施例1 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
实施例2 0.0009 0.01 0.11 0.009 0.009 0.070 0.03 0.004
实施例3 0.0007 0.015 0.13 0.006 0.006 0.076 0.025 0.003
对比例1 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
对比例2 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
对比例3 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
对比例4 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
对比例5 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
对比例6 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
对比例7 0.0008 0.02 0.09 0.008 0.008 0.065 0.04 0.003
S2、将所述板坯在1040～1100℃下进行加热，后进行粗轧及精轧，获得热轧板，其中，所述精轧的终轧温度为910℃～950℃；对比例中加热温度和终轧温度具体见表2；
S3、将所述热轧板进行轧后冷却，后在650～710℃下卷取，获得热轧成品；对比例中卷取温度具体如表2所示。
S4、将所述热轧成品冷轧，获得冷硬带钢；
S5、将所述冷硬带钢进行退火、热镀锌和光整处理，获得所述延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢。
表2-IF钢热轧工艺
Figure BDA0003092972950000061
所述退火工艺中，实施例1-3中将加热段温度控制在810±20℃，退火温度控制在810±20℃，缓冷出口温度为680±20℃，入锌锅温度455±2℃；对比例具体退火参数如表3所示；表1-表3中未列出的工艺参数基本相同。
表3-IF钢连续退火工艺
Figure BDA0003092972950000062
对各组别的成品取样进行力学性能测试，结果见表4。
表4各实施例和对比例的力学性能和表面轮廓指标统计结果
Figure BDA0003092972950000071
由表4的数据可知：
对比例1中，加热温度为1150℃，大于本发明实施例1040-1100℃的范围，延伸率差。
对比例2中，终轧温度为900℃，小于本发明实施例910℃～950℃的范围，延伸率差。
对比例3中，卷取温度为720℃，大于本发明实施例650～710℃的范围，延伸率差。
对比例4中，末架辊粗糙度2μm，小于本发明实施例2.6～3.5μm的范围，表面轮廓指标差。
对比例5中，所述5道次的压下率依次为：40％、40％、35％、30％、2％；不在本发明实施例的范围，表面轮廓指标差。
对比例6中，光整所用的镀铬辊的粗糙度为1.6μm，小于本发明实施例2.6±0.2μm的范围，表面轮廓指标差。
对比例7中，光整所用的镀铬辊的粗糙度为3.5μm，大于本发明实施例2.6±0.2μm的范围，表面轮廓指标差。
本发明实施例1-3最后制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢，延伸率可达48％以上，峰值密度95以上、波纹度0.35μm以下，具有高深冲、拉延成形特点与优良涂装效果，板面符合O5级汽车外板的特点。
实施例与对比例对比可知，“加热温度控制在1040～1100℃，终轧温度控制在910℃～950℃，卷取温度控制在650～710℃，所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊”这些参数缺一不可，这些参数的配合从而控制获得微观组织的精细控制，将晶粒尺寸控制在19～21μm，将临近的同位向织构晶粒簇尺寸控制在100um以内，最终所生产的热镀锌汽车用钢板同时要满足性能指标，具体地：延伸率可达48％以上，具有高深冲、拉延成形特点与优良涂装效果，板面符合O5级汽车外板的特点；又要满足表面轮廓指标-峰值密度95以上、波纹度0.35μm以下。
附图1-2的说明：
本发明实施例1制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的金相显微组织图如图1所示，可知本发明实施例可以将晶粒尺寸控制在19～21μm，将临近的同位向织构晶粒簇尺寸控制在100um以内；
本发明实施例1制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢在涂装后照片如图2所示，可知，具有高深冲、拉延成形特点与优良涂装效果，板面符合O5级汽车外板的特点；
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)

1.一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将钢水进行冶炼和连铸，获得板坯，所述钢水的化学成分以质量分数计为：C：0.0005％～0.0019％，Si≤0.03％，Mn：0.06％～0.15％，Al：0.02％～0.05％，Ti：0.06％～0.08％，P≤0.01％，S≤0.01％，N≤0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质；
将所述板坯在1040～1100℃下进行加热，后进行粗轧及精轧，获得热轧板，其中，所述精轧的终轧温度为910℃～950℃；
将所述热轧板进行轧后冷却，后在650～710℃下卷取，获得热轧成品；
将所述热轧成品冷轧，获得冷硬带钢，所述冷轧中，采用5道次进行轧制，所述5道次的压下率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；
将所述冷硬带钢进行退火、热镀锌和光整处理，获得延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢，其中，所述光整采用的光整机工作辊为粗糙度2.6±0.2μm的镀铬辊，所述镀铬辊的密度PC值≥140个/cm，所述镀铬辊的使用历程≤60km，所述5道次中末道次所用的轧机末架辊粗糙度为2.6～3.5μm,所述Ti-IF钢的内部金相组织为等轴状铁素体和Tic析出物,所述等轴状铁素体的平均晶粒尺寸19～21μm，临近的同位向织构晶粒簇尺寸控制在100um以内，所述热镀锌IF钢的延伸率为48％以上，峰值密度为95个/cm以上、波纹度为0.35μm以下。
2.根据权利要求1所述的一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法，其特征在于，所述退火依次包括加热段、均热段、缓冷段和快冷段，其中，所述加热段为由室温以8℃/s～16℃/s的速率加热至790～830℃，所述均热段为790～830℃保温2～5min，所述缓冷段为由790～830℃以4℃/s～10℃/s的速率冷却至660℃～700℃，所述快冷段为由660℃～700℃以20℃/s～50℃/s的速率冷却至453℃～457℃等温保持10s～20s。
3.根据权利要求1所述的一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法，其特征在于，所述热镀锌包括：于453℃～457℃下入锌锅，所述锌锅液位为-40±2mm。
4.根据权利要求1所述的一种延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢的制备方法，其特征在于，所述光整中，光整延伸率控制在1.2±0.2％。
5.采用权利要求1-4任一所述方法制备得到的延伸率高且涂装性能优良的热镀锌IF钢。
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