低成本耐時(shí)效家電彩涂板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低成本耐時(shí)效家電彩涂板，由以下重量百分比的原料制成：C：0.010～0.030%、Si：≤0.030%、Mn：0.15～0.35%、P：≤0.020%、S：≤0.020%、Als：0.020～0.060%、Ti：0.005～0.020%、N：≤0.0040%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。還公開(kāi)了低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法，包括：鐵水煉鋼、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋、熱鍍鋅、光整、拉矯、彩涂，熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為785～795℃，光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.0～1.2%。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、強(qiáng)度及硬度高、沖壓性能好、耐時(shí)效、成本低廉，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說(shuō)明】低成本耐時(shí)效家電彩涂板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種低成本耐時(shí)效家電彩涂板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)節(jié)能減排的逐漸重視，作為未來(lái)涂層鋼板發(fā)展重要方向的家電彩涂板，在家電行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在彩涂的生產(chǎn)過(guò)程中，家電彩涂板的烘烤固化過(guò)程就是一個(gè)人工時(shí)效，而且家電彩涂板在后續(xù)的流通過(guò)程中還需放置一段時(shí)間(一般3~6個(gè)月)，人工時(shí)效加上自然時(shí)效，容易導(dǎo)致家電彩涂板在沖壓加工過(guò)程中表面出現(xiàn)拉伸應(yīng)變紋，不僅影響產(chǎn)品美觀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致基板輕微開(kāi)裂，導(dǎo)致工件報(bào)廢。
[0003]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)資源進(jìn)行檢索，共查到與本領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)11篇，其中，首鋼發(fā)明了一種冰箱外板用熱鍍鋅板及其生產(chǎn)方法(專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210205829.6)，其組分及重量百分比(wt%)為:C:0.020 ~0.10、Si ( 0.04、Mn:0.20 ~0.50、P^0.015、S^0.015、Alt:0.020~0.060、N: ( 0.0040，余量為Fe和微量元素，并通過(guò)設(shè)計(jì)合理的熱軋、冷軋及熱鍍鋅工藝制度獲得高強(qiáng)度低時(shí)效的熱鍍鋅鋼板，其力學(xué)性能分別為屈服強(qiáng)度280~295MPa，抗拉強(qiáng)度355~365MPa，A80=33~36%，厚度0.45~0.5_。但是，此發(fā)明并未考慮彩涂生產(chǎn)過(guò)程中人工時(shí)效對(duì)熱鍍鋅板的影響，導(dǎo)致該冰箱外板易出現(xiàn)拉伸應(yīng)變紋而容易報(bào)廢。寶鋼發(fā)明了一種抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶及其制造方法(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910045844.7)，其成分質(zhì)量百分比含量(wt%)為 C:≤ 0.003,Si:0.15 ~0.25,Mn:0.5 ~ 0.8、P:0.06 ~0.08、S:≤ 0.01、Ti:0.04 ~0.07、B:0.0004 ~0.0008、N 0.003、Al:
0.025~0.065，其余為Fe和不可避免的夾雜，通過(guò)電鍍鋅后涂敷有機(jī)膜，該發(fā)明能夠生產(chǎn)出耐時(shí)效彩涂板，但是，由于此發(fā)明采用IF鋼(interstitial-free steel,又稱無(wú)間隙原子鋼)作為基板生產(chǎn)家電彩涂板，不僅成本高，而且鋼基的強(qiáng)度和硬度會(huì)偏低。
[0004]家電用彩涂板不僅要保證家電鋼板所需的強(qiáng)度及硬度，還要保證優(yōu)良的沖壓性能，在沖壓加工變形過(guò)程中不產(chǎn)生褶皺缺陷，不產(chǎn)生拉伸應(yīng)變紋，并符合家電企業(yè)降本增效原則。因此，國(guó)內(nèi)外研究人員一直致力于開(kāi)發(fā)出一種低成本、耐時(shí)效的家電彩涂板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是要提供一種工藝簡(jiǎn)單、強(qiáng)度及硬度高、沖壓性能好、耐時(shí)效、成本低廉的低成本耐時(shí)效家電彩涂板及其生產(chǎn)方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的低成本耐時(shí)效家電彩涂板，該家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:C:0.010~0.030%、S1:≤0.030%、Mn:0.15~0.35%、P:(0.020%,S:≤ 0.020%,Als:0.020 ~0.060%,Ti:0.005 ~0.020%,N..( 0.0040%，余量為
Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0007]作為優(yōu)選方案，該家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:C:0.015~0.020%、S1:0.018 ~0.028%、Mn:0.20 ~0.30%、P:0.009 ~0.016%、S:0.009 ~0.017%、Als:0.030 ~0.050%, Ti:0.010 ~0.017%,N:0.0018 ~0.0031%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0008]進(jìn)一步地，該家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:C:0.015%、Si:0.020%、Mn:0.25%、P:0.014%、S:0.011%、Als:0.030%、T1:0.012%、N:0.0023%，余量為 Fe 和其他不
可避免的雜質(zhì)。
[0009]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法，依次包括以下步驟:鐵水煉鋼、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋、熱鍍鋅、光整、拉矯、彩涂，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為785~795°C，所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.0~1.2%。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為790°C，所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.1%。
[0011]本發(fā)明的工作原理是這樣的:首先經(jīng)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉，將冶煉的鋼水進(jìn)行吹氬，然后將鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造成鋼坯，連鑄坯經(jīng)熱連軋成鋼帶，用酸軋聯(lián)合機(jī)組對(duì)熱軋鋼帶進(jìn)行酸洗，隨后進(jìn)行5道次的冷軋，經(jīng)熱鍍鋅、光整、拉矯、彩涂步驟后，生產(chǎn)出低成本耐時(shí)效家電彩涂板。
[0012]本發(fā)明的C含量選擇在0.010~0.030%,由于滲碳體相對(duì)于碳鋼(基體為鐵素體)是陰極。因此，當(dāng)碳含量增加時(shí)，增加了陰極數(shù)量及面積，相應(yīng)地其腐蝕電流增加了，因而導(dǎo)致其耐腐蝕性降低。眾所周知，碳是最有效的固溶強(qiáng)化元素，因此，隨著碳含量的增加碳鋼逐漸變硬，同時(shí)其冷加工(沖壓、拉拔)和焊接性能變壞。此外，鋼中碳含量對(duì)熱鍍鋅有顯著的影響，含碳量愈高，鐵-鋅反應(yīng)就愈烈，鐵的損失愈大，鐵-鋅合金層變得愈厚，使鍍鋅層粘附性變壞。綜合上述因素，在保證一定強(qiáng)度的前提下，需對(duì)C含量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在本發(fā)明中碳含量為0.01~0.03%。
[0013]本發(fā)明的Si含量< 0.030%,娃是一種較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化兀素,加入一定量的娃可提高鋼的強(qiáng)度，但鋼基中較高的含硅量對(duì)會(huì)熱鍍鋅產(chǎn)生不利影響。隨著鋼基中的硅含量升高，則硅被氧化生成的SiO2含量隨之增高，這將影響到后續(xù)的酸洗工序的效果，當(dāng)酸洗后若鋼板表面仍有殘存的SiO2，則鍍鋅后鍍層中鐵-鋅合金層ζ相劇烈增厚，形成灰色鍍層，而使鍍層粘附性變壞。因此，必須將硅含量控制在合適的范圍內(nèi)。因此，在本發(fā)明中Si含量為(0.030%。
[0014]本發(fā)明的Mn含量0.15~0.35%,Mn能強(qiáng)化鐵素體，而且還固溶增加預(yù)涂層基材的強(qiáng)度。此外，鋼中加入錳能防止在熱加工時(shí)因硫引起鋼的脆化，但如果彩涂板Mn的含量過(guò)高，其加工性能將明顯下降。因此，在本發(fā)明中Mn含量為0.15~0.35%。
[0015]本發(fā)明的P含量≤0.020%，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于要求具有良好耐蝕性的預(yù)涂層基材而言，磷的含量最好盡可能低，因?yàn)榱兹菀装l(fā)生偏析，引起鋼的脆化，可焊性變差等，因此，在本發(fā)明中P含量≤0.020%。
[0016]本發(fā)明的S含量≤0.020%，一般來(lái)說(shuō)，在鋼中S是有害雜質(zhì)元素，Ti與S的親和力很強(qiáng)，因此，要充分發(fā)揮Ti的作用，首先要穩(wěn)定和減少鋼中的S含量。因此，在本發(fā)明中S含量≤0.020%。
[0017]本發(fā)明的Als含量為0.020~0.060%，鋼中Al的加入則會(huì)形成酸溶鋁(Als)和酸不溶鋁，而Als包括固溶鋁和Α1Ν，彌散的AlN粒子能阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。但對(duì)于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼來(lái)說(shuō)，隨著Als的增加，鋼的夾雜物數(shù)量增多，夾雜物尺寸也將變大，將導(dǎo)致彩涂板的鍍層附著力、耐蝕性能及沖壓加工性能變差。但為了保證鋼中N與Al充分結(jié)合生成A1N，減少彩涂板成品的時(shí)效，以及鋼水完全脫氧及連鑄坯的表面質(zhì)量，Als應(yīng)保證≥0.010%ο因此，在本發(fā)明中Als含量選擇在0.020~0.060%。
[0018]本發(fā)明的Ti含量為0.005~0.020%, Ti是典型的微合金元素。為避免家電彩涂板在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生褶皺或拉伸應(yīng)變紋，可加入微量的Ti合金。在高溫下，Ti與N或O生成TiN或Ti203微粒子，細(xì)化奧氏體晶粒并作為先共析α —Fe的形核核心。此外，Ti與N或C結(jié)合生成穩(wěn)定化合物而使溶質(zhì)組元從固溶體中析出來(lái)，有效地抑制了“柯氏氣團(tuán)”的產(chǎn)生。在冷軋低碳鋼中，如含Ti量過(guò)多時(shí)，將形成大的氮化鈦質(zhì)點(diǎn)，致使鋼材變脆，從而使彩涂板沖壓加工性能變壞，如含Ti量過(guò)少，其在鋼中難以起到微合金化的作用。因此，在本發(fā)明中Ti的加入量應(yīng)控制在0.005~0.020%。
[0019]本發(fā)明的N含量≤0.0040%，N與C 一樣，也是固溶元素。隨著鋼中N含量的增加，將導(dǎo)致其沖壓加工性能變壞(如加工硬化指數(shù)η、塑性各向異性比r值下降)，同時(shí)，固溶N是造成彩涂板時(shí)效的主要原因，特別是對(duì)于平整后的應(yīng)變時(shí)效作用，N的影響尤其大，因此要求N盡量低。因此，本發(fā)明低成本耐時(shí)效家電彩涂板鋼中的N含量應(yīng)為< 0.0040%ο
[0020]本發(fā)明除含有上述化學(xué)組分外，余量為Fe及不可避免的夾雜。
[0021]熱鍍鋅連續(xù)退火溫度控制在785~795°，以確保N、C充分與Ti結(jié)合生成穩(wěn)定化合物；光整步驟和拉矯步驟的延伸率之和控制在1.0~1.2%，以確保消除屈服平臺(tái)，減緩或消除彩涂工序的烘烤時(shí)效作用。
[0022]本發(fā)明低成本耐時(shí)效家電彩涂板厚度為0.38mm~0.80mm,熱鍍鋅鍍層重量為80~120g/m2(雙面)，屈服強(qiáng)度Rpa 2為200~250MPa ;家電彩涂板正面漆膜厚度20~23 μ m，彎曲實(shí)驗(yàn)值≤1T，杯突值> 8.5mm，反向沖擊功> 9J ;家電彩涂板經(jīng)用戶使用(甚至在放置1~6個(gè)月后)，在彩涂板板沖壓加工部位沒(méi)有皺折起棱，在沖壓或拉伸變形后沒(méi)有出現(xiàn)滑移線。
[0023]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的低成本耐時(shí)效家電彩涂板經(jīng)由低碳鋼進(jìn)行熱鍍鋅后輥涂而成，屈服強(qiáng)度達(dá)到200~250MPa，既能滿足家電板所需的強(qiáng)度和硬度，又具有耐時(shí)效性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，減少了沖壓加工時(shí)開(kāi)裂、滑移線或彎曲表面起棱等缺陷出現(xiàn)的幾率，具有良好的沖壓加工性能，有利于用戶制作深沖和變形較復(fù)雜的家電零部件，提高了家電彩涂板的成材率。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0025]實(shí)施例1:
[0026]本實(shí)施例中，低成本耐時(shí)效家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:C:
0.030%, Si:0.028%, Mn:0.35%, P:0.015%, S:0.017%, Als:0.050%, T1:0.017%, N:0.0024%,
余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0027]低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法，依次包括以下步驟:鐵水煉鋼、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋、熱鍍鋅、光整、拉矯、彩涂，其中，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為795/C所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.2%。
[0028]經(jīng)檢驗(yàn)，本實(shí)施例低成本耐時(shí)效家電彩涂板厚度規(guī)格為0.60_，熱鍍鋅鍍層重量為120g/m2 (雙面)，彩涂板正面漆膜厚度為20 μ m，屈服強(qiáng)度Rpa2為248MPa，涂層性能彎曲實(shí)驗(yàn)值為1T，杯突值為8.5_，反向沖擊功為9J ; I個(gè)月后經(jīng)用戶使用，在低成本耐時(shí)效家電彩涂板板沖壓加工部位沒(méi)有皺折起棱，在沖壓或拉伸變形后沒(méi)有出現(xiàn)滑移線。
[0029]實(shí)施例2:[0030]本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例中，低成本耐時(shí)效家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:c:0.020%、Si:0.023%、Mn:0.30%、P:0.016%、S:0.015%、Als:0.060%、T1:0.015%、N:0.0031%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0031]低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法中，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為792。0C
[0032]經(jīng)檢驗(yàn)，本實(shí)施例低成本耐時(shí)效家電彩涂板厚度規(guī)格為0.50_，熱鍍鋅鍍層重量為100g/m2 (雙面)，彩涂板正面漆膜厚度為21 μ m,屈服強(qiáng)度Rpa2為245MPa ；2個(gè)月后經(jīng)用戶使用，在低成本耐時(shí)效家電彩涂板板沖壓加工部位沒(méi)有皺折起棱，在沖壓或拉伸變形后沒(méi)有出現(xiàn)滑移線。
[0033]實(shí)施例3:
[0034]本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例中，低成本耐時(shí)效家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:c:0.020%、Si:0.020%、Mn:0.25%、P:0.012%、S:
0.011%、Als:0.030%、T1:0.012%、N:0.0023%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0035]低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法中，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為790，1:所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.1%。
[0036]經(jīng)檢驗(yàn)，本實(shí)施例低成本耐時(shí)效家電彩涂板厚度規(guī)格為0.45_，熱鍍鋅鍍層重量為100g/m2 (雙面)，屈服強(qiáng)度Rpa2為230MPa ；3個(gè)月后經(jīng)用戶使用，在彩涂板板沖壓加工部位沒(méi)有皺折起棱，在沖壓或拉伸變形后沒(méi)有出現(xiàn)滑移線。
[0037]實(shí)施例4:
[0038]本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例中，低成本耐時(shí)效家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:c:0.015%、Si:0.020%、Mn:0.20%、P:0.009%、S:
0.009%、Als:0.030%、T1:0.012%、N:0.0021%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0039]低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法中，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為788，1:所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.0%。
[0040]經(jīng)檢驗(yàn)，本實(shí)施例低成本耐時(shí)效家電彩涂板厚度規(guī)格為0.40mm，熱鍍鋅鍍層重量為80g/m2 (雙面)，彩涂板正面漆膜厚度為22 μ m，屈服強(qiáng)度Rpa2為215MPa，杯突值9.0mm ；4個(gè)月后經(jīng)用戶使用，在低成本耐時(shí)效家電彩涂板板沖壓加工部位沒(méi)有皺折起棱，在沖壓或拉伸變形后沒(méi)有出現(xiàn)滑移線。
[0041]實(shí)施例5:
[0042]本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例中，低成本耐時(shí)效家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:c:0.010%、Si:0.018%、Mn:0.15%、P:0.014%、S:
0.010%、Als:0.020%、T1:0.010%、N:0.0018%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0043]低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法中，所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為785°，所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.0%。
[0044]經(jīng)檢驗(yàn)，本實(shí)施例低成本耐時(shí)效家電彩涂板厚度規(guī)格為0.38mm，彩涂板正面漆膜厚度為23 μ m,屈服強(qiáng)度Rpa2為202MPa，涂層性能彎曲實(shí)驗(yàn)值為0T，杯突值為9.0mm，反向沖擊功為IOJ ；6個(gè)月后經(jīng)用戶使用，在低成本耐時(shí)效家電彩涂板板沖壓加工部位沒(méi)有皺折起棱，在沖壓或拉伸變形后沒(méi)有出 現(xiàn)滑移線。
【權(quán)利要求】
1.一種低成本耐時(shí)效家電彩涂板，其特征在于:該家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:c:0.010 ~0.030%、Si..( 0.030%,Mn:0.15 ~0.35%,P:≤ 0.020%、S..( 0.020%、Als:0.020 ~0.060%,T1:0.005 ~0.020%,N S 0.0040%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本耐時(shí)效家電彩涂板，其特征在于:該家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:C:0.015 ~0.020%、Si:0.018 ~0.028%、Mn:0.20 ~0.30%、P:0.009 ~0.016%、S:0.009 ~0.017%、Als:0.030 ~0.050%、Ti:0.010 ~0.017%、N:0.0018~0.0031%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本耐時(shí)效家電彩涂板，其特征在于:該家電彩涂板由以下重量百分比的原料制成:C:0.015%、Si:0.020%、Mn:0.25%、P:0.014%、S:0.011%、Als:0.030%、Ti:0.012%、N:0.0023%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
4.一種如權(quán)利要求1所述低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法，依次包括以下步驟:鐵水煉鋼、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋、熱鍍鋅、光整、拉矯、彩涂，其特征在于:所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為785~795°C，所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.0~1.2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述低成本耐時(shí)效家電彩涂板的制造方法，其特征在于:所述熱鍍鋅步驟中的連續(xù)退火溫度為790°C，所述光整步驟和拉矯步驟中的延伸率之和為1.1%。
【文檔編號(hào)】C21D1/26GK103498101SQ201310498371
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】白會(huì)平, 涂元強(qiáng), 陳園林, 柳長(zhǎng)福, 宋乙峰, 杜蓉, 蔡捷, 黃道兵 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司