本發(fā)明涉及冷軋雙相鋼的制造方法，具體是一種500mpa級(jí)汽車(chē)外板用鋅鐵合金鍍層雙相鋼鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，冷軋雙相鋼及熱鍍鋅雙相鋼主要用在汽車(chē)結(jié)構(gòu)件及加強(qiáng)件上，對(duì)表面質(zhì)量要求不高，因此，在成分設(shè)計(jì)和工藝控制上更多的只是關(guān)注產(chǎn)品的力學(xué)性能，而對(duì)其表面質(zhì)量的關(guān)注度不夠。而鋅鐵合金鍍層的雙相鋼已被應(yīng)用在日系車(chē)外覆蓋件的制造上，因此在保證力學(xué)性能的情況下對(duì)其表面質(zhì)量提出了更高要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種具有力學(xué)性能優(yōu)良、表面質(zhì)量好、抗粉化性能優(yōu)良的500mpa級(jí)汽車(chē)外板用鋅鐵合金鍍層雙相鋼鋼板的制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的一種500mpa級(jí)汽車(chē)外板用鋅鐵合金鍍層雙相鋼鋼板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)鋼材經(jīng)冶煉、精煉及連鑄成坯后，對(duì)鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在1250～1280℃；
2)進(jìn)行粗軋，控制粗軋溫度在1060～1110℃；
3)進(jìn)行精軋，控制精軋終軋溫度為900～930℃；
4)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在580～620℃；
5)進(jìn)行酸洗，酸洗溫度控制在80～90℃，酸液濃度大于70g/l；
6)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率在58～72％；
7)進(jìn)行連續(xù)退火：控制其均熱溫度在770～800℃，爐內(nèi)退火氣氛露點(diǎn)控制在-40℃以下，氧含量≤3ppm；
8)進(jìn)行熱鍍鋅：控制鋼板入鋅鍋溫度在為460～480℃；控制鋅液成分中al含量在0.120～0.135wt％；
9)進(jìn)行合金化：控制其合金化溫度在480～540℃，保溫時(shí)間10～25s，鍍層鐵含量控制在9～11wt％；
10)進(jìn)行光整：光整延伸率控制在0.4～0.6％?？刂坪辖鸹箐摪灞砻娲植诙仍?.5～1.2μm，表面pc值控制在于100～150個(gè)/cm。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述鋼材的化學(xué)成分為c：0.07～0.10％，si：≤0.005％，mn：0.70～1.00％，p≤0.005％，s≤0.003％，als：0.010～0.050％，cr：0.30～0.50％；mo：0.05～0.20％，其余為fe。
本發(fā)明的有益效果：通過(guò)低si設(shè)計(jì)，并添加適量的cr、mo淬透性元素，通過(guò)工藝控制，產(chǎn)品實(shí)物性能達(dá)到屈服強(qiáng)度為300～340mpa，抗拉強(qiáng)度為520～570mpa，延伸率a80為29～33％，n值為0.17～0.19，粗糙度為0.5～1.2μm，pc值為100～150(/cm)，粉化級(jí)別1～2級(jí)，且鍍層表面致密、色澤均勻無(wú)缺陷，抗粉化性能優(yōu)良，可滿(mǎn)足汽車(chē)外覆蓋件的生產(chǎn)制造。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例：一種500mpa級(jí)汽車(chē)外板用鋅鐵合金鍍層雙相鋼鋼板的制造方法，包括如下步驟：
1)鋼材經(jīng)冶煉、精煉及連鑄成坯后，對(duì)鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在1250～1280℃；
2)進(jìn)行粗軋，控制粗軋溫度在1060～1110℃；
3)進(jìn)行精軋，控制精軋終軋溫度為900～930℃；
4)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在580～620℃；
5)進(jìn)行酸洗，酸洗溫度控制在80～90℃，酸液濃度大于70g/l；
6)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率在58～72％；
7)進(jìn)行連續(xù)退火：控制其均熱溫度在770～800℃，爐內(nèi)退火氣氛露點(diǎn)控制在-40℃以下，氧含量≤3ppm；
8)進(jìn)行熱鍍鋅：控制鋼板入鋅鍋溫度在為460～480℃；控制鋅液成分中al含量在0.120～0.135wt％；
9)進(jìn)行合金化：控制其合金化溫度在480～540℃，保溫時(shí)間10～25s，鍍層鐵含量控制在9～11wt％；
10)進(jìn)行光整：光整延伸率控制在0.4～0.6％。控制合金化后鋼板表面粗糙度在0.5～1.2μm，表面pc值控制在于100～150個(gè)/cm。
所述鋼材的化學(xué)成分為c：0.07～0.10％，si：≤0.005％，mn：0.70～1.00％，p≤0.005％，s≤0.003％，als：0.010～0.050％，cr：0.30～0.50％；mo：0.05～0.20％，其余為fe。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：
c：最有效的強(qiáng)化元素，是馬氏體的形成元素，c元素的含量決定了馬氏體的形貌及雙相鋼的強(qiáng)度。同時(shí)，由于用于汽車(chē)外覆蓋件，對(duì)材料的成形性能、翻邊性能及焊接性能要求較高，因此要求較低的碳含量。同時(shí)，在熱鍍鋅時(shí)，較高的碳含量也會(huì)加速鋅鐵反應(yīng)，鋅鐵合金層變厚會(huì)惡化材料的抗粉化性能。因此，綜合考慮，將c含量控制在0.07～0.10％。
si：鐵素體的強(qiáng)化元素，可以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度。但在熱軋過(guò)程中si會(huì)促進(jìn)氧化鐵皮的生成，惡化表面質(zhì)量，并影響到后續(xù)酸洗工序的效果。同時(shí)，隨著si含量的提高，熱鍍鋅過(guò)程中si富集明顯，鋼板表面容易產(chǎn)生漏鍍點(diǎn)缺陷，嚴(yán)重影響鋼板表面質(zhì)量。因此，為得到高的表面質(zhì)量，將si含量控制在0.005％以下。
mn：奧氏體穩(wěn)定元素，可延遲珠光體和貝氏體的形成，促進(jìn)馬氏體的形成，提高鋼的淬透性。但是mn也是一種強(qiáng)氧化性元素，在退火過(guò)程中會(huì)在鋼帶表面富集并氧化，從而導(dǎo)致在鍍鋅時(shí)出現(xiàn)漏鍍?nèi)毕荩?rùn)性變差。因此，在保證強(qiáng)度的情況下，將mn含量控制在0.70～1.00％的較低范圍。
p：p是鋼中的有害元素，容易在晶界偏析，增加鋼板脆性，導(dǎo)致鋼板的沖壓性能變差，可焊性變差。同時(shí)鍍鋅時(shí)，p含量過(guò)高，會(huì)使鍍層形成大量的「相，鍍層抗粉化能力變差。因此，p含量應(yīng)盡可能降低。但考慮到p也是一種有效地固溶強(qiáng)化元素，優(yōu)選地，p≤0.005％。
s：s是鋼中的有害元素，當(dāng)s含量過(guò)高時(shí)，容易形成mns夾雜，損害鋼板塑性，并造成性能的各向異性。并且隨著s含量的提高，鋼板的耐蝕性能也將變差。因此，需要合理控制s含量，s含量要小于0.003％。
al：最有效的脫氧元素。但是，隨著als含量的增加，鋼中的夾雜物也會(huì)增多，夾雜物尺寸將會(huì)變大。因此，應(yīng)該合理控制als含量，優(yōu)選地，als：0.010～0.050％。
cr、mo：添加cr、mo元素會(huì)使cct曲線(xiàn)明顯右移，強(qiáng)烈抑制珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變，有利于在合金化熱鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)中地獲得馬氏體組織。同時(shí)，由于cr、mo氧化物的生成吉布斯自由能比mn、si、p等氧化物的高，所以在熱鍍鋅退火時(shí)不易發(fā)生表面氧化，也沒(méi)有表面偏析現(xiàn)象，因此不會(huì)影響鋅液的浸潤(rùn)性。在冷軋板和純鋅板中，盡管mo的淬透性效果更好，但由于mo合金價(jià)格昂貴，通常用cr元素替代mo元素。但在鋅鐵合金鍍層板中，由于鍍鋅后要再加熱到480-540℃保溫進(jìn)行鋅鐵合金反應(yīng)，正好處于貝氏體反應(yīng)區(qū)，僅僅添加cr無(wú)法有效得到馬氏體組織，因此必須添加適量的mo抑制貝氏體的形成。因此，綜合考慮，cr含量選為0.30～0.50％，mo含量選為0.05～0.20％。
本發(fā)明的工藝中：
之所以選擇終軋溫度為900～930℃，是因?yàn)楫?dāng)終軋溫度過(guò)低時(shí)，熱軋溫度稍微波動(dòng)就有可能進(jìn)入兩相區(qū)軋制，容易產(chǎn)生混晶組織，組織的不均勻性除了會(huì)對(duì)力學(xué)性能的均勻性產(chǎn)生影響外，也會(huì)對(duì)鍍鋅表面的均勻性產(chǎn)生影響。
之所以選擇卷取溫度為580～620℃，是因?yàn)榫砣囟冗^(guò)高，會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大，從而影響組織均勻性。同時(shí)，熱軋基板晶粒細(xì)小均勻也會(huì)使再結(jié)晶晶粒細(xì)小均勻，從而提高材料的加工硬化值。
之所以酸洗溫度要求控制在80～90℃，酸液濃度要大于70g/l。是因?yàn)?，酸洗可以有效去除氧化鐵皮。酸洗效果不好，會(huì)導(dǎo)致氧化鐵皮殘留，進(jìn)而在酸軋過(guò)程中壓入基體，從而造成漏鍍表面缺陷。
之所以冷軋壓下率設(shè)定為58～72％，是因?yàn)檫@樣有利于增加鋼中變形儲(chǔ)能，降低再結(jié)晶溫度，改善鋼板成形性能。而冷軋壓下率過(guò)大會(huì)導(dǎo)致軋機(jī)負(fù)荷增大，設(shè)備損耗會(huì)加大。
之所以連續(xù)退火均熱溫度為770～800℃，是因?yàn)樵诖送嘶饻囟认?，本發(fā)明產(chǎn)品能得到最佳的性能匹配。同時(shí)，在較低退火溫度下，也會(huì)減少mn元素在鋼板表面的富集，從而減少二次氧化物的形成。同時(shí)，嚴(yán)格控制退火爐內(nèi)氣氛，露點(diǎn)控制在-40℃以下，氧含量≤3ppm，可以保證鋼板表面充分還原并提高鋼板的浸潤(rùn)性。
之所以帶鋼入鋅鍋溫度為460～480℃，是為了防止溫度過(guò)高造成鋅液溫度升高，底渣增多造成鋼板表面鋅渣和沉沒(méi)輥印缺陷。同時(shí)，鋅液成分al含量控制范圍為0.120～0.135％，fe含量≤0.015％。這是因?yàn)椋?dāng)鋅鍋鋁含量低于0.120％時(shí)，基板與鍍層直接形成的fe2al5抑制層不夠均勻，鍍層容易出現(xiàn)過(guò)合金化；當(dāng)鋅鍋鋁含量高于0.135％時(shí)，fe2al5抑制層過(guò)厚，合金化過(guò)程較困難，此時(shí)需要提高合金化溫度或降低帶鋼速度，這樣容易導(dǎo)致合金化板粉化嚴(yán)重。
之所以合金化溫度為480～540℃，保溫時(shí)間10～25s，鍍層鐵含量要求控制在10％左右。是因?yàn)楫?dāng)合金化溫度低于480℃時(shí)，鍍層較難合金化，鍍層含鐵量低，在鍍層表面容易殘留大量的ζ相，產(chǎn)品抗腐蝕性能、焊接性、涂裝性能變差；當(dāng)合金化溫度高于540℃，容易形成大量的脆性相「，產(chǎn)品抗粉化性能變差。同時(shí)研究表明，當(dāng)鍍層fe含量在9～11％，其鍍層抗粉化性能最佳。
之所以選擇0.4～0.6％的光整延伸率，是因?yàn)榭梢愿纳瓢逍魏涂刂茙т摫砻娲植诙龋瑥亩瑰儗颖砻娲植诙瓤刂茷?.5～1.2(μm)，表面pc值控制為100～150(個(gè)/cm)，以利于汽車(chē)外板的涂裝。
通過(guò)本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品實(shí)物性能達(dá)到屈服強(qiáng)度為300～340mpa，抗拉強(qiáng)度為520～570mpa，延伸率為29～33％，n值為0.17～0.19，粗糙度為0.5～1.2μm，pc值為100～150(/cm)，粉化級(jí)別1～2級(jí)，且鍍層表面致密、色澤均勻無(wú)缺陷，抗粉化性能優(yōu)良，可滿(mǎn)足汽車(chē)外覆蓋件的生產(chǎn)制造。隨著汽車(chē)高強(qiáng)化的發(fā)展，該汽車(chē)外板用鋅鐵合金鍍層雙相鋼具有良好的市場(chǎng)前景。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
表1為發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例化學(xué)成分取值列表(wt％)，表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例工藝參數(shù)列表，表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的性能檢測(cè)列表。
表1
表2
表3