一种抗拉强度500MPa级热镀锌板的生产方法及用途与流程

一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法及用途
技术领域
1.本发明属于热镀锌板加工技术领域，特别涉及一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法及用途。


背景技术：

2.随着汽车工业节能减排、轻量化发展，双相钢由于具有良好的综合力学性能在汽车中应用最为广泛。但是高强双相钢在汽车外板，如汽车前、后门外板、侧围与后盖外板等，尚未专利与文献有报道。汽车外板不仅要具备良好的力学性能，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。
3.对于汽车外板而言，涂装性能是一项重要的指标，其目的是为了获得鲜艳的涂装表面。涂装性能指标，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0.5um，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强度且具有优良涂装性能的热镀锌外板。


技术实现要素：

4.为了解决传统热镀锌外板涂装性能不佳的技术问题，本发明提供了一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，该方法制得的热镀锌板强度能够达到500mpa以上，且具有优良的涂装性能。
5.本发明还提供了一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法在汽车外板制造中的用途。
6.本发明通过以下技术方案实现：
7.本技术提供一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，所述生产方法包括：
8.将铸坯进行热轧，获得热轧卷；
9.将所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧钢板；
10.将所述冷轧钢板进行退火、镀锌，获得热镀锌钢板；
11.对所述镀锌钢板进行光整，获得热镀锌板；
12.其中，所述光整的延伸率控制在1.0
±
0.2％，光整机工作辊粗糙度为2.0
‑
3.5um。
13.可选的，以质量分数计，所述铸坯的化学成分如下：
14.c：0.05
‑
0.1％；mn：1.2
‑
1.6％；si≤0.05％；p≤0.02％；s≤0.01％；alt：0.02
‑
0.06％，cr：0.15
‑
0.4％，mo：0.15
‑
0.3％，n≤0.004％，余量为fe。
15.可选的，所述将铸坯进行热轧，获得热轧卷，具体包括：
16.将铸坯进行热轧，获得热轧卷，其中，所述热轧的轧前加热温度1210
‑
1300℃，终轧温度为850
‑
900℃，卷取温度为560
‑
630℃。
17.可选的，所述热轧总变形量为97.8
‑
98.9％。
18.可选的，所述将所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧钢板，具体包括：
19.将所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧钢板，其中，所述冷轧采用五道次冷轧，五道次压下分配率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％和0.3～1％。
20.可选的，所述冷轧中，轧机末架辊的粗糙度为2.6
‑
3.0um。
21.可选的，所述将所述冷轧钢板进行退火、镀锌，获得热镀锌钢板，具体包括：
22.将所述冷轧钢板进行连续退火，加热段温度控制在780
±
20℃，退火温度控制在780
±
20℃，缓冷出口温度为680
±
20℃，后进行镀锌，获得热镀锌钢板。
23.可选的，所述镀锌中，所述冷轧钢板的入锌锅温度455
±
2℃；锌锅液位
‑
40
±
2mm。
24.可选的，所述光整采用温光整模式，所述光整机工作辊使用历程≤80km。
25.基于同一发明构思，本技术还提供一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法在汽车外板制造中的用途。
26.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：
27.1.本发明一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，铸坯经热轧、冷轧和镀锌后，对获得的热镀锌板进行光整，光整的延伸率控制在1.0
±
0.2％，带来的好处是带钢力学性能稳定，延伸率若低于或高于该范围则会导致材料屈服强度过低或者过高，光整机工作辊粗糙度为2.0
‑
3.5um，有利于降低波纹度，进而提升热镀锌板的涂装性能，若光整机工作辊粗糙度过低或过高，会导致带钢表面粗糙度无法满足要求。
28.2.本发明一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，通过调整c、mn、si、p、s、cr、mo等元素含量，结合对热轧、冷轧与热镀锌工艺综合优化，所生产的热镀锌汽车用钢板抗拉强度在500mpa以上，峰值密度在95个/cm以上、波纹度在0.30um以下，可满足汽车外板成形特点，且具有优良涂装效果，板面符合05级汽车外板的特点。
29.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，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。
31.图1是本发明一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法流程图；
32.图2是本发明实施例1制得的热镀锌板的金相显微组织照片；
33.图3是本发明实施例2制得的热镀锌板涂装后的照片。
具体实施方式
34.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。
35.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。
36.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。
37.还需要说明的是，本发明中的术语“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。
38.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。
39.本技术提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
40.根据本发明一种典型的实施方式，提供一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，如图1所示，所述生产方法包括：
41.s1.将铸坯进行热轧，获得热轧卷；
42.s2.将所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧钢板；
43.s3.将所述冷轧钢板进行退火、镀锌，获得热镀锌钢板；
44.s4.对所述镀锌钢板进行光整，获得热镀锌板；
45.其中，所述光整的延伸率控制在1.0
±
0.2％，光整机工作辊粗糙度为2.0
‑
3.5um。
46.本发明中，铸坯经热轧、冷轧和镀锌后，对获得的热镀锌板进行光整，光整的延伸率控制在1.0
±
0.2％，带来的好处是带钢力学性能稳定，延伸率若低于或高于该范围带来的不利影响是材料屈服强度过低或者过高，光整机工作辊粗糙度为2.0
‑
3.5um，有利于降低波纹度，进而提升热镀锌板的涂装性能，若光整机工作辊粗糙度过低或过高，则会导致带钢粗糙度超标。
47.作为一种可选的实施方式，以质量分数计，所述铸坯的化学成分如下：
48.c：0.05
‑
0.1％；mn：1.2
‑
1.6％；si≤0.05％；p≤0.02％；s≤0.01％；alt：0.02
‑
0.06％，cr：0.15
‑
0.4％，mo：0.15
‑
0.3％，n≤0.004％，余量为fe。
49.本发明中，通过调整c、mn、si、p、s、cr、mo等元素含量，结合对热轧、冷轧与热镀锌工艺综合优化，所生产的热镀锌汽车用钢板抗拉强度在500mpa以上，峰值密度在95个/cm以上、波纹度在0.30um以下，可满足汽车外板成形特点，且具有优良涂装效果，板面符合05级汽车外板的特点。
50.本技术中，铸坯的化学成分及质量分数的选择理由如下：
51.c的作用是在双相钢中不再以固溶强化为主，但仍显著地影响所有的相变过程，并控制最终的组织和力学性能。钢中碳含量高对钢基力学性能不利，影响其焊接性，并且为保证具有较大的铁素体析出区，碳含量也不能过高。控制c富集于亚稳奥氏体区域而避免其析出，是获得多边形铁素体包围第二相的双相组织的保证，控制c的质量分数为0.05
‑
0.1％的原因是满足材料强度级别的需要，该质量分数取值过大的不利影响是强度超标，过小的不利影响是强度不够；
52.mn的作用是锰是扩大奥氏体区的元素，在中间缓冷阶段延迟珠光体和贝氏体的形成，提高钢的淬透性，从而促进在缓冷结束后的强制冷却过程中形成马氏体。但当含锰量较低时，铁素体相变后的残余奥氏体不稳定，在冷却过程中容易相变为贝氏体组织，不能得到
双相钢要求的铁素体和马氏体钢组织；如果含锰量过高，将会过分稳定奥氏体，抑制硅元素促进铁素体析出的作用，使铁素体析出量变少，残余奥氏体的含碳量减少，反而降低了缓冷后钢的淬透性。，控制mn的质量分数为1.2
‑
1.6％的原因是确保材料淬透性与力学性能，该质量分数取值过大的不利影响是强度过高，过小的不利影响是强度不够；
53.si的作用是非碳化物形成元素，在低碳钢中，si提高奥氏体向铁素体的转变温度，促进铁素体析出，提高获得相同量铁素体所需的冷却速度，促进铁素体中碳向奥氏体集中富集，对铁素体起净化作用，有利于扩大铁素体转变和贝氏体转变之间的卷取窗口。，控制si的质量分数为≤0.05％的原因是硅含量过高对镀锌表面质量有影响，质量分数过大易形成条带状色差；
54.p、s与n为有害元素，应尽量控制小；
55.alt的作用是对临界区加热时奥氏体形态的影响与si相似，ai还可以形成ain析出，起到一定的细化晶粒作用。
56.cr的作用是是中强碳化物形成元素，显著提高钢的淬透性，不仅能强烈推迟珠光体转变和贝氏体转变，而且扩大了“卷取窗口”。cr虽是弱固溶强化元素，但能增大奥氏体的过冷能力，从而细化组织、得到强化效果。cr是扩大奥氏体亚稳区窗口的温度范围最有效的元素。，控制cr的质量分数为0.15
‑
0.4％的原因是确保形成适量的马氏体组织，该质量分数取值过大的不利影响是马氏体过多，强度偏高，过小的不利影响无法形成马氏体组织。
57.mo的作用是钼是碳化物形成元素，但在临界区加热时，钼的碳化物多己溶解，因此对临界区加热所形成的奥氏体岛的淬透性有良好的影响，mo对珠光体转变的抑制作用非常明显，对推迟贝氏体转变影响作用不大，但可以显著降低bs温度。加入mo对抗拉强度的影响超过屈服强度，因此一定意义上可以降低屈强比，而保持延性基本不变，控制mo的质量分数为0.15
‑
0.3％的原因是形成适量的马氏体组织，该质量分数取值过大的不利影响是马氏体过多，强度偏高，过小的不利影响是无法形成马氏体组织。
58.作为一种可选的实施方式，所述将铸坯进行热轧，获得热轧卷，具体包括：
59.将铸坯进行热轧，获得热轧卷，其中，所述热轧的轧前加热温度1210
‑
1300℃，终轧温度为850
‑
900℃，卷取温度为560
‑
630℃。
60.本技术中，轧前加热温度为1210
‑
1300℃的好处是使得板坯组织完全均一化，终轧温度为850
‑
900℃，卷取温度为560
‑
630℃的好处是成品可形成较小的微观组织，这对热镀锌板峰值密度和波纹度的影响体现在细小的微观组织有利于波纹度的控制。
61.作为一种可选的实施方式，所述热轧总变形量为97.8
‑
98.9％
62.作为一种可选的实施方式，所述将所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧钢板，具体包括：
63.将所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧钢板，其中，所述冷轧采用五道次冷轧，五道次压下分配率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％和0.3～1％。
64.本技术中，冷轧五道次压下分配率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％和0.3～1％，由于该强度级别作为外板，带钢一般较宽较薄，轧机轧制力较大，易造成失稳。因此需要确定轧制过程稳定，进而保证尺寸公差控制。
65.作为一种可选的实施方式，所述冷轧中，轧机末架辊的粗糙度为2.6
‑
3.0um。
66.本技术中，轧机末架辊的粗糙度为2.6
‑
3.0um的好处在于满足带钢粗糙度要求，低
于或高于该范围则会带来带钢粗糙度超标。由于轧辊粗糙度对波纹度影响呈正相关，这对热镀锌板峰值密度和波纹度会产生不良影响。
67.作为一种可选的实施方式，所述将所述冷轧钢板进行退火、镀锌，获得热镀锌钢板，具体包括：
68.将所述冷轧钢板进行连续退火，加热段温度控制在780
±
20℃，退火温度控制在780
±
20℃，缓冷出口温度为680
±
20℃，后进行镀锌，获得热镀锌钢板。
69.本技术中，连续退火的加热温度段温度控制在780
±
20℃，退火温度控制在780
±
20℃，缓冷出口温度为680
±
20℃的好处是确保材料抗拉强度可达到500mpa。
70.作为一种可选的实施方式，所述镀锌中，所述冷轧钢板的入锌锅温度455
±
2℃；锌锅液位
‑
40
±
2mm。
71.本技术中，冷轧钢板的入锌锅温度455
±
2℃；锌锅液位
‑
40
±
2mm，这对热镀锌板影响为确保是汽车外板质量的保证。
72.作为一种可选的实施方式，所述光整采用湿光整模式，所述光整机工作辊使用历程≤80km。
73.光整机工作辊采用镀铬辊，且整机工作辊使用历程≤80km的好处在于确保粗糙度与峰值密度满足订单要求。
74.根据本发明另一种典型的实施方式，提供一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法在汽车外板制造中的用途。
75.本发明中，通过一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法制得的热镀锌板，可用于汽车外板的制造，具有优良涂装效果，板面符合o5级汽车外板的特点，满足高端汽车用户要求，进而有利于带来可观的经济效益。
76.下面将结合实施例、对比例及实验数据对本技术一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法进行详细说明。
77.实施例1
78.本实施例一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，包括：
79.(1)热轧：轧前加热温度1240℃，终轧温度为870℃，卷取温度为610℃，热轧总变形量98.2％；
80.其中，以质量分数计，所述铸坯的化学成分如下：
81.c：0.065％；mn：1.25％；si：0.02％；p：0.008％；s：0.008％；alt：0.04％，cr：0.18％，mo：0.23％；n：0.003％；余量为fe。
82.(2)冷轧：采用五道次冷轧，五道次压下分配率依次为：f1～f5机架的压下分配率依次为28％、26％、28％、26％和0.4％；轧机末架辊的粗糙度为2.6um。
83.(3)退火、镀锌：采用连续退火，加热段温度控制在780℃，退火温度控制在780℃，缓冷出口温度为680℃，入锌锅温度455℃；锌锅液位
‑
40mm。
84.(4)光整：延伸率控制在1.0％，光整机工作辊粗糙度为2.6um，光整采用湿光整模式，所述光整机工作辊使用历程33km。
85.实施例2
86.本实施例一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，包括：
87.(1)热轧：轧前加热温度1220℃，终轧温度为880℃，卷取温度为570℃，热轧总变形
量98.1％；
88.其中，以质量分数计，所述铸坯的化学成分如下：
89.c：0.071％；mn：1.35％；si：0.03％；p：0.008％；s：0.006％；a1t：0.035％，cr：0.22％，mo：0.18％；n：0.001％，余量为fe。
90.(2)冷轧：采用五道次冷轧，五道次压下分配率依次为：27％、26％、27％、24％和0.3％；轧机末架辊的粗糙度为3.0um。
91.(3)退火、镀锌：采用连续退火，加热段温度控制在800℃，退火温度控制在800℃，缓冷出口温度为700℃，入锌锅温度456℃；锌锅液位
‑
41mm。
92.(4)光整：延伸率控制在1.2％，光整机工作辊粗糙度为2.6um，光整采用湿光整模式，所述光整机工作辊使用历程38km。
93.实施例3
94.本实施例一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，包括：
95.(1)热轧：轧前加热温度1240℃，终轧温度为870℃，卷取温度为600℃，热轧总变形量98.7％；
96.其中，以质量分数计，所述铸坯的化学成分如下：
97.c：0.072％；mn：1.42％；si：0.03％；p：0.008％；s：0.006％；alt：0.042％，cr：0.25％，mo：0.21％；n：0.001％；余量为fe。
98.(2)冷轧：采用五道次冷轧，五道次压下分配率依次为：29％、30％、27％、24％、0.35％；轧机末架辊的粗糙度为3.0um。
99.(3)退火、镀锌：采用连续退火，加热段温度控制在790℃，退火温度控制在790℃，缓冷出口温度为690℃，入锌锅温度456℃；锌锅液位距离锌锅顶面为
‑
39mm。
100.(4)光整：延伸率控制在1.1％，光整机工作辊粗糙度为2.4um，光整采用湿光整模式，所述光整机工作辊使用历程15km。
101.对比例1
102.(1)热轧：轧前加热温度1250℃，终轧温度为900℃，卷取温度为630℃，热轧总变形量98％；
103.其中，以质量分数计，所述铸坯的化学成分如下：
104.c：0.068％；mn：1.2％；si：0.02％；p：0.008％：s：0.008％；alt：0.04％，cr：0.17％，mo：0.23％；n：0.003％；余量为fe。
105.(2)冷轧：采用五道次冷轧，五道次压下分配率依次为：f1～f5机架的压下分配率依次为28％、26％、28％、26％和0.4％；轧机末架辊的粗糙度为3.5um。
106.(3)退火、镀锌：采用连续退火，加热段温度控制在790℃，退火温度控制在790℃，缓冷出口温度为690℃，入锌锅温度455℃；锌锅液位
‑
40mm。
107.(4)光整：延伸率控制在0.7％，光整机工作辊粗糙度为3.8um，光整采用湿光整模式，所述光整机工作辊使用历程79km。
108.相关实验：
109.将实施例1
‑
3及对比例1制得的热镀锌板分别进行力学性能测试和表面轮廓测试，结果如表1所示。
110.相关测试方法：
111.屈服强度、抗拉强度与延伸率力学性能的测试方法为：gb/t228
‑
2001
112.峰值密度的测试方法为：gb/2523
‑
2008
113.波纹度的测试方法为：一汽大众标准pv1054表1热镀锌板的力学性能和表面性能数据
[0114][0115]
从表1可知：实施例1
‑
3与现有热镀锌板(对比例1)相比，具有以下优点：
[0116]
抗拉强度≥500mpa，峰值密度≥95个/cm，波纹度＜0.30um。
[0117]
由此可知，采用本发明一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，制得的热镀锌板在保证屈服强度、延伸率满足要求的前提下，抗拉强度能够达到500mpa以上，同时，具有更高的峰值密度，更低的波纹度，具有优良涂装效果，符合05级汽车外板的特点。
[0118]
附图2、3的详细说明：
[0119]
如图2所示，本发明实施例1制得的热镀锌板，镀锌退火后，微观组织为细小且均匀分布的等轴状铁素体组织与马氏体组织，晶粒尺寸细小，材料发生塑性变形时，表面轮廓起伏较小，进而涂装后指标“橘皮、鲜映性”较好。
[0120]
如图3所示，本发明实施例2制得的热镀锌板涂装后，采用byk公司橘皮仪进行测试，材料鲜映性doi值93，橘皮长波为4，短波为10，满足汽车厂要求。
[0121]
本技术中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
[0122]
(1)本技术一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，铸坯经热轧、冷轧和镀锌后，对获得的热镀锌板进行光整，光整的延伸率控制在1.0
±
0.2％，带来的好处是带钢力学性能稳定，延伸率若低于或高于该范围则会导致材料屈服强度过低或者过高，光整机工作辊粗糙度为2.0
‑
3.5um，有利于提高热镀锌板表面的峰值密度，降低波纹度，进而提升热镀锌板的涂装性能，若光整机工作辊粗糙度过低或过高，会导致带钢表面粗糙度无法满足要求。
[0123]
(2)本发明一种抗拉强度500mpa级热镀锌板的生产方法，通过调整c、mn、si、p、s、cr、mo等元素含量，结合对热轧、冷轧与热镀锌工艺综合优化，所生产的热镀锌汽车用钢板抗拉强度在500mpa以上，峰值密度在95个/cm以上、波纹度在0.30um以下，可满足汽车外板成形特点，且具有优良涂装效果，板面符合05级汽车外板的特点。
[0124]
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。
[0125]
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。
[0126]
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。