一种具有优异的冲压性、耐腐蚀性的热浸镀锌钢板的制作方法
【专利摘要】一种具有优异的冲压性、耐腐蚀性的热浸镀锌钢板。其在超低碳钢板表面形成合金化热浸镀锌层，且该镀层表面还至少有一种Fe、Zn和Ni的镀覆层Al的合金化热浸镀锌镀层，该镀锌板的冲压值R为2以上。
【专利说明】一种具有优异的冲压性、耐腐蚀性的热浸镀锌钢板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及合金化热浸镀锌钢板，具有优异的冲压性、耐腐蚀性的热浸镀锌钢板， 用作汽车体外板。
【背景技术】
[0002] 因为用于汽车车体外板的合金化热浸镀锌钢板（下面有时称作"GA"）需经过深 压加工以改进其所设计的特征，因而要求它们具有较高的韧性（延伸率El)和较高的塑性 (Lankford值，r值）。为解决要同时获得高韧性和高塑性这一问题，从钢板材料性能角度， 已开发了一系列的减少钢中含有的C、N、P、S等含量的方法。也开发了最佳的热轧和冷轧 工艺。
[0003] 将对钢板的要求结合起来，对GA钢板镀覆层的特征要求是该镀层必须不存在： 1) "碎粉颗粒"在加工过程中因为碎粉颗粒不随钢板产生变形而使含有碎粉颗粒的结构粉 化和剥离，和2)"薄片"，当用压模进行矫直时，含有薄片的结构以鳞片状剥离。如果发生这 种现象，剥离的镀覆颗粒存留压模中，因此，在钢板表面会造成大量的所不希望的压坑。还 有，也损失镀层自身的耐蚀性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是获得合金化热浸镀锌钢板，该钢板同时具有满意的冲压性能和耐 腐蚀性，通过使用减少钢板中c、N、P、S含量的钢板实现该目的。依据本发明，提供了具有 优越的冲压性能和耐腐蚀性的合金化热镀锌钢板，基体钢板表面形成的合金化热浸镀锌 镀层含9. 5-11. 5 %的Fe, 0. 35-0. 45 %的Al，0. 01-0. 05 %的Pb,余量为Zn,镀层的厚度为 40-60g/m2 ;该合金化热浸镀锌层表面还有一种Fe-Zn-Ni合金化镀覆层；基体钢板的组成 成分为：0· 0005-0. 0015 % 的 C，0· 01-0. 02 % 的 Si, 0· 08-0. 10 % 的 Mn, 0· 3-0. 45 % 的 Al， 0· 005-0. 008 % 的 Ρ，0· 002-0. 005 % 的 S，0. 002-0. 004% 的 0,0· 002-0. 003 % 的 N，以上百分 比均为重量百分比，所述镀锌钢板的冲压值R为2以上。
[0005] 作为优选，基体钢板至少还含0. 002-0. 02%的Ti或0. 001-0. 03%的Nb中的一种 或两种，其中 C/3 彡（Ti+Nb)/40-(5/3N+3/2S+ll/9P)/22 彡 2C。
[0006] 作为进一步的优选，基体钢板还含有0· 0001-0. 001 %的B。
[0007] 下面对钢中各成分做一简要说明：
[0008] 首先，钢板中所含的用作镀覆材料的成份被如下确定，以得到满意的所需性能及 非常经济的产品。
[0009] C :C是直接决定钢强度的元素。为获得本发明目的的非常高的加工性（高El、r 值），其含量越少越好。因此其含量应为〇. 0005-0. 0015%，优选0. 0008-0. 0012%，更优选 0. 001%。
[0010] N、P和S :在钢的组织中的N、P和S降低El和r值。与C的情况相同，它们的含 量越少越好。确定 N、P 和 S 必须分别为 0. 002-0. 003%、0. 005-0. 008 %、0. 002-0. 005%， 分别优选 〇· 0025 %、0· 006-0. 007 %、0· 004-0. 06%。
[0011] 〇:如果钢中含有过量的〇则它以氧化物形式沉淀，由此，降低El和r值。因此，其 含量为 0. 002-0. 004 %，优选 0. 003 %。
[0012] Mn :如果钢中加入Mn,它与S结合然后沉淀而变得无什么影响。因此，当加入少量 的Mn时，从材料的观点来看不存在明显的影响。但，如果其含量超过约0. 1%，E1和r值会 逐渐降低。因此，Mn的含量必须为0.08-0. 10%，优选0.009%。
[0013] Si :与Mn相同，钢中含大量Si降低El和r值并损坏镀层的焊接性。因此，Si含 量 0· 01-0. 02%，优选 0· 015%。
[0014] Ti和Nb :Ti和Nb与C结合并以TiC和NbC的形式沉淀，因此改进加工性。因此， Ti和Nb对C的原子比需大于1。其含量分别为0.002-0. 02%的Ti,0.001-0. 03%的Nb。 但，因加入过多的这种元素会增加成本，则原子式最大约为6。另因为Ti与N或S的结合性 比与C的结合性更强烈，因此必须确定Ti的含量时应减去N和S、P的当量。特别地，Ti、 Nb 的量应满足下式：C/3 彡（Ti+Nb)/40-(5/3N+3/2S+ll/9P)/22 彡 2C。
[0015] Al :在添加 Ti、Nb的情况下，出于防止氧化损失的目的，Al有必要加入0.3%以上， 而且Al与钢中的N、S化合后消除了其影响。此外，如果添加量高于0.45%，则已饱和且不 经济，有选为〇. 35-0. 4%。
[0016] 并且，在本发明的钢板中，除有上述的基本组成外，若加入0.0001%以上的B会更 好。因为B对强化晶界，改善镀层的焊接性和冷加工脆性都有效。如果加入量高于0. 001 %， 则塑性损失，因而上限是〇. 001%，有选为〇. 0003-0. 0008%。另外，对于镀层中的成份限制 理由下述。基体钢板表面形成的合金化热浸镀锌镀层含9. 5-11. 5%的Fe, 0. 35-0. 45%的 △1，0.01-0.05%的？13，余量为211，镀层的厚度为40-6(^/1112;该合金化热浸镀锌层表面还有 一种Fe-Zn-Ni合金化镀覆层；
[0017] 合金化热浸镀锌钢板是将钢板浸渍到热浸镀锌浴中后，对钢板加热，那么原钢板 中的Fe扩散到镀层中形成Zn-Fe合金层，这样比原单纯的镀锌钢板的耐蚀性、化学处理性、 镀层焊接性都显著地提高，这些性能可通过将镀覆层中的Fe含量调整到约9. 5%以上而较 佳地获得。另外，Fe含量必须到约9%以上以防止相层的生长。另一方面，如果Fe含量超 过约11. 5%，甚至将镀层中Al含量控制在下面所述范围内时，则硬的、易碎r相会出现，因 此有害于压力加工性。因此，在镀层中的Fe含量必须为约9. 5-11. 5%。
[0018] 镀层中所含Al量影响在合金化时形成的Zn-Fe合金的相组成。如果Al含量小于 约0.35%，则形成r相，因此会导致不希望的粉化。如果Al含量超过约0.45%，不能实现 充分的合金化。因此，镀层中Al含量约为0.35-0. 45%。因为Pb对镀层的耐蚀性有不利作 用，因此，将镀层中Pb含量控制在0. 01-0. 05%。由耐蚀性来看，所镀的镀层量必须为40g/ m2。但如镀层太厚，在进行压力加工时，则镀层不能伴随钢板变形，会导致粉化。因此，镀到 钢板上的镀层最大数量确定为约60g/cm2。
【具体实施方式】
[0019] 用连续铸造方法将调整到上述成份的熔融钢水洗铸成钢坯。用热轧和冷轧将钢坯 轧成冷的成型钢板。在热轧时，终轧温度需为接近Ar3相变点的约850°C _920°C以得到高 的加工性能。希望卷绕温度为约600°C以上。另外，在冷轧步骤，希望轧制压下率为约50% 以上。
[0020] 在热浸镀锌时，在进行退火还原之前将钢板表面净化。脱脂、酸洗或燃烧都是可用 方法。然后将钢板进行退火还原。使用含百分之几到百分之几十的N2的H2气氛是合适的。 也希望露点为(TC以下。尽管退火还原温度需高于重结晶温度以获得较佳的材质，希望退火 还原温度为约780°C以上。
[0021] 在进行退火还原之后，将钢板在还原气氛中冷却并引至热浸镀锌浴中。镀锌浴液 的成分和温度如下确定。
[0022] 本发明的钢板可以用作各种应用，包括汽车、家电、建材等外露条件，和/或进行 予镀覆、后镀覆、层压、铬酸盐处理、磷酸盐处理等。还有，如果合金化热浸镀锌镀覆层的表 层再用含至少一种Fe、Zn和Ni的镀覆层镀覆，则耐蚀性会进一步改进。
[0023] 在钢板浸在镀覆浴液之后，将其进行合金化工序以得到GA钢板，其中的合金化 程度（Fe)是 9. 5-11. 5%。
[0024] 在上述工艺中，可以获得具有优越的冲压性能和耐腐蚀性的合金化热浸镀钢板。
[0025] 参照本发明的实施例可以说明本发明的优越性。用垂直型热浸镀锌实验设备作为 浸镀设备，将70mm X 200mm的钢板在含氮的5V0L. %氢气退火还原气氛中进行镀覆。用加热 烤箱进行镀覆的合金化处理，该烤箱控制通过直接给镀覆钢板通电而由电阻产生的热量。
[0026] 用真空熔化炉将钢板试样软化，用热轧和冷轧来调整钢板的厚度至0. 7mm。将钢板 进行电解脱脂并用盐酸酸洗之后，将其插入镀覆设备中。热轧终止温度为900°C。暂时冷却 后，在盘卷之后，依照所得到的加热经历，将钢板同样地在700°C加热1小时。冷却和酸洗 后，在轧制压下率为75%下将钢板进行冷轧。
[0027] 表1表明钢板试样的成份、镀覆的条件和合金化处理之前提供的镀覆层的成份。 表2表明进行合金化处理后镀覆钢板的特性。钢板冷轧后，通过在合金化热浸镀锌循环中 按照CGL(连续热浸镀锌生长线）进行热处理即得到钢板材质。该钢板然后于850°C退火 20秒并在500°C冷却30秒。表1还表明了钢板的成份。
[0028] 表 1 :
[0029]
【权利要求】
1. 一种具有优异的冲压性、耐腐蚀性的热浸镀锌钢板，其特征在于：基体钢板表面形 成的合金化热浸镀锌镀层含9. 5-11. 5 %的Fe，0. 35-0. 45 %的A1，0. 01-0. 05 %的Pb，余 量为Zn，镀层的厚度为40-60g/m2 ;该合金化热浸镀锌层表面还有一种Fe-Zn-Ni合金化 镀覆层；基体钢板的组成成分为：〇. 0005-0. 0015%的C，0. 01-0. 02%的Si，0. 08-0. 10% 的 Mn，0. 3-0. 45 % 的 A1，0. 005-0. 008 % 的 P，0. 002-0. 005 % 的 S，0. 002-0. 004 % 的 0， 0. 002-0. 003%的N，以上百分比均为重量百分比，所述镀锌钢板的冲压值R为2以上。
2. 如权利要求1所述的钢板，基体钢板至少还含0. 002-0. 02 %的Ti或0. 001-0. 03% 的 Nb 中的一种或两种，其中 C/3 彡（Ti+Nb)/40-(5/3N+3/2S+ll/9P)/22 彡 2C。
3. 如权利要求1或2所述的钢板，基体钢板还含有0. 0001-0. 001 %的B。
【文档编号】C22C38/06GK104372279SQ201410476875
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】朱忠良 申请人:朱忠良