超深冲用热镀铝锌板/带及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种热镀铝锌板/带及其制备方法，具体涉及一种具有超深冲性能的热镀铝锌板/带及其制备方法。超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其中所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.005％，Si≤0.02％，Mn≤0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，AlS0.020～0.060％，Ti 0.050～0.085％，Nb 0.005～0.030％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％，Zn 42～44％，Si 1.4～1.8％。本发明的超深冲用热镀铝锌板/带力学性能和超深冲性能优良，其屈服强度130～190Mpa，抗拉强度280～350Mpa，延伸率≥38％，n≥0.19，r≥2.2，表面质量良好，可满足汽车、家电等超深冲用户的使用要求。此外该热镀铝锌板/带镀层致密均匀，具有良好的冲压成形性、耐高温性、耐蚀性。
【专利说明】
超深冲用热镀铝锌板/带及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种热镀铝锌板/带及其制备方法，具体涉及一种具有超深冲性能的热镀铝锌板/带及其制备方法。
【背景技术】
[0002]热镀铝锌板(GL板)是在热镀铝和热镀锌的基础上开发成功的，它兼具了镀铝钢板优良的耐大气腐蚀性、耐热抗氧化性和镀锌钢板优良的电化学保护性，在各种大气环境条件下，其耐蚀寿命比热镀锌板高2?6倍，主要用于建筑、家电等领域。鉴于热镀铝锌板具有很高的防腐蚀性能，家电行业用户希望采用热镀铝锌板制作空调底盘、电视背板，以替代电镀锌板、热镀锌喷涂板及锌铝镁镀层钢板。因此，进行超深冲用热镀铝锌板的开发具有十分重要的意义。
[0003]超深冲用热镀铝锌板/带可以用来冲制汽车、家电等要求深冲性能极高、形状特别复杂的难冲零件，一般要求其屈服强度低，延性率较高和优异的深冲性能，同时具有良好的耐蚀性和镀层粘附性能。因此，不仅超深冲有热镀铝锌板的基板要具有优良的力学性能，还需要镀层具有良好的冲压成型性。
[0004]热镀铝锌板的长期应用实践表明，虽然涂镀层成形性能完全可以满足建筑业等用户要求，但因其镀层存在Fe-Al-S1-Zn脆性中间相层，两相间(富Zn相和富Al相)物理性能存在差异，以及存在Si析出相，所以成形性能相对于热镀锌而言较差，在零件冲压成形过程中镀层易开裂，从而降低产品耐蚀性，不利于在家电制造业方面的使用。因此，热镀铝锌的生产工艺条件需进行严格控制及优化，才能保证镀层的冲压成形性。
[0005]长期应用实践表明，当力学性能偏差(屈服强度大约180Mpa，延伸率A80mm在36%以下)或热镀铝锌工艺控制不当时，在进行超深冲时，镀层极易出现开裂、脱落等不良现象，不能满足用户的使用要求。申请号为“200710093976.8”，发明名称为“深冲用热镀铝锌钢板/带及其生产方法”，公开了一种1?钢基板成分为(的％)?0.01，3丨彡0.12，111彡0.6，？彡0.1，3彡0.045，1^彡0.3，余量为?6和不可避免的杂质;合金镀层成分(的％)为铝55±3，锌43.5±1.5，硅1.5的深冲用热镀铝锌板。其制备得到的热镀铝锌板的力学性能较低，且未要求镀层的冲压成形性能，不能满足家电等用户的超深冲的使用要求。因此，需进行超深冲用热镀铝锌板的开发。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种具有良好的力学性能、冲压性能、耐腐蚀性能、表面质量的热镀铝锌板/带。
[0007]本发明超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其中所述IF钢基板由以下重量比成分组成:CS0.005%，Si 彡0.02%，Mn彡 0.15% , P^0.010 % , S^0.010 % , Als
0.020?0.060%，Ti 0.050?0.085%，Nb 0.005?0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质;所述镀层由以下重量比成分组成:Al 53?56%，Zn 42?44%，Si 1.4?1.8%。
[0008]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，所述IF钢基板由以下重量比成分组成:C<0.0025%、Si彡0.02%、Mn 0.10?0.15%、P彡0.008%、S彡0.008%、Als 0.040?0.060%，Ti 0.060?0.085%，Nb 0.008?0.020%。
[0009]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，其屈服强度为130?190Mpa，抗拉强度280?350Mpa，延伸率 As。臟彡 38%，n>0.19，r>2.2。
[0010]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，屈服强度为 130?160Mpa，抗拉强度290?320Mpa，延伸率Asomm 40%?45%，n 0.20?0.25，r 2.4—
3.0。
[0011]本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法。
[0012]上述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热乳工艺、冷乳基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺，其中所述热乳工艺为:终乳温度为900?950 °C，卷取温度为730?800 °C。
[0013]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述冷乳基板脱脂清洗工艺为:槽液温度65?900C，脱脂槽碱液碱点为60?90，清洗槽碱点< 10，带钢的烘干温度多110Γ。
[0014]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述连续退火工艺为:退火温度为830?900 °C ;炉内氢气彡2.0 %，余量为N2 ；入锌锅温度为550?590 °C。
[0015]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述热浸镀工艺为:镀液温度为580?630°C;锌锅中镀液由以下重量比成分组成:A1 53?56%、Zn 42?44%、Si 1.4?1.8%。
[0016]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述光整工艺中光整延伸率<0.7%，拉矫工艺中拉矫延伸率小于<0.3%。
[0017]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述表面处理为涂油处理、无铬钝化处理、耐指纹钝化处理中的至少一种；其中所述无铬钝化处理或者耐指纹钝化处理的烘干温度为80?110°C，烘干时间为彡1s。
[0018]本发明的超深冲用热镀铝锌板/带力学性能和超深冲性能优良，其屈服强度130?1901^^，抗拉强度280?3501^^，延伸率(厶8()?)彡38%，11彡0.19 4彡2.2，表面质量良好，可满足汽车、家电等超深冲用户的使用要求。此外该热镀铝锌板/带镀层致密均匀，具有良好的冲压成形性、耐高温性、耐蚀性。
【具体实施方式】
[0019]本发明超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其中所述IF钢基板由以下重量比成分组成:CS0.005%，Si 彡0.02%，Mn彡 0.15% , P^0.010 % , S^0.010 % , Als
0.020?0.060%，Ti 0.050?0.085%，Nb 0.005?0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质;所述镀层由以下重量比成分组成:Al 53?56%，Zn 42?44%，Si 1.4?1.8%。
[0020]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，所述IF钢基板优选由以下重量比成分组成:C彡0.0025%、Si彡0.02%、Mn 0.10?0.15%、P彡
0.008%、S彡0.008%、Als 0.040?0.060%，Ti 0.060?0.085%，Nb 0.008?0.020% ;更优选由以下重量比成分组成:C 0.0020?0.0025%、Si 0.012?0.015 %、Mn 0.10?0.12%、Ρ 0.006?0.008%、S0.006?0.007%、Als 0.045?0.047%，Ti 0.063?0.065%，Nb 0.010?0.015%。
[0021]其中，T1、Nb元素可以固定钢中的碳、氮等间隙原子，形成无间隙原子钢，以保证具有无时效性和超深冲性。
[0022]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，其屈服强度为130?190Mpa，抗拉强度280?350Mpa，延伸率 As。臟彡 38%，n>0.19，r>2.2。
[0023]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，屈服强度为 130?160Mpa，抗拉强度290?320Mpa，延伸率Asomm 40%?45%，n 0.20?0.25，r 2.4—
3.0。
[0024]本发明还提供一种超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法。
[0025]上述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热乳工艺、冷乳基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺，其中为了确保基板的晶粒充分生长，均匀增大，所述热乳工艺为:终乳温度为900?950°C，卷取温度为730?800Γ。
[0026]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，对冷乳基板进行脱脂清洗工艺，是为了保证基板以清洁的表面进入锌锅，基板清洁度越高，其与镀层的结合性能更好，更有利于基板和镀层的结合，否则易导致镀层附着性差，在超深冲成形时出现镀层脱落。其中所述冷乳基板脱脂清洗工艺为:槽液温度65?90°C，脱脂槽碱点为60?90，清洗槽总碱点< 10，带钢的烘干温度彡110°C。
[0027]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述连续退火工艺为:退火温度为830?900 °C ;炉内氢气多2.0 %，余量为N2;入锌锅温度为550?590 °C。其中，退火温度的高低影响超深冲钢板基板组织，随着退火温度的升高，铁素体晶粒尺寸略有增大，均匀程度增加，从而影响钢板的力学性能，其中延伸率、η值会不断提高。氢气是为了保证在高温退火时，钢板/带处在还原性气氛中，不被O2氧化，避免钢带/板表面形成氧化铁，保证钢板表面的清洁度，一般H2浓度越高越好，但安全性及成本也会越高，当氢气浓度在2 %以上时，已满足要求。镀液温度的稳定对镀层的组织及锌花表面质量影响十分大，因此，带钢进入锌锅温度必须稳定，且与镀液温度基本相同。
[0028]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中，镀液温度是为了保证镀液成分完全处于均匀的熔融状态，但镀液温度对基板的组织等会产生影响，也对锌花质量有影响，不能过高。因此，本发明镀液温度优选为580?620°C;锌锅中镀层由以下重量比成分组成:Al 53?56%、Ζη 42?44%、Si 1.4?1.8%。
[0029]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述光整工艺中光整延伸率<0.7%，拉矫工艺中拉矫延伸率小于<0.3%。光整工艺可提高表面质量，且有利于冲压成形性，拉矫延伸率也对η、r值有一定的影响。
[0030]上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述表面处理主要为涂油处理、无铬钝化处理、耐指纹钝化处理中的至少一种;其中所述无铬钝化处理或者耐指纹钝化处理的烘干温度为80?110°C(PMT.)，烘干时间为彡10s。
[0031]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0032]实施例1
[0033]超深冲用热镀铝锌板厚度为0.7mm，基板为超低碳IF钢，主要成分为:C 0.0023%,Si0.015%、Mn 0.12%、Ρ 0.008%、S 0.007%、Als 0.047%,Ti 0.065%,Nb 0.010%。
[0034]其制备工艺包括热乳工艺、冷乳基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
[0035]其中，热乳工艺为:终乳温度为925°C，卷取温度为775°C。
[0036]脱脂清洗工艺为:槽液温度需控制在75°C，脱脂槽碱液浓度为碱点为75，清洗槽碱点为3.2，带钢的烘干温度115°C。
[0037]连续退火工艺为:退火温度控制在875 °C，炉内氢气为3.52%, N2为96.48%,入锌锅温度为585 °C。
[0038]热浸镀工艺为:锌锅成分为铝55.3 %、锌43.1 %、硅1.6 %，镀液温度为601°C，镀层重量为150g/m2 (双面)。
[0039]光整延伸率为0.55%，拉矫延伸率为0.19%。
[0040]超深冲用热镀铝锌板/带的表面处理采用的无铬自润滑钝化处理，烘干温度为95°C(PMT.)，烘干时间为为12s。
[0041]经检测，本实施例的超深冲用热镀铝锌板/带的屈服强度为133MPa，抗拉强度298MPa，延伸率(A8Q?)44%，n为0.20，r为2.5;镀层致密均匀，锌花良好，在中性盐雾试验条件下红锈产生时间在3000h以上。在进行空调底盘、电视背板等超深冲成型后，镀层不出现裂纹，且未有镀层脱落。
[0042]实施例2
[0043]超深冲用热镀铝锌板厚度为0.7mm，基板为超低碳IF钢，主要成分为:C 0.0020%,Si0.012%、Mn 0.10%、Ρ 0.006%、S 0.006%、Als 0.045%,Ti 0.063%,Nb 0.015%。
[0044]其制备工艺包括热乳工艺、冷乳基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
[0045]其中，热乳工艺为:终乳温度为935°C，卷取温度为750°C。
[0046]脱脂清洗工艺为:槽液温度需控制在75°C，脱脂槽碱点为90，清洗槽碱点为6，带钢的烘干温度120 °C。
[0047]连续退火工艺为:退火温度控制在860 °C，炉内氢气为4.55%,, N2为95.45%,入锌锅温度为575 °C。
[0048]热浸镀工艺为:锌锅成分为铝55.3 %、锌43.1 %、硅1.6 %，镀液温度为605 °C，镀层重量为140g/m2 (双面)。
[0049]光整延伸率为0.50%，拉矫延伸率为0.16%。
[0050]超深冲用热镀铝锌板/带的表面处理采用耐指纹钝化处理，烘干温度为100°C(PMT.)，烘干时间为为15s。
[0051]经检测，本实施例的超深冲用热镀铝锌板/带的屈服强度为142MPa，抗拉强度30510^，延伸率(48()?)41%，11为0.21^为2.4;镀层致密均匀，锌花良好，在中性盐雾试验条件下红锈产生时间在3000h以上。在进行空调底盘、电视背板等超深冲成型后，镀层不出现裂纹，且未有镀层脱落。
[0052]实施例3
[0053]超深冲用热镀铝锌板厚度为1.2mm，基板为超低碳IF钢，主要成分为:C 0.0017%,Si0.018%、Mn 0.13%、Ρ 0.007%、S 0.009%、Als 0.053%,Ti 0.056%,Nb 0.014%。
[0054]其制备工艺包括热乳工艺、冷乳基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
[0055]其中，热乳工艺为:终乳温度为915°C，卷取温度为735°C。
[0056]脱脂清洗工艺为:槽液温度需控制在700C，脱脂槽碱点为80，清洗槽碱点为5.2，带钢的烘干温度I1tC。
[0057]连续退火工艺为:退火温度控制在842 °C，炉内氢气为2.68 %，N2为97.32%,入锌锅温度为590 °C。
[0058]热浸镀工艺为:锌锅成分为铝55.0 %、锌43.4%、硅1.6 %，镀液温度为598°C，镀层重量为120g/m2 (双面)。
[0059]光整延伸率为0.65 %，拉矫延伸率为0.28 %。
[0060]超深冲用热镀铝锌板/带的表面处理采用的涂油处理。
[0061]经检测，本实施例的超深冲用热镀铝锌板/带的屈服强度为168MPa，抗拉强度323MPa，延伸率(Asomffi) 38.5%, η为0.19，r为2.3;镀层致密均匀，锌花良好，在中性盐雾试验条件下红锈产生时间约1500h。在进行空调底盘、电视背板等超深冲成型后，镀层不出现裂纹，且未有镀层脱落。
[0062]对比例I
[0063]按照申请号为“200710093976.8”的专利说明书部分中实施例1的技术方案制备深冲热镀铝锌板，其屈服强度为159MPa，抗拉强度319MPa，延伸率(A8Qmm)36%，n为0.17，r为1.8，在进行空调底盘、电视背板冲压成型时，90°折弯位置外表面会出现镀层裂纹，内部顶角位置镀层会出现脱落，不能满足使用要求。
【主权项】
1.超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其特征在于:所述IF钢基板由以下重量比成分组成:CS0.005%，Si 彡0.02%，Mn彡 0.15% , P^0.010 % , S^0.010 % , Als0.020?0.060%，Ti 0.050?0.085%，Nb 0.005?0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质;所述镀层由以下重量比成分组成:Al 53?56%，Zn 42?44%，Si 1.4?1.8%。2.根据权利要求1所述超深冲用热镀铝锌板/带，其特征在于:所述IF钢基板由以下重量比成分组成《0.0025%、Si<0.02%、Mn 0.10?0.15% Κ0.008%、S彡0.008%、Als0.040?0.060%，Ti 0.060?0.085%，Nb 0.008?0.020%。3.根据权利要求1或2所述超深冲用热镀铝锌板/带，其特征在于:其屈服强度为130?190Mpa，抗拉强度 280 ?350Mpa，延伸率 Aso 臟彡 38%，n>0.19，r>2.2。4.根据权利要求3所述超深冲用热镀铝锌板/带，其特征在于:屈服强度为130?160Mpa，抗拉强度290?320Mpa，延伸率Aso臟 40%?45%，n 0.20?0.25，r 2.4?3.0。5.权利要求1?4任一项所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热乳工艺、冷乳基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺，其特征在于:所述热乳工艺为:终乳温度为900?950 °C，卷取温度为730?800 °C。6.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于:所述冷乳基板脱脂清洗工艺为:槽液温度65?90°C，脱脂槽碱液碱点为60?90，清洗槽碱点<10，带钢的烘干温度彡110°C。7.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于:所述连续退火工艺为:退火温度为830?900°C;炉内氢气多2.0%，余量为N2;入锌锅温度为560?590Γ。8.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于:所述热浸镀工艺为:镀液温度为580?630°C;锌锅中镀层由以下重量比成分组成:A1 53?56%、Zn 42?44%、Si 1.4 ?1.8%。9.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于:所述光整工艺中光整延伸率<0.7%，拉矫工艺中拉矫延伸率小于<0.3%。10.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于:所述表面处理为涂油处理、无铬钝化处理、耐指纹钝化处理中的至少一种;其中所述无铬钝化处理或者耐指纹钝化处理的烘干温度为80?110°C,烘干时间多I Os。
【文档编号】C22C21/10GK105970105SQ201610404981
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】董学强, 郭太雄, 郑之旺, 岳安宏, 向安平
【申请人】攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司