专利名称：轧制硬化的镀锌冷轧板材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种由低合金钢制备的冷轧镀锌板材，例如高强度的 冷轧带钢或冷轧薄钢板，及制备该板材的方法。
背景技术：
在炼钢行业，存在着对经济型薄钢板的需求，这种钢板重量轻，
适用于其中高强度是最重要的因素而在所有情况下薄钢板处理的可 锻性和延展性是次要条件的应用场合。这种应用的 一个实例是制造门
和大门的型钢(profiles)。尤其是，在此考虑的这种类型的薄钢板需要 加工成用以制造滚筒闸门、巻帘百页或其他类似的部件的薄板。
在此考虑的此种类型薄钢板的用途的另一实例是变速器或离合 器的制造，其中需要重量轻并且强度高的经济型薄钢板以尽可能地减 轻重量，尤其是用于制造那些只经过简单成形但在使用中负荷却很高 的部件。
在曰本专利文献JP 200589853A中描述了 一种有助于制造此种薄 钢板的方法。在这已知方法中，首先由低合金钢制备成微结构包含特 定的珠光体和渗碳体部分以及特定粒度的铁素体晶粒的热轧带钢，所 述低合金钢含有(以重量％计)0.15-0.25%的C、至多0.25%的Si、 0.3-0.9%的Mn、至多0.025%的P、 0.005%的S、至多0.08%的Al、 0.008%的N、至多0.07%的Ti、至多0.006%的B和作为余量的铁及 不可避免的杂质。然后这种未经过退火处理的热轧带钢以至少50%的 冷轧压下率轧制成冷轧带钢。因为通过这种方法得到的带钢在冷轧之 后不经过再结晶退火而被进一步加工，当其被制成特定的元件时，就
退火的冷轧薄钢板的这种"轧制-硬化"状态，用技术术语来讲也称作"全硬化(full-hard)"。
为了给予用于房屋建筑行业的"全硬化"薄钢板必要的抗腐蚀性 能，现今的薄钢板通常都要经过热浸镀锌。这具有如下优点，即高厚 度的锌层能够可靠地镀敷在相对不平的、高度应变硬化的冷轧带钢基 板上。除此以外，在现代的热浸镀锌设备上还能够获得高的产量。然 而，该经济上的优点又将面临不利因素，即，在热浸镀锌的过程中以 "全硬化"状态传送的薄钢板必须在进入锌浴槽之前被加热到至少锌 浴的温度， 一般在475。C的范围内。
即使该温度实质上低于这一特定钢的再结晶温度，该加热也起到 回火的作用。因此加热到锌浴的温度导致以"全硬化"状态传送的冷轧 带钢因热浸镀锌而引起抗拉强度的降低。因此，经过热浸镀锌的全硬 化冷轧带钢具有通常在500-700MPa范围内的抗拉强度。
虽然文献JP 10176253A描述了使在热浸镀锌过程中引起的抗拉 强度的降低最小化的尝试，其中各段进入锌浴的带钢仅在其正好进入 锌浴之前通过紧密的集中感应加热达到要求的温度，但由此带来的必 要的设备和控制技术成本是如此之高，以致实际上该已知方法被证明 是不经济的。
发明内容
根据前述现有技术，本发明的目的是提供一种处于轧制硬化的、 全硬化状态的冷轧钢板材，其不仅具有特别高的强度，而且具有特别 高的抗腐蚀性能。除此之外，还提供一种用于制备所述板材的方法。
关于产品，本发明的目的是通过由低合金钢制备的冷轧板材达成 的，所述低合金钢除了铁和不可避免的杂质以外，还包含(以重量％ 计)至多0.45%的C、至多2.20%的Si、至多2.50%的Mn、至多0.12% 的P、至多0.025%的S、至多2.0%的Al、至多0.15%的Ti、至多0.09% 的Nb、总量至多1.00/o的Cr和Mo、至多0.2。/。的V和至多0.005%的 B,该冷轧板材具有0.1-4mm的厚度，处于轧制-硬化状态下，因而具 有700-1000MPa的抗拉强度，并且表面镀有通过电镀锌涂敷并且层厚
5达到至多12pm的锌层。
相应地，关于方法本发明的目的是通过如下事实来达成的根据 本发明， 一种具有700-1000MPa的抗拉强度的轧制硬化的镀锌冷轧板 材是通过如下方法制备的
-热轧带钢由除了含有铁和不可避免的杂质以外还含有(以重量 %计)至多0.45%的C、至多2.20%的Si、至多2.50%的Mn、至多0.12% 的P、至多0.025%的S、至多2.0%的Al、至多0.15%的Ti、至多0.09% 的Nb、总量至多1.0%的Cr和Mo、至多0.2%的V和至多0.005%的 B的钢材制备；
轧压下率冷轧而成； 以及
-将处于轧制硬化状态下的冷轧板材进行电镀锌处理，至多12fim 厚的锌层被涂敷至冷轧板材上。
具体实施例方式
根据本发明， 一种由给定成份的钢材不经过退火处理制备而成的 处于轧制硬化状态的冷轧板材(例如冷轧带钢或冷轧薄钢板)，其中其 具有在低于1%延伸率下、至少700MPa的抗拉强度(抗拉强度-极限 伸长率)，在电镀锌设备中涂敷锌层。令人惊奇的是，在这种情况下 可以看出在电镀过程中形成在全硬化状态下的冷轧板材上的锌层，尽 管不平整，但却具有连续厚度，从而获得厚度、均匀性和密度，为各 种预期目的，这对根据本发明构成和制备的冷轧带钢或薄钢板可靠地 提供足够的抗腐蚀能力。同时，可以看到，根据本发明的冷轧板材在 电镀锌过程中至少保持了其在冷轧之后所能达到的抗拉强度，甚至还 呈现出抗拉强度的提高，从而对于根据本发明制备和构成的带钢和薄 钢板，抗拉强度可以常规地达到700MPa以上，通常达到800MPa以 上。同样，已经惊人地得到证明，根据本发明的板材可能通过电镀锌 得到进一步提高的高抗拉强度并不会阻止在其最小延展性范围内的
6可能的进一步变形。因此，简单成形的型钢部件(如用于滚筒闸门或 巻帘百页的薄板)由于材料厚度薄而具有轻的重量并且确保了良好的 热绝缘性能，但是由于它们特别高的强度，同时也带来了特别高的硬 度和相应的高抗弯曲性能，尽管如此，这些部件能够用根据本发明的 产品通过巻边、弯曲和辊轧成形制备。这些特征的组合使得根据本发 明的产品特别适合于各部件暴露于由例如巻绕或类似作用力产生的 宽表面负载的应用场合。
依赖于各种不同的应用，根据本发明的冷轧带钢或薄钢板能够具
有0.1-3mm的厚度，其中对于典型的应用目的，它的厚度可以在 O.l-l.Omm的范围内，特别地，达到至多0.8mm。
存在于本发明的冷轧板材上的锌层的抗腐蚀效果可以通过使锌 层至少为2pm厚而得以确保。在这种情况下典型的层厚是2.5|am、 7.5(im或10^im。因此优选的层厚范围是2-10|im,特别是4-8iim。
除了根据本发明电镀的锌层以外，根据本发明的冷轧全硬化钢材 还可以在所述锌层上再涂敷至少一层附加层，例如油漆罩面、粉末涂 层或类似的层。
特别高的冷应变硬化和与之相关的特别高的强度值可以通过相 应的在冷轧过程中实现的高轧制压下率来达到，如果必要的话，冷轧 过程可以以多阶段进行。在这方面，如果在冷轧过程中达到至少50% 的轧制压下率可能是有利的。
为证明本发明的效果，首先在传统的铸轧设备中将低合金钢浇铸 成薄板坯，所述低合金钢含有(以重量％计)0.034%的C、 0.023%的 Si、 0.24%的Mn、 0.009%的P、 0.006%的S、 0.037%的Al、 0.031% 的Cr、 0.0029%的Mo、 0.0004%的Ti、 0.001%的V、 0.001。/。的Nb和 余量的铁及不可避免的杂质，并且热轧带钢由此薄板坯热轧形成。然 后，由该热轧带钢通过82%的冷轧压下率制备0.35mm厚的冷轧带钢， 其在不退火、轧制硬化状态下的抗拉强度是841 MPa。
然后用这种方法制备的全硬化钢材在传统的钢带电镀锌设备中 在每一侧都镀上锌层，其厚度是7.5pm。在电镀锌之后全硬化钢材的抗拉强度仍然是841MPa。
通过该方法得到的电镀锌的、轧制硬化的冷轧带钢随后被涂上彩 色层。用于滚筒闸门的薄板(其除了重量轻和良好的热绝缘性能外， 还具有高的抗弯曲性能)能够毫无问题地通过辊轧成形进行变形处理。
权利要求
1、冷轧板材，-由低合金钢制备而成，所述低合金钢除了铁和不可避免的杂质以外，还包括(以重量％计)至多0.45％的C、至多2.20％的Si、至多2.50％的Mn、至多0.12％的P、至多0.025％的S、至多2.0％的A1 、至多0.15％的Ti、0.09％的Nb、总量至多1.0％的Cr和Mo、至多0.2％的V和至多0.005％的B，-具有0. 1-4mm的厚度，-处于轧制-硬化状态下且因而具有700-1000MPa的抗拉强度，和-表面镀有锌层，所述锌层通过电镀锌涂敷并且层厚达到至多12μm。
2、 如权利要求1所述的冷轧板材，其特征在于具有0.1-3mm的厚度。
3、 如权利要求2所述的冷轧板材，其特征在于具有0.1-1.0mm的厚度。
4、 如前述任一权利要求所述的冷轧板材，其特征在于锌层至 少2,厚。
5、 如权利要求4所述的冷轧板材，其特征在于锌层是2-10pm 厚，尤其是4-8jim厚。
6、 如前述任一权利要求所述的冷轧板材，其特征在于在所述 锌层上有至少一层附加层。
7、 一种具有700-1000MPa抗拉强度的轧制硬化镀锌冷轧板材的 制备方法，-其中热轧带钢由除了铁和不可避免的杂质以外还含有(以重量％ 计)至多0.45%的C、至多2.20%的Si、至多2.50%的Mn、至多0.12% 的P、至多0.025%的S、至多2.0%的Al、至多0.15%的Ti、至多0.09% 的Nb、总量至多1.0。/。的Cr和Mo、至多0.2。/。的V和至多0.005%的 B的钢材制备；-其中具有0.1-4mm的厚度的冷轧板材通过所述热轧带钢以大于 30%的压下率冷轧而成；以及12pm厚的锌层被涂敷至所述冷轧板材上。
8、 如前述任一权利要求所述的制备方法，其特征在于冷轧板 材被冷轧至0.1-lmm的厚度。
9、 如权利要求7和8中任一项所述制备方法，其特征在于锌 层的厚度为至少2pm。
10、 如权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于锌层 的厚度为4-8jim。
11、 如权利要求7-10任一项所述的制备方法，其特征在于在所 述锌层上涂敷至少一层附加层。
12、 如前述任一权利要求所述的制备方法，其特征在于在冷轧 过程中达到至少50%的冷轧压下率。
全文摘要
本发明提供一种由低合金钢制备并处于轧制-硬化状态下的板材，所述低合金钢除了铁和不可避免的杂质以外，还包括(以重量％计)至多0.45％的C、至多2.20％的Si、至多2.50％的Mn、至多0.12％的P、至多0.025％的S、至多2.0％的Al、至多0.15％的Ti、至多0.09％的Nb、总量至多1.0％的Cr和Mo、至多0.2％的V和至多0.005％的B，并将其冷轧至0.1-4mm的厚度，该板材具有700-1000MPa的抗拉强度，并且表面镀有通过电镀锌涂敷且层厚达到至多12μm的锌层。这种类型的冷轧板材提供了一种薄钢板或带钢，其不仅具有特别高的强度，而且具有高的抗腐蚀性。除此之外，还提供一种用于制备所述板材的方法。
文档编号C21D7/02GK101454464SQ200780002196
公开日2009年6月10日 申请日期2007年1月3日 优先权日2006年1月11日
发明者M·洛厄, P·克劳克, P·比勒, R·格克 申请人:蒂森克虏伯钢铁公司