中等尺寸背板抗冲压扭曲镀锌钢及其制造方法与流程

本发明涉及一种解决22-29寸液晶背板模组冲压过程发生扭曲的方法，通过分析影响冲压过程发生扭曲的材料特性，找到了一种改善钢板冲压过程发生扭曲方法，适用于液晶背板模组冲压加工用0.5-0.6mm镀锌钢板。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，越来越多的电子显示屏采用液晶方式显示，同时液晶显示器采用的尺寸越来越大，根据液晶屏的大小可以分为在三类，一类以小于21英寸的小尺寸液晶屏，二类以22－29英寸的中等尺寸液晶屏，三类以32－49英寸的大尺寸液晶屏。液晶显示器用于支撑液晶屏的构件为液晶模组，其分为模组边框和模组背板，模组边框可通过焊接加工成型，模组背板加工过程较复杂，钢板经过分条、切板和冲压成型来实现，冲压后的液晶背板产品对冲压后不平度有较高的要求，通常要求小于等于1.5mm以下，若不平度达不到要求，模组在装配时背板会与液晶光源灯管接触，损坏灯管，同时后续产品在加工过程不平度满足不了要求则会发生加工无法自动完成，因此，背板产品对钢板成型后的钢板要求有较高的钢度要求，成型背板的钢度与其成型背板结构、原始钢板不平度及钢板材料特性相关，现有产品钢板屈服强度实际在250-400MPa范围，同时随着液晶屏尺寸的变大，现有材料发生扭曲现象越来越严重，特别在应用于22－29英寸的中等尺寸液晶屏背板产品实际使用过程中普遍存在冲压后钢板发生扭曲问题，即冲压后钢板平面部分不平度超过1.5mm，人们也一直想办法改善和控制发生扭曲问题。

因此，根据行业产品的加工特点需要，研究一种适合于22－29英寸液晶背板产品用钢板在冲压后不发生扭曲方法，以提高冲压后抗扭曲能力。

中国专利申请号 201010263178.7公开了热镀锌钢板及其制造方法与应用、LED 液晶电视后壳，其主要用途与本发明专利接近，主要解决对于结构复杂、拉伸较大的产品极易出现拉裂等问题。对比公开专利文献，其解决的开裂的问题与本发明专利解决的扭曲问题不相同，与本发明可比性不强，但其对应的工艺可作一定的比较。

技术实现要素：

本发明的目的是研究一种适合于22－29英寸中等尺寸镀锌液晶背板产品满足钢板在冲压后不发生扭曲的方法，主要解决适用于镀锌钢板产品在中等尺寸背板冲压过程中发生扭曲的技术问题。为了解决中等尺寸扭曲的问题，需要解决现行材料屈服强度达不到改善冲压扭曲要求和材料横向性能均匀性问题。

本发明采取的技术思路是研究一种利用低碳铝镇静钢，通过添加微量元素，通过非常规退火工艺技术，达到的材料低屈服和性能均匀性要求，从而改善和消除中等尺寸背板扭曲问题的发生。

为达到上述目的，本发明基板的化学成份（重量百分比）为：C：0.010～0.019%，Si：0.01-0.03%，Mn：0.05-0.09%，Al:0.01-0.06%，P≤0.015%，S≤0.010%，B:0.0010-0.0020%,余量为Fe和不可避免的夹杂元素。

本发明所述的一种改善钢板冲压过程发生扭曲的方法中，材料化学成分限定在上述范围内的理由如下：

[碳]：钢中固溶强化元素，控制材料屈服强度，同时加入量过少时材料相变点Ar3提高，工艺实现难度大，材料组织性能均匀性得不到保证，因此，设定碳含量0.010～0.019%。

[锰]：钢中固溶强化元素，控制材料屈服强度，本发明中为了得到合适的性能的钢板，添加少量锰降低材料相变点Ar3，保证材料组织均匀性，为了得到低屈服的产品性能，设定锰含量为0.05-0.09%。

[硼]：硼是奥氏体稳定元素，可以有效降低材料相变点Ar3，工艺窗口实现容易，材料组织均匀性更好，同时在热轧轧制过程中，粗大的BN的析出，有利于原始铁素体晶粒的长大，为实现最终产品性创造条件，本发明设定含量为0.0010-0.0020%。

[硅]：铁素体固溶强化元素，对冷轧产品来说，Si含量高时钢热轧表面时针出现红锈氧化铁皮，影响成品外观，本发明中的Si含量设定为0.01-0.03%。

[硫]：本发明中的S为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求S控制范围为S≤0.010%。

[磷]：本发明中的P为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求P含量控制为P≤0.015%

本发明中制造方法中：

板坯加热温度：保证完全奥氏体化和热加工要求，加热温度在1100-1200℃。

终轧温度：由于钢中碳元素为低碳设计，造成材料相变点A3提高，微量元素硼的加入降低相变点A3，经材料试验和计算，其相变点A3范围为850-860℃，根据试验分析，为了达到材料均匀的目的，因此本发明设定精轧终轧温度为850℃～900℃。

卷取温度：卷取温度对铁素体晶粒大小和珠光体析出有影响，为了获得粗大的铁素体组织，为最终产品性能创造条件，设定的卷取温度为730℃～750℃。

退火温度：通过退火实现材料晶粒长大，提高材料塑性，通过试验发现，随着退火温度的材料屈服强度下降，但当材料进入两相区后，材料屈服强度开始升高，然后下降，因此，钢带在连续退火炉的均热段的退火温度范围为800～850℃，退火均热时间为30-40秒。

本发明基板的屈服强度R_P0.2为190-230Mpa，抗拉强度Rm 290-350Mpa，伸长率（A₈₀）35-45%，纵向屈服强度极差0－10MPa，优选控制纵向屈服强度极差5－10MPa。显微组织为再结晶铁素体组织+珠光体，晶粒尺寸为15-25μm，适用于22-29寸液晶背板模组冲压加工用0.5-0.6mm镀锌钢板。

本发明有益效果：本发明与专利申请号 201010263178.7《热镀锌钢板及其制造方法与应用、LED 液晶电视后壳》相比，1、公开专利在化学成分上，由于其范围太过于宽泛，其2个实施例的碳含量与技术方案不符，可实施性不强；2、公开专利钢板制造方法上其未能提供热轧工艺参数，且其退火工艺为650×2h，与本发明连退时间明显不同，本发明退火时间仅30-40秒,本发明生产效率更高；3、公开专利性能也过于宽泛，无法确定其具体的值；4、产品功能方面，公开专利解决了开裂问题，材料性能虽覆盖本专利范围，本发明材料组织均匀性更好，更好的解决扭曲技术问题。通过低碳铝镇静钢成分设计，避开超低碳钢成分设计，从而在工艺实现上不需要经过RH工序脱碳即可实现超低屈服的产品技术能力；5、通过添加微量元素方法，能够大幅度改善材料性能均匀性，实现产品制造稳定性在幅度提高，通过一种两相区退火的技术，很容易实现材料低屈服性能要求。本发明方法是一种镀锌钢板的研制，可以解决中等尺寸背板产品发生扭曲的一种方法，同时该材料工艺窗口较大，工业实现更容易。

附图说明

图1为本发明实施例2的金相组织照片。

图2为本发明比较例2的金相组织照片。

图3为本发明实施例1板宽纵向屈服强度均匀性分布图。

图4为本发明比较例1板宽纵向屈服强度均匀性分布图。

具体实施方式

下面结合实施例1—8和比较例1-6对本发明作进一步说明，如表1、表2所示：

表1、表2所示带钢其均通过常规炼钢转炉熔炼，通过添加合金元素碳、锰、硼得到符合要求化学成分的连铸坯，板坯经过加热后进行轧制，终轧温度为850-900℃，卷取温度为730-750℃，轧制得到热轧钢板，热轧板重新开卷经过酸洗后，在可逆轧制或5机架冷连轧机上进行冷轧，最后经退火炉进行退火，均热温度800-850℃，均热时间30-40秒。表3为实施例1-8和比较例1-6为不同钢板进行冲压试验后的不平度对比，确认是否发生扭曲的试验结果。

发生扭曲根据下列标准进行判定，将○代表不扭曲，×代表扭曲；

○：不平度小于等于1.5mm

×：不平度大于1.5mm。

为了达到冲压后不发生扭曲的目的，本发明重点解决成品板的屈服强度要求及板宽方向屈服强度的均匀性问题。由表1和表2可知，为控制材料性能的范围，通过采取添加碳、锰、硼元素进行铁素体基体强化和对应热轧、冷轧工艺匹配，实施例1-8和比较例1-6对比添加不同的碳含量、锰含量、硼含量对材料性能的影响，试验表明材料碳含量控制在0.01-0.019%，锰含量控制在0.05-0.09%范围内，屈服强度范围可控制在190-230MPa，抗拉强度范围为292-349MPa，材料伸长率范围为36-45%，纵向屈服强度极差5－10MPa。图1为实施例2的金相组织照片，获得再结晶铁素体+珠光体组织，晶粒尺寸为15-25μm。图2比较例2的金相组织照片，相对于图1，其再结晶晶粒细小，晶粒尺寸10-14μm，珠光体含量高。

实施例1和比较例3分别对比通过加入硼元素和低锰含量对成品屈服强度影响，通过对比发现，添加0.0020%硼元素屈服强度为216MPa，冲压后未发生扭曲，而未添加元素硼屈服强度为260MPa,冲压后发生扭曲，元素中添加硼元素有利于降低钢板屈服强度。图3显示了实施例1板宽纵向屈服强度均匀性分布图。

实施例2和比较例1对比通过加入硼元素对材料性能均匀性影响，通过对比发现，添加0.0015%硼元素实施例1屈服极差5MPa，冲压后未发生扭曲现象，而未添加硼元素比较例1屈服极差15MPa，其结果冲压后发生扭曲。图4显示了比较例1板宽纵向屈服强度均匀性分布图。

实施例4和比较例2分别对比通过不同碳含量对成品屈服强度影响，通过对比发现，添加0.014%碳元素屈服强度为200MPa，冲压后未发生扭曲，而添加0.04%碳元素屈服强度为265MPa,冲压后发生扭曲，元素中碳元素含量的控制有利于降低钢板屈服强度。

实施例6和比较例4对比终轧温度变化对材料性能均匀性影响，通过对比发现，终轧温度900度时实施例6屈服极差7MPa，冲压后未发生扭曲现象，而终轧温度840度比较例4屈服极差18MPa，其结果冲压后发生扭曲。

实施例7和比较例5对比卷取温度变化对材料性能均匀性影响，通过对比发现，卷取温度746℃时实施例7屈服强度205MPa，冲压后未发生扭曲现象，而卷取温度600度比较例5屈服强度245MPa，其结果冲压后发生扭曲。

实施例8和比较例6、比较例7对比退火温度变化对材料性能的影响，通过对比发现，退火850℃，时间32秒，得到屈服强度208MPa，冲压后未发生扭曲现象，而比较例6退火温度780℃屈服强度280MPa，比较例7退火温度760℃屈服强度260MPa，说明材料在两相区退火时屈服强度随着温度升高先上升后下降，其结果造成冲压后发生扭曲，。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

表1：不同化学成分试验结果

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表2：不同工艺参数试验结果

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表3：不同性能材料冲压试验结果