一种抗拉强度440MPa级的汽车用合金化热镀锌钢及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车用镀锌钢及其生产方法，具体地属于一种抗拉强度440MPa 级的汽车用热镀锌钢及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 合金化热浸镀锌钢板（GA板）在冲压成形性、耐蚀性、涂装性和焊接性方面等具有 优良表现，适应了汽车轻量化且安全性强的发展要求，因而日益引起汽车工业的注意。这是 因为要满足汽车车身的防腐要求，就必须将镀层的质量控制在40g/m2以上，而电镀锌板的 生产成本随着镀层厚度的增加而激增。因此，如何在不过多增加生产成本的条件下保证钢 材表面的防腐性就成为一个重要课题。
[0003] 有研宄表明，如果将钢板在连续镀锌线热镀锌后立即放入合金化退火炉中进行合 金化退火，可得到含铁量为10%的铁-锌合金层。铁-锌合金层的电极电位仍低于基板的 铁，但高于纯锌层，这样便使得镀层的侵蚀速度下降，寿命增加，耐腐性能得到改善。此外， 合金化镀锌钢板的焊接性能和涂装性能也优于一般镀锌钢板。
[0004] 经检索，中国专利申请号为CN201310442711.X的文献，其公开了一种440MPa级冷 轧高强度汽车结构钢及其制造方法；还有中国专利申请号为CN201110062974. 9的文献，其 公开了一种超深冲用低碳低硅冷轧热镀锌双相钢的制备方法，其最终性能满足抗拉强度在 450-590MPa ;中国专利申请号为CN02139839. 9的文献，其公开了一种冷轧用低碳低硅热轧 钢带及其生产工艺；张成伟等介绍了本钢汽车用合金化镀锌440MPa级高强IF铜的研发机 理，其为了得到IF钢，添加了大量的合金元素 Nb。
[0005] 上述文献虽然其抗拉强度均在440 MPa级，但其为了达到高强度，添加了大量的合 金元素，导致生产成本高；同时其热轧精轧后超快冷却、热镀锌出锌锅超快冷却及合金化后 冷却速度较慢，从而难以得到一种晶粒细化、镀层表面结构致密均匀、微裂纹少、抗粉化性 能优良的高强度合金化热镀锌钢板。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种既能保证力学性能：屈服 强度为330~360MPa，抗拉强度为不低于440MPa，延伸率彡32%，粗糙度0. 6~1. 5Mm，PC值不 低于90个/cm，且粉化级别不超过2级，成分及工艺简单，成本相对较低的抗拉强度440MPa 级的汽车用热镀锌钢及其生产方法。
[0007] 实现上述目的的措施： 一种抗拉强度440MPa级的汽车用热镀锌钢，其组分及重量百分比含量为：C : 0. 08-0. 11%, Si ： ^ 0. 03%, Mn ：1, 10-1. 40%, P ：0. 015-0. 030%, S^0.0 10%, Als ： 0. 020~0. 070%，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0008] 生产一种抗拉强度440MPa级的汽车用热镀锌钢的方法，其步骤： 1) 对铁水进行预处理，经预脱硫处理后的铁水，控制S < 0. 005%，并将渣扒净； 2) 进行转炉冶炼及RH炉处理，控制精炼后的各元素含量在设定值范围内； 3) 进行连铸：控制拉坯速度在I. 2~1. 4m/min，铸坯表面冷却速度控制不超过180°C / m ； 4) 对铸坯加热，控制加热温度在1220~1280°C ; 5) 进行热轧，控制粗轧开轧温度在1060~1110°C，控制精轧终轧温度在820~840°C ; 6) 精轧后进行第一次快速冷却，控制冷却速度不低于70°C /s，冷却590~610°C ; 7) 进行卷取，控制卷曲温度在540~580°C ; 8) 进行酸洗，控制酸洗温度在80 ~ 90°C，钢板酸洗速度在60-70m/min; 9) 进行冷乳，控制冷轧总压下率在57~70% ; 10) 进行连续退火：控制其均热温度在810~830°C，控制退火带钢速度为90~110m/min ; 11) 进行热镀锌：控制钢板入锌锅温度在为460~500°C ;控制锌液成分中Al含量在 0. 120-0. 135 wt % ； 12) 出锌锅后进行第二次快速冷却，钢板在上行段进行气雾冷却，冷却速度不低于 50°C /s，冷却到 240~260°C ; 13) 进行合金化：控制其合金化温度在480~540°C，保温时间10~25s，镀层铁含量控制 在 9. 5~10. 5 wt % ; 14) 合金化完成后进行第三次快速冷却，冷却速度不低于40°C /s，冷却到140~160°C ; 15) 进行光整，控制合金化后钢板表面粗糙度在0. 6~1. 5Mm，表面PC值控制不低于90 个/cm ;光整率在0. 6~0. 9%。
[0009] 本发明中各元素及主要工艺的机理及作用 C :本发明的C含量选择在0. 08~0. 11%。由于C是最有效的固溶强化元素，钢板的强度 随C含量的提高而显著提高，因此，为了提高强度需要添加一定量的C。但当C含量增高时， 钢板的成形性能会变差，其焊接性能也恶化。因此，综合考虑，将C含量控制在0. 08~0. 11%。
[0010] Si :本发明的Si含量< 0. 03%。Si是一种强化元素，可以提高产品的强度。但在 热轧过程中Si会促进氧化铁皮的生成，恶化表面质量，并影响到后续酸洗工序的效果。同 时，随着Si含量的提高，热镀锌过程中Si富集明显，钢板表面容易产生漏镀点缺陷，严重影 响钢板表面质量。因此，必须将Si含量控制在合适的范围内。
[0011] Mn :Mn是本发明的主要固溶强化元素，它对产品的性能有较大影响。添加 Mn元素， 能改善钢的强度-延伸平衡性。实验室发现，当Mn含量低于1. 10%时，其强度达不到440MPa 级别；但当Mn含量高于1. 40%时，其产品加工性能会变差，在镀锌时也会产生漏镀缺陷，因 此，将Mn含量控制在I. 10~1. 40%之间。
[0012] P : P是钢中的有害元素，容易在晶界偏析，增加钢板脆性，导致钢板的冲压性能 变差，可焊性变差。并且在镀锌时，P含量过高，会使镀层形成大量的Γ相，镀层抗粉化能 力变差。因此，P含量应尽可能降低。但考虑到P也是一种有效地固溶强化元素，因此，将P 控制在 0. 015~0. 030%。
[0013] S :本发明的S含量彡0. 010%，S是钢中的有害元素，当S含量过高时，容易形成MnS 夹杂，损害钢板塑性，并造成性能的各向异性。并且随着S含量的提高，钢板的耐蚀性能将 变差。因此，需要合理控制S含量，S含量要小于0. 010%。
[0014] Al :本发明的Als含量为0. 020~0. 070%，Als可以脱氧，当Als含量不足0. 02%时， 不能发挥其效果。但是，随着Al s的增加，钢中的夹杂物也会增多，夹杂物尺寸将会变大。因 此，应该合理控制Als含量。
[0015] 本发明之所以在热镀锌工序，严格控制钢板入锌锅温度在460~500°C，要求锌液成 分中Al含量在0.120~0. 135 wt %，这是因为当锌锅铝含量低于0.120 wt %时，基板与镀 层直接形成的Fe2Aljm制层不够均匀，镀层容易出现过合金化，并且容易导致合金化不均， 影响产品表面质量；当锌锅铝含量高于0. 135%时，Fe2Al5抑制层过厚，合金化过程较困难， 此时需要提高合金化温度或降低带钢速度，这样容易导致合金化板粉化严重。
[0016] 本发明之所以在精轧后采用超快冷冷却方式(冷却速度不低于70°C /s)，是由于 超快冷集管的密集分布及冷却效率的提高，带钢厚度和宽度方向的冷却均匀性均得到了改 善，可以实现钢铁材料精细的冷却路径控制，这就为低成本下生产各种组织及高性能钢种 提供了广阔的空间。采用轧后超快冷冷却方式，本发明可以在添加较低的合金元素的条件 下，通过细化晶粒组织来得到较高强度的产品，极大的降低了生产成本。
[0017] 本发明之所以热镀锌后在冷却速度不低于50°C /s