一种抗拉强度390MPa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390MPa 级的汽车用合金化热镀锌钢及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们对环保的愈加重视以及汽车轻量化的发展，汽车用高强钢的应用越来越 多。据预测，高强度钢板在汽车上的使用比例，将由现在的每车14%~45% (100~294公 斤)提高到将来的每车30%~70%，其中高强度钢板中约70%为镀锌钢板。相比热镀锌和电 镀锌钢板，合金化热镀锌钢板具有更优越的耐腐蚀性能、焊接性能及涂装性能，广泛应用于 汽车内板及外板的制造。
[0003] 但是在工业应用中，合金化热镀锌钢板的合金化镀层容易出现粉化剥落的问题， 降低镀层的使用质量并且造成模具的损伤。特别对于合金化热镀锌高强钢，由于其要达到 高强度，会添加大量的Si、Mn元素，这些元素容易在表面富集、氧化，从而导致合金化镀层 不致密，粉化较为严重。通过在合金化热镀锌钢板表面涂覆一层具有润滑功能的有机或无 机皮膜，制造出自润滑合金化热镀锌钢板，能够显著提高合金化钢板的润滑性，从而显著改 善合金化镀层的粉化和剥落问题。自润滑膜在保证后续焊接性能、磷化和涂装质量的基础 上，能有效提高合金化热镀锌高强钢板的冲压润滑性，减少擦伤与划伤，改善成型能力和冲 压后的外观。
[0004] 经检索，专利CN200680010440. 9公开了一种合金化热镀锌钢板，其抗拉强度可达 到390MPa以上，并且具有较高的强塑积（TSXEL MPa%)，可用作汽车板，广泛应用于工业生 产；专利CN1286730A加工性、涉及一种加工性、镀性优良的高强度薄钢板及其制造方法，该 强度薄钢板通过施加合金化热镀锌，可具有优良的加工性和高强度，同时获得优良的镀性、 镀层密着性、耐蚀性。
[0005] 上述文献虽然都提供了合金化热镀锌高强钢的生产方法，但其都添加了大量的合 金元素，生产成本较高。另外未见有自润滑膜的应用，因此其粉化和剥落问题未得到有效解 决，从而导致其加工时冲压润滑性较差，成形性能不良。
【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290~320MPa，抗拉强度为390~440MPa，延伸率彡36%，粗糙度0. 4~1. 〇Mm，PC值彡90， 且通过辊涂自润滑膜，使粉化级别升为1级，抗粉化性能优良，成分及工艺简单，成本相对 较低的抗拉强度390MPa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390MPa级的汽车用合金化热镀锌钢，其组分及重量百分比含量为： C ：0. 07-0. 10%, Si ： ^0. 03%, Mn ：0. 7~1. 0%, P ：0. 010-0. 025%, S ^ 0. 010%, Als ： 0. 020~0. 070%，其余为Fe和不可避免的杂质；并满足镀层中铁含量在9. 5~10. 5%。
[0008] 生产一种抗拉强度390MPa级的汽车用合金化热镀锌高强钢的方法，其步骤： 一种抗拉强度390MPa级的汽车用合金化热镀锌钢，其组分及重量百分比含量为： C ：0. 07-0. 10%, Si ： ^0. 03%, Mn ：0. 7~1. 0%, P ：0. 010-0. 025%, S ^ 0. 010%, Als ： 0. 020~0. 070%，其余为Fe和不可避免的杂质；并满足镀层中铁含量在9. 5~10. 5%。
[0009] 生产一种抗拉强度390MPa级的汽车用合金化热镀锌钢的方法，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彡0. 005%，Si :0. 20~0. 80%， Mn彡0? 40%，P彡0? 15% ;并将渣子净； 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1. 1~1. 3m/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) 进行热乳，控制粗乳开乳温度在1060~1000°C，控制精乳终乳温度在840~860°C ; 6) 进行卷取，控制卷曲温度在590~620°C ; 7) 进行酸洗，控制酸洗温度在80 ~ 90°C，钢板酸洗速度在70~ 80m/min; 8) 进行冷连乳，控制冷乳总压下率在57~70% ; 9) 进行连续退火：控制其均热温度在790~810°C，控制退火带钢速度为90~100m/min ; 10) 进行热镀锌：控制钢板入锌锅温度在为460~480°C ;控制锌液成分中A1含量在 0? 120~0? 135 wt %，Fe 含量彡 0? 015 wt %，Pb 彡 0? 003 wt % ;Sb 彡 0? 003 wt % ;控制单面 镀层重量在30-60g/m2 ; 11) 进行合金化：控制其合金化温度在500~540°C，保温时间在10~25s，镀层铁含量控 制在 9. 5~10. 5 wt % ; 12) 进行光整，控制合金化后钢板表面粗糙度在0. 4~1. OMm，表面PC值控制为多90个 /cm ;光整率在0? 8~L 0% ; 13) 进行在线直接辊涂自润滑涂料，自润滑涂料采用有机无机复合物，自润滑涂料涂覆 量为 0. 2~0. 5g/m2; 14) 在烘干炉浆自润滑合金化板进行烘干，出口板温控制在100~150°C。
[0010] 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. 07~0. 10%。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， 钢板的成形性能降低，其焊接性能也变差。因此，综合考虑，将C含量控制在0. 07~0. 10%。
[0011] Si:本发明的Si含量彡0.03%。Si是一种强化元素，可以提高产品的强度。但在 热乳过程中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，优选地，Si含量控制在0. 03% 以下。
[0012] 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。但是，随着Mn含量的提高，产品的强度过高，冲压加工性能 下降。因此，要求Mn含量不超过1.0%。但为了保证足够的强度，Mn含量不能低于0.7%。
[0013] 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。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， 优选地，P :〇? 0KMX 025%。
[0014] S :本发明的S含量彡0.010%，5是钢中的有害元素，当3含量过高时，容易形成此3 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%。
[0015] A1 :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Als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，优选地，Als :0. 020~0. 070%。
[0016] 本发明之所以在热镀锌工序，严格控制钢板入锌锅温度在460~480°C，要求锌液成 分中A1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Fe2Ald$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。
[0017] 本发明之所以在合金化中控制合金化温度在500~540°C，保温时间10~25s，镀层 铁含量要求控制在9. 5~10. 5%，这是因为当合金化温度低于500°C时，镀层较难合金化，镀 层含铁量低，在镀层表面容易残留大量的G相，产品抗腐蚀性能、焊接性、涂装性能变差； 当合金化温度高于540°C，容易形