抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热轧酸洗钢及生产方法
【专利摘要】抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热轧酸洗钢，其组分及wt%为：C：0.090～0.120%，Si≤0.080%，Mn：1.100～1.500%，P≤0.025%，S≤0.006%，Als：0.015～0.040%；生产方法：常规冶炼并连铸成坯；对铸坯加热；热轧；卷取；层流冷却；酸洗工艺。本发明利用冷轧酸轧联机生产线的富余产能生产汽车用热轧酸洗钢，利用五机架的最后一个机架对酸洗钢的表面粗糙度进行控制，使产品的表面粗糙度在0.4~1.0μm，且吨钢成本平均比现有技术降低不少于15%，且具有良好的延展性能、冷冲压成形性能、焊接性能以及冷弯性能良好，满足汽车用热轧酸洗钢的使用要求。
【专利说明】
抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热$1酸洗钢及生产 方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种汽车板及其生产方法，具体地属于一种抗拉强度为440MPa级汽车 用热社酸洗钢及生产方法。
【背景技术】
[0002] 随着钢铁工业产能整体过剩的不断加剧，低成本制造产品越来越受到钢铁行业的 重视;而另一方面汽车工业却在飞速发展，汽车用钢的需求越来越大，行业的竞争也越来越 激烈，因此对材料成本的控制就至关重要。钢铁工业与汽车工业的发展现状，进一步促进了 汽车用热社酸洗钢的应用与发展。
[0003] 汽车用热社酸洗钢厚度一般在2.0~6.0 mm的范围，要求高表面质量，W便满足汽 车对钢铁材料的严格标准，要求在带钢的表面不得有气泡、裂纹、结瘤、折叠和夹杂等对使 用有害的缺陷，也不得有超过带钢厚度公差之半的影响带钢成形性能的缺陷，比如划伤、压 痕、麻点、漉印等缺陷。汽车用热社酸洗钢在乘用车中主用用于底盘系统中的大梁、副梁、前 桥、后桥;车轮系统中的轮穀、轮福;车身系统中的结构件及安全件;座椅系统中的受力结构 件及安全件、总计一台乘用车酸洗钢用量约100kg。而商用车的驾驶室安全结构件、车厢底 板等都使用热社酸洗钢材料，总计一台商用车酸洗钢用量约16kg。
[0004] 汽车用热社酸洗钢的特点如下：与热社普板相比，汽车用热社酸洗钢有W下几个 优点：一是高表面质量，因为去除了带钢表面的氧化铁皮，带钢表面质量得到改善，提高了 材料的焊接性能与涂覆性能，且明显提高了带钢的外观效果，是理想的汽车结构件材料;二 是高尺寸精度，汽车用热社酸洗钢经平整工艺后，其板型得到优化，从而减少了带钢平直度 差的缺陷。与冷社普板相比，在保证带钢表面质量使用要求的前提下，汽车用热社酸洗钢 热代冷"能为钢厂降低生产成本、为用户降低采购成本。
[0005] 在国内外有些大型钢铁企业拥有专业的连续式热社酸洗钢生产线，而有些钢铁企 业只拥有推拉式热社酸洗钢生产线;还有没有热社酸洗钢生产线的，其只能外委生产热社 酸洗钢。连续式热社酸洗钢生产线生产汽车用热社酸洗钢质量有保证，但是设备投入成本 太高;推拉式热社酸洗钢生产线与外委生产热社酸洗钢虽然成本降低了，质量却得不到保 障，尤其是生产有高表面质量要求的汽车用热社酸洗钢没有保障，再者，酸洗钢表面粗糖度 无法控制，而不能满足要求。
[0006] 经初步检索，中国专利申请号为201210298259 . X的文献，公开了一种厚度《 1.8mm汽车用薄规格热社酸洗钢的生产方法，其采用薄规格CSP工艺生产，钢的化学成分按 重量百分数含量为：C0.04 ~0.07%，Si0.10 ~0.30%，MnO.60 ~1.30%，P《0.025%，S《 0.012%，110.02~0.04%，4130.010~0.030%;薄板巧生产厚度《1.8111111。抗拉强度>4001口曰。 生产步骤:铁水脱硫、炉冶炼并合金化处理;钢包炉处理;连铸连社；高压水除憐，压力控制 在25~35MPa ;控制社制、层流冷却、卷取、酸洗、平整，控制平整延伸率不超过2% ;精整，采 用静电涂油。其存在的不足：由于CSP产线的特点，限制了社钢的压缩比且钢质成分范围狭 窄，生产的钢板板型、表面质量、力学性能较常规热连社产品要差，不能满足高表面质量汽 车用热社酸洗钢的要求。
[0007] 中国专利申请号为201310731354.9的文献，公开了一种380MPa级单面搪瓷用高 强度深冲热社酸洗钢板，其化学成分质量百分比为：MnO . 35-0.65%、Also. 015-0.045%、 Ti : 0.030-0.060〇/〇、S :0.008-0.016〇/〇、C《0.018〇/〇、Si《0.05〇/〇、P《0.020〇/〇、N《 0.006%。实例钢的钢的屈服强度>380MP，延伸率35%W上，本发明配合控制社制和控制冷 却技术生产的搪瓷经湿法或静电单面搪瓷工艺制作的搪瓷制品无鱗爆，且密着性能良好， 满足2万次1~9bar冷水循环水压疲劳试验。其存在的不足：该钢生产成本较高，Ti含量较 大，钢板的力学性能却较低，属于搪瓷钢的生产范畴，不能代替高表面质量汽车用热社酸洗 钢使用。
【发明内容】
[0008] 本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种在保证钢板强度及使用性能的前 提下，钢板表面粗糖度在0.4~1. Ομπι，且生产成本降低不低于15%抗拉强度440MPa级高表面 质量汽车用热社酸洗钢及生产方法。
[0009] 实现上述目的的技术措施： 抗拉强度为440M化级高表面质量汽车用热社酸洗钢，其组分及重量百分比含量为:C: 0.090~0.120%，Si《0.080%，Mn:1.100~1.500%，P《0.025%，S《0.006%，Als:0.015~ 0.040%，其余为铁及不可避免的杂质;热社酸洗钢表面粗糖度要求:Ra: 0.4~1. Own。
[0010] 其在于：C:0.090 ~0.110〇/〇。
[0011] 其在于:Mn :1.100 ~1.300〇/〇。
[0012] 其在于:Als :0.030 ~0.038〇/〇。
[0013] 生产抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热社酸洗钢的方法，其步骤： 1) 常规冶炼并连铸成巧； 2) 对铸巧加热，加热溫度为1220~1260°C; 3) 进行热社，并控制粗社出口溫度在1020~1060°C，精社终社溫度在800~840°C ; 4) 进行卷取，控制卷取溫度在580~620°C ; 5) 进行层流冷却，采用前段式冷却，并控制冷却速度不低于26°C/s; 6) 进行酸洗工艺 a、 进行开卷并矫直； b、 采取延伸率控制模式进行拉矫，延伸率控制在1.2~2.2%; 采用Ξ个酸洗槽酸社联机进行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:总的酸浓度在200~220g/L 酸洗液，Fe浓度在105~125g/L酸洗液，自由酸的浓度在35~55g/L酸洗液，酸洗溫度在80 ~95°C ; 2#酸洗槽:总的酸浓度在200~220g/L酸洗液，化浓度在75~95g/L酸洗液，自由酸 的浓度在85~105g/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C;3#酸洗槽:总的酸浓度约200~220g/L 酸洗液，Fe浓度在25~45g/L酸洗液，自由酸的浓度在145~165g/L酸洗液，溫度在80~95 °C;在每个酸洗槽内按照16~18g/L酸洗液加入缓蚀剂;并控制总的酸洗时间不超过24秒； C、进行漂洗，漂洗槽采用四级梯级式槽体，并用逆流喷洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于5.5，电导率不超过5〇43八111:并在漂洗槽内按照16~18旨/1酸洗液加入缓蚀 剂； d、 进行烘干，利用压缩空气将积存在钢带两边的残液向钢带的外侧吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°c; e、 进行冷社平整，平整率设为0.6~2.6%，平整漉Ra为1.5~2.0皿;并使测厚仪全程投 入使用； f、 进行常规静电涂油。
[0014] 本发明中各元素及主要工艺的作用及机理 碳:碳元素是低碳钢中最经济的强化元素，但含量过高降低了钢的塑性和冲击初性，恶 化冷成型性和焊接性能。碳当量的增加还使钢板的冷弯性能的合格率降低。因此需要在保 证强度的前提下，尽量的降低碳的含量。所W，根据实际需要将其含量限定在0.090~ 0.120%的范围。
[0015] 娃:娃是廉价而有效的钢液脱氧元素。但是其含量超过0.300%，则会恶化热社钢板 的表面质量，进而影响酸洗钢的表面质量，对于高表面质量汽车用热社酸洗钢尤其不利。所 W，将其含量限定在0.080%?下范围。
[0016] 儘:儘是提高强度和初性最有效的元素，儘能够扩大奥氏体区，可改善钢的强度- 延伸平衡性。但是过高的Μη含量会对钢的延展性和冲击性能产生严重的影响。鉴于此，将其 含量限定在1.100~1.500%范围。
[0017] 憐:憐是可W提高钢的强度的元素，但是降低了钢的塑性，也对焊接性能不利，并 增加焊接开裂的敏感性，因此，在汽车用热社酸洗钢中是一种有害的元素，应尽可能降低憐 在钢中的含量。且憐易引起铸巧中屯、偏析，引起冷弯成形性能、初性发生恶化，因此，设定其 含量上限为0.025%。
[0018] 硫:硫是非常有害的元素。钢中的硫主要W(Mn、Fe)S夹杂的形式存在于钢中，运种 硫化物夹杂对钢的冲击初性、冷弯性能、塑性等是十分不利的，并造成钢板性能的各向异 性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对钢板冷弯成形工艺和制造成本的考虑， 拟将钢中硫含量控制在0. 〇〇6%W下。
[0019] 侣：侣是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.010%时，不能发挥其效果；另一方 面，侣影响钢的焊接性能，添加多量的侣容易形成氧化侣团块。因此，Als含量限定在0.015 ~0.040%范围。
[0020] 本发明在整个酸洗钢在酸社联机生产的工序为:开卷^矫直^切头切尾^焊接^ 拉矫^酸洗(加缓蚀剂漂洗(加缓蚀剂烘干^剪边^平整^卷取^精整^涂油^酸 洗成品。
[0021] 在本发明中，之所W在酸洗及漂洗槽中加入缓蚀剂，目的在于防止带钢在酸液及 漂洗中停留时间过长而产生过酸洗情况，从而获得表面质量优良的热社酸洗钢带，W满足 不断要求高质量的汽车工业的发展需求。
[0022] 本发明利用冷社酸社联机生产线的富余产能生产汽车用热社酸洗钢，利用五机架 的最后一个机架对酸洗钢的表面粗糖度进行控制，使产品的表面粗糖度在一个合理的范围 内，实现高表面质量要求，满足汽车用热社酸洗钢的使用要求，从而创造经济效益。
[0023] 本发明与现有技术相比，其具有良好的延展性能、冷冲压成形性能、焊接性能W及 冷弯性能良好，且钢板的化学成分和机械性能稳定，冷冲压成形性能良好，并拥有高表面质 量，完全能够满足汽车用热社酸洗钢的高标准制造要求。经试验制做的汽车轮辆与轮福，对 制造成的零部件进行试验，发现零件的涂装性能、尺寸精度、焊接性能等检测结果均符合该 汽车企业的标准要求。
【附图说明】
[0024] 附图1为本发明的金相组织结构图。
【具体实施方式】
[0025] 下面对本发明予W详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的组分取值列表； 表2为本发明各实施例及对比例的酸洗前主要工艺参数取值列表； 表3为本发明各实施例及对比例的酸洗及漂洗工艺参数取值列表； 表4为本发明各实施例及对比例性能检测结果列表。
[00%]本发明各实施例均按照W下步骤生产： 1) 常规冶炼并连铸成巧； 2) 对铸巧加热，加热溫度为1220~1260°C; 3) 进行热社，并控制粗社出口溫度在1020~1060°C，精社终社溫度在800~840°C ; 4) 进行卷取，控制卷取溫度在580~620°C ; 5) 进行层流冷却，采用前段式冷却，并控制冷却速度不低于26°C/s; 6) 进行酸洗工艺 a、 进行开卷并矫直； b、 采取延伸率控制模式进行拉矫，延伸率控制在1.2~2.2%; 采用Ξ个酸洗槽酸社联机进行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:总的酸浓度在200~220g/L 酸洗液，Fe浓度在105~125g/L酸洗液，自由酸的浓度在35~55g/L酸洗液，酸洗溫度在80 ~95°C ; 2#酸洗槽:总的酸浓度在200~220g/L酸洗液，化浓度在75~95g/L酸洗液，自由酸 的浓度在85~105g/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C;3#酸洗槽:总的酸浓度约200~220g/L 酸洗液，Fe浓度在25~45g/L酸洗液，自由酸的浓度在145~165g/L酸洗液，溫度在80~95 °C;在每个酸洗槽内按照16~18g/L酸洗液加入缓蚀剂;并控制总的酸洗时间不超过24秒； C、进行漂洗，漂洗槽采用四级梯级式槽体，并用逆流喷洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于5.5，电导率不超过5〇43八111:并在漂洗槽内按照16~18旨/1酸洗液加入缓蚀 剂； d、 进行烘干，利用压缩空气将积存在钢带两边的残液向钢带的外侧吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 进行冷社平整，平整率设为0.6~2.6%，平整漉Ra为1.5~2.0皿;并使测厚仪全程投 入使用； f、 进行常规静电涂油。
[0027]表1本发明各实施例及对比例钢的化学成分取值列表(wt.%)
表3本发明各实施例及对比例的酸洗及漂洗、烘干工艺参数取值列表
注:表3中1为每升酸洗液;漂洗介质为冷凝水或脱盐水;烘干采用压缩空气。
[0028]表4本发明各实施例及对比例产品的性能检测结果列表
从表4中可W获知，本发明钢主要是2.OmmW上常用规格的汽车用热社酸洗钢，由于具 有良好的综合力学性能，抗拉强度适中，延伸率好，可W替代同级别的冷社低合金产品，在 汽车上广泛应用。此钢种具有光洁的表面与良好的涂敷性能，尤其可W在车轮上面使用，满 足车轮对材料高表面质量、良好的涂装性能、良好的冷成形性能的要求，从而降低汽车制造 成本，提高效益。
[0029]本【具体实施方式】仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
【主权项】
1. 抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热乳酸洗钢，其组分及重量百分比含量为： C:0.090~0.120%，Si<0.080%，Mn:1.100~1.500%，P<0.025%，S<0.006%，Als:0.015~ 0.040%，其余为铁及不可避免的杂质；热乳酸洗钢表面粗糙度:Ra: 0.4~1. Ομπι。2. 如权利要求1所述的抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热乳酸洗钢，其特征在 于：C: 0.090 ~0.110%。3. 如权利要求1所述的抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热乳酸洗钢，其特征在 于：Μη: 1.100~1.300%。4. 如权利要求1所述的抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热乳酸洗钢，其特征在 于：Als :0.030 ~0.038%。5. 生产如权利要求1所述的抗拉强度为440MPa级高表面质量汽车用热乳酸洗钢的方 法，其步骤： 1) 常规冶炼并连铸成坯； 2) 对铸坯加热，加热温度为1220~1260 °C; 3) 进行热乳，并控制粗乳出口温度在1020~1060°C，精乳终乳温度在800~840°C ; 4) 进行卷取，控制卷取温度在580~620°C ; 5) 进行层流冷却，采用前段式冷却，并控制冷却速度不低于26°C/s; 6) 进行酸洗工艺 a、 进行开卷并矫直； b、 采取延伸率控制模式进行拉矫，延伸率控制在1.2~2.2%; 采用三个酸洗槽酸乳联机进行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:总的酸浓度在200~220g/L 酸洗液，Fe浓度在105~125g/L酸洗液，自由酸的浓度在35~55g/L酸洗液，酸洗温度在80 ~95°C ;2#酸洗槽:总的酸浓度在200~220g/L酸洗液，Fe浓度在75~95g/L酸洗液，自由酸 的浓度在85~105g/L酸洗液，酸洗温度在80~95°C;3#酸洗槽:总的酸浓度约200~220g/L 酸洗液，Fe浓度在25~45gAJ|洗液，自由酸的浓度在145~165g/L酸洗液，温度在80~95 °C;在每个酸洗槽内按照16~18g/L酸洗液加入缓蚀剂;并控制总的酸洗时间不超过24秒； c、 进行漂洗，漂洗槽采用四级梯级式槽体，并用逆流喷洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于5.5，电导率不超过5(^8八111 :并在漂洗槽内按照16~188/1酸洗液加入缓蚀 剂； d、 进行烘干，利用压缩空气将积存在钢带两边的残液向钢带的外侧吹刷，并控制干燥 温度在110~130°C; e、 进行冷乳平整，平整率设为0.6~2.6%，平整辊Ra为1.5~2. Ομπι;并使测厚仪全程投 入使用； f、 进行常规静电涂油。
【文档编号】C22C38/04GK106011632SQ201610556820
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】王立新, 刘永前, 刘昌明, 胡俊, 刘斌, 赵江涛, 梁文, 唐华, 张军
【申请人】武汉钢铁股份有限公司