抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱軋酸洗鋼及生產方法
【專利摘要】抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱軋酸洗鋼，其組分及wt%為：C：0.060～0.100%，Si：0.100～0.250%，Mn：1.200～1.500%，P≤0.025%，S≤0.006%，Als：0.015～0.055%，Nb：0.030～0.055%；生產方法：常規(guī)冶煉并連鑄成坯；對鑄坯加熱；熱軋；卷取；層流冷卻；酸洗工藝。本發(fā)明利用冷軋酸軋聯機生產線的富余產能生產汽車用熱軋酸洗鋼，利用五機架的最后一個機架對酸洗鋼的表面粗糙度進行控制，使產品的表面粗糙度在0.8~1.5μm，且噸鋼成本平均比現有技術降低不少于15%，且具有良好的延展性能、冷沖壓成形性能、焊接性能以及冷彎性能良好，滿足汽車用熱軋酸洗鋼的使用要求。
【專利說明】
抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱$1酸洗鋼及生產 方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種汽車板及其生產方法，具體地屬于一種抗拉強度為590MPa級汽車 用熱社酸洗鋼及生產方法。
【背景技術】
[0002] 隨著鋼鐵工業(yè)產能整體過剩的不斷加劇，低成本制造產品越來越受到鋼鐵行業(yè)的 重視;而另一方面汽車工業(yè)卻在飛速發(fā)展，汽車用鋼的需求越來越大，行業(yè)的競爭也越來越 激烈，因此對材料成本的控制就至關重要。鋼鐵工業(yè)與汽車工業(yè)的發(fā)展現狀，進一步促進了 汽車用熱社酸洗鋼的應用與發(fā)展。
[0003] 汽車用熱社酸洗鋼厚度一般在2.0~6.0 mm的范圍，要求高表面質量，W便滿足汽 車對鋼鐵材料的嚴格標準，要求在帶鋼的表面不得有氣泡、裂紋、結瘤、折疊和夾雜等對使 用有害的缺陷，也不得有超過帶鋼厚度公差之半的影響帶鋼成形性能的缺陷，比如劃傷、壓 痕、麻點、漉印等缺陷。汽車用熱社酸洗鋼在乘用車中主用用于底盤系統(tǒng)中的大梁、副梁、前 橋、后橋;車輪系統(tǒng)中的輪穀、輪福;車身系統(tǒng)中的結構件及安全件;座椅系統(tǒng)中的受力結構 件及安全件、總計一臺乘用車酸洗鋼用量約100kg。而商用車的駕駛室安全結構件、車廂底 板等都使用熱社酸洗鋼材料，總計一臺商用車酸洗鋼用量約16kg。
[0004] 汽車用熱社酸洗鋼的特點如下：與熱社普板相比，汽車用熱社酸洗鋼有W下幾個 優(yōu)點：一是高表面質量，因為去除了帶鋼表面的氧化鐵皮，帶鋼表面質量得到改善，提高了 材料的焊接性能與涂覆性能，且明顯提高了帶鋼的外觀效果，是理想的汽車結構件材料;二 是高尺寸精度，汽車用熱社酸洗鋼經平整工藝后，其板型得到優(yōu)化，從而減少了帶鋼平直度 差的缺陷。與冷社普板相比，在保證帶鋼表面質量使用要求的前提下，汽車用熱社酸洗鋼 熱代冷"能為鋼廠降低生產成本、為用戶降低采購成本。
[0005] 在國內外有些大型鋼鐵企業(yè)擁有專業(yè)的連續(xù)式熱社酸洗鋼生產線，而有些鋼鐵企 業(yè)只擁有推拉式熱社酸洗鋼生產線，更有甚者有些企業(yè)沒有熱社酸洗鋼生產線，只能外委 生產熱社酸洗鋼。連續(xù)式熱社酸洗鋼生產線生產汽車用熱社酸洗鋼質量有保證，但是設備 投入成本太高;推拉式熱社酸洗鋼生產線與外委生產熱社酸洗鋼雖然成本降低了，質量卻 得不到保障，尤其是生產有高表面質量要求的汽車用熱社酸洗鋼沒有保障，再者，酸洗鋼表 面粗糖度無法控制，而不能滿足要求。
[0006] 經初步檢索，中國專利申請?zhí)枮?01210298259 . X的文獻，公開了一種厚度《 1.8mm汽車用薄規(guī)格熱社酸洗鋼的生產方法，其采用薄規(guī)格CSP工藝生產，鋼的化學成分按 重量百分數含量為：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%;薄板巧生產厚度《1.8111111。抗拉強度>4001口曰。 生產步驟:鐵水脫硫、爐冶煉并合金化處理;鋼包爐處理;連鑄連社；高壓水除憐，壓力控制 在25~35MPa ;控制社制、層流冷卻、卷取、酸洗、平整，控制平整延伸率不超過2% ;精整，采 用靜電涂油。其存在的不足：由于CSP產線的特點，限制了社鋼的壓縮比且鋼質成分范圍狹 窄，生產的鋼板板型、表面質量、力學性能較常規(guī)熱連社產品要差，不能滿足高表面質量汽 車用熱社酸洗鋼的要求。
[0007] 中國專利申請?zhí)枮?01310731354.9的文獻，公開了一種380MPa級單面搪瓷用高 強度深沖熱社酸洗鋼板，其化學成分質量百分比為：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%。實例鋼的鋼的屈服強度>380MP，延伸率35%W上，本發(fā)明配合控制社制和控制冷 卻技術生產的搪瓷經濕法或靜電單面搪瓷工藝制作的搪瓷制品無鱗爆，且密著性能良好， 滿足2萬次1~9bar冷水循環(huán)水壓疲勞試驗。其存在的不足：該鋼生產成本較高，Ti含量較 大，鋼板的力學性能卻較低，屬于搪瓷鋼的生產范疇，不能代替高表面質量汽車用熱社酸洗 鋼使用。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明在于克服現有技術存在的不足，提供一種在保證鋼板強度及使用性能的前 提下，鋼板表面粗糖度在0.6~1.2μπι，且生產成本降低不低于15%抗拉強度590MPa級高表面 質量汽車用熱社酸洗鋼及生產方法。
[0009] 實現上述目的的技術措施： 抗拉強度為590M化級高表面質量汽車用熱社酸洗鋼，其組分及重量百分比含量為:C: 0.060~0.100〇/〇，Si :0.100~0.250〇/〇，Mn: 1.200~1.500〇/〇，P《0.025〇/〇，S《0.006〇/〇，Als:0.015 ~0.055%，Nb: 0.030~0.055%，其余為鐵及不可避免的雜質;表面粗糖度:Ra: 0.6~1.2wii。
[0010] 其在于：C:0.0,60~0.800〇/〇。
[0011] 其在于:Mn:1.300 ~1.450〇/〇。
[0012] 其在于:佩：0.030 ~0.045〇/〇。
[0013] 其在于:Als :0.040 ~0.055〇/〇。
[0014] 其在于：Si:0.100 ~0.200〇/〇。
[0015] 生產抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱社酸洗鋼的方法，其步驟： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成巧； 2) 對鑄巧加熱，加熱溫度為1250~1310°C; 3) 進行熱社，并控制粗社出口溫度在1090~1130°C，精社終社溫度在870~910°C ; 4) 進行卷取，控制卷取溫度在550~590°C ; 5) 進行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于28°C/s; 6) 進行酸洗工藝 a、 進行開卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進行拉矯，延伸率控制在1.8~2.8%; 采用Ξ個酸洗槽酸社聯機進行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在240~260g/L 酸洗液，Fe濃度在100~120g/L酸洗液，自由酸的濃度在40~60g/L酸洗液，酸洗溫度在80~ 95°C 酸洗槽:總的酸濃度在240~260g/L酸洗液，化濃度在70~90g/L酸洗液，自由酸的 濃度在90~1 lOg/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C ; 3#酸洗槽：總的酸濃度約240~260g/L酸 洗液，Fe濃度在20~40g/L酸洗液，自由酸的濃度在150~170g/L酸洗液，溫度在80~95°C ; 在每個酸洗槽內按照20~22g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時間不超過28秒； C、進行漂洗，漂洗槽采用四級梯級式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于6.0，電導率不超過45ys/cm:并在漂洗槽內按照20~22g/L酸洗液加入緩蝕 劑； d、 進行烘干，利用壓縮空氣將積存在鋼帶兩邊的殘液向鋼帶的外側吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進行冷社平整，平整率設為0.6~2.6%，平整漉Ra為2.0~2.5μπι;并使測厚儀全程投 入使用； f、 進行常規(guī)靜電涂油。
[0016] 本發(fā)明中各元素及主要工藝的作用及機理 碳:碳元素是低碳鋼中最經濟的強化元素，但含量過高降低了鋼的塑性和沖擊初性，惡 化冷成型性和焊接性能。碳當量的增加還使鋼板的冷彎性能的合格率降低。因此需要在保 證強度的前提下，盡量的降低碳的含量。所W，根據實際需要將其含量限定在0.060~ 0.100%的范圍。
[0017] 娃:娃是廉價而有效的鋼液脫氧元素。但是其含量超過0.300%，則會惡化熱社鋼板 的表面質量，進而影響酸洗鋼的表面質量，對于高表面質量汽車用熱社酸洗鋼尤其不利。所 W，將其含量限定在0.100~0.250%范圍。
[0018] 儘:儘是提高強度和初性最有效的元素，儘能夠擴大奧氏體區(qū)，可改善鋼的強度- 延伸平衡性。但是過高的Μη含量會對鋼的延展性和沖擊性能產生嚴重的影響。鑒于此，將其 含量限定在1.200~1.500%范圍。
[0019] 憐:憐是可W提高鋼的強度的元素，但是降低了鋼的塑性，也對焊接性能不利，并 增加焊接開裂的敏感性，因此，在汽車用熱社酸洗鋼中是一種有害的元素，應盡可能降低憐 在鋼中的含量。且憐易引起鑄巧中屯、偏析，引起冷彎成形性能、初性發(fā)生惡化，因此，設定其 含量上限為0.025%。
[0020] 硫:硫是非常有害的元素。鋼中的硫主要W(Mn、Fe)S夾雜的形式存在于鋼中，運種 硫化物夾雜對鋼的沖擊初性、冷彎性能、塑性等是十分不利的，并造成鋼板性能的各向異 性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越好?；趯︿摪謇鋸澇尚喂に嚭椭圃斐杀镜目紤]， 擬將鋼中硫含量控制在0. 〇〇6%W下。
[0021 ]侶：侶是為了脫氧而添加的，當Als含量不足0.010%時，不能發(fā)揮其效果；另一方 面，侶影響鋼的焊接性能，添加多量的侶容易形成氧化侶團塊。因此，Als含量限定在0.015 ~0.055%范圍。
[0022] 妮是未再結晶控制社制中不可缺少的元素，在熱機械加工中細化晶粒、降低奧氏 體向鐵素體的轉變溫度和析出強化，因此鋼中添加微量合金元素妮能夠便于控制社制的進 行，并提高鋼板的強度和初性。所W，綜合鋼板力學性能及成本等方面的考慮，將其含量限 定在0.030~0.055%范圍。
[0023] 本發(fā)明在整個酸洗鋼在酸社聯機生產的工序為:開卷^矯直^切頭切尾^焊接^ 拉矯^酸洗(加緩蝕劑漂洗(加緩蝕劑烘干^剪邊^(qū)平整^卷取^精整^涂油^酸 洗成品。
[0024] 在本發(fā)明中，之所W在酸洗及漂洗槽中加入緩蝕劑，目的在于防止帶鋼在酸液及 漂洗中停留時間過長而產生過酸洗情況，從而獲得表面質量優(yōu)良的熱社酸洗鋼帶，W滿足 不斷要求高質量的汽車工業(yè)的發(fā)展需求。
[0025]本發(fā)明利用冷社酸社聯機生產線的富余產能生產汽車用熱社酸洗鋼，利用五機架 的最后一個機架對酸洗鋼的表面粗糖度進行控制，使產品的表面粗糖度在一個合理的范圍 內，實現高表面質量要求，滿足汽車用熱社酸洗鋼的使用要求，從而創(chuàng)造經濟效益。本發(fā)明 與現有技術相比，其具有良好的延展性能、冷沖壓成形性能、焊接性能W及冷彎性能良好， 且鋼板的化學成分和機械性能穩(wěn)定，冷沖壓成形性能良好，并擁有高表面質量，完全能夠滿 足汽車用熱社酸洗鋼的高標準制造要求。經試驗制做的汽車擺臂安裝支架、保險杠及減震 器支架進行試驗，發(fā)現零件的涂裝性能、尺寸精度、焊接性能等檢測結果均符合該汽車企業(yè) 的標準要求。
【附圖說明】
[00%]附圖1為本發(fā)明的金相組織結構圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面對本發(fā)明予W詳細描述： 表1為本發(fā)明各實施例及對比例的組分取值列表； 表2為本發(fā)明各實施例及對比例的酸洗前主要工藝參數取值列表； 表3為本發(fā)明各實施例及對比例的酸洗及漂洗工藝參數取值列表； 表4為本發(fā)明各實施例及對比例性能檢測結果列表。
[0028] 本發(fā)明各實施例均按照W下步驟生產： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成巧； 2) 對鑄巧加熱，加熱溫度為1250~1310°C; 3) 進行熱社，并控制粗社出口溫度在1090~1130°C，精社終社溫度在870~910°C ; 4) 進行卷取，控制卷取溫度在550~590°C ; 5) 進行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于28°C/s; 6) 進行酸洗工藝 a、 進行開卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進行拉矯，延伸率控制在1.8~2.8%; 采用Ξ個酸洗槽酸社聯機進行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在240~260g/L 酸洗液，Fe濃度在100~120g/L酸洗液，自由酸的濃度在40~60g/L酸洗液，酸洗溫度在80~ 95°C 酸洗槽:總的酸濃度在240~260g/L酸洗液，化濃度在70~90g/L酸洗液，自由酸的 濃度在90~1 lOg/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C ; 3#酸洗槽：總的酸濃度約240~260g/L酸 洗液，Fe濃度在20~40g/L酸洗液，自由酸的濃度在150~170g/L酸洗液，溫度在80~95°C ; 在每個酸洗槽內按照20~22g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時間不超過28秒； C、進行漂洗，漂洗槽采用四級梯級式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于6.0，電導率不超過45ys/cm:并在漂洗槽內按照20~22g/L酸洗液加入緩蝕 劑； d、進行烘干，利用壓縮空氣將積存在鋼帶兩邊的殘液向鋼帶的外側吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進行冷社平整，平整率設為ο. 6~2.6%，平整漉Ra為2. ο~2.5μπι;并使測厚儀全程投 入使用； f、 進行常規(guī)靜電涂油。
[0029]表1本發(fā)明各實施例及對比例鋼的化學成分取值列表(wt.%)
表3本發(fā)明各實施例及對比例的酸洗及漂洗、烘干工藝參數取值列表
注:表3中1為每升酸洗液;漂洗介質為冷凝水或脫鹽水;烘干采用壓縮空氣。
[0030]表4本發(fā)明各實施例及對比例產品的性能檢測結果列表
從表4中可W獲知，本發(fā)明鋼主要是2.OmmW上常用規(guī)格的汽車用熱社酸洗鋼，由于具 有良好的綜合力學性能，強度高，延伸率好，表面粗糖度均勻，表面質量好，在汽車輕量化， 節(jié)能降耗的大趨勢下，此鋼種能夠得到廣泛的使用，并可W替代同級別的冷社高強鋼產品， 達到材料減薄汽車輕量化的目的，從而降低汽車制造成本，降低能耗，提高效益。
[0031 ]本【具體實施方式】僅為最佳例舉，并非對本發(fā)明技術方案的限制性實施。
【主權項】
1. 抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼，其組分及重量百分比含量為： C:0.060~0.100%，Si:0.100~0.250%，Mn:1.200~1.500%，P<0.025%，S<0.006%，Als: 0.015~0.055%，Nb :0.030~0.055%，其余為鐵及不可避免的雜質；表面粗糙度:Ra :0.6~ 1 · 2μηι〇2. 如權利要求1所述的抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：C:0.0,60 ~0.800%。3. 如權利要求1所述的抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：Μη: 1.300~1.450%。4. 如權利要求1所述的抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：Nb :0.030 ~0.045%。5. 如權利要求1所述的抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：Als :0.040 ~0.055%。6. 如權利要求1所述的抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：Si :0.100~0.200%。7. 生產如權利要求1所述的抗拉強度為590MPa級高表面質量汽車用熱乳酸洗鋼的方 法，其步驟： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成坯； 2) 對鑄坯加熱，加熱溫度為1250~1310°C; 3) 進行熱乳，并控制粗乳出口溫度在1090~1130°C，精乳終乳溫度在870~910°C ; 4) 進行卷取，控制卷取溫度在550~590°C ; 5) 進行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于28°C/s; 6) 進行酸洗工藝 a、 進行開卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進行拉矯，延伸率控制在1.8~2.8%; 采用三個酸洗槽酸乳聯機進行酸洗，其中要求：1#酸洗槽：總的酸濃度在240~260g/L 酸洗液，Fe濃度在100~120g/L酸洗液，自由酸的濃度在40~60g/L酸洗液，酸洗溫度在80~ 95°C ;2#酸洗槽:總的酸濃度在240~260g/L酸洗液，Fe濃度在70~90g/L酸洗液，自由酸的 濃度在90~110g/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C ; 3#酸洗槽：總的酸濃度約240~260g/L酸 洗液，Fe濃度在20~40gAJ|洗液，自由酸的濃度在150~170g/L酸洗液，溫度在80~95°C ; 在每個酸洗槽內按照20~22g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時間不超過28秒； c、 進行漂洗，漂洗槽采用四級梯級式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗，并控制漂洗段 的PH值不低于6.0，電導率不超過45yS/cm :并在漂洗槽內按照20~22g//L酸洗液加入緩蝕 劑； d、 進行烘干，利用壓縮空氣將積存在鋼帶兩邊的殘液向鋼帶的外側吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進行冷乳平整，平整率設為0.6~2.6%，平整輥Ra為2.0~2.5μπι;并使測厚儀全程投 入使用； f、 進行常規(guī)靜電涂油。
【文檔編號】C22C38/02GK106011646SQ201610557258
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】王立新, 劉昌明, 胡俊, 劉永前, 劉斌, 趙江濤, 梁文, 劉培燦, 肖厚念
【申請人】武漢鋼鐵股份有限公司