抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱軋酸洗鋼及生產(chǎn)方法
【專利摘要】抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱軋酸洗鋼，其組分及wt%為：C：0.070～0.100%，Si≤0.080%，Mn：0.700～1.100%，P≤0.025%，S≤0.008%，Als：0.015～0.045%；生產(chǎn)方法：常規(guī)冶煉并連鑄成坯；對(duì)鑄坯加熱；熱軋；卷?。粚恿骼鋮s；酸洗工藝。本發(fā)明利用冷軋酸軋聯(lián)機(jī)生產(chǎn)線的富余產(chǎn)能生產(chǎn)汽車用熱軋酸洗鋼，利用五機(jī)架的最后一個(gè)機(jī)架對(duì)酸洗鋼的表面粗糙度進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的表面粗糙度在1.0~1.6μm，且噸鋼成本平均比現(xiàn)有技術(shù)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(shuō)明】
抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱$1酸洗鋼及生產(chǎn) 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種汽車板及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種抗拉強(qiáng)度400M化級(jí)高表面 質(zhì)量汽車用熱社酸洗鋼及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能整體過(guò)剩的不斷加劇，低成本制造產(chǎn)品越來(lái)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(lái)越大，行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越 激烈，因此對(duì)材料成本的控制就至關(guān)重要。鋼鐵工業(yè)與汽車工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步促進(jìn)了 汽車用熱社酸洗鋼的應(yīng)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(zhì)量，W便滿足汽 車對(duì)鋼鐵材料的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，要求在帶鋼的表面不得有氣泡、裂紋、結(jié)瘤、折疊和夾雜等對(duì)使 用有害的缺陷，也不得有超過(guò)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(diǎn)、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(jié)構(gòu)件及安全件;座椅系統(tǒng)中的受力結(jié)構(gòu) 件及安全件、總計(jì)一臺(tái)乘用車酸洗鋼用量約100kg。而商用車的駕駛室安全結(jié)構(gòu)件、車廂底 板等都使用熱社酸洗鋼材料，總計(jì)一臺(tái)商用車酸洗鋼用量約16kg。
[0004] 汽車用熱社酸洗鋼的特點(diǎn)如下：與熱社普板相比，汽車用熱社酸洗鋼有W下幾個(gè) 優(yōu)點(diǎn)：一是高表面質(zhì)量，因?yàn)槿コ藥т摫砻娴难趸F皮，帶鋼表面質(zhì)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(jié)構(gòu)件材料;二 是高尺寸精度，汽車用熱社酸洗鋼經(jīng)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(zhì)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(chǎn)成本、為用戶降低采購(gòu)成本。
[0005] 在國(guó)內(nèi)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(chǎn)線，而有些鋼鐵企 業(yè)只擁有推拉式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線;還有沒(méi)有熱社酸洗鋼生產(chǎn)線的，其只能外委生產(chǎn)熱社 酸洗鋼。連續(xù)式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線生產(chǎn)汽車用熱社酸洗鋼質(zhì)量有保證，但是設(shè)備投入成本 太高;推拉式熱社酸洗鋼生產(chǎn)線與外委生產(chǎn)熱社酸洗鋼雖然成本降低了，質(zhì)量卻得不到保 障，尤其是生產(chǎn)有高表面質(zhì)量要求的汽車用熱社酸洗鋼沒(méi)有保障，再者，酸洗鋼表面粗糖度 無(wú)法控制，而不能滿足要求。
[0006] 經(jīng)初步檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210298259 . X的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種厚度《 1.8mm汽車用薄規(guī)格熱社酸洗鋼的生產(chǎn)方法，其采用薄規(guī)格CSP工藝生產(chǎn)，鋼的化學(xué)成分按 重量百分?jǐn)?shù)含量為：C0.0 4 ~0.07%，SiO. 10 ~0.30%，MnO. 60 ~1.30%，P《0.025%，S《 0.012%，1'10.02~0.04%，4130.010~0.030%;薄板巧生產(chǎn)厚度《1.8111111。抗拉強(qiáng)度>4001口曰。 生產(chǎn)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(guò)2% ;精整，采 用靜電涂油。其存在的不足：由于CSP產(chǎn)線的特點(diǎn)，限制了社鋼的壓縮比且鋼質(zhì)成分范圍狹 窄，生產(chǎn)的鋼板板型、表面質(zhì)量、力學(xué)性能較常規(guī)熱連社產(chǎn)品要差，不能滿足高表面質(zhì)量汽 車用熱社酸洗鋼的要求。
[0007] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310731354.9的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種380MPa級(jí)單面搪瓷用高 強(qiáng)度深沖熱社酸洗鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：MnO . 35-0.65%、Als0.0 15-0.045%、 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(shí)例鋼的鋼的屈服強(qiáng)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(shù)生產(chǎn)的搪瓷經(jīng)濕法或靜電單面搪瓷工藝制作的搪瓷制品無(wú)鱗爆，且密著性能良好， 滿足2萬(wàn)次1~9bar冷水循環(huán)水壓疲勞試驗(yàn)。其存在的不足：該鋼生產(chǎn)成本較高，Ti含量較 大，鋼板的力學(xué)性能卻較低，屬于搪瓷鋼的生產(chǎn)范疇，不能代替高表面質(zhì)量汽車用熱社酸洗 鋼使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在保證鋼板強(qiáng)度及使用性能的前 提下，鋼板表面粗糖度在1.0~1.6皿，且生產(chǎn)成本降低不低于15%抗拉強(qiáng)度400MPa級(jí)高表面 質(zhì)量汽車用熱社酸洗鋼及生產(chǎn)方法。
[0009] 實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施： 抗拉強(qiáng)度為400M化級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱社酸洗鋼，其組分及重量百分比含量為:C: 0.070~0.100%，Si《0.080%，Mn:0.700~1.100%，P《0.025%，S《0.008%，Als:0.015~ 0.045%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì);表面粗糖度:Ra: 1.0~1.6WI1。
[0010] 其在于：C:0.070 ~0.085〇/〇。
[00川其在于：Mn:0.700~0.8500/0。
[0012] 其在于:Als :0.032 ~0.040〇/〇。
[0013] 生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱社酸洗鋼的方法，其在于:其步驟： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成巧； 2) 對(duì)鑄巧加熱，加熱溫度為1240~1280°C; 3) 進(jìn)行熱社，并控制粗社出口溫度在1040~1080°C，精社終社溫度在820~860°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在590~630°C ; 5) 進(jìn)行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于24°C/s; 6) 進(jìn)行酸洗工藝 a、 進(jìn)行開(kāi)卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進(jìn)行拉矯，控制其延伸率在1.0~2.0%; 采用S個(gè)酸洗槽酸社聯(lián)機(jī)進(jìn)行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在180~200g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在105~125g/L酸洗液，自由酸的濃度在35~55g/L酸洗液，酸洗溫度在80 ~95°C ; 2#酸洗槽:總的酸濃度在180~200g/L酸洗液Je濃度在75~95g/L酸洗液，自由酸 的濃度在85~105g/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C;3#酸洗槽:總的酸濃度約180~200g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在25~45g/L酸洗液，自由酸的濃度在145~165g/L酸洗液，溫度在80~95 °C;在每個(gè)酸洗槽內(nèi)按照14~16g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時(shí)間不超過(guò)22秒； C、進(jìn)行漂洗，漂洗槽采用四級(jí)梯級(jí)式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗;控制漂洗段的 PH值不低于5.0，電導(dǎo)率不超55iis/cm:并在漂洗槽內(nèi)按照14~16g/L酸洗液加入緩蝕劑； d、 進(jìn)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(cè)吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°c; e、 進(jìn)行冷社平整，平整率設(shè)為0.8~2.8%，平整漉Ra為2.5~3. Own;并使測(cè)厚儀全程投 入使用； f、 進(jìn)行常規(guī)靜電涂油。
[0014] 本發(fā)明中各元素及主要工藝的作用及機(jī)理 碳:碳元素是低碳鋼中最經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化元素，但含量過(guò)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(dāng)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(qiáng)度的前提下，盡量的降低碳的含量。所W，根據(jù)實(shí)際需要將其含量限定在0.070~ 0.100%的范圍。
[0015] 娃:娃是廉價(jià)而有效的鋼液脫氧元素。但是其含量超過(guò)0.300%，則會(huì)惡化熱社鋼板 的表面質(zhì)量，進(jìn)而影響酸洗鋼的表面質(zhì)量，對(duì)于高表面質(zhì)量汽車用熱社酸洗鋼尤其不利。所 W，將其含量限定在0.080%W下范圍。
[0016] 儘:儘是提高強(qiáng)度和初性最有效的元素，儘能夠擴(kuò)大奧氏體區(qū)，可改善鋼的強(qiáng)度- 延伸平衡性。但是過(guò)高的Mn含量會(huì)對(duì)鋼的延展性和沖擊性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。鑒于此，將其 含量限定在0.700~1.100%范圍。
[0017] 憐:憐是可W提高鋼的強(qiáng)度的元素，但是降低了鋼的塑性，也對(duì)焊接性能不利，并 增加焊接開(kāi)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(yīng)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(shè)定其 含量上限為0.025%。
[0018] 硫:硫是非常有害的元素。鋼中的硫主要W(MnJe)S夾雜的形式存在于鋼中，運(yùn)種 硫化物夾雜對(duì)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?duì)鋼板冷彎成形工藝和制造成本的考慮， 擬將鋼中硫含量控制在0.008%w下。
[0019] 侶：侶是為了脫氧而添加的，當(dāng)Als含量不足0.010%時(shí)，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(tuán)塊。因此，Als含量限定在0.015 ~0.045%范圍。
[0020] 本發(fā)明利用冷社酸社聯(lián)機(jī)生產(chǎn)線的富余產(chǎn)能生產(chǎn)汽車用熱社酸洗鋼，利用五機(jī)架 的最后一個(gè)機(jī)架對(duì)酸洗鋼的表面粗糖度進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的表面粗糖度在一個(gè)合理的范圍 內(nèi)，達(dá)到一個(gè)高表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足汽車用熱社酸洗鋼的使用要求。運(yùn)樣既有效的利用了設(shè) 備能力，又增加了經(jīng)濟(jì)效益。
[0021] 整個(gè)酸洗鋼在酸社聯(lián)機(jī)生產(chǎn)的工序?yàn)?開(kāi)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。
[0022] 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(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生過(guò)酸洗情況，從而獲得表面質(zhì)量?jī)?yōu)良的熱社酸洗鋼帶，W滿足 不斷要求高質(zhì)量的汽車工業(yè)的發(fā)展需求。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)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(xué)成分和機(jī)械性能穩(wěn)定，冷沖壓成形性能良好，并擁有高表面質(zhì) 量，完全能夠滿足汽車用熱社酸洗鋼的高標(biāo)準(zhǔn)制造要求。經(jīng)試驗(yàn)制做的汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)托架 與副車架，對(duì)制造成的零部件進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)零件的涂裝性能、尺寸精度、焊接性能等檢測(cè) 結(jié)果均符合該汽車企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的金相組織結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面對(duì)本發(fā)明予W詳細(xì)描述： 表1為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的組分取值列表； 表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的酸洗前主要工藝參數(shù)取值列表； 表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的酸洗及漂洗工藝參數(shù)取值列表； 表4為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例性能檢測(cè)結(jié)果列表。
[00%]本發(fā)明各實(shí)施例均按照W下步驟生產(chǎn)： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成巧； 2) 對(duì)鑄巧加熱，加熱溫度為1240~1280°C; 3) 進(jìn)行熱社，并控制粗社出口溫度在1040~1080°C，精社終社溫度在820~860°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在590~630°C ; 5) 進(jìn)行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于24°C/s; 6) 進(jìn)行酸洗工藝 a、 進(jìn)行開(kāi)卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進(jìn)行拉矯，控制其延伸率在1.0~2.0%; 采用S個(gè)酸洗槽酸社聯(lián)機(jī)進(jìn)行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在180~200g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在105~125g/L酸洗液，自由酸的濃度在35~55g/L酸洗液，酸洗溫度在80 ~95°C ; 2#酸洗槽:總的酸濃度在180~200g/L酸洗液Je濃度在75~95g/L酸洗液，自由酸 的濃度在85~105g/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C;3#酸洗槽:總的酸濃度約180~200g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在25~45g/L酸洗液，自由酸的濃度在145~165g/L酸洗液，溫度在80~95 °C;在每個(gè)酸洗槽內(nèi)按照14~16g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時(shí)間不超過(guò)22秒； C、進(jìn)行漂洗，漂洗槽采用四級(jí)梯級(jí)式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗;控制漂洗段的 PH值不低于5.0，電導(dǎo)率不超55iis/cm:并在漂洗槽內(nèi)按照14~16g/L酸洗液加入緩蝕劑； d、 進(jìn)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(cè)吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進(jìn)行冷社平整，平整率設(shè)為0.8~2.8%，平整漉Ra為2.5~3. Own;并使測(cè)厚儀全程投 入使用； f、 進(jìn)行常規(guī)靜電涂油。
[0027]表1本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例鋼的化學(xué)成分取值列表(wt.%)
表3本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的酸洗及漂洗、烘干工藝參數(shù)取值列表

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(xué)性能，抗拉強(qiáng)度適中，延伸率好，且具有良好的適用于制造汽車零部件的 表面粗糖度，可W替代同級(jí)別的冷社低合金產(chǎn)品，在汽車上廣泛應(yīng)用，從而降低汽車制造成 本，提高效益。
[0029]本【具體實(shí)施方式】?jī)H為最佳例舉，并非對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱乳酸洗鋼，其組分及重量百分比含量為： C:0.070~0.100%，Si<0.080%，Mn:0.700~1.100%，P<0.025%，S<0.008%，Als:0.015~ 0.045%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì);表面粗糙度:Ra: 1.0 ~1.6μπι。2. 如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：C: 0.070 ~0.085%。3. 如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：Μη:0·700~0.850%。4. 如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱乳酸洗鋼，其特征在 于：Als :0.032 ~0.040%。5. 生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度為400MPa級(jí)高表面質(zhì)量汽車用熱乳酸洗鋼的方 法，其特征在于:其步驟： 1) 常規(guī)冶煉并連鑄成坯； 2) 對(duì)鑄坯加熱，加熱溫度為1240~1280 °C; 3) 進(jìn)行熱乳，并控制粗乳出口溫度在1040~1080°C，精乳終乳溫度在820~860°C ; 4) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在590~630°C ; 5) 進(jìn)行層流冷卻，采用前段式冷卻，并控制冷卻速度不低于24°C/s; 6) 進(jìn)行酸洗工藝 a、 進(jìn)行開(kāi)卷并矯直； b、 采取延伸率控制模式進(jìn)行拉矯，控制其延伸率在1.0~2.0%; 采用三個(gè)酸洗槽酸乳聯(lián)機(jī)進(jìn)行酸洗，其中要求：1#酸洗槽:總的酸濃度在180~200g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在105~125g/L酸洗液，自由酸的濃度在35~55g/L酸洗液，酸洗溫度在80 ~95°C ;2#酸洗槽:總的酸濃度在180~200g/L酸洗液，F(xiàn)e濃度在75~95g/L酸洗液，自由酸 的濃度在85~105g/L酸洗液，酸洗溫度在80~95°C;3#酸洗槽:總的酸濃度約180~200g/L 酸洗液，F(xiàn)e濃度在25~45gAJ|洗液，自由酸的濃度在145~165g/L酸洗液，溫度在80~95 °C;在每個(gè)酸洗槽內(nèi)按照14~16g/L酸洗液加入緩蝕劑;并控制總的酸洗時(shí)間不超過(guò)22秒； c、 進(jìn)行漂洗，漂洗槽采用四級(jí)梯級(jí)式槽體，并用逆流噴洗的方式漂洗;控制漂洗段的 PH值不低于5.0，電導(dǎo)率不超55ys/cm:并在漂洗槽內(nèi)按照14~16g/L酸洗液加入緩蝕劑； d、 進(jìn)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(cè)吹刷，并控制干燥 溫度在110~130°C; e、 進(jìn)行冷乳平整，平整率設(shè)為0.8~2.8%，平整輥Ra為2.5~3. Ομπι;并使測(cè)厚儀全程投 入使用； f、 進(jìn)行常規(guī)靜電涂油。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK105925900SQ201610556967
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】王立新, 趙江濤, 劉永前, 劉昌明, 胡俊, 劉斌, 梁文, 張軍, 唐華
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵股份有限公司