一种短时间退火生产超深冲热镀锌钢板及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种短时间退火生产超深冲热镀锌钢板及其生产方法，属于铁基合金技术领域。主要解决现有技术中采用卧式炉退火生产超深冲热镀锌钢板，因退火时间短，产品超深冲性能达不到要求的技术问题。本发明专利技术采用的技术方案是：一种超深冲冷轧热镀锌钢板，C：0.0009％～0.0018％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.13％，Ti：0.030％～0.062％，N≤0.0018～0.0036％，S≤0.004～0.008％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。其中Ti/(4C+3.4N+1.5S)比值1.3-2.0，Mn/S比值10-30。其钢板显微组织晶粒度级别为I6.0～I7.5级，屈服强度为130～165MPa，抗拉强度为280～310MPa，断后伸长率A80mm为40％～49％，适用于家电产品、五金具有超深冲成形加工要求部件，材料屈服强度低，成形可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种短时间退火生产超深冲热镀锌钢板及其生产方法
本专利技术涉及一种短时间退火生产超深冲热镀锌钢板及其生产方法，其钢板显微组织晶粒度级别为I6.0～I7.5级，屈服强度为130～165MPa，抗拉强度为280～310MPa，断后伸长率A80mm为40％～49％，适用于家电产品、五金具有超深冲成形加工要求部件，材料屈服强度低，成形可靠性高。
技术介绍
随着国内家电、五金行业产品结构设计的不断优化，越来越多的零配件表现为结构复杂，成型难度大，同时成型要求的提高对原材料也提出越来越高的要求，家电产品用途中，热镀锌产品用途最广，因其锌层材料延展性好，热镀锌产品具有非常好的成型性能，同时热镀锌产品具有非常好耐蚀性能和较低的成本，深冲压镀锌产品在家电行业得到广泛应用。深冲冷轧热镀锌产品其原料采用均IF成分体系设计，通常IF钢分为Ti-IF、Nb-Ti-IF和Nb-IF钢，其中Ti-IF成本最低，其再结晶退火温度也是最低的，是深冲钢产品设计首选。深冲冷轧热镀锌产品为经过连续退火工艺后直接热镀，现有生产技术中连续退火炉分为立式炉和卧式炉，其主要差别是退火温度和退火时间差异较大，因立式炉退火段长，可实现较长时间退火时间，较易得到深冲性能的镀锌产品，通常退火时间不作为技术保护点，但对于卧式炉短时间退火生产深冲钢资料很少，特别对于生产超深冲钢公开解决方案还没有。中国专利：200710048926.8，深冲光整热镀锌钢板的生产方法，公开了深冲光整热镀锌钢板的生产方法，其碳含量范围0.0030-0.0060％，Ti-3.4N-4C-1.5S含量范围0.02-0.04％，轧后快冷至700-780℃，在780～880℃温度范围内退火，得到产品屈服强度185-190MPa，抗拉强度310-320MPa，伸长率A8041-43％，成品晶粒度为10.5级，该专利效果达不到本专利技术目的，其工艺实施温度范围较大，实施效果不好确定。中国专利：201210141737.6，一种Nb、Ti复合超深冲用镀锌板及生产方法，C≤0.0022％；Si≤0.006％；Mn0.08～0.16％；P≤0.009％；S≤0.008％；Ti0.033～0.04％；Nb0.012～0.017％；Als，0.025～0.045％；N≤28ppm，余量为Fe；退火温度850-860℃，退火时间200-600秒，最终产品屈服强度≤155MPa，抗拉强度为260～330MPa，延伸率≥44％，该专利效果可达到超深冲性能要求，其缺点是为Nb-Ti-IF设计，成本较高，Nb的加入造成材料退火难度加大，退火时间长达200-600秒，该技术在本专利技术方法上无法实施。中国专利：96190409.7，具有改进疲劳性能的超低碳冷轧钢板和镀锌钢板及其生产工艺，钢板含有重量百分比：0.0001-0.0026％C，最多1.2％Si，0.03-0.3％Mn，0.015-0.15％P，0.0010-0.020％S，0.005-0.1％Al，0.0005-0.008％N，0.0003-0.0030％B，其余为Fe及不可避免的杂质，其工艺方法是轧后1.5S内以50℃/秒的冷却速度将热轧钢带冷却至750℃，冷轧钢带在600-900℃进行连续退火。该专利是为了解决现有IF钢产品点焊区疲劳性能达不到要求问题，其化学成分为超低碳铝镇静钢，其实施例中屈服157-227MPa，达不到本专利技术目的。其工艺为卷取温度为室温到750℃，退火温度为600-900℃，范围之大，无法选择合理实施区间和保证实施效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种短时间退火生产超深冲热镀锌钢板及其生产方法，主要解决现有技术中采用卧式炉退火生产超深冲热镀锌钢板，因退火时间短，产品超深冲性能达不到要求的技术问题。本专利技术经过长期实验研究，寻找产品成分、工艺与性能的关系，解决短时间超深冲热镀的生产技术难题。技术思路是：设计适合于短时间退火的成分体系，通过低碳、低锰和合适的钛元素的添加，达到固定钢碳、氮、硫的目的，减少碳、锰元素的固溶强化效果，同时又能析出粗大碳氮硫钛化合物降低退火再结晶温度，短时间完成材料再结晶退火并控制晶粒长大，达到产品低屈服超深冲要求。为达到上述目的，本专利技术基板的化学成分(重量百分比)为：C：0.0009％～0.0018％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.13％，Ti：0.030％～0.062％，N≤0.0018～0.0036％，S≤0.004～0.008％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。其中Ti/(4C+3.4N+1.5S)比值1.3-2.0，Mn/S比值10-30。本专利技术所述的短时间退火生产超深冲热镀锌钢板化学成分限定在上述范围内的理由如下：碳：在本专利技术产品中，希望碳含量越低越好，因为碳在钢中固溶对基体起到强化作用，同时碳与钛形成的碳化物也会有一部分强化作用，通过研究不同碳含量对产品屈服强度的影响，当碳含量超过0.0020％时材料屈服强度明显提高，过低的碳含量生产难度较大，因此，本专利技术技术方案设定C含量范围为0.0009％～0.0018％。氮：在超深冲冷轧热镀锌钢板中氮和碳同样对基体起到强化，对钢板深冲性能不利，希望氮含量越低越好，过低的氮含量同样生产难度大。本专利技术技术方案设定N含量0.0018～0.0036％。钛：通过Ti的加入，进一步和C、N、S原子结合，生成Ti的碳氮硫化合物，从而消除游离的C、N原子，实现钢中无间隙固溶原子存在。钛的含量与碳、氮、硫含量相关，通过研究发现Ti/(4C+3.4N+1.5S)比值过低时钢材因仍有碳、氮原子不能很好固定造成材料强度提高，同时当该比值过高时因材料再结晶温度提高造成退火因时间不够而达不到超深冲低屈服效果，因此，本专利技术技术方案设定Ti含量为0.030％～0.062％，该专利技术特征是控制Ti/(4C+3.4N+1.5S)比值为1.3-2.0。锰：本专利技术钢中的Mn对材料基体仍起到固溶强化作用，但添加过低的锰会造成钢材加工中热脆性，根据产品加工经验，本专利技术技术方案设定Mn含量范围为0.08％～0.13％，该专利技术特征是控制Mn/S比值为10-30。硅：本专利技术钢中的Si为残余杂质元素，本专利技术技术方案设定Si含量≤0.03％。硫：本专利技术钢中的S为杂质元素，根据加工要求，Mn/S比值为10-30。本专利技术技术方案设定S含量0.004～0.008％。磷：本专利技术钢中的P为杂质元素，过低的P含量会增加成本。本专利技术技术方案设定P含量≤0.015％。本专利技术中制造方法中：板坯加热温度：保证完全奥氏体化和热加工要求，加热温度为正常加热温度在1150-1200℃。终轧温度：热轧时材料是完全再结晶轧制，为了避免材料进入两相区轧制导致混晶，冷轧轧制过程中又无法消除，终轧温度要高于Ar3相变点，经过测定静态相变点温度在890℃，动态温度下降10-15℃。因此本专利技术设定精轧终轧温度为890℃～940℃，根据产线能力，可优选920-940℃。卷取温度：热轧终轧后，冷却方式决定轧制后奥氏体晶粒大小和相变晶粒尺寸，通过空冷可控制轧制后奥氏体晶粒的长大和均匀化，较低冷却速度可控制铁素体晶粒尺寸和碳原子在铁素体中的固溶量，同时卷取温度的提高有利于析出物充分粗化，晶粒充分长大。因此，采取终轧后空冷4～8秒后，再以15～3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短时间退火生产超深冲冷轧热镀锌钢板，化学成分重量百分比为：C：0.0009％～0.0018％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.13％，Ti：0.030％～0.062％，N：0.0018～0.0036％，S：0.004～0.008％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素；按照式1所控制Ti元素含量与C、N、S元素含量之间的关系比值X：1.3～2.0X=Ti/(4812C+4814N+4832S)]]>式1按照式2所控制Mn元素含量与S元素含量之间的关系比值Y：10～30Y=MnS]]>式2。

【技术特征摘要】
1.一种生产超深冲冷轧热镀锌钢板的方法，依次采用铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、RH炉精炼、浇铸成连铸板坯；板坯加热炉加热、粗轧、精轧、卷取获得钢板厚度为2.0～4.0mm热轧钢卷；然后将热轧钢卷重新开卷、经酸洗、冷轧、卧式炉连续退火、热镀锌、卷取得到钢板厚度为0.3～1.2mm的超深冲冷轧热镀锌钢板成品，其特征是，连铸板坯化学成分重量百分比为：C：0.0009％～0.0018％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.13％，Ti：0.030％～0.062％，N：0.0018～0.0036％，S：0.004～0.008％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素；按照式1所控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁志龙，包祥明，孙永旭，黄绪传，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32