耐低温冲击的仪表外壳零件及其制备方法技术

本申请公开了一种耐低温冲击的仪表外壳零件及制备方法，零件包括冷轧钢板或热镀锌钢板基体层，所述基体层化学成分质量百分比含量包括：C 0.0010～0.0030％、Mn 0.15～0.25％、Si≤0.10％、P≤0.012％、S≤0.005％、Als 0.02～0.06％、Ti 0.05～0.09％、Nb 0.01～0.03％、B 0.0005～0.0020％、N 0.001～0.003％，其余为Fe以及不可避免的杂质，所述基体层上形成有化学处理膜层，所述化学处理膜层上形成有涂漆层，所述化学处理膜层成分包括有机硅烷、氟锆酸盐与氟钛酸盐，所述涂漆层成分包括树脂与增韧剂。本发明专利技术的优点在于解决现有仪表外壳零件低温环境下容易开裂和长期使用中耐蚀性不足的技术问题，提高使用寿命和扩大应用范围。

Low Temperature Impact Resistant Instrument Shell Parts and Their Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
耐低温冲击的仪表外壳零件及其制备方法
本申请涉及仪表外壳零件，特别涉及一种耐低温冲击的仪表外壳零件及其制备方法。
技术介绍
仪表外壳零件作为外部覆盖件，主要起到对仪表内部核心组件的支撑和保护作用，制备材料主要分为金属、塑料及其他复合材料，金属类中不锈钢和铝合金具有良好的成形性和耐腐蚀性，但其成本较高，塑料类成本低但一般强度和韧性差，抵抗外力破坏能力弱，而且光照、高温或低温下容易老化，应用范围受限。目前常见仪表外壳零件是采用普通低碳钢加工成形并对表面磷化喷漆处理方法来制造的，可满足大部分仪表使用要求，但对于家用燃气表和特殊工业仪表等安全性要求高和稳定服役寿命长的情况，该零件存在着低温下抗冲击性能不足导致泄露风险，以及冷热环境交替时耐腐蚀性下降导致使用寿命缩短等问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种耐低温冲击的仪表外壳零件及其制备方法，解决现有仪表外壳零件低温环境下容易开裂和长期使用中耐蚀性不足的技术问题，提高使用寿命和扩大应用范围。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本申请实施例公开了一种耐低温冲击的仪表外壳零件，包括冷轧钢板或热镀锌钢板基体层，所述基体层化学成分质量百分比含量包括：C0.0010～0.0030％、Mn0.15～0.25％、Si≤0.10％、P≤0.012％、S≤0.005％、Als0.02～0.06％、Ti0.05～0.09％、Nb0.01～0.03％、B0.0005～0.0020％、N0.001～0.003％，其余为Fe以及不可避免的杂质，所述基体层上形成有化学处理膜层，所述化学处理膜层上形成有涂漆层，所述化学处理膜层成分包括有机硅烷、氟锆酸盐与氟钛酸盐，所述涂漆层成分包括树脂与增韧剂。相应的，还公开了一种耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法，依次包括如下步骤：S1所述冷轧钢板或热镀锌钢板经冲压、冲孔、翻边、修边、焊接加工形成仪表外壳零件的所述基体层；S2所述基体层进行表面脱脂和漂洗；S3所述基体层进行表面硅烷处理，形成所述化学处理膜层；S4进行漂洗和烘干；S5所述化学处理膜层上进行静电喷粉；S6进行烘烤固化，形成所述涂漆层；S7冷却，室温取出制成零件。进一步地，在上述耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法中，步骤S3中，表面硅烷处理时间为1-2min。进一步地，在上述耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法中，步骤S5中，采用热固型粉末涂料进行静电喷粉，静电喷粉量为75～150g/m2，粉末层厚度为50～100μm。进一步地，在上述耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法中，步骤S6中，烘烤采用燃气辐射加热方式，烘烤炉温度为220～250℃，烘烤时零件温度为180～220℃，烘烤时间为15～20min。进一步地，在上述耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法中，步骤S7中，采用风冷冷却，冷却速度为5～10℃/s。本专利技术中仪表外壳零件的特点及技术原理如下：零件材料为三层，分别是基体层(厚度0.5～2.0mm)、化学处理膜层(厚度0.05～0.2μm)和涂漆层(厚度50～100μm)，基体层为冷轧钢板或热镀锌钢板；其中，基体层是采用特定成分与工艺设计的无间隙原子钢，具有良好的冲压成形性以及耐低温冲击性能，有效避免普通钢板加工成零件后的低温冲击开裂问题；化学处理膜层是通过硅烷处理试剂与钢板基体表面反应后形成的膜层，具有良好的致密性、表面隔离性和涂漆附着性，同时生产过程无含磷废水排放；涂漆层是采用高韧性和耐候性的树脂粉末涂料烘烤固化后形成的有机层，具有优异的抵抗环境腐蚀性能，同时良好的漆层硬度与韧性可抵抗外力对零件表面的破坏。所述钢板基体的各元素的作用及机理如下：C，降低碳含量可有效提高钢板的成形性，对于深冲零件或变形复杂零件用钢板一般采用超低碳成分设计，将C含量控制在0.0030％可获得良好的冲压成形性能，同时降低固定C所需合金元素的含量，而进一步降低C含量至0.0010％会显著增加制造成本，因此选择C含量控制在0.0010～0.0030％。Mn，锰是常用固溶强化元素，在超低碳钢种加入少量Mn可保证钢板强度同时塑性无明显降低，但过高Mn含量会导致强度高不利于加工，保持Mn/S比大于20可同时增加成本，因此选择Mn含量控制在0.15～0.25％。Si，硅含量增加会损害钢板的可镀性，影响表面质量和镀层附着力，Si含量越低越好，因此选择将Si含量控制在0.10％以下。Als，铝是强脱氧剂，采用Al脱氧可以有效降低钢液中氧含量，防止气孔缺陷，但过高Al对表面质量不利，因此选择将Al含量控制在0.02～0.06％。P，磷在晶界偏聚容易导致钢板二次加工脆性，恶化钢板耐低温冲击性能，要尽量降低P含量，因此选择P控制在0.012％以下。S，硫容易与Mn结合形成MnS夹杂，对钢板成形不利，尽量降低钢中S含量，因此选择S控制在0.0050％以下。N，氮作为固溶原子对钢板成形性不利，将N含量控制在0.0030％以下可有效避免塑性的恶化，但进一步降低N含量会增加制造成本，因此选择N含量控制在N0.001～0.003％。Nb，铌为微合金化元素，能够固定钢中C形成析出相，细化晶粒尺寸，降低钢板的各向异性，提高钢板的韧性，降低低温脆性，Nb含量过高容易导致强度偏高不利于加工成形同时成本增加，因此选择Nb含量控制在0.01～0.03％。Ti，钛为微合金化元素，能够固定钢中N形成析出相，提高钢板成形能力，Ti含量过高容易导致强度偏高不利于加工成形同时成本增加，因此选择Ti含量控制在0.05～0.09％。B，硼为微合金化元素，在晶界与P元素竞争析出，强化晶界，降低钢板二次加工脆性，提高零件耐低温冲击性能，但B含量过高容易将导致钢坯热脆现象，从而影响钢的热加工性能，使轧制变形困难，因此选择B含量控制在0.0005～0.0020％。以下对本专利技术一种耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法的作用原理及效果进行具体说明：表面脱脂、清洗和烘干，目的是除去基体层表面的油污、铁屑、水渍和其他杂质，获得洁净的表面，有利于形成良好的膜层。表面硅烷处理，通过将钢板基体浸入有机硅烷溶液，有机硅烷吸附在基体表面形成Fe-O-Si共价键，硅烷经水解、缩合和成膜反应，在钢板基体表面形成一层致均匀致密的化学转化膜层，溶液中的氟钛酸盐和氟锆酸盐起到无机缓蚀剂的作用，有利于获得耐蚀性更好的膜层。静电喷粉，目的是在基体表面均匀覆盖一层粉末涂料，控制喷粉量在75～150g/m2以形成合适膜厚的涂漆层，避免膜厚偏薄或偏厚导致的耐蚀性不足、漆层开裂等质量问题。烘烤固化，通过将零件加热到一定温度，粉末涂料发生熔融交联反应，在零件表面形成一层平整致密的有机层，采用辐射加热方式可保证零件受热均匀，有利于零件不同部位漆层反应一致性，适用于复杂形状的烘烤固化，烘烤炉温度为220～250℃，控制零件温度为180～220℃，烘烤时间为15～20min，保证固化反应充分以获得性能优异的涂漆层。进行风冷处理，控制冷却速度为5～10℃/s，通过控制零件整体均匀冷却，减少膜层应力不均，避免漆层开裂。与现有技术相比，本专利技术优势在于具有优异的耐低温冲击和耐腐蚀性能，显著提高了仪表外壳在低温和腐蚀性气候下的使用寿命与安全性；所用材料可变形程度大，适用于外观复杂的仪表；与不锈钢、铝合金等相比，零件生产成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温冲击的仪表外壳零件，其特征在于，包括冷轧钢板或热镀锌钢板基体层，所述基体层化学成分质量百分比含量包括：C 0.0010～0.0030％、Mn 0.15～0.25％、Si≤0.10％、P≤0.012％、S≤0.005％、Als 0.02～0.06％、Ti 0.05～0.09％、Nb 0.01～0.03％、B 0.0005～0.0020％、N 0.001～0.003％，其余为Fe以及不可避免的杂质，所述基体层上形成有化学处理膜层，所述化学处理膜层上形成有涂漆层，所述化学处理膜层成分包括有机硅烷、氟锆酸盐与氟钛酸盐，所述涂漆层成分包括树脂与增韧剂。

【技术特征摘要】
1.一种耐低温冲击的仪表外壳零件，其特征在于，包括冷轧钢板或热镀锌钢板基体层，所述基体层化学成分质量百分比含量包括：C0.0010～0.0030％、Mn0.15～0.25％、Si≤0.10％、P≤0.012％、S≤0.005％、Als0.02～0.06％、Ti0.05～0.09％、Nb0.01～0.03％、B0.0005～0.0020％、N0.001～0.003％，其余为Fe以及不可避免的杂质，所述基体层上形成有化学处理膜层，所述化学处理膜层上形成有涂漆层，所述化学处理膜层成分包括有机硅烷、氟锆酸盐与氟钛酸盐，所述涂漆层成分包括树脂与增韧剂。2.如权利要求1所述的耐低温冲击的仪表外壳零件的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：S1所述冷轧钢板或热镀锌钢板经冲压、冲孔、翻边、修边、焊接加工形成仪表外壳零件的所述基体层；S2所述基体层进行表面脱脂和漂洗；S3所述基体层进...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乙峰，朱阳林，岳重祥，李化龙，
申请(专利权)人：张家港扬子江冷轧板有限公司，江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32