一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板及其制造方法技术

一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板及其制造方法，该基板化学成分质量百分比为：C：0.002～0.01％，Si：0.03～0.1％，Mn：0.2～1.0％，P：0.02～0.06％，Ti：0.04～0.07％，S≤0.005％，N≤0.003％，Al：0.01～0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质元素，且需满足如下关系：Ti‑4C‑3.5N+2Al≤0.15％。本发明专利技术制造工艺控制确保钢板铁素体相中固溶C含量在5‑20ppm之间，制备的钢板抗时效性能优异，折弯后无起棱等表面质量缺陷，钢板的屈服强度≥230MPa，抗拉强度≥380MPa，延伸率≥33％，适用于制造家电外壳。

An economical hot dip galvanized color coated substrate with excellent bending surface quality and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板及其制造方法
本专利技术涉及一种热镀锌彩涂基板，尤其涉及一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板及其制造方法。
技术介绍
传统家电外壳采用喷涂工艺(普冷、热镀锌、电镀锌+喷粉)，主要特点为将金属部件成形后再进行喷粉加工，该工艺效率低、劳动强度高、涂层膜厚不均匀、污染严重，在日本、韩国等国家早已被淘汰。彩涂板以冷轧板或镀锌板为基板，经过表面预处理后连续辊涂、烘烤和冷却制成彩板，然后再进行金属成品加工，大幅降低环境污染和人工成本，家电彩板替代传统喷涂产品已成为行业趋势，2015年家电彩板全年用量在100万吨左右。折弯起棱是家电外壳成形时经常发生的缺陷，一般认为和钢板拉伸屈服平台(YPE)相关，是冲压过程中Luders带在钢板表面不断形成和累积(数量、粗糙度)的宏观表现，为了获得表面优良的钢板，需要降低YPE值，使钢板尽快进入稳定强化阶段。为此，目前彩涂基板主要分两种：一种是采用钛、铌元素固定间隙原子形成无时效的高强IF(InterstitialFree)钢，但由于需要真空脱气并额外添加合金元素(如Nb、Ti、B等)，生产成本显著增加；另一种方法是采用低碳钢或者微碳钢，控制钢板的抗时效性能，满足用户特定产品的技术要求，该类钢成本低，但对成分选择和制造工艺要求较高。目前现有技术几乎均针对传统的喷粉家电壳体，对于彩涂板而言，在家电外壳应用的技术难点明显提高，原因在于：1)二涂二烘(2C2B)，或者三涂三烘(3C3B)，烘烤温度在200-240℃之间，烘烤总时间在5min以内，钢板屈服延伸率上升明显，折弯过程中表面容易出现起棱缺陷。2)二涂二烘或者三涂三烘造成固溶原子析出，提高材料屈服强度，对钢板冲压及其后续的整体跌落性能都有影响。因此，彩涂基板更加需要重视彩涂工艺中钢板时效性能及其对后续家电整机跌落性能(强度)的影响，彩涂基板材料设计要根据零部件实际情况充分考虑以上两点。并且，家电行业对钣金件成本极其敏感，材料设计力求降低合金含量、简化制造工艺。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板及其制造方法，该彩涂基板抗时效性能优异，彩涂板折弯后表面平滑，无起棱等表面缺陷，且基板的屈服强度在230MPa以上，同时兼顾强度和抗时效性的要求，成本低，适用于制造家电外壳等零部件。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其化学成分质量百分比(wt％)为：C：0.002～0.01％，Si：0.03～0.1％，Mn：0.2～1.0％，P：0.02～0.06％，Ti：0.04～0.07％，N≤0.003％，Al：0.01～0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质元素，且上述元素同时需满足如下关系：Ti-4C-3.5N+2Al≤0.15％。优选的，所述经济型热镀锌彩涂基板中C：0.003～0.006％，以质量百分比计。优选的，所述经济型热镀锌彩涂基板中Si：0.03～0.05％，以质量百分比计。优选的，所述经济型热镀锌彩涂基板中Mn：0.2～0.5％，以质量百分比计。优选的，所述经济型热镀锌彩涂基板中P：0.04～0.06％，以质量百分比计。优选的，所述经济型热镀锌彩涂基板中Ti：0.04～0.06％，以质量百分比计。优选的，所述经济型热镀锌彩涂基板中Al：0.02～0.05％，以质量百分比计。进一步，所述经济型热镀锌彩涂基板的微观组织为铁素体相，其中，固溶C含量为5-20ppm。本专利技术所述具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩基板的屈服强度≥230MPa，抗拉强度≥380MPa，延伸率≥33％。本专利技术的化学成分说明如下。本专利技术钢板中固溶C含量在5-20ppm之间是最核心的控制要素(固溶C含量可以通过三维原子探针检测分析获得)，为此，需精确控制C、Ti、N、Al等元素含量，从而有效调控钢板基体中的固溶C含量。C在钢铁材料以间隙原子或碳化物形式存在，可以显著提高钢板强度，提升家电壳体整体刚度；但C含量过高时，固溶含量也会相应增加，对钢板时效性不利，彩涂烘烤后折弯出现起棱等表面缺陷的概率大幅提升。Ti是强碳化合物形成元素，析出TiC等颗粒，起到调控钢中固溶C元素含量的作用并提升钢板强度。N易与Ti、C形成化合物，与Ti元素共同起到调控钢板中固溶C元素含量的作用。Al易与N形成AlN颗粒，具有降低N固溶含量的效果，从而间接与Ti原子协同作用影响固溶C元素含量。为达到本专利技术中C元素含量范围以及固溶C控制目标，本专利技术中C含量控制在0.002～0.01％，优选0.003～0.006％；Ti含量控制在0.04～0.07％，优选0.04～0.06％；N含量控制在0.003％以下；Al含量控制在0.01～0.06％，优选0.02～0.05％。同时需满足如下关系：Ti-4C-3.5N+2Al≤0.15％。Si：Si是铁素体固溶强化元素，但过高Si含量会降低钢板的塑性和韧性，并且恶化热镀锌钢板镀层附着性，大幅降低彩涂板表面质量，无法满足家电壳体要求。因此，本专利技术钢中Si含量控制在0.03～0.1％，优选为0.03～0.05％。Mn：Mn在钢板中主要以固溶态存在，提高钢板强度，并且Mn与硫形成MnS，降低钢热脆性倾向；但Mn含量过高会引起铸坯中元素偏析，并且使彩涂板强度过高，造成家电壳体加工过程中出现回弹过大、难于装配等问题。因此，本专利技术钢中Mn含量控制在0.2～1.0％，优选为0.2～0.5％。P：P可以大幅提高钢板强度，满足家电壳体刚度对彩涂板的要求；另一方面，家电壳体加工过程中，目前多涉及铆接等加工方法，过高的P元素会降低彩涂板铆接等加工性能。因此，本专利技术中P元素控制在0.02～0.06％，优选为0.04～0.06％。本专利技术所述具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板的制造方法，包括如下步骤：1)冶炼、铸造按照上述化学成分进行冶炼、铸造；2)热轧加热温度≥1150℃；终轧温度880～920℃，卷取温度≥650℃；3)冷轧冷轧压下率65～85％；4)连续退火退火温度740～780℃，保温时间80～120s；5)热镀锌6)平整平整率1.0～1.8％。上述步骤2)中，钢坯加热温度控制1150℃以上：连铸板坯加热过程发生AlN、Ti(C,N)等第二相颗粒的溶解，第二相颗粒溶解后在热轧卷取过程重新析出更加细小、弥散的析出物，当加热温度过低时，第二相颗粒溶解程度降低，影响卷取时碳化物和第二相析出、连续退火加热时溶解和冷却析出，并最终影响热镀锌钢板中固溶C含量。因此，为有效控制固溶C含量，选择钢坯加热温度在1150℃以上，优选在1180℃以上。上述步骤2)中，为了有效控制成品钢板中固溶C含量，在强度和时效性之间获得平衡，从而满足家电壳体对钢板的技术要求，本专利技术选择终轧温度在880～920℃。当终轧温度过低时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其化学成分质量百分比为：C：0.002～0.01％，Si：0.03～0.1％，Mn：0.2～1.0％，P：0.02～0.06％，Ti：0.04～0.07％，N≤0.003％，Al：0.01～0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，且上述元素同时需满足如下关系：Ti-4C-3.5N+2Al≤0.15％。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其化学成分质量百分比为：C：0.002～0.01％，Si：0.03～0.1％，Mn：0.2～1.0％，P：0.02～0.06％，Ti：0.04～0.07％，N≤0.003％，Al：0.01～0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，且上述元素同时需满足如下关系：Ti-4C-3.5N+2Al≤0.15％。


2.根据权利要求1所述的具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其特征在于，所述经济型热镀锌彩涂基板中C：0.003～0.006％，以质量百分比计。


3.根据权利要求1所述的具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其特征在于，所述经济型热镀锌彩涂基板中Si：0.03～0.05％，以质量百分比计。


4.根据权利要求1所述的具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其特征在于，所述经济型热镀锌彩涂基板中Mn：0.2～0.5％，以质量百分比计。


5.根据权利要求1所述的具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其特征在于，所述经济型热镀锌彩涂基板中P：0.04～0.06％，以质量百分比计。


6.根据权利要求1所述的具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其特征在于，所述经济型热镀锌彩涂基板中Ti：0.04～0.06％，以质量百分比计。


7.根据权利要求1所述的具有优异折弯表面质量的经济型热镀锌彩涂基板，其特征在于，所述经济型热镀锌彩涂基板中Al：0.02～0.05％，以质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永灿，朱清，梁高飞，阎元媛，班必俊，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31