專利名稱：：抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及彩涂鋼板/帶及其制造方法，特別涉及的產(chǎn)品主要用作生產(chǎn)家用電器外觀件的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶及其制造方法。
背景技術(shù)：
：以鋁鎮(zhèn)靜鋼作為基板的彩涂板，在彩涂涂覆工序時(shí)，經(jīng)過了約250度的高溫烘烤，基板中固溶的C、N原子產(chǎn)生時(shí)效，析出到晶界處，形成柯氏氣團(tuán)，導(dǎo)致材料的屈服平臺(tái)升高，最大可達(dá)約60MPa，屈服延伸率從原來為0提高到5%以上。當(dāng)用戶利用彩涂板進(jìn)行圓弧形折彎加工時(shí)，折彎部位外圓受拉、延伸增加較快，內(nèi)圓受壓，使均勻的彎曲變形變成不均勻變形，材料發(fā)生屈服變形效應(yīng)，即由于C、N原子形成的柯氏氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)有很強(qiáng)的釘扎作用，它必須在較大的外加應(yīng)力下才能使位錯(cuò)掙脫氣團(tuán)的釘扎，而位錯(cuò)一旦掙脫了氣團(tuán)的釘扎，就可以在較低的應(yīng)力下運(yùn)動(dòng)，待產(chǎn)生一定程度的延伸后，應(yīng)力又隨即上升，導(dǎo)致在變形量較大處產(chǎn)生起棱缺陷，此缺陷嚴(yán)重地影響了家用電器外觀件的美觀性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶及其制造方法，既可以消除現(xiàn)有方法的質(zhì)量缺陷，又無需進(jìn)行任何設(shè)備改造，在不增加生產(chǎn)難度和成本的前提下，抗烘烤時(shí)效彩涂產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量達(dá)到同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。本發(fā)明的技術(shù)方案是抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶，其基板成分重量百分比為C:《0.003%Si:0.15%0.25%Mn:O.5%0.8%P:0.06%0.08%S:《0.01%Ti:0.04%0.07%B:0.0004%0.0008%K0.003%Al:0.025%0.065%其余為Fe和不可避免的夾雜。本發(fā)明首先從優(yōu)化彩涂基板的成分入手，設(shè)計(jì)出抗烘烤時(shí)效的合金成分體系，控制鋼中的C含量在0.003%以下；提高鋼中的Al含量至0.025%0.065%，利用Al和N的強(qiáng)結(jié)合力生成A1N，減少固溶N，抑制時(shí)效；適量添加Ti、B元素來固定N元素，也減少固溶N;Mn含量升高至O.5%0.8%，一是提高材料的強(qiáng)度，二是使碳化物、氮化物更加穩(wěn)定，抑制時(shí)效；提高Si含量，起到固溶強(qiáng)化作用。C:鋼中的C含量控制在0.003X以下，使C在后續(xù)生產(chǎn)過程中的晶界析出比率降低，消除屈服平臺(tái)，防止起棱或滑移線缺陷。Si:對(duì)時(shí)效性能影響不大，具有一定的固溶強(qiáng)化作用，控制在適當(dāng)范圍。Mn:因?yàn)镸n使碳化物變得更穩(wěn)定，所以Mn含量越高，對(duì)抗時(shí)效性越有利?？紤]到對(duì)材料強(qiáng)度的影響，Mn含量控制在0.50.8%。P:在鋼中固溶于鐵素體中，對(duì)鋼有硬化作用，降低延伸率和沖壓性能，尤其是材料韌性會(huì)隨著P的增加而劣化，發(fā)生脆化。對(duì)于抗烘烤時(shí)效鋼種，P的范圍控制在0.060.08%。S:S偏析比較嚴(yán)重，會(huì)降低延伸率，形成的FeS熔點(diǎn)低，在晶界處產(chǎn)生脆化，一般通過添加Mn生成熔點(diǎn)高的MnS，該鋼種的S含量控制在0.01%以下。Ti:Ti與N、C、S等元素有強(qiáng)親和力，特別是形成碳化物、氧化物后微細(xì)析出，對(duì)鋼板特性有很大影響，改善了鋼板的時(shí)效性。Ti含量的控制范圍為0.04%0.07%。B:B優(yōu)先與N結(jié)合生成化合物，抑制熱軋過程中A1N的析出，使A1N的危害作用減少；B可以完全將N固定，改善時(shí)效。該鋼種添加了微量的B，范圍為0.0004%0.0008%。N:N對(duì)機(jī)械性能有顯著的影B向，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨N含量的增加而增加，而延伸率下降。N有明顯的常溫時(shí)效作用，為了改善時(shí)效性能，通常在鋼中添加Al、Ti、B等與N親和力強(qiáng)的元素。N含量越低越好，但考慮到煉鋼成本和實(shí)際可操作性，N的控制范圍為0.003%以下。Al:A1為強(qiáng)脫氧劑，與N有強(qiáng)結(jié)合力，生成A1N，減少固溶N量，改善時(shí)效性；A1可以細(xì)化晶粒、提高韌性；利用A1N對(duì)晶粒長(zhǎng)大抑制效應(yīng)，在退火中細(xì)化晶粒，可以提高深沖性能。本發(fā)明產(chǎn)品Al含量為0.0250.065%。本發(fā)明抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其包括如下步驟1)按上述成分冶煉、二次精煉、鑄造成板坯；2)熱軋終軋溫度900-930°C、巻取溫度580-620°C;3)冷軋酸洗、軋制；4)退火處理退火爐內(nèi)有保護(hù)氣體，退火溫度260-80(TC，退火時(shí)間250400秒，退火后進(jìn)行平整；5)電鍍處理電流強(qiáng)度范圍621千安培，鍍液鋅離子濃度100150g/l，鍍液溫度5055°C;6)涂敷有機(jī)膜烘烤溫度為230250°C。其中，所述的熱軋終軋溫度900-930。C，巻取溫度580_62(TC。所述的保護(hù)氣體包含氫氣和氮?dú)?，以體積百分比計(jì)，其中氫氣占27%，余量為氮?dú)?。又，本發(fā)明所述的退火處理包括預(yù)熱處理、加熱處理、均熱處理、噴氣冷卻、輥冷處理和過時(shí)效處理。所述的預(yù)熱處理的預(yù)熱溫度無明確要求，預(yù)熱時(shí)間820秒。所述的加熱處理的加熱溫度730800°C，加熱時(shí)間6090秒。所述的均熱處理的均熱溫度730800°C，均熱時(shí)間不少于40秒。所述的噴氣冷卻溫度550650°C，冷卻時(shí)間620秒。所述的輥冷溫度4005Q0。C，冷卻時(shí)間620秒。所述的過時(shí)效處理的溫度260380°C，冷卻時(shí)間100180秒。另外，所述的平整壓下率為0.61.0%。在熱軋工序采用900-930°C的終軋溫度、580-62(TC的巻取溫度，保證熱軋板晶粒大小合適、鋼基板組織均勻，滿足后續(xù)冷軋加工要求，使彩涂成品具有一定的強(qiáng)度。在冷軋退火工序采用260-80(TC退火溫度，預(yù)熱、加熱和均熱處理使冷軋變形后的不均勻組織進(jìn)行回復(fù)、再結(jié)晶，使晶粒均勻化，獲得最優(yōu)的加工性能和強(qiáng)度，最大程度上生成碳化物，減少固溶C、N的析出，噴氣冷卻、輥冷和過時(shí)效處理使殘余固溶C、N充分析出，提高抗時(shí)效性能。平整減少鋼基體中位錯(cuò)密度，降低因加工變形開動(dòng)位錯(cuò)引起的起棱概率，更進(jìn)一步地提高抗時(shí)效性能。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)是進(jìn)行適當(dāng)合金體系設(shè)計(jì)，配以后續(xù)合適的熱軋和冷軋生產(chǎn)工藝，無需改造任何生產(chǎn)設(shè)備、無需對(duì)生產(chǎn)工藝作重大調(diào)整，特別是無需在退火機(jī)組進(jìn)行大平整和后時(shí)效處理，就可以制造出抗烘烤時(shí)效的彩涂產(chǎn)品，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品性價(jià)比和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。表1為本發(fā)明抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶基板的實(shí)施例。表1實(shí)施例成分含量(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例1:發(fā)明鋼A含有C:0.0012%、Si:0.192%、Mn:0.586%、P:0.076%、S:0.006%、Ti:0.054%、B:0.0006%、N:0.0023%、Al:0.039%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，終軋溫度92rC，巻取溫度594"，退火均熱溫度766"，屈服強(qiáng)度(o。2)為260MPa，抗拉強(qiáng)度為419MPa，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。烘烤后性能，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。實(shí)施例2:發(fā)明鋼B含有C:0.0018%、Si:0.182%、Mn:0.576%、P:0.075%、S:0.007%、Ti:0.056%、B:0.0008%、N:0.0026%、Al:0.032%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，終軋溫度92rC，巻取溫度592"，退火均熱溫度78rC，屈服強(qiáng)度(o。2)為283MPa，抗拉強(qiáng)度為428MPa，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為0MPa。烘烤后性能，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。實(shí)施例3:發(fā)明鋼C含有C:0.0017%、Si:0.173%、Mn:0.589%、P:0.076%、S:0.007%、Ti:0.054%、B:0.0007%、N:0.0025%、Al:0.038%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，終軋溫度927"，巻取溫度602"，退火均熱溫度775"，屈服強(qiáng)度(o。2)為243MPa，抗拉強(qiáng)度為422MPa，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。烘烤后性能，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。實(shí)施例4:發(fā)明鋼D含有C:0.0028%、Si:0.191%、Mn:0.761%、P:0.068%、S:0.007%、Ti:0.045%、B:0.0006%、N:0.0022%、Al:0.054%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，終軋溫度91(TC，巻取溫度593t:，退火均熱溫度774t:，屈服強(qiáng)度(o。2)為281MPa，抗拉強(qiáng)度為437MPa，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。烘烤后性能，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。實(shí)施例5:發(fā)明鋼E含有C:0.0012%、Si:0.20%、Mn:0.782%、P:0.065%、S:0.006%、Ti:0.052%、B:0.0006%、N:0.0023%、Al:0.052%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，終軋溫度924t:，巻取溫度608t:，退火均熱溫度763t:，屈服強(qiáng)度(o。2)為256MPa，抗拉強(qiáng)度為425MPa，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。烘烤后性能，屈服延伸率為0%、屈服平臺(tái)高度為OMPa。本發(fā)明采用超低碳、適當(dāng)提高Si、Mn含量的成分體系設(shè)計(jì)并采用高溫終軋、低溫巻取工藝，不僅可以消除普通鋁鎮(zhèn)靜鋼彩涂產(chǎn)品使用時(shí)的起棱缺陷，而且保證了一定的強(qiáng)度，滿足用戶在進(jìn)行大弧度折彎時(shí)對(duì)美觀性的要求，其抗時(shí)效水平達(dá)到最高級(jí)別。由于本發(fā)明技術(shù)主要通過成分重新優(yōu)化、適當(dāng)調(diào)整生產(chǎn)工藝，無需改造任何設(shè)備，因而是一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的生產(chǎn)抗烘烤時(shí)效彩涂產(chǎn)品的方法，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。權(quán)利要求抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶，其基板成分重量百分比為C≤0.003％Si0.15％～0.25％Mn0.5％～0.8％P0.06％～0.08％S≤0.01％Ti0.04％～0.07％B0.0004％～0.0008％N≤0.003％Al0.025％～0.065％其余為Fe和不可避免的夾雜。2.如權(quán)利要求1所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其包括如下步驟1)按上述成分冶煉、二次精煉、鑄造成板坯；2)熱軋終軋溫度900-930。C、巻取溫度580-620°C;3)冷軋酸洗、軋制；4)退火處理退火爐內(nèi)有保護(hù)氣體，退火溫度260-80(TC，退火時(shí)間250400秒，退火后進(jìn)行平整；5)電鍍處理電流強(qiáng)度范圍621千安培，鍍液鋅離子濃度100150g/l，鍍液溫度5055°C;6)涂敷有機(jī)膜烘烤溫度為230250°C。3.如權(quán)利要求2所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的保護(hù)氣體包含氫氣和氮?dú)?，以體積百分比計(jì)，其中氫氣占27%，余量為氮?dú)狻?.如權(quán)利要求2所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的退火處理包括預(yù)熱處理、加熱處理、均熱處理、噴氣冷卻、輥冷處理和過時(shí)效處理。5.如權(quán)利要求4所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的預(yù)熱處理的預(yù)熱溫度無明確要求，預(yù)熱時(shí)間820秒。6.如權(quán)利要求4所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的加熱處理的加熱溫度730800。C，加熱時(shí)間6090秒。7.如權(quán)利要求4所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的均熱處理的均熱溫度730800。C，均熱時(shí)間不少于40秒。8.如權(quán)利要求4所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的噴氣冷卻溫度55065(TC，冷卻時(shí)間620秒。9.如權(quán)利要求4所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的輥冷溫度400500°C，冷卻時(shí)間620秒。10.如權(quán)利要求4所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的過時(shí)效處理的溫度26038(TC，冷卻時(shí)間100180秒。11.如權(quán)利要求2所述的抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶的制造方法，其特征是，所述的平整壓下率為0.61.0%。全文摘要抗烘烤時(shí)效的彩涂鋼板/帶，其基板成分重量百分比為C≤0.003％、Si0.15％～0.25％、Mn0.5％～0.8％、P0.06％～0.08％、S≤0.01％、Ti0.04％～0.07％、B0.0004％～0.0008％、N≤0.003％、Al0.025％～0.065％、其余為Fe和不可避免的夾雜。其制造方法包括冶煉、鑄造、熱軋、冷軋、退火、電鍍和涂敷有機(jī)膜。退火處理在連續(xù)退火爐內(nèi)進(jìn)行，退火爐內(nèi)保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，其中氫氣?～7％，余量為氮?dú)?；電鍍?cè)陔婂儾蹆?nèi)進(jìn)行，電流強(qiáng)度6～21干安培，鍍液鋅離子濃度100～150g/l，鍍液溫度50～55℃；涂敷有機(jī)膜工序的烘烤溫度230～250℃。本發(fā)明生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)。文檔編號(hào)C22C33/00GK101787486SQ20091004584公開日2010年7月28日申請(qǐng)日期2009年1月23日優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日發(fā)明者李招余,田新芳,顧進(jìn)榮,馬雪丹申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司