双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法

摘要

本发明公开了一种双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法，所述方法包括冶炼、连铸、热轧、除鳞、酸轧、连续退火和平整工序；所述除鳞工序，采用三段式除鳞工艺，除鳞位置包括加热炉后除鳞、粗轧前除鳞与精轧前除鳞，各除鳞点除鳞水压力≥24MPa，其中粗轧为往复式轧制，轧制5道次，每道次都进行高压水除鳞。通过调整和优化全流程生产工艺，包括控制连铸坯化学成分、改善连铸、热轧、冷轧的加热与冷却制度、控制热轧除鳞工艺、冷轧酸轧工艺、控制平整后钢带的粗糙度等，改善了双相钢冷轧汽车板的表面质量、抑制钢板表面的元素富集，从而提高磷化膜的质量，提高双相钢冷轧汽车板的可涂装性能以及涂装后的耐腐蚀性能。

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法。

背景技术

双相钢指主要由铁素体相和马氏体相组成的钢。可由低碳钢或低合金钢经临界区处理或控制轧制而得到，是低合金高强度钢的一个重要分支，具有屈服强度低、初始加工硬化速率高、在加工硬化和屈服强度上表现高应变速率敏感性以及强度和延性配合好等特点，是汽车实现轻量化的首选材料之一。现代冷轧双相钢一般都通过连续退火生产线与连续热镀锌线生产，这些设备具有强大的冷却能力，因而基于成本因素考虑，冷轧双相钢的合金成分比较简单，往往采用C-Si-Mn合金系，根据强度级别不同而调整合金元素的含量。

汽车的车身防腐主要通过涂装实现，涂装质量的好坏直接影响到汽车车身的耐腐蚀性能，磷化处理作为一种重要的涂装前处理方法，在汽车生产领域得到了广泛的应用。良好的磷化膜质量是保证涂装性能的有利条件，磷化膜的结晶状态以及晶粒尺寸是评价磷化膜质量的有效方法。汽车制造厂要求冷轧汽车板表面的磷化膜结晶状态呈连续、均匀、致密的粒状分布，不得出现磷化缺陷，磷化膜晶粒尺寸一般≤15μm。

冷轧汽车板的表面质量是影响磷化质量以及可涂装性能的重要因素。主要表现在以下几个方面：1）表面清洁度。冷轧汽车板表面的碳污染对磷化处理非常不利，容易导致磷化膜缺陷的出现；2）冷轧汽车板表面元素的富集和选择性氧化状态。钢中易氧化元素Mn、Si等在钢板表面的富集和氧化会导致其表面反应活性不均匀，引起局部位置磷化膜晶粒粗大，涂装后漆膜耐腐蚀性能降低；与低碳软钢类退火钢种相比，双相钢一般Mn、Si含量较高，在相同的退火炉内气氛与温度下，其表面析聚Mn、Si元素的程度较大，导致其表面更易形成Mn、Si元素的氧化物，与基体形成电位差，引起局部位置磷化膜晶粒粗大。3）钢板表面粗糙度。表征钢板表面的粗化程度，机械粗化促使样板表面真实面积增大，成核活性中心增多，对于形成致密的磷化膜非常有利。4）表面缺陷。由于带钢表面夹杂物及析出相与周围基体之间的电位差以及对磷化液润湿性的差异，其表面均匀性降低，局部活性偏高，不利于形成连续、均匀且致密的磷化膜。

为提高冷轧汽车板的可涂装性能，需要通过调整和优化全流程生产工艺，改善双相钢冷轧汽车板的表面质量、控制表面粗糙度在合理范围内、抑制钢板表面的元素富集，从而提高磷化膜的质量，提高双相钢冷轧汽车板的可涂装性能以及涂装后的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法。本发明提高了双相钢冷轧高强汽车板磷化后磷化膜质量，从而提高冷轧汽车板的可涂装性能以及涂装后的耐腐蚀性能。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法，所述方法包括冶炼、连铸、热轧、除鳞、酸轧、连续退火和平整工序；所述除鳞工序，采用三段式除鳞工艺，除鳞位置包括加热炉后除鳞、粗轧前除鳞与精轧前除鳞，各除鳞点除鳞水压力≥24MPa，其中粗轧为往复式轧制，轧制5道次，为加强除鳞效果，每道次都进行高压水除鳞。

本发明所述冶炼工序，控制连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06-0.09%，Mn：1.4-2.0%，S≤0.008%，P≤0.025%，Si：0.2-0.6%，Als：0.015-0.06%，N≤0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明所述连铸工序，拉速控制在1.3-1.5m/min，板坯出炉温度1120-1230℃，驻炉时间120-300min，炉内烟气残氧含量≤4%。

本发明所述热轧工序，精轧入口温度1025-1075℃，终轧温度850-890℃，卷曲温度590-660℃。

本发明所述酸轧工序，总压下率50-70%，单面残油量≤350mg/m²，单面残铁量≤50mg/m²。

本发明所述连续退火工序，加热段温度150-260℃，均热段温度750-840℃，缓冷段温度630-670℃，快冷段温度260-300℃，过时效段温度230-290℃，终冷段温度50-150℃。

本发明带钢速度150-249m/min，炉内氢气含量为1.9-5.5%，炉内各段氧含量为0-30ppm，露点值为-75℃至-35℃。

本发明所述平整工序，平整后钢带的表面粗糙度R_a值控制为0.6-1.4μm，R_pc值控制在≥55。

本发明双相钢冷轧高强汽车板产品标准参考GB/T20564.2，性能检测方法标准参考GB/T228.1金属材料室温拉伸试验方法。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明无需对设备升级改造，通过调整和优化全流程生产工艺，包括控制连铸坯化学成分、改善连铸、热轧、冷轧的加热与冷却制度、控制热轧除鳞工艺、冷轧酸轧工艺、控制平整后钢带的粗糙度等，改善了双相钢冷轧汽车板的表面质量、抑制钢板表面的元素富集，从而提高磷化膜的质量，提高双相钢冷轧汽车板的可涂装性能以及涂装后的耐腐蚀性能。2、本发明磷化后磷化膜均匀致密，磷化晶粒尺寸≤15μm。3、对于高Mn、高Si含量的双相钢汽车板产品，应用本发明的工艺参数，可以控制其表面的Mn、Si等元素的析出，有利于后续涂装得到优质的磷化膜质量和优良的防腐性能。

附图说明

图1是本发明的连退工艺示意图；

图2是实施例1双相钢冷轧高强汽车板磷化膜形貌显微图（1000倍）；

图3是实施例2双相钢冷轧高强汽车板磷化膜形貌显微图（1000倍）；

图4是实施例3双相钢冷轧高强汽车板磷化膜形貌显微图（1000倍）。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法包括冶炼、连铸、热轧、除鳞、酸轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）冶炼工序：控制连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Mn：2.0%，S：0.008%，P：0.025%，Si：0.2%，Als：0.015%，N：0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质；

（2）连铸工序：拉速控制为1.3m/min，板坯出炉温度1120℃，驻炉时间300min，炉内烟气残氧含量4%；

（3）热轧工序：精轧入口温度1025℃，终轧温度890℃，卷曲温度590℃；

（4）除鳞工序：采用三段式除鳞工艺，除鳞位置包括加热炉后除鳞、粗轧前除鳞与精轧前除鳞，各除鳞点水压力分别为24、25、24MPa，粗轧除鳞道次包括1、2、3、4、5道次；

（5）酸轧工序：总压下率60%，单面残油量350mg/m²，单面残铁量50mg/m²；

（6）连续退火工序：加热段温度150℃，均热温度750℃，缓冷段温度630℃，快冷段温度260℃，过时效段温度230℃，终冷段温度50℃，带钢速度150m/min，炉内氢气含量1.9%，炉内各段氧含量为10ppm，露点值为-75℃；

（7）平整工序：平整后钢带的表面粗糙度R_a值为0.6μm，R_pc值为55。

本实施例所得双相钢冷轧高强汽车板的磷化膜形貌显微图如图2所示，其磷化形貌均匀致密，磷化晶粒尺寸≤15μm；其磷化板电泳后耐交变腐蚀性能良好，满足大众汽车标准PV 1210。

实施例2

本实施例双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法包括冶炼、连铸、热轧、除鳞、酸轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）冶炼工序：控制连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.09%，Mn：1.4%，S：0.005%，P：0.015%，Si：0.6%，Als：0.06%，N：0.004%，余量为Fe及不可避免的杂质；

（2）连铸工序：拉速控制为1.4m/min，板坯出炉温度1230℃，驻炉时间120min，炉内烟气残氧含量3%；

（3）热轧工序：精轧入口温度1075℃，终轧温度850℃，卷曲温度660℃；

（4）除鳞工序：采用三段式除鳞工艺，除鳞位置包括加热炉后除鳞、粗轧前除鳞与精轧前除鳞，各除鳞点水压力分别为25、25、24MPa，粗轧除鳞道次包括1、2、3、4、5道次；

（5）酸轧工序：总压下率70%，单面残油量250mg/m²，单面残铁量40mg/m²；

（6）连续退火工序：加热段温度260℃，均热温度840℃，缓冷段温度670℃，快冷段温度300℃，过时效段温度290℃，终冷段温度150℃，带钢速度249m/min，炉内氢气含量5.5%，炉内各段氧含量为30ppm，露点值为-35℃；

（7）平整工序：平整后钢带的表面粗糙度R_a值为1.4μm，R_pc值为100。

本实施例所得双相钢冷轧高强汽车板的磷化膜形貌显微图如图3所示，其磷化形貌均匀致密，磷化晶粒尺寸≤15μm；其磷化板电泳后耐交变腐蚀性能良好，满足大众汽车标准PV 1210。

实施例3

本实施例双相钢冷轧高强汽车板可涂装性能表面质量的控制方法包括冶炼、连铸、热轧、除鳞、酸轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）冶炼工序：控制连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08%，Mn：1.8%，S：0.004%，P：0.010%，Si：0.4%，Als：0.04%，N：0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质；

（2）连铸工序：拉速控制为1.5m/min，板坯出炉温度1160℃，驻炉时间150min，炉内烟气残氧含量3%；

（3）热轧工序：精轧入口温度1050℃，终轧温度870℃，卷曲温度630℃；

（4）除鳞工序：采用三段式除鳞工艺，除鳞位置包括加热炉后除鳞、粗轧前除鳞与精轧前除鳞，各除鳞点水压力分别为26、25、25MPa，粗轧除鳞道次包括1、2、3、4、5道次；

（5）酸轧工序：总压下率70%，单面残油量200mg/m²，单面残铁量30mg/m²；

（6）连续退火工序：加热段温度200℃，均热温度770℃，缓冷段温度650℃，快冷段温度280℃，过时效段温度260℃，终冷段温度100℃，带钢速度200m/min，炉内氢气含量3.5%，炉内各段氧含量为20ppm，露点值为-45℃；

（7）平整工序：平整后钢带的表面粗糙度R_a值为1.0μm，R_pc值为110。

本实施例所得双相钢冷轧高强汽车板的磷化膜形貌显微图如图4所示，其磷化形貌均匀致密，磷化晶粒尺寸≤15μm；其磷化板电泳后耐交变腐蚀性能良好，满足大众汽车标准PV 1210。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。