一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法

摘要

本发明公开了一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，涉及汽车钢板表面处理技术领域。本发明的一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，将金属板材穿过浆液喷射叶轮机装置，沿所述金属板材上下对称分布布置进行EPS处理，所述浆液喷射叶轮机装置包括固定分布在金属板材上下表面的浆液叶轮机，所述叶轮机为压缩空气式喷丸机，所述浆液叶轮机固定以能EPS处理干净金属板材上下表铁氧化层为准；根据金属板材材料强度级别和冷弯性能要求进一步优选合理的浆液喷射速度、浆液流量喷射入射角以及带钢穿机速度等EPS工艺参数，使得EPS处理后得到的金属板材具备有良好的冷弯性能；同时有利于提高金属板材的疲劳性能，具备有极高的应用价值和经济价值。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车钢板表面处理技术领域，更具体地说是一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法。

背景技术

金属板材生产一般需要通过加热、轧制和冷却等工序，在多数情况下，金属板材被使用前，必须对金属板材表面进行处理，以提供适合于所要加工的产品的表面，以便对金属表面进行涂漆或用于其他方式涂敷例如镀锌、镀铝硅。去除金属板材表面的铁氧化层最常规方法是一种“酸洗”工艺，因“酸洗”处理存在一定腐蚀性和污染性，近年来，EPS处理方式得到广泛应用，通过使用浆液(水和磨料混合物)喷射装置去除铁氧化层。

EPS是浆液喷射技术的简称，其基本原理是工作介质即硬钢砂和水的混合物对钢板上下表面进行喷射处理，在打击力的作用下去除钢板表面的氧化铁皮，使钢板成为光滑、清洁的表面。EPS可免去酸洗、抛丸、涂漆等预处理工序，实现绿色清洁生产，但EPS处理属于物理方式去除金属表面铁氧化层，浆液喷射对金属板材表面会产生一定损伤，尤其是冷弯性能与热轧状态板材相比会有一定降低，严重时会影响材料的正常使用。尤其在汽车行业，冷弯性能作为衡量材料韧性重要指标，和汽车安全性能密切相关，开展相关研究具有重要意义。EPS处理后会使热轧板卷表面凹凸不平，呈“沟壑”状形貌，降低材料的成形性能和疲劳寿命，制约了EPS处理后的产品在市场上的推广，特别是在汽车梁类安全件上的应用。

经检索，关于解决上述不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：2007800335291、申请日为：2007年8月27日、公开日为：2009年8月26日，公开了一种用于从金属板材去鳞的浆体喷射设备，提供一种用于去鳞的、更为简单的且无需采用有害化学物品的处理即EPS除鳞设备，克服金属板材去鳞现有设备和方法存有关缺点，该设备由开卷机、矫直机、EPS处理单元、涂油机和卷取机等组成。但未对设备工艺参数选择和除鳞后的材料性能进行研究。

又如中国专利申请号为：2011800031220、申请日为：2011年9月13日、申请公布日为：2012年9月19日，公开了一种通过使用具有改善的砂流的浆料抛射除鳞池进行除鳞来制备防锈金属板的方法，通过控制浆液排出速度和浆料混合物中的砂的类型和数量，使金属板具有防锈特性，消除对产品涂油防锈的需求。但专利中未提及改善后的浆料对材料各项性能影响。

再如中国专利申请号为：2015106502932、申请日为：2015年10月9日、申请公布日为：2016年3月9日，公开了一种带钢用磨料浆喷射除鳞装置中的喷嘴快换装置，在一个可以转动的喷嘴盘面的圆周上安装有多个相同或不同型号规格的磨料浆喷嘴，转动喷嘴盘可使每个喷嘴分别与磨料浆入口管相对接，实现自动化、快速更换喷嘴。但未对除鳞工艺和材料性能进行描述。

可见现有的EPS处理技术关注更多的是装置和浆液，鲜有关于EPS产品冷弯性能方面研究。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有EPS处理技术鲜有关于EPS产品冷弯性能方面研究等问题，本发明提出一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，根据金属板材强度级别和冷弯性能要求，将金属板材穿过EPS处理单元所述EPS处理单元包括上下对称布置的浆液喷射叶轮机装置，所述浆液喷射叶轮机装置沿金属板材上下对称分布布置以进行EPS处理，通过优选合理的浆液喷射速度、浆液流量喷射入射角以及带钢穿机速度等EPS工艺参数，从而获得具有优良冷弯性能的EPS处理产品。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，根据金属板材强度级别和冷弯性能要求，将金属板材穿过EPS处理单元，所述EPS处理单元包括上下对称布置的浆液喷射叶轮机装置，从而对金属板材表面进行EPS处理，以去除金属表面铁氧化层；EPS处理中，浆液喷射速度为30m/s～60m/s，浆液流量为500～2500kg/min，喷射入射角为80～120°，带钢穿机速度为0～40m/min，金属板材EPS处理后的表面粗糙度为2.0～5.0um。

进一步的技术方案，对于强度级别700Mpa以下金属板材，EPS处理中，浆液喷射速度优选40m/s～45m/s，浆液流量优选800～1500kg/min，喷射入射角优选85～95°，带钢穿机速度优选5～25m/min，金属板材EPS处理后的表面粗糙度为2.5～3.5um。根据金属板材材料强度级别和冷弯性能要求进一步优选合理的浆液喷射速度、浆液流量喷射入射角以及带钢穿机速度等EPS工艺参数，使得EPS处理后得到的金属板材具备有良好的冷弯性能；同时，有利于提高金属板材的疲劳性能，具备有极高的应用价值和经济价值。

进一步的技术方案，所述浆液喷射叶轮机装置包括浆液叶轮机，所述浆液叶轮机固定分布在金属板材上下表面后，带钢以一定的速度移动，浆液叶轮机开始喷射浆液对金属板材上下表面进行EPS处理，EPS处理后的金属板材进行涂油防腐和或卷取以便后续加工。

进一步的技术方案，所述叶轮机设备为压缩空气式喷丸机。

进一步的技术方案，所述浆液为水和浆液磨料混合物，所述浆液磨料为铸钢砂，铸钢砂的硬度为46～65HRC。

进一步的技术方案，所述铸钢砂的硬度为55～60HRC。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，根据金属板材强度级别和冷弯性能要求，将金属板材穿过EPS处理单元，所述EPS处理单元包括上下对称布置的浆液喷射叶轮机装置，所述浆液喷射叶轮机装置沿金属板材上下对称分布布置以进行EPS处理；通过优选合理的浆液喷射速度、浆液流量喷射入射角以及带钢穿机速度等EPS工艺参数，使得EPS处理后得到的金属板材具备有良好的冷弯性能；同时，有利于提高金属板材的疲劳性能，具备有极高的应用价值和经济价值；

(2)本发明的一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，所述浆液喷射叶轮机装置包括浆液叶轮机，所述浆液叶轮机在金属板材上下表面固定分布若干台，固定的方式没有特殊限定，以能EPS处理干净金属板材上下表铁氧化层为准。

附图说明

图1为本发明的实例1冷弯试验结果(a)和冷弯试验圆弧截面金相(b)照片；

图2为本发明的对比例1冷弯试验结果(a)和冷弯试验圆弧截面金相(b)照片；

图3为对比例1弯曲角度120°冷弯试验结果；

图4为对比例1弯曲角度90°冷弯试验结果；

图5为实例2冷弯试验圆弧截面金相照片；

图6为对比例2冷弯试验圆弧截面金相照片。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。

根据金属板材强度级别和冷弯性能要求，将金属板材穿过EPS处理单元，所述EPS处理单元包括上下对称布置的浆液喷射叶轮机装置，从而对金属板材表面进行EPS处理，以去除金属表面铁氧化层；EPS处理中，浆液喷射速度为30m/s～60m/s，浆液流量为500～2500kg/min，喷射入射角为80～120°，带钢穿机速度为0～40m/min，金属板材EPS处理后的表面粗糙度为2.0～5.0um；根据金属板材强度级别和冷弯性能要求，将金属板材穿过浆液喷射叶轮机装置，沿所述金属板材上下对称分布布置进行EPS处理，从而获得具有优良冷弯性能的EPS处理产品。

对于强度级别700Mpa以下金属板材，EPS处理中，浆液喷射速度优选为40m/s～45m/s，浆液流量优选为800～1500kg/min，喷射入射角优选为85～95°，带钢穿机速度优选为5～25m/min，金属板材EPS处理后的表面粗糙度为2.5～3.5um。根据金属板材材料强度级别和冷弯性能要求进一步优选合理的浆液喷射速度、浆液流量喷射入射角以及带钢穿机速度等EPS工艺参数，使得EPS处理后得到的金属板材具备有良好的冷弯性能；同时，有利于提高金属板材的疲劳性能，具备有极高的应用价值和经济价值。所述浆液喷射叶轮机装置包括浆液叶轮机，所述浆液叶轮机固定分布在金属板材上下表面，带钢以一定的速度移动，浆液叶轮机开始喷射浆液对金属板材上下表面进行EPS处理，EPS处理后的金属板材进行涂油防腐和或卷取以便后续加工。

本实施例中，所述叶轮机设备为压缩空气式喷丸机，所述浆液叶轮机固定的方式没有特殊限定，以能EPS处理干净金属板材上下表铁氧化层为准。所述浆液为水和浆液磨料混合物，所述浆液磨料为铸钢砂，铸钢砂的硬度为46～65HRC。

进一步的，所述铸钢砂的硬度为55～60HRC。

实施例1

本实施例的一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法金属板材屈服强度为540Mpa，材料厚度为8mm，冷弯性能横向试样d＝a(d为弯曲直径，a为试样厚度)。

采用压缩空气式浆液叶轮机沿金属板材上下对称分布8台，EPS处理工艺参数为浆液喷射速度为43m/s，浆液流量为950kg/min，喷射入射角为90°，浆液喷射带钢覆盖率100％，带钢穿机速度为15m/min，浆液磨料为铸钢砂，其硬度为58HRC，EPS处理后的表面粗糙度为3.0um。

对比例1

采用压缩空气式浆液叶轮机沿金属板材上下对称分布8台，EPS处理工艺参数为浆液喷射速度为50m/s，浆液流量为1200kg/min，喷射入射角为90°，浆液喷射带钢覆盖率100％，带钢穿机速度为10m/min，浆液磨料为铸钢砂，其硬度为58HRC，EPS处理后的表面粗糙度为4.0um。

对实施例1和对比例1所得金属板材冷弯性能进行检测：

取横向试样120*35mm按照弯曲半径d＝a、弯曲角度180°，开展冷弯试验，实施例1冷弯试样弯曲半径外侧光滑无裂纹，对比例1冷弯试样弯曲半径外侧表面纹理粗化，进一步金相分析，如图1和2所示，金属表层存在微裂纹；再进一步改变对比例1冷弯试验弯曲角度，试验结果如图3和4所示，弯曲角度为120°冷弯试样弯曲半径外侧可见表面纹理粗化；弯曲角度为90°冷弯试样弯曲半径外侧光滑无表面纹路粗化。

实施例2

本实施例的一种冷弯性能优良的热轧板卷EPS处理方法，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：金属板材屈服强度为472MPa，材料厚度为5mm，冷弯性能横向试样d＝0.5a(d为弯曲直径，a为试样厚度)；

采用压缩空气式浆液叶轮机沿金属板材上下对称分布8台，EPS处理工艺参数为浆液喷射速度为40m/s，浆液流量为900kg/min，喷射入射角为90°，浆液喷射带钢覆盖率100％，带钢穿机速度为20m/min，浆液磨料为铸钢砂，其硬度为58HRC，EPS处理后的表面粗糙度为2.8um。

对比例2

采用压缩空气式浆液叶轮机沿金属板材上下对称分布8台，EPS处理工艺参数为浆液喷射速度为55m/s，浆液流量为1500kg/min，喷射入射角为90°，浆液喷射带钢覆盖率100％，带钢穿机速度为12m/min，浆液磨料为铸钢砂，其硬度为58HRC，EPS处理后的表面粗糙度为4.6um。

对实施例2和对比例2所得金属板材冷弯性能进行检测：

取横向试样120*35mm按照弯曲半径d＝a、弯曲角度180°，开展冷弯试验，如图5和6所示，实施例2冷弯试样弯曲半径外侧光滑无裂纹，对比例2冷弯试样弯曲半径外侧表面纹理粗化，金属表层存在微裂纹。

以上结果表明，由本发明提供的一种冷弯性能优良的热轧板EPS处理方法得到的金属板材具备有良好的冷弯性能，同时，有利于提高材料的疲劳性能，具备有极高的应用价值和经济价值。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。