一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼，其組分及重量百分比含量為：C≤0.0015%，Si≤0.018%，Mn0.05~0.20%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ti0.05~0.07%，Als0.02～0.06%，N≤0.003%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；其步驟：1）冶煉并連鑄成坯；常規(guī)加熱后熱軋；常規(guī)水冷至卷取溫度并卷?。焕滠?；連續(xù)退火；光整；常規(guī)酸洗、刷洗電解脫脂、漂洗；對(duì)帶鋼進(jìn)行重力法單面鍍鋅工藝。本發(fā)明在保證其力學(xué)性能屈服強(qiáng)度在120~170MPa，抗拉強(qiáng)度在270~330MPa，塑性應(yīng)變比r90≥2.1，加工硬化指數(shù)n90≥0.22，延伸率A80mm≥42%下，直接接觸汽油的鍍層面，防腐蝕性能優(yōu)良且表面質(zhì)量高，非鍍層面的有著良好的焊接性能，利于沖壓后的油箱上下殼體進(jìn)行密封焊接工藝。
【專利說明】一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼及其生產(chǎn)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油箱用鋼及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種鍍鋅油箱用鋼及其生產(chǎn)方法，確切地為一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]單面電鍍鋅汽車油箱用深沖鋼，采用連退超深沖板為基板，在電鍍鋅工序采用單面電鍍工藝，是目前冷軋產(chǎn)品中最優(yōu)良的深沖性能，并具有性能穩(wěn)定、無時(shí)效、成型性能優(yōu)良等特點(diǎn)。如牌號(hào)為DC06+ZE超深沖，雖然，關(guān)于電鍍鋅鋼板及生產(chǎn)方法的研究，國內(nèi)外都查閱到相應(yīng)的文獻(xiàn)與專利，但其主要側(cè)重于普通雙面電鍍鋅的工藝及電鍍鋅板表面后處理等問題，但其存在的不足是:汽車油箱零件由于裝載汽油，零件變性大，需要沖壓性能良好的超深沖電鍍鋅板，普通電鍍鋅板無法滿足沖壓要求。并且由于裝載汽油需要密閉性好，及是鋼板有著優(yōu)良的焊接性能，而鋅的熔點(diǎn)低于鋼板，加熱時(shí)先熔化的鋅層使兩板間的接觸面擴(kuò)大，電流密度減小，所以雙面電鍍鋅的焊接性能較差。
[0003]經(jīng)檢索，在所檢索的文獻(xiàn)中，關(guān)于電鍍鋅鋼板及生產(chǎn)方法的研究，其主要側(cè)重于對(duì)電鍍鋅板的磷化、無鉻鈍化等后處理的描述，鮮有涉及油箱用超深沖單面電鍍鋅的生產(chǎn)工藝。本項(xiàng)目涉及的油箱用超深沖單面電鍍鋅鋼，不僅可以滿足油箱零件沖壓變形要求，而且由于在焊接工序在非鍍層面，焊接性能也優(yōu)于普通雙面電鍍鋅板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技存在的防腐蝕和焊接性能不容易兼得的不足，提供一種不僅沖壓成形性優(yōu)良，而且防腐蝕性能和焊接性能也都優(yōu)良的單面電鍍鋅汽車油箱用鋼及其生產(chǎn)方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)上述目的的措施:
一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼，其組分及重量百分比含量為:C≤0.0015%,Si≤ 0.018%, Mn 0.05~0.20%, P ≤ 0.015%, S^0.010%, Ti 0.05~0.07%, Als 0.02 ~0.06%, N≤0.003%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]生產(chǎn)一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼的方法，其步驟:
1)冶煉并連鑄成還;
2)經(jīng)常規(guī)加熱后進(jìn)行熱軋，控制終軋溫度在91(T950°C；
3)常規(guī)水冷至卷取溫度并進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在71(T740°C；
4)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率80-83%；
5)進(jìn)行連續(xù)退火，控制器退火均熱溫度在82(T840°C，控制帶鋼運(yùn)行速度在120-150米/分鐘中的一固定值，并快速冷卻至440-470°C ；
6)進(jìn)行光整，控制光整延伸率A在0.6^0.8% ；
7)進(jìn)行常規(guī)酸洗、刷洗電解脫脂、漂洗；
8)對(duì)帶鋼進(jìn)行重力法單面鍍鋅工藝:在對(duì)帶鋼的一面進(jìn)行電鍍鋅的同時(shí)，對(duì)帶鋼的非鍍鋅面按照廣3克/平方米鍍鋅，并對(duì)此非鍍鋅面采用稀酸洗干凈；電鍍鋅面的鍍鋅液中的鋅離子濃度為80~110克/升，PH值在1.2~1.8，鍍鋅溫度為5(T58°C，帶鋼通過鍍鋅槽的速度為80~120米/分鐘。
[0007]其特征在于:電鍍鋅面的鍍鋅液中雜質(zhì)離子控制在Fe2+ ( 3000ppm,Fe3+≤ 1OOOppm, pb2+〈5ppm, Cu2+<1.4 ppm。
[0008]本發(fā)明中各元素及主要工序的作用
C: C是鋼中的強(qiáng)化元素，C增加鋼板強(qiáng)度，降低鋼板塑性，隨著鋼中碳含量的降低，鋼板的各項(xiàng)成形性能指標(biāo)迅速提高，沖壓成型對(duì)于單面電鍍鋅油箱用鋼來說非常重要，所以需要的是低的屈服強(qiáng)度、高的延伸率，例如一般沖壓鋼板的碳含量為c<0.08% (如我國的08A1鋼)，對(duì)本鋼C設(shè)計(jì)生產(chǎn)控制范圍CS0.0015%。
[0009]Si =Si在鋼中有置換固溶強(qiáng)化的作用，隨著鋼中Si含量的增加，抗拉強(qiáng)度近似呈線性升高，但升高的程度沒有C的影響大。鋼中硅含量高會(huì)導(dǎo)致熱軋板酸洗時(shí)難于除去氧化鐵皮，鋼板表面質(zhì)量變差，且添加Si使鋼板韌性變差。因此設(shè)計(jì)要求硅含量< 0.0018%。
[0010]Mn:Mn在鋼中是最常用的化學(xué)元素。Mn原子無限固溶于Υ-Fe中，擴(kuò)大Y相區(qū)。Mn兀素也提聞Y晶界表面自由能差，促進(jìn)Y晶界移動(dòng)，使Y晶粒長大。Mn兀素在gamma/α相中通常不進(jìn)行重新分配，在局部平衡的條件下，Mn可以促進(jìn)先共析鐵素體的形核。鋼中添加Mn元素，可以提高屈服強(qiáng)度。另一方面，一定量的Mn含量有利于消除鋼中硫的不利影響,但Mn含量過高會(huì)惡化深沖性能，對(duì)于有深沖性能要求高的單面電鍍鋅油箱用鋼，Mn含量添加量在0.05、.20%較為適宜。
[0011]P:磷在一般情況下作為殘余元素存在于鋼中，當(dāng)磷原子取代鐵原子形成置換固溶體時(shí)，則鋼得到強(qiáng)化，在諸多置換固溶體形成元素中，磷的強(qiáng)化能力最大，且磷對(duì)鋼的強(qiáng)化使延性很少惡化，對(duì)塑性應(yīng)變值r影響較小。但過多磷含量可能導(dǎo)致磷在晶界的偏析，特別是在有碳化物形成元素如鈦和鈮的存在時(shí)易偏聚在晶界處，從而引起鋼的脆化，可焊性亦會(huì)變差。而本項(xiàng)目單面電鍍鋅油箱用鋼首先要保證的深沖性能，且要求的是低的屈服應(yīng)力，所以鋼中的P含量應(yīng)越低越好。
[0012]S:S在深沖鋼中是有害元素，在鋼中形成MnS、TiS等硫化物，一般應(yīng)避免S含量過高。但在超純凈IF鋼中適當(dāng)提高S含量，十分有利于將微細(xì)的TiC以粗大的Ti4C2S2形式析出；保持適度的S/C比，不僅有利于固定間隙C原子，而且可顯著促使鋼板中的二次相粒子集聚、粗化，從而有利于成品鍍鋅板r值的提高。但總體上S在深沖鋼中是有害元素，因此IF鋼中應(yīng)控制S含量≤0.010%甚至更低。
[0013]T1:為提高鋼板深沖性能，達(dá)到無間隙原子(IF)狀態(tài)，須固定C、N間隙原子，本項(xiàng)目采用單加Ti的IF鋼，同時(shí)由于減少固溶碳含量，從而減小了對(duì)鍍層暴突結(jié)構(gòu)生成的抑制作用。Ti在鑄坯中能與N結(jié)合，形成穩(wěn)定的TiN質(zhì)點(diǎn)，從而清除鋼中的間隙原子N，另一方面，由于鈦與硫具有強(qiáng)的親和力，可以生成硬的硫鈦化物，防止伸長的硫化錳的不良影響。超低碳鋼中Ti含量一般控制在0.10%以下，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)Ti含量為0.05~0.07%.Als:A1在深沖鋼中是作為脫氧劑加入的，目的主要是去除冶煉時(shí)溶在鋼液中的氧。另外鋁作為定氮?jiǎng)梢种频阼F素體中的固溶，消除應(yīng)變時(shí)效，提高低溫韌性。T1-1F鋼中存在脫氧的殘留物Als，一定量的Als有助于保護(hù)鋼中的鈦，但Als過高則使鋼水易氧化，鋼中的夾雜物增加，控制Als范圍為0.02~0.06%。[0014]N:對(duì)于深沖用鋼，氮的負(fù)面影響是造成鋼板屈服效應(yīng)和應(yīng)變時(shí)效。另外，N含量增加，若冶金工藝控制不當(dāng)，N易于和T1、Al等形成帶棱角的夾雜物，對(duì)于沖壓性能極為不利，因此沖壓用鋼總是要盡可能地降低氮，武鋼IF鋼N元素控制水平為N≤0.003%。[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證其力學(xué)性能屈服強(qiáng)度在12(Tl70MPa，抗拉強(qiáng)度在270~330MPa，塑性應(yīng)變比r90≥2.1，加工硬化指數(shù)n90 ≥ 0.22，延伸率A80mm≥42%下，直接接觸汽油的鍍層面，防腐蝕性能優(yōu)良且表面質(zhì)量高，非鍍層面的有著良好的焊接性能，利于沖壓后的油箱上下殼體進(jìn)行密封焊接工藝。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述:
表1為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表；
表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的主要工藝參數(shù)列表；
表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例性能檢測(cè)情況列表。
[0017]本發(fā)明各實(shí)施例按照以下步驟生產(chǎn):
1)冶煉并連鑄成還;
2)經(jīng)常規(guī)加熱后進(jìn)行熱軋，控制終軋溫度在91(T950°C；
3)常規(guī)水冷至卷取溫度并進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在71(T740°C；
4)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率80-83%；
5)進(jìn)行連續(xù)退火，控制器退火均熱溫度在82(T840°C，控制帶鋼運(yùn)行速度在120-150米/分鐘中的一固定值，并快速冷卻至44(T470°C ；
6)進(jìn)行光整，控制光整延伸率A在0.6^0.8% ；
7)進(jìn)行常規(guī)酸洗、刷洗電解脫脂、漂洗；
8)對(duì)帶鋼進(jìn)行重力法單面鍍鋅工藝:在對(duì)帶鋼的一面進(jìn)行電鍍鋅的同時(shí)，對(duì)帶鋼的非鍍鋅面按照1-3克/平方米鍍鋅，并對(duì)此非鍍鋅面采用稀酸洗干凈；電鍍鋅面的鍍鋅液中的鋅離子濃度為80~110克/升，PH值在1.2~1.8，鍍鋅溫度為5(T58°C，帶鋼通過鍍鋅槽的速度為80~120米/分鐘。
[0018]表1本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的化學(xué)成分(wt% )
【權(quán)利要求】
1.一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼，其組分及重量百分比含量為:C< 0.0015%，Si ( 0.018%, Mn 0.05~0.20%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.010%, Ti 0.05~0.07%, Als 0.02 ~0.06%, N^0.003%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼的方法，其步驟: 1)冶煉并連鑄成還; 2)經(jīng)常規(guī)加熱后進(jìn)行熱軋，控制終軋溫度在91(T950°C； 3)常規(guī)水冷至卷取溫度并進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在71(T740°C； 4)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率80-83%； 5)進(jìn)行連續(xù)退火，控制器退火均熱溫度在82(T840°C，控制帶鋼運(yùn)行速度在120-150米/分鐘中的一固定值，并快速冷卻至44(T470°C ； 6)進(jìn)行光整，控制光整延伸率A在0.6^0.8% ； 7)進(jìn)行常規(guī)酸洗、刷洗電解脫脂、漂洗； 8)對(duì)帶鋼進(jìn)行重力法單面鍍鋅工藝:在對(duì)帶鋼的一面進(jìn)行電鍍鋅的同時(shí)，對(duì)帶鋼的非鍍鋅面按照 3克/平方米鍍鋅，并對(duì)此非鍍鋅面采用稀酸洗干凈；電鍍鋅面的鍍鋅液中的鋅離子濃度為80~110克/升，PH值在1.2~1.8，鍍鋅溫度為5(T58°C，帶鋼通過鍍鋅槽的速度為80~120米/分鐘。
3.如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)一種單面電鍍鋅汽車油箱用鋼的方法，其特征在于:電鍍鋅面的鍍鋅液中雜質(zhì)離子控制在 Fe2+ < 3000ppm, Fe3+ ^ IOOOppm, pb2+<5ppm, Cu2+<1.4ppmD
【文檔編號(hào)】C25D3/22GK103469071SQ201310405772
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】馮冠文, 楊芃, 蔡捷, 楊成志, 田偉, 孫方義, 黃道兵, 胡寬輝, 田德新, 王安輝 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司