一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其生產方法，解決現有的冷軋熱鍍鋅鋼板存在的強度較低、容易粉化和微合金雙相鋼板、冷軋高強鍍鋁鋼板制造工藝復雜、生產成本高的技術問題。生產方法按成分冶煉，依次采用鐵水脫硫、轉爐頂底復合吹煉、鋼包底吹氬或LF爐精煉、保護渣吹Ar保護澆鑄、板坯加熱爐加熱、除鱗、粗軋、精軋、卷取獲得熱軋鋼卷，然后重新開卷、經酸洗、冷軋、臥式連續退火爐退火、熱浸鍍、拉矯、卷取得到成品。本發明冷軋熱鍍鋁鋅鋼板單面熱浸鍍Al55Zn43Si1.6鍍層厚度為35～45g/m2，鋼板單面無鉻鈍化涂層膜厚為小于1μm，鋼板屈服強度為420～500MPa。
【專利說明】一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其生產方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種冷軋熱浸鍍鋼板及其生產方法，特別涉及一種用于顯像管防爆帶 的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其生產方法。

【背景技術】
[0002] 目前顯像管電視機及顯示屏主要一些發展中國家及特殊行業應用，國內用于顯像 管防爆帶制造的薄板鋼材市場需求量約5000噸/年，國內僅寶鋼、武鋼生產防爆帶用鋼。
[0003] 防爆帶用材料需要耐熱、耐蝕、良好的焊接性。新一代的防爆帶加工工藝過程包 括：將成品卷的防爆帶分條成合適的小卷，而后剪切成合適的段料，同時打出4?6個凸包， 為后續點焊做準備；段料去毛刺、折彎；將帶狀料折成矩形方框，并有3°的斜度，并留有一 定的搭邊，讓4?6個凸包位于搭邊中間位置，均勻分布；采用電阻點焊方式焊接凸包、預 制成矩形框；采用電阻點焊方式在防爆帶四角焊接4個耳環；熱膨脹法一般加熱至350? 450°C，加熱后將矩形框防爆帶箍于顯像管上進行冷卻。
[0004] 中國專利CN99120043.8公開了武鋼公司的發明"制作彩色顯象管防爆帶用合 金化熱鍍鋅鋼板"，該發明提出了生產彩色顯象管防爆帶用鋼的基板成分和生產方法，即 按通常合金化鍍鋅板的生產工藝，采用離線平整，嚴格控制平整的延伸率，另外對平整輥 進行磨削拋光、毛化處理。該發明主要技術特征還包括：鋼的基體成分（質量百分比）為 C0. 005%?0. 03%、SiO ?0. 03%、MnO. 1%?0. 25%、P0. 006%?0. 025%，S0. 005%? 0. 02%%，Als :0.015%?0.065% ;生產方法主要包括冷連軋鋼卷熱鍍鋅后形成Zn-Fe合 金鍍層，采用0. 4%?1. 2%的延伸率離線單機平整。該技術應用合金化熱鍍鋅工藝，產品 表面粗糙，需要離線平整，這種涂層在加工過程中還容易粉化，另外所用鋼材C、Μη含量低， 材料強度較低，用于防爆帶，必然要增加材料厚度，這顯然與防爆帶"高強、輕量化"的特點 相悖。
[0005] 中國專利CN200480013608. 2公開了法國西納公司發明"用于電視機防爆帶的冷 軋雙相鍍鋁高抗性金屬薄板及該金屬薄板的制造方法"，其發明技術特征是：該發明涉及一 種冷軋的雙相金屬薄板，該金屬薄板可用來制造電視機用的防爆帶，其化學組成按重量百 分比計，包括〇· 03%彡C彡0· 3%、1%彡Μη彡3%、0· 05%彡Si彡2%、0· 02%彡Α1彡2%、 0· 02%彡 Cr 彡 1%、Μο 彡 1%、S 彡 0· 02%、P 彡 0· 2%、N 彡 0· 01%和選自 Ti、V、Zr、Nb 中的 一種或幾種元素，上述各元素含量在〇. 001 %到〇. 2%范圍內，所述化學組成的其余成分是 鐵和生產中產生的雜質。將具有上述化學組成的鋼的板坯或錠于1100-1300°C的溫度下加 熱；熱軋板坯或錠，使得在熱軋結束時的溫度高于鋼的Ar3溫度；以1-500°C /s的速率進行 冷卻；然后于300-720°C溫度下卷繞所述薄鋼板。冷軋之后，將金屬板在高于Acl的溫度Tm 下進行退火；以大于2°C /s的速率將金屬板冷卻至達到鍍鋁操作溫度；隨后于650-720°C 下在鋁基熔池中使金屬板硬化，然后以大于2°C /s的速率將其冷卻至室溫。鋼的顯微結構 由鐵素體和5-30%馬氏體以及少于2%的碳化物相構成。該發明的鋼基體為微合金雙相 鋼，且需要鍍鋁，盡管強度高，但材料生產工藝要求高、成本高。
[0006] 中國專利CN200380100313. 4公開了日本杰富意鋼鐵株式會社、索尼株式會社 的"高強度防爆帶用鋼板和高強度防爆帶"，其發明技術特征是：鋼的基體成分（質量百分 比）為 C0. 001 ?0· 05%、Si0. 2 ?1%、Μη0· 5 ?2· 3%、Ρ0· 02 ?0· 12%、00· 005% 以下、 S0. 020%以下、Ν0. 005%以下，鐵素體晶粒的平均直徑為10?25 μ m。該發明屬Si、Μη強 化鋼，如需要熱浸鍍，含量高的Si降低基體與熔池的浸潤性，鍍層結合力差。
[0007] 中國專利CN200680004370. 6公開了新日本制鐵株式會社"鍍鋁類鋼板及采用其 的防爆帶"，其發明技術特征是：本發明提供一種在再加熱后也不會黑化、并且能夠防止強 度降低的耐黑化性及焊接性優異的鍍鋁類鋼板及采用了該鍍鋁類鋼板的防爆帶。該防爆帶 由對鋼板實施了以A1為主體的鋁類鍍覆而得到的鍍鋁類鋼板構成，且能夠防止再加熱到 500°C?700°C時的黑化及強度降低，所述鋼板的組成（質量百分比）為C :0. 005%以下、 N :0· 005% 以下、Si :0· 1%?0· 5%、P :0· 1% 以下、S :0· 02% 以下、Μη :1· 05%?2. 0%、固 溶A1 :1. 0%以下、余量為Fe及不可避免的雜質。該發明雖然能夠防止再加熱到500°C? 700°C時的黑化及強度降低，但是材料制造難度大，因為Si含量高，降低基體與熔池的浸潤 性，鍍層結合力差，熱鍍工藝要求高。
[0008] 現有技術中缺少具有耐熱、耐蝕、良好焊接性能，產品強度適中，制造工藝相對簡 單，適合350?450°C熱膨脹裝配的用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板。


【發明內容】

[0009] 本發明的目的是提供一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板及其生產方法， 解決現有的冷軋熱鍍鋅鋼板存在的強度較低、容易粉化和微合金雙相鋼板、冷軋高強鍍鋁 鋼板制造工藝復雜、生產成本高的技術問題。
[0010] 本發明采用的技術方案是：
[0011] 一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，化學成分質量百分比：C :0.05%? 0· 095%，Si :0 ?0· 03%，Mn :0· 7%?0· 98%，P 彡 0· 015%，S 彡 0· 012%，Alt :0· 025%? 0. 065%，Nb、Ti中的一種或二種元素，上述各元素含量之和為：0. 025%?0. 04%，余量為 Fe及不可避免的雜質元素。
[0012] 本發明所述的顯像管防爆帶用熱鍍鋁鋅鋼板的化學成分限定在上述范圍內的理 由如下：
[0013] 碳：適當增加鋼中的C含量，可以減少Μη含量，降低Ar3相變點，防止精軋在兩相 區軋制，有助于改善板形，有利于低成本獲得合適的屈服強度和較高的延伸率，保證材料的 強度和材料的經濟性。因此，本發明的C含量范圍設定為0. 05%?0. 095% ;
[0014] 硅：在低碳鋼鋁鎮靜鋼中，通過鋁脫氧，可以降低Si含量，Si含量過低會提高煉鋼 精煉工序的成本；增加 Si含量，則降低冷軋鋼板的塑性和熱浸鍍性能。本發明技術方案設 定Si含量0?(λ 03% ;
[0015] 錳：Μη在鋼中作用為固溶強化、提高強度，作為沖壓用材料，如果Μη含量過高， 材料強度增加，退火難度增加，經濟性下降。本發明技術方案設定Μη含量范圍為0.7%? 0. 98% ；
[0016] 磷：Ρ-般都固溶在鐵素體中，有很強的固溶強化作用，磷還有嚴重的偏析傾向， 且在珠光體和鐵素體中擴散很慢，不容易均勻化而產生磷偏析，帶狀組織加重，磷對鋼的固 溶強化作用增強，鋼板的強度和硬度升高，而塑性和韌性急劇下降，焊接性能變壞。本發明 技術方案設定0.015% ;
[0017] 硫：在沖壓變形過程中，硫化物夾雜作為應力集中源首先出現開裂，或使夾雜與金 屬基體分離產生細微孔洞，這些孔洞隨變形過程不斷長大，進一步擴展導致鋼板開裂。為保 證一定的加工性能，要求降低鋼中的硫含量。本發明技術方案設定0.012% ;
[0018] 鋁：由于Si含量很少，煉鋼采用鋁元素脫氧，為了保證脫氧充分，根據大量生產經 驗，設定鋁含量的下限為〇. 025%。當A1量過高時，會增加合金成本，且對對連鑄澆鑄過程 有一定影響，另外也會形成過多的脫氧產物A1的氧化物A1203夾雜。本發明的A1含量范 圍設定為〇. 025%?0. 065%。
[0019] 鈮和鈦：作為常見的微合金強化元素，能夠明顯改善鋼的綜合性能。Ti是很強的 固N元素，利用0.02%左右的Ti就可固定鋼中0.006%以下的N，形成細小的高溫穩定的 TiN析出相，這種細小的TiN粒子可有效地阻礙高溫時的奧氏體晶粒長大，加入微合金元素 Nb，能阻止晶粒長大，細化晶粒，提高產品力學性能。本發明技術方案設定Nb、Ti中的一種 或兩種元素含量之和為0. 025%?0. 04%。
[0020] 一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的生產方法，按下述成分質量百 分比冶煉：C :0· 05 % ?0· 095 %，Si :0 ?0· 03 %，Μη :0· 7 % ?0· 98 %，P 彡 0· 015 %， S < 0. 012%，Alt :0. 025%?0. 065%，Nb、Ti中的一種或二種元素，上述各元素含量之和 為：0. 025%?0. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質元素；依次采用鐵水脫硫、轉爐頂底復 合吹煉、鋼包底吹氬或LF爐精煉、保護渣吹Ar保護澆鑄、板坯加熱爐加熱、除鱗、粗軋、精 車U卷取獲得熱軋鋼卷，然后重新開卷、經酸洗、冷軋、臥式連續退火爐退火、熱浸鍍、拉矯、 卷取得到成品。其特征是：
[0021] 1、鋼中的碳含量設定
[0022] 增加鋼中的C含量，可以減少Μη含量，降低Ar3相變點，防止精軋在兩相區軋制， 有助于改善板形。本發明的C含量范圍設定為0. 05%?0. 095%。
[0023] 2、精軋結束溫度設定
[0024] 為防止精軋在兩相區軋制，終軋溫度要設定高；但考慮細化奧氏體晶粒度和減少 析出物長大的因素，終軋溫度又不能太高。綜合考慮，本發明精軋結束溫度設定為860°C? 900。。。
[0025] 3、熱軋卷取溫度設定
[0026] 熱軋卷取溫度主要影響材料的組織、性能及冷軋后的連退再結晶溫度及沖壓成形 性能。若采用較低的卷取溫度，材料再結晶溫度提高，不利于后續退火的進行，并且卷尾溫 度波動較大、溫度均勻性較難控制，不利于提高材料性能的均勻性；若卷取溫度較高，則不 利于后續的酸洗，晶粒長大，析出物粗化，盡管材料屈服強度較低。綜合考慮，本發明設定卷 取溫度為580°C?620°C。
[0027] 4、冷軋壓下率設定
[0028] 隨著冷軋壓下率的提高，鋼板中存儲的形變能增多，增加再結晶驅動力，有利于退 火過程的進行。冷軋壓下率過低，則來料熱軋鋼卷的厚度必然較薄，對材料的板形、組織均 勻性控制都比較困難；但如果冷軋壓下率過高，會明顯增加冷軋軋機負荷，不利于軋制的穩 定生產，增加了生產難度。綜合考慮，本發明優選冷軋的壓下率為70 %?80 %，冷軋產品厚 度 0· 65 ?1. 15mm。
[0029] 5、退火溫度設定
[0030] 再結晶退火是冷軋后控制和改變金屬材料組織、織構和性能的必要手段。冷軋后 的軋硬鋼在退火過程中經歷的回復、再結晶和晶粒長大三個過程都影響到成品的性能。獲 得板形、力學性能要求高的產品，熱浸鍍前使用臥式連續退火爐先明火預熱、后輻射均熱的 連退方法，本發明設定帶鋼在臥式連續退火爐的預熱段、均熱段出口的帶鋼溫度范圍分別 為640°C?660°C、760°C?780°C，帶鋼在臥式連續退火爐內的退火時間根據厚度設定為 90s ?120s。
[0031] 6、鍍層及后處理涂層厚度控制
[0032] A155Zn43Sil. 6鍍層耐蝕性能高于熱鍍鋅及合金化熱鍍鋅，為滿足產品熱浸鍍后 具有良好的電阻點焊性能，在滿足防爆帶良好耐蝕性的前提下，盡量降低鋁鋅鍍層及后處 理涂層厚度。后處理涂層采用無鉻鈍化涂層，無鉻鈍化涂層有500?570°C耐高溫涂層和普 通涂層，本發明使用任意一種無鉻鈍化涂層，且能降低膜厚，提高電阻點焊性能。本發明設 定產品單面A155Zn43Sil. 6鍍層厚度為35?45g/m2,單面無鉻鈍化涂層膜厚為小于1 μ m。
[0033] 7、拉矯延伸率設定
[0034] 熱浸鍍后的帶鋼經過拉矯能改善產品的板形。本發明熱浸鍍后的鋼板經拉矯后卷 取得到成品，熱浸鍍后鋼板拉矯延伸率為〇. 3%?0. 5%。
[0035] 本發明相比現有技術具有如下積極效果：
[0036] 本發明通過中碳低硅錳的成分設計，匹配合適的熱軋、冷軋、退火工藝，控制鍍層 及后處理涂層厚度，獲得屈服強度為420?500MPa的熱浸鍍A155Zn43Sil. 6鍍層鋼板，材 料具有耐熱、耐蝕和良好焊接性能，適合350?450°C熱膨脹裝配，滿足了顯像管防爆帶產 品需求，熱浸鍍工藝相對簡單，制造成本低，可以替代現有的合金化熱鍍鋅和高強度熱鍍鋁 及雙相高強鋼。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 附圖為本發明實施例1冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的金相組織照片。

【具體實施方式】
[0038] 下面結合實施例1?5對本發明作進一步說明，如表1?表4所示。
[0039] 表1本發明化學成分（質量百分比％ )，余量為Fe及不可避免雜質。
[0040]

【權利要求】
1. 一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，其化學成分質量百分比為：c: 0· 05 % ?0· 095 %，Si :0 ?0· 03 %，Μη :0· 7 % ?0· 98 %，P 彡 0· 015 %，S 彡 0· 012 %， Alt :0. 025%?0. 065%，Nb、Ti中的一種或二種元素，上述各元素含量之和為：0. 025%? 0. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質元素。
2. 如權利要求1所述的一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，其特征是，所述 冷軋熱鍍鋁鋅鋼板單面熱浸鍍A155Zn43Si 1. 6鍍層厚度為35?45g/m2,鋼板單面無鉻鈍化 涂層膜厚為小于1 μ m。
3. 如權利要求1所述的一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板，其特征是，所述 冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的屈服強度為420?500MPa。
4. 一種用于顯像管防爆帶的冷軋熱鍍鋁鋅鋼板的生產方法，按下述成分質量百分比冶 煉：C :0· 05%?0· 095%，Si :0 ?0· 03%，Mn :0· 7%?0· 98%，P 彡 0· 015%，S 彡 0· 012%， Alt :0. 025%?0. 065%，Nb、Ti中的一種或二種元素，上述各元素含量之和為：0. 025%? 0. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質元素；依次采用鐵水脫硫、轉爐頂底復合吹煉、鋼包底 吹氬或LF爐精煉、保護渣吹Ar保護澆鑄、板坯加熱爐加熱、除鱗、粗軋、精軋、卷取獲得熱 軋鋼卷，然后重新開卷、經酸洗、冷軋、臥式連續退火爐退火、熱浸鍍、拉矯、卷取得到成品； 其特征是：連鑄板坯加熱溫度為1180?1220°C，在連續或半連續熱連軋機架上進行軋制， 精軋結束溫度為8601：?9001：，精軋后卷取溫度為5801：?6201：，冷軋壓下率為70%? 80%，冷軋后的軋硬板在臥式連續退火爐的預熱段、均熱段退火溫度范圍分別為640°C? 660°C、760°C?780°C，帶鋼在臥式連續退火爐內的加熱時間為90s?120s，拉矯延伸率為 0· 3%?0· 5%。
【文檔編號】C21D1/26GK104046892SQ201310082610
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月15日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】耿燦, 吳浩杰, 韓孝永, 王銀軍, 申慶波 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司