[發(fā)明專利]一種磷化性能優(yōu)異的冷軋低密度鋼板及其制造方法

有效

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• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106011652B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金鑫焱;楊旗;趙艷亮;王利
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;C22C38/04;C21D8/02
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)31228
• 代理人: 楊丹莉,李丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷軋鋼板及其制造方法，尤其涉及一種磷化性能優(yōu)異的冷軋鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)保法規(guī)以及節(jié)能降耗的要求越來越高，輕量化是汽車發(fā)展的方向之一。從材料角度實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的路徑有：使用鋁、鎂等輕質(zhì)合金替代鋼材；使用更高強(qiáng)度的鋼替代傳統(tǒng)的低強(qiáng)度鋼實(shí)現(xiàn)材料減薄；通過降低鋼材密度提高鋼材的比強(qiáng)度，即開發(fā)低密度鋼。

由于鋁的密度比鋼低的多，因此現(xiàn)有技術(shù)通過在鋼種添加一定含量的鋁來實(shí)現(xiàn)降低材料密度。

例如,公開號為CN104220609A，公開日為2014年12月17日，名稱為“高強(qiáng)度無晶隙低密度鋼及所述鋼的制備方法”的中國專利文獻(xiàn)公開了一種高強(qiáng)度無晶隙低密度鋼及其制備方法，為了降低密度，該鋼的Al含量為6-9％。

又例如，公開號為CN101755057A，公開日為2010年6月23日，名稱為“具有良好可壓延性的低密度鋼”的中國專利文獻(xiàn)公開了一種熱軋鐵素體鋼片材，其中Al的含量為6％≤Al≤10％。

然而對于Al含量較高的鋼進(jìn)行磷化處理時(shí)，會(huì)出現(xiàn)磷化結(jié)晶覆蓋率低的情況，無法滿足汽車用戶涂裝的要求。用于汽車零部件的材料在除油、除銹后，通常要進(jìn)行磷化處理，使金屬表面生成一層磷化膜，正常的磷化膜具有多孔性，均勻細(xì)致，涂料滲入到孔隙中，增加涂層的附著力的作用，同時(shí)具有耐電泳漆電泳過程中的腐蝕性，增強(qiáng)電泳效果的作用。所以，磷化膜成為涂層不可缺少的良好底層，不磷化或磷化效果不佳都無法保證涂裝質(zhì)量。

由于高強(qiáng)鋼添加了較多的合金元素，合金元素會(huì)在退火后的鋼板表面富集而形成氧化膜，從而不利于磷化過程的均勻反應(yīng)，易造成磷化覆蓋率低、磷化結(jié)晶粗大、疏松等缺陷，不符合汽車制造的要求。磷化性能差也是高強(qiáng)度鋼板在汽車制造方面的常見問題。

為了獲得高強(qiáng)鋼優(yōu)異的磷化處理性能，控制合金成分含量是一種方法，但對合金成分含量進(jìn)行限制，會(huì)影響材料性能的發(fā)揮。

除控制成分之外，控制退火工藝是另一種改善高強(qiáng)鋼磷化性能的方法。但現(xiàn)有技術(shù)中存在缺陷：例如對退火工藝的控制無法適用于大多數(shù)連續(xù)退火生產(chǎn)線，或?qū)τ谕嘶鹕a(chǎn)時(shí)工藝參數(shù)難度較大例如氣氛露點(diǎn)控制在-45℃以下，或增加了退火工藝步驟因而增加了生產(chǎn)成本。

現(xiàn)有技術(shù)在改善高強(qiáng)鋼磷化性能時(shí)主要解決Si和Mn兩個(gè)元素表面富集后對磷化性能的不利影響，而這種鋼板中，Al元素的質(zhì)量百分比通常≤1％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種磷化性能優(yōu)異的冷軋低密度鋼板，該冷軋低密度鋼板通過控制Al元素的質(zhì)量百分比使其具有低密度，并通過控制鋼板表面氧化形成鐵顆粒層使其具有高強(qiáng)度且磷化性能優(yōu)異，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中Al元素含量高和磷化性能優(yōu)異不可兼得的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種磷化性能優(yōu)異的冷軋低密度鋼板，所述冷軋低密度鋼板的表面具有鐵顆粒層，所述鐵顆粒層中具有分散的鐵顆粒；所述冷軋低密度鋼板含有質(zhì)量百分含量為3.0～7.0％的Al元素。

在本發(fā)明所述的磷化性能優(yōu)異的冷軋低密度鋼板中，Al元素的設(shè)計(jì)原理為：Al元素是鐵素體形成元素。添加Al元素可顯著降低鋼板的密度，因此，在本發(fā)明中，Al元素的質(zhì)量百分比含量不低于3.0％。然而，Al元素的質(zhì)量百分比含量超過7.0％，會(huì)抑制奧氏體形成，另外，Al元素可顯著增加鋼中奧氏體的堆垛層錯(cuò)能，因而Al元素的質(zhì)量百分比含量超過7.0％，會(huì)抑制鋼中殘余奧氏體在形變時(shí)被誘導(dǎo)發(fā)生馬氏體相變，從而使鋼板難以獲得良好的強(qiáng)度和塑性匹配。因此，本發(fā)明限定Al元素的質(zhì)量百分比含量為3.0～7.0％。此外，本發(fā)明所述的冷軋低密度鋼板的表面具有鐵顆粒層，該鐵顆粒層可以解決Al含量較高時(shí)低密度鋼的磷化問題。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的冷軋低密度鋼板中，所述鐵顆粒層內(nèi)側(cè)具有緊鄰鐵顆粒層的內(nèi)氧化層，所述內(nèi)氧化層中含有Al的氧化物。

在本發(fā)明所述的磷化性能優(yōu)異的冷軋低密度鋼板中，通過控制退火氣氛的露點(diǎn)抑制Al₂O₃外氧化的形成，并將其轉(zhuǎn)化成內(nèi)氧化層的內(nèi)氧化，同時(shí)在鋼板表面形成鐵顆粒，從而解決了冷軋高強(qiáng)低密度鋼的磷化問題。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的冷軋低密度鋼板中，所述內(nèi)氧化層中還含有Mn的氧化物。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的冷軋低密度鋼板中，所述內(nèi)氧化層的厚度為0.2-10μm。