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熱鍍鋅基板的發展


汽車板熱鍍鋅機組以生產外板為重點,生產規格板厚多在0.6~1.2mm之間,板寬多為800~1850mm,最寬可達到2000mm。產品級別相當復雜,從CQ、DQ、DDQ、EDDQ(IF),到BH、DP、TRIP等汽車用高強度鋼板。通過采用多種先進技術,使鍍層形貌、厚度精度等得到精確控制,如鍍層厚度誤差小于2~3g/m2。通過采用無鉛鍍鋅可生產無鋅花鋼板,這種鍍層不易產生晶間腐蝕,使用壽命長,適用于汽車和電器行業。日本幾乎每套熱鍍鋅機組都設置了鋅鐵合金化爐,鋅鐵合金化鍍層板(Galavneal)標準鍍鋅層厚度為雙面160~180g/m2,合金鍍層含Fe8%~12%。

國外在20世紀70年代開發了微合金鋼和磷合金鋼,80年代中期開發了雙向DP鋼和烘烤硬化鋼,90年代開發了相變、誘導塑性TRIP鋼 目前,國際合作項目“超輕型鋼制車體(ULSAB)開發”正在順利進行,其目標是要達到行車油耗34KM/3L(美國),車體減重25%。在車體結構上大量采用高強和超高強鋼板是其基本出發點。超輕型鋼制車體通過大ULSAB的最大特點是:并不以犧牲性能而達到減輕車重的目的超輕鋼車以車體結構用高強度鋼的比例超過90%作為設計依據,日本在1985~1995年的十年間,車身高強度剛的比例由10%增加到30%,隨著表面處理性能的提高,汽車壽命從6。7年延長到9。3年,扣除高性能化鋼板制造時的能源增加,一年可以節省357*104L重油,幾4相當于節省國內鋼鐵業能源消耗量的百分之幾。2000年在日本汽車制造中,高強度鋼板的使用已達36.3%。

現將目前開發出的熱鍍鋅基板的種類和性能分述于下。

(6) IF鋼合金化鍍鋅板

采用優質的沸騰鋼和鎮靜鋼難以生產適合汽車沖壓成型要求苛刻的鍍鋅板。為此上世紀70年代出現了IF鋼(無間隙原子鋼),它具有極好的沖壓成型性,它從而適應于汽車的內、外面板。IF鋼具有優異的深沖性能,可滿足大部分難沖壓件的沖壓要求,因而正在逐漸取代08AL系列的汽車用鋼,目前國外已經在DDQ極鋼板上大量應用了IF鋼。各高強度鋼也是在IF鋼的基礎上,通過添加Mo、Cu、P等元素來生產的。

IF鋼的出現對鋼鐵企業的技術水平和管理水平提出了更高的要求。在技術方面,必須采用鐵水預處理技術,保證用低磷、硫、硅的鐵水作為煉鋼原料;必須采用爐后精練技術和在線的碳、氧分析技術,保證鋼水高的成分準確性和純凈度;必須采用RH(中超低碳鋼高速脫碳工藝),保證鋼水極低的碳和氣體含量,必須采用低碳的覆蓋劑、?;ぴ湍筒?,保證鋼水不回碳,對于汽車外板,必須清理板胚表面;必須采用從加熱到精軋和卷取間的板帶溫度控制技術,保證熱軋帶鋼均勻的機械性能;必須采用高精度熱軋、冷軋技術,保證極佳的板形和高精度的尺寸以及防止產生輥印和卷取缺陷的技術等等。一貫制生產過程質量保證體系十分必要,也就是說,在煉鋼、連鑄、熱軋和冷軋的每一道工序,都必須嚴格按照產品的最終用途來組織生產,特別是在頻繁改變鋼材品種時候,必須采用相應的措施來保證最終產品的質量。另外一個重大的課題是,如何通過綜合的整體生產系統,將鍍鋅生產線與其他生產工序連接起來,以最大程度降低成本。總之,生產汽車用鍍鋅板對于每個鋼鐵企業,特別是國內的鋼鐵企業,都是一個非常大的挑戰。

(7) 固溶強化型鋼板的熱鍍鋅

為了提高鋼的強度,通常添加Si、Mn和P等元素進行固溶強化,并利用馬氏體和貝氏體的組織強化,對于DP雙相鋼,通過控制合金元素含量和采用臨界冷卻速度可獲得馬氏體組織。

作為汽車面板的要求是低的屈服強度ós〈240Mpa〉)和高的¥值。在IF鋼中加P、Mn、Si等固溶強化元素,由于此鋼無固溶C和N存在,基本上是非時效性鋼板。但無固溶C存在時易引起二次加工脆化,故可加入微量B以防止。以P為主要強化元素時ób可達340~370Mpa,而以Mn、P為主加入時。其ób可達390~440Mpa。

(8) 烘烤硬化型(BH鋼)及熱處理強化型鋼板

BH鋼是指烘烤硬化鋼。IF鋼屬于超低碳鋼,BH鋼的含C量為0.016~0.020%,利用應變時效而強化的方法,在超低C鋼中使殘余的微量(5ppm)的固溶C,在沖壓成型時產生位錯,而在以后進行涂裝烘烤(170℃,20min)時會析出Fe-C化合物而將位錯固定,從而使其強度增高。采取調整化學成分生產的BH冷軋鋼板也具有較好的深沖性能,添加Nb、Ti等微量元素,在軋制狀態下使其形成碳氮化合物。其R值為1.92~2.06。這種BH冷軋鋼板在涂漆烘烤溫度170`C下可使汽車零部件抗拉強度提高40~70MPA。目前已研制出340Mpa級BH冷軋鋼板。

(9)組織強化型高強度鋼板

通過改變鋼的微觀組織可在大范圍內提高其強度(440~1470Mpa),目前開發出三種高強度級別的鋼板,其代表性的鋼有雙相(DP)鋼板和貝氏體鋼板。此鋼的屈服強度低,加工硬化指數高,成型性好。此外,TRIP(變態誘發超塑型鋼)及超高強度鋼板等均有希望大規模應用于汽車。目前這些鋼板的熱鍍鋅及合金化合處理,除DP鋼板有少量熱鍍鋅的研究以外,其他高強度鋼板尚未開展研究,這些鋼板的熱鍍鋅和合金化處理技術上會有一定的難度,需要我們去探索。

熱鍍鋅基板的研究必須與熱鍍鋅工藝相結合起來,否則即使基板達到要求的性能,鍍鋅工藝不能滿足要求也達不到目的。

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