一种易开盖拉环用热镀锌钢板及其制造方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202211319850.9 | 申请日 | 2022-10-26 | 公开(公告)号 | CN117966011A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 宝山钢铁股份有限公司; | 发明人 | 赵顺利; 孟庆格; 陈红星; 班必俊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种易开盖 拉环 用热 镀 锌 钢 板，其包括钢 基板 以及钢基板表面的镀锌层，其中所述钢基板含有Fe和不可避免的杂质元素，此外还含有 质量 百分含量如下的下述各化学元素：C：0.075‑0.1％，Si：0.05‑0.08％，Mn：0.05‑0.15％，Al：0.02‑0.05％，P：0.06‑0.08％，B：0.0005‑0.0015％。相应地，本发明还公开了一种易开盖拉环用热镀锌钢板的制造方法。本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板及其制造方法能够解决现用易开盖拉环强度低，生产成本高的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种易开盖拉环用热镀锌钢板，其包括钢基板以及钢基板表面的镀锌层，所述钢基板含有Fe和不可避免的杂质元素，其特征在于，所述钢基板还含有质量百分含量如下的下述各化学元素： |
||||||
| 说明书全文 | 一种易开盖拉环用热镀锌钢板及其制造方法技术领域[0001] 本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种热镀锌钢板及其制造方法。 背景技术[0003] 其中，包装罐多采用拉环式易开盖，其对拉环的基本要求是必须具备较高的强度，以便通过外力将易开盖的封口拉开。当易开盖拉环强度较低时，在使用过程中易造成拉环损坏或拉环断裂，影响用户的正常使用。因此，在选择拉环成形材料时，要考虑易开盖的材质，避免拉环强度不足造成开启失效。 [0004] 在现有技术中，已有一些薄规格热镀锌带钢用于生产易开盖拉环。 [0005] 例如，公开号为CN 101545086A，公开日为2009年9月30日，名称为“用于易拉罐拉环的镀锌彩色涂层钢板的表面处理方法”的中国专利文献公开了一种抗拉强度低于425MPa的镀锌钢，但是其不能满足现代易开盖拉环用钢的强度需求。 [0006] 又例如，公开号为CN 101657557A，公开日为2010年2月24日，名称为“低温韧性优良的压制加工用热浸镀高强度钢板及其制造方法”的中国专利文献，其公开的热浸镀高强度钢板按重量百分比含有：碳：0.0005～0.005％，硅：0.30～1.0％，锰：0.7～2.0％，磷≤0.05％，硫≤0.01％，铌：0.01～0.04％，钛：0.01～0.05％，铝：0.01～0.3％，硼：0.0005～ 0.003％，氮：0.001～0.01％。可以看出，该钢含有较低的碳、较高的硅、锰等元素，并需向钢中加入铌、钛等多种微合金元素。 [0007] 还例如，公布号为CN 106191682A，公开日为2016年12月7日，名称为“一种易开盖拉环用冷轧热浸镀锌钢板及其生产方法”的中国专利文献公开了一种热浸镀高强度钢板及其生产方法，该冷轧热浸镀钢板按重量百分比含有：C：0.025％～0.04％，Si：0.005％～0.03％，Mn：0.26％～0.35％，P≤0.015％，S≤0.013％，Al：0.03％～0.07％，B：0.004％～ 0.005％。该钢含有较多的Mn元素，并且加入了0.004‑0.005％的B，其成本较高。 [0008] 基于此，期望获得一种易开盖拉环用热镀锌钢板，其能够在低成本的前提下实现高强度的力学性能。 发明内容[0009] 本发明的目的之一在于提供一种易开盖拉环用热镀锌钢板，其能够解决现用易开盖拉环强度低，生产成本高的技术问题。 [0011] C：0.075‑0.1％，Si：0.05‑0.08％，Mn：0.05‑0.15％，Al：0.02‑0.05％，P：0.06‑0.08％，B：0.0005‑0.0015％。 [0012] 本发明还提供了一种易开盖拉环用热镀锌钢板，其包括钢基板以及钢基板表面的镀锌层，其中所述钢基板的各化学元素质量百分含量为： [0013] C：0.075‑0.1％，Si：0.05‑0.08％，Mn：0.05‑0.15％，Al：0.02‑0.05％，P：0.06‑0.08％，B：0.0005‑0.0015％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。 [0014] 进一步地，所述钢基板中的C元素质量百分含量为：0.075‑0.09％。 [0015] 在本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板中，各化学元素的设计原理如下所述： [0016] C元素在材料中以间隙原子形式固溶或以渗碳体形式析出在基体中，对钢板起到固溶强化和析出强化从而提高钢板屈服强度的作用，但C含量过高容易导致塑性降低，对产品最终加工性能、各向同性等有不利影响。易开盖拉环用钢成型相对简单，对强度要求高，对韧性要求低，因此本发明增加C含量来提高材料的强度，降低合金成本，同时避开包晶区，降低连铸难度。基于此，本发明将C含量控制在0.075‑0.1％，并进一步优选地可以控制在0.075‑0.09％之间。 [0017] Si元素是经济有效的固溶强化元素，可促进加工硬化，同时可以净化再结晶铁素体。随着Si含量的增加，钢的强度显著提升，但塑性和韧性明显下降，材料的成型性能和焊接性能恶化。一般情况下，当钢中Si含量超过0.04％时，高温下，硅会将带钢表面的氧化铁还原，生成硅的氧化物并在带钢表面富集，会使锌液在基板表面的浸润性严重恶化，导致锌液很难镀到带钢表面，镀后的镀层也很不均匀，造成严重的镀锌不良。然而，本发明采用低温退火可以有效避免硅含量高导致的镀层不良问题，因此本发明中的Si含量为0.05‑0.08％，既保证了钢的力学性能，也避免了镀锌不良的问题。 [0018] Mn元素是钢中的强化元素。但Mn合金成本较高，本发明鉴于基于易开盖拉环的材料需求，适当降低了Mn含量来实现低成本生产拉环用热镀锌带钢。并且，考虑到与其他元素的协同作用，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板的Mn含量控制在0.05‑0.15％。 [0019] Al元素在钢中主要起脱氧剂的作用，同时钢中N元素与Al形成AlN析出，消除N元素对钢的时效性能的影响。基于此，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板的Al含量控制在0.02‑0.05％。 [0020] 在本发明中，P元素并非杂质元素，本发明充分利用P的固溶强化作用，同时为了避免P元素在晶界的偏析，添加适当的B来抑制P的偏析。 [0021] B元素与氮、氧和碳都有很强的亲和力，微量的硼主要以固溶形式存在钢中，并在晶界偏聚，在连续退火过程中，B具有稳定奥氏体晶界的作用，使最终退火组织的晶粒得到细化。同时P元素会偏析于晶界，导致晶界结合状况恶化，在钢种添加少量B后，由于B聚集于晶界，使晶界结合力得到增强，由于位置竞争机制的作用，B抑制了P在晶界处的偏析，克服了晶界脆性，使其断裂方式发生从沿晶断裂向穿晶断裂转变。为了避免B元素对镀层结合力的影响以及充分发挥B的强化以及细化晶粒的作用，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板的B含量控制在0.0005‑0.0015％。 [0022] 在本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板中，所述钢基板的不可避免的杂质元素主要包括S和N，在技术条件允许情况下，为了获得性能更好且质量更优的钢材，应尽可能降低杂质元素S和N的含量。 [0023] 进一步地，在本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板中，所述钢基板的微观组织为铁素体+渗碳体。 [0024] 进一步地，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板的厚度为0.25‑0.4mm。 [0025] 进一步地，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板的力学性能满足：其屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥680MPa，断后伸长率A50为5‑15％，180°弯曲测试合格。 [0026] 本发明的另一目的在于提供一种易开盖拉环用热镀锌钢板，其能够解决现用易开盖拉环强度低，生产成本高的技术问题。 [0027] 为了实现上述目的，本发明提供了一种易开盖拉环用热镀锌钢板的制造方法，其包括步骤： [0028] (1)冶炼和连铸； [0030] (3)酸洗和冷轧； [0031] (4)连续退火； [0032] (5)热镀锌； [0033] (6)平整。 [0034] 在本发明所述的制造方法中，控制连铸板坯经加热炉加热至1180‑1250℃，是因为：如果连铸板坯加热温度太低会导致钢中奥氏体无法完全再结晶，从而影响热轧后晶粒的细化，进而影响到钢板连退后材料的强度。若加热温度太低，在热轧过程中的温降将无法保证后续的终轧温度。 [0036] 另外，本发明控制热轧卷取温度为580‑640℃，是因为，如果该温度过高，将会导致碳化物聚集长大或形成粗大珠光体组织，导致最连续退火后带钢强度降低。 [0037] 进一步地，在本发明所述的制造方法的步骤(3)中，控制冷轧压下率为70‑90％。 [0038] 更进一步地，在本发明所述的制造方法的步骤(3)中，控制冷轧压下率为70‑80％。 [0039] 在本发明中，冷轧压下率过低会导致连退后带钢的屈服强度偏低，而压下率过高会对各向同性不利，且设备要求更高，带钢板形不受控，因此，本发明控制冷轧压下率范围为70‑90％，并进一步优选的为70‑80％。 [0040] 进一步地，在本发明所述的制造方法的步骤(4)中，控制连续退火温度为590‑630℃。 [0041] 进一步地，在本发明所述的制造方法的步骤(6)中，控制平整延伸率为0.3‑0.5％。 [0042] 在本发明中，控制冷轧后的连退温度为590‑630℃，是因为：温度过低将会导致带钢长度和宽度方向性能不均，影响整体成形和生产稳定，同时过低的连退温度会导致测温不准，加剧性能不均匀。此外，本发明中的连续退火温度同时配合0.3‑0.5％的平整延伸率可以进一步改善板形。 [0043] 可以看出，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板的合金种类少，合金元素添加量少，制造工艺简单，因此其完全能够满足低生产成本的要求。 [0044] 在此基础上，在本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板却具有十分优异的力学性能，其屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥680MPa，断后伸长率A50为5‑15％，180°弯曲测试合格(d＝0a)。 具体实施方式[0045] 下面将结合具体的实施例对本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。 [0046] 实施例1‑14 [0047] 本发明所述的实施例1‑14的易开盖拉环用热镀锌钢板采用以下步骤制得： [0048] (1)按照表1所设计的化学成分配比进行冶炼和连铸。 [0049] (2)热轧：连铸板坯经加热炉加热至1180‑1250℃后进行热轧，终轧温度为850‑920℃，卷取温度为580‑640℃； [0050] (3)酸洗和冷轧：控制冷轧压下率为70‑90％； [0051] (4)连续退火：控制连续退火温度为590‑630℃； [0052] (5)热镀锌； [0053] (6)平整：控制平整延伸率为0.3‑0.5％。 [0054] 表1列出了实施例1‑14的易开盖拉环用热镀锌钢板的钢基板的各化学元素的质量百分配比。 [0055] 表1.(wt％，余量为Fe和其他不可避免的杂质) [0056] C Si Mn Al P B实施例1 0.075 0.075 0.14 0.023 0.078 0.0008 实施例2 0.078 0.072 0.15 0.035 0.065 0.0012 实施例3 0.080 0.069 0.11 0.042 0.068 0.0010 实施例4 0.082 0.062 0.08 0.050 0.072 0.0015 实施例5 0.090 0.050 0.10 0.038 0.062 0.0005 实施例6 0.085 0.063 0.07 0.020 0.060 0.0007 实施例7 0.084 0.055 0.05 0.028 0.071 0.0009 实施例8 0.100 0.058 0.12 0.032 0.075 0.0011 实施例9 0.081 0.065 0.13 0.045 0.068 0.0009 实施例10 0.077 0.078 0.06 0.048 0.073 0.0012 实施例11 0.076 0.068 0.09 0.036 0.080 0.0014 实施例12 0.088 0.056 0.07 0.049 0.074 0.0013 实施例13 0.080 0.074 0.11 0.025 0.072 0.0009 实施例14 0.082 0.080 0.12 0.039 0.070 0.0006 [0057] 表2列出了实施例1‑14的易开盖拉环用热镀锌钢板在上述工艺步骤(1)‑(6)中的具体工艺参数。 [0058] 表2. [0059] [0060] 基于对各实施例的微观组织进行观察，其微观组织均为铁素体+渗碳体。 [0061] 同时，为了对各实施例的实施效果进行验证，将本发明各实施例得到的热镀锌钢板按照《GB/T228.‑2010金属材料拉伸实验第1部分：室温实验方法》进行拉伸实验测定力学性能，力学性能按照JIS5标准加工拉伸样测定，其中Rp0.2为以产生0.2％残余变形的应力值为其屈服强度值，A50％为断裂延伸率，测量标距为50mm。各实施例的力学性能检测结果列于下述表3之中。 [0062] 表3. [0063] [0064] 由上述表3可以看出，本发明的实施例1‑14均具有十分优异的力学性能其屈服强度具体在621MPa～643MPa之间，抗拉强度在688MPa～741MPa之间，断后伸长率A50在5.8‑14.3％之间，180°弯曲测试全部合格。 [0065] 由此可见，本发明所述的易开盖拉环用热镀锌钢板实现了在低成本的前提下获得优异力学性能的效果。 [0066] 需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。 [0067] 还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈