超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺与流程

1.本发明涉及金属铸造领域，尤其涉及一种超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺。


背景技术：

2.随着人们生活水平的日益提升，家电及汽车行业的飞速发展，对其需求量逐渐增多。家电及汽车的相关超深冲部件上多使用超深冲级别钢产品，如dx54d或dx56d的钢产品。
3.现有技术生产超深冲级别钢(以dx54d或dx56d为例时多采用全辐射立式炉退火工艺，该全辐射立式炉的长度一般为800～1500m，总体工艺流程较长，需要较大的生产空间，增加了企业的厂房租赁成本。
4.研究发现，森吉米尔法卧式炉退火工艺(nof炉+rtf炉)具有工艺流程较短的优点，但在采用该工艺生产的产品极易出现冲压橘皮缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺，旨在解决现有技术超深冲钢工序繁杂，易产生粗晶缺陷以及生产成本较高等问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种超深冲级别钢的镀锌退火方法，包括：将清洗后带钢预热升温后，依次送入nof炉、rtf炉加热处理，冷却至450～470℃，得到退火带钢。
7.其中，所述nof炉内的加热板温为650～750℃；所述rtf炉内的退火板温为860～895℃；所述nof炉内处理时长为10～12s；所述rtf炉内处理时长为41～51s。
8.进一步地，所述带钢在进行所述镀锌退火段工艺处理时的移动速度≤88m/min。
9.进一步地，所述移动速度》40m/min。
10.进一步地，所述预热升温的处理温度为150～250℃。
11.进一步地，自所述预热至退火处理结束的工段总长度为140～150m。
12.进一步地，超深冲钢的级别为dx54d或dx56d。
13.本发明还提供了一种超深冲级别钢的镀锌工艺，包括对轧硬基料依次进行焊接处理、清洗脱脂处理后，获得清洗后带钢；对所述清洗后带钢采用如上所述的镀锌退火方法进行退火；对所述退火处理后的带钢进行热镀锌处理，得镀锌钢产品。
14.进一步地，所述热镀锌处理之后还包括依次进行镀后冷却处理、光整处理、拉矫处理、钝化处理、涂油处理。
15.本发明达到的有益效果：
16.本发明提供的超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺在森吉米尔法卧式炉退火工艺上作出改进；rtf炉退火处理的退火板温仅为860～895℃，是对rtf板温进行的窄区间、精准控制，该温度控制方法节省了热源供应，极大程度地降低了生产成本。
17.且本方法有效避免了粗晶缺陷的发生，大幅度降低了最终获得的产品出现冲压橘皮缺陷的概率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本技术的超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺的晶粒变化图；
20.图2为实施例1的卧式镀锌线超深冲钢的生产线流程示意图；
21.图3为实施例1的镀锌退火段工艺流程示意图；
22.图4为实施例1得到的dx56d产品的sem图；
23.图5为对比例1得到的钢产品的sem图；
24.图6为对比例1得到的钢产品的超深冲钢出现冲压橘皮缺陷的实拍图；
25.图7为实施例1镀锌退火段工艺流程的各个工段中轧硬基料的组织变化过程图。
26.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
29.除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。本领域技术人员应当知道的是，作为对本技术文件的一种说明，在不影响对本技术技术方案实际理解的情况下，“sem”可以表示为扫描电子显微镜。
30.当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。下列实施例中所需要的材料或试剂，如无特殊说明均为市场购得。
31.为了使解决现有技术超深冲钢工序繁杂，易产生粗晶缺陷以及生产成本较高等问题，本发明提供了一种超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺，包括：将清洗后带钢预热升温后，依次送入nof炉、rtf炉进行加热处理，冷却至450～470℃，得到退火带钢。
32.其中，nof炉内的加热板温为650～750℃；rtf炉内的退火板温为860～895℃；nof炉内处理时长为10～12s；rtf炉内处理时长为41～51s。
33.需要说明的是加热板温为带钢在nof炉内的温度，退火板温为带钢在rtf炉内的温度。
34.在实际生产活动中发现，当采用森吉米尔法卧式炉退火工艺时，因其炉长为150m
左右，故只有当rtf炉段达到900℃以上，甚至需达到1200℃以上高温加热才能保证再结晶的快速完成，晶粒才能充分长大到均匀状态，即才能保证材料具有较好的冲压性能。不仅需要大量的外部热源支持，得到的产品还存在粗晶缺陷。粗晶缺陷的产生可能是由于在极度高温状态下，材料组织极易因为吸热过多导致部分晶粒过渡长大从而出现混晶，晶粒会明显大小不一，而出现粗晶类缺陷。冲压变形时细小晶粒的晶粒内部和晶界附近变形差距小，粗大晶粒变形差距大，晶粒变形彼此难以协调，冲压变形时不均匀，形成凹凸不平的橘皮缺陷，从而导致在产品的使用(如应用于家电及汽车的相关超深冲部件上)过程中出现冲压橘皮等严重的质量问题。
35.本方法的加热板温为650～750℃，退火板温为860～895℃，在此温度范围内带钢材料依次经过回复、再结晶、晶粒长大过程，具体如图1所示。带钢在热轧及酸轧轧制完成后，基体晶粒被轧制拉长成长条晶，基板强度较高，冲压性能较差，进入镀锌后对长条晶在860～895℃下进行退火、回复再结晶处理，使其晶粒趋于等轴化，从而使得强度降低到镀锌成品所需的最佳性能范围。
36.在650～750℃的加热板温范围内，保证了材料进入rtf炉的前期温度，使得晶粒具备长大的条件，同时保证了晶粒组织在nof炉完成回复组织的转变。在860～895℃的退火板温范围内，保证了晶粒足够长大、产品性能要求，极大程度地减少了材料产生粗晶的风险。
37.具体地，若退火板温过高(超过895℃)则会容易产生粗晶缺陷；若退火温度偏低(小于860℃)的话，会造成退火不完全，材料组织发生再结晶后长大不完全及退火织构发展不充分，使得产品性能比较差。本技术的超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺中rtf炉退火处理的退火板温仅为860～895℃，节省了热源供应，极大程度地降低了生产成本。
38.当时长过短时，材料组织发生再结晶后长大不完全及退火织构发展不充分，使得产品性能比较差；当时长过长时，则容易产生粗晶缺陷。
39.进一步地，带钢在进行镀锌退火段工艺处理时的移动速度≤88m/min。控制移动速度≤88m/min，可以有效增加材料在炉内的加热时间，确保晶粒长大完全，获得所需的较好的冲压性能，以弥补退火能力可能存在的不足。
40.进一步地，移动速度》40m/min。当移动速度《40m/min时，即生产线出现大幅度异常降速，此时会增加材料在炉区内的加热时间，材料很可能因吸收热量的时间过长，从而导致产生粗晶缺陷。
41.具体地，若出现移动速度《40m/min时，应立即对带钢进行分卷处理。同样地，当带钢的局部温度》895℃时，也需对带钢及时切除或进行分卷处理。
42.进一步地，预热升温的处理温度为150～250℃。即在不需要额外增加能源成本的基础上确保nof段能够快速达到所需的退火温度。
43.进一步地，自预热至退火处理结束的工段总长度为140～150m。
44.具体地，自预热至退火处理结束的各工段组成了镀锌退火段，该镀锌退火段的长度为140～150m。
45.在现有技术中，为了避免粗晶缺陷的产生，往往会在生产超深冲钢时采用全辐射立式炉退火工艺生产，其较长的退火炉能够保证带钢在800℃左右较高温状态下即可获得所需的晶粒组织和较好的冲压性能，从而避免粗晶缺陷的发生。但是，该全辐射立式炉的长度一般为800～1500m，此类控制方式对产线的要求较高，而且生产成本也较高，不适宜大规
模推广应用。
46.而本方法中的镀锌退火段的长度为140～150m，可以节省生产流程，简化了现有技术的生产工序。还避免了粗晶缺陷的发生，大幅度降低了最终获得的产品出现冲压橘皮缺陷的概率。
47.进一步地，超深冲钢的级别为dx54d或dx56d。
48.本发明还提供了一种超深冲级别钢的镀锌工艺，包括对轧硬基料依次进行焊接处理、清洗脱脂处理后，获得清洗后带钢；对清洗后带钢采用如上所述的镀锌退火方法进行退火；对镀锌退火处理后的带钢进行热镀锌处理，得镀锌钢产品。
49.进一步地，热镀锌处理之后还包括依次进行镀后冷却处理、光整处理、拉矫处理、钝化处理、涂油处理。
50.为对本发明作进一步的理解，现举例说明：
51.实施例1
52.生产dx56d产品(具体生产线流程示意图如图2所示)
53.将轧硬基料依次进行焊机的焊接处理、高效电解脱脂工序的清洗脱脂处理后，获得清洗后带钢，送入连续退火炉。
54.进入连续退火炉中进行镀锌退火段工艺处理，利用前段余热对清洗后带钢进行预热(预热段)升温至200℃，得预热带钢。将预热带钢送入nof炉(无氧炉加热段)加热11s，使加热板温维持在约700℃。再送至rtf炉(还原炉加热+均热段)，退火板温约为880℃，退火时长为48s，带钢的移动速度为85m/min。其中，具体采用的镀锌退火段工艺流程示意图如图3所示。
55.经退火处理后的钢带通过冷却塔快速冷却至约450℃，再依次采用锌锅进行热镀锌处理、镀后冷却处理、通过镀层测厚仪的锌层厚度检测、由光整机光整处理、拉矫机拉矫处理、钝化处理(镀后处理)、涂油机的涂油处理、飞剪剪切后再经卷取机卷曲处理，获得dx56d产品，该dx56d产品经晶粒分析的sem图如图4所示。
56.对比例1
57.采用与实施例1相同的轧硬基料依次进行焊机的焊接处理、高效电解脱脂工序的清洗脱脂处理后，获得清洗后带钢，送入森吉米尔法卧式炉退火段进行退火处理，退火板温约为930℃，其余条件均与实施例1相同。
58.最终得到的钢产品进行晶粒分析，其晶粒分析的sem图如图5所示。其超深冲钢出现冲压橘皮缺陷，具体如图6所示。
59.分析例1
60.分析实施例1的各个工段中轧硬基料的组织变化，其变化过程如图7所示。
61.由图7可知，退火过程中，轧硬基料冷硬状态下长条状晶粒在无氧化炉加热段进行回复，在还原炉加热段开始进行再结晶，到达均热段后再结晶结束、晶粒长大，通过冷却段及时效段晶粒内部分固溶碳析出，到达空气冷却段后形成常温等轴状组织。因此若退火温度过高或加热时间过长则会容易产生粗晶缺陷。
62.综上所述，本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

技术特征：
1.一种超深冲级别钢的镀锌退火方法，其特征在于，包括：将清洗后带钢预热升温后，依次送入nof炉、rtf炉加热处理，冷却至450～470℃，得到退火带钢；其中，所述nof炉内的加热板温为650～750℃；所述rtf炉内的退火板温为860～895℃；所述nof炉内处理时长为10～12s；所述rtf炉内处理时长为41～51s。2.根据权利要求1所述的超深冲级别钢的镀锌退火方法，其特征在于，所述带钢的移动速度≤88m/min。3.根据权利要求2所述的超深冲级别钢的镀锌退火方法，其特征在于，所述移动速度>40m/min。4.根据权利要求1所述的超深冲级别钢的镀锌退火方法，其特征在于，所述预热升温的处理温度为150～250℃。5.根据权利要求1所述的超深冲级别钢的镀锌退火方法，其特征在于，自所述预热至退火处理结束的工段总长度为140～150m。6.根据权利要求1所述的超深冲级别钢的镀锌退火方法，其特征在于，超深冲钢的级别为dx54d或dx56d。7.一种超深冲级别钢的镀锌工艺，其特征在于，包括对轧硬基料依次进行焊接处理、清洗脱脂处理后，获得清洗后带钢；对所述清洗后带钢采用如权利要求1～6所述的镀锌退火方法进行退火；对所述退火处理后的带钢进行热镀锌处理，得镀锌钢产品。8.根据权利要求7所述的超深冲级别钢的镀锌工艺，其特征在于，所述热镀锌处理之后还包括依次进行镀后冷却处理、光整处理、拉矫处理、钝化处理、涂油处理。

技术总结
本发明提供了一种超深冲级别钢的镀锌退火方法及镀锌工艺，包括：将清洗后带钢预热升温后，依次送入NOF炉、RTF炉加热处理，冷却至450～470℃，得到退火带钢。其中，NOF炉内的加热板温为650～750℃；RTF炉内的退火板温为860～895℃；NOF炉内处理时长为10～12s；RTF炉内处理时长为41～51s。解决了现有技术超深冲钢工序繁杂，易产生粗晶缺陷以及生产成本较高等问题。问题。问题。


技术研发人员：李军 林红春 吴剑胜 李国仓 田飞 蔺宏涛 张乐 陈赞 李文
受保护的技术使用者：湖南华菱涟源钢铁有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/10/7