Способ производства оцинкованной полосы Российский патент 2025 года по МПК B21B1/24 B21B27/02 B21B28/02 

Область техники

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству горячеоцинкованного проката, используемого для изготовления кузовных деталей автомобиля методом холодной штамповки с последующим нанесением лакокрасочных покрытий.

Уровень техники

Наиболее близким аналогом способ производства оцинкованной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку поверхности полосы, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг, горячее цинкование и влажную дрессировку, отличающийся тем, что влажную дрессировку производят с удельным усилием 150-250 т/м в валках с шероховатостью 2,2-2,6 мкм и плотностью пиков 100-120 1/см, при этом используют эмульсию с концентрацией масла 0,5-1,5% [RU 2596565 C1, опубл. 10.09.2016].

Проблема наиболее близкого аналога заключается в появлении на оцинкованной полосе с толстым слоем цинка при штамповке из нее деталей такого дефекта, как шелушение.

Раскрытие сущности изобретения

Технической проблемой решаемой заявляемым изобретением, является устранение недостатков аналогов.

Дефект шелушение цинкового покрытия проявляется в налипании мелких частиц цинкового покрытия с оцинкованного листа на обрабатывающую его оснастку; данные частицы спрессовываются и образуют на готовом изделии дефекты в виде надавов и наколов, что приводит к ухудшению свойств детали, ввиду того часть его участков остается без цинкового покрытия.

Задача изобретения заключается в создании способа производства оцинкованной полосы с цинковым покрытием, который бы снизил дефект шелушение при штамповке деталей из изготовленной оцинкованной полосы, при сохранении хорошей адгезии оцинкованной полосы с лакокрасочным покрытием (ЛКП).

Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании способа производства полосы с цинковым покрытием, обеспечивающего снижение дефекта шелушение при штамповке изделий из произведенной цинковый полосы, при сохранении хорошей адгезии оцинкованной полосы с лакокрасочным покрытием.

Указанный технический результат достигается тем, что способ производства оцинкованной полосы, включающий горячее цинкование и влажную дрессировку, согласно изобретению влажную дрессировку производят с удельным усилием 100-250 т/м валком с плотностью пиков 50-100 1/см, полученным электроразрядным текстурированием, при котором осуществляют прямые и обратные проходы электродами с воздействием на валок электродами и с перерывами между ними, при этом на 2-3 прямых прохода осуществляют 1-2 обратных прохода, время воздействия электродов на валок при прямом проходе в 2,7-3,7 раза превышает время при обратном проходе, при времени одного воздействия не превышающем 40 мкс, сила тока при прямом проходе в 1,7-2,7 раза превышает силу тока при обратном проходе, при силе тока не превышающей 25 А.

В частности, при электроразрядном текстурировании время перерыва работы электродов при прямом проходе электродами выдерживают так, что оно в 2,4-2,9 раза превышает тоже время при обратном проходе электродами.

В частности, после электрорразрядного текстурирования получают валок с шероховатостью 2,4-3,0 мкм.

В частности, полученный после электрорразрядного текстурирования валок подвергают хромированию.

В частности, при влажной дрессировке используют эмульсию с концентрацией эмульсола 0,4-1,5%.

В частности, перед горячим цинкованием производят холодную прокатку, химическую очистку поверхности полосы и рекристаллизационный отжиг.

Осуществление изобретения

Способ производства оцинкованной полосы включает горячее цинкование и влажную дрессировку, которую производят с удельным усилием 100-250 т/м валком с плотностью пиков 50-100 1/см, полученным электроразрядным текстурированием, при котором осуществляют прямые и обратные проходы электродами с воздействием на валок электродами и с перерывами между ними, при этом на 2-3 прямых прохода осуществляют 1-2 обратных прохода, время воздействия электродов на валок при прямом проходе в 2,7-3,7 раза превышает время при обратном проходе, при времени одного воздействия не превышающем 40 мкс, сила тока при прямом проходе в 1,7-2,7 раза превышает силу тока при обратном проходе, при силе тока не превышающей 25 А.

Выполнение влажной дрессировки оцинкованной полосы с удельным усилием 100-250 т/м с помощью валка с плотностью пиков 50-100 1/см, полученным электроразрядным текстурированием обеспечивает необходимую на поверхности полосы микрогеомтрическую структуру, которая в свою очередь отпечатывается от микрогеометрической структуры на поверхности валка, что обуславливает снижение дефекта шелушение на поверхности полосы при штамповке деталей и хорошую адгезию оцинкованной полосы с ЛКП.

Осуществление влажной дрессировки с удельным усилием менее 100 т/м или с помощью валка с плотностью пиков менее 50 1/см не допускается ввиду того, что поверхность оцинкованного проката в данном случае становится гладкой, что ухудшает адгезию ЛКП, которое впоследствии будет наноситься на деталь из данной полосы.

Осуществление влажной дрессировки с помощью валка с плотностью пиков более 100 1/см не допускается ввиду того, что в данном случае на полосе образуется микроструктура с числом пиков более 100 1/см, что приводит к появлению дефекта шелушение на полосе.

Микрогеометрия, наносимая на оцинкованную полосу с помощью валка, полученного электроразрядным текстурированием, необходима для возможности последующего окрашивания (нанесения ЛКП) оцинкованной полосы с получением адгезии и для улучшения качества ее поверхности.

Если условно взять исходную поверхность валка в качестве нулевой, то прямой проход «вытягивает» материал валка электрическим разрядом над его нулевой поверхностью, а обратный проход делает кратеры (углубления) в поверхности валка относительно нулевой поверхности.

Выполнение на 2-3 прямых прохода 1-2 обратных обусловлено, тем что комбинация указанного числа прямых и обратных проходов позволяет получить фактическое значение пиков на валке в требуемом диапазоне 50-100 1/см. Если на 1-2 обратных прохода будет менее 2 прямых проходов, то на полосе получается малое количество пиков и шероховатости, что приводит к плохой адгезии оцинкованной полосы с ЛКП. Если на 1-2 обратных прохода будет более 3 прямых проходов, то на полосе получается большое количество пиков и шероховатости, что приводит к возникновению дефекта шелушение при штамповке.

При времени воздействия электродов на валок при прямом проходе менее, чем в 2,7 раза превышающем время обратного прохода происходит уменьшение шероховатости и пиков на валке, а далее на оцинкованной полосе, что приводит к плохой адгезии оцинкованной полосы с ЛКП. При времени воздействия электродов на валок при прямом проходе более, чем в 3,7 раза превышающим время при обратном проходе происходит увеличение шероховатости и пиков на валке и соответственно на полосе, что приводит к возникновению дефекта шелушение при штамповке.

Предел силы тока при прямом проходе менее, чем в 1,7 раза превышающий силу тока при обратном проходе приводит к малому количеству пиков и низкой шероховатости на валке, далее на полосе, в связи с чем ухудшается адгезия оцинкованной полосы с ЛКП. Предел силы тока при прямом проходе более, чем в 2,7 раза превышающий силу тока при обратном проходе приводит к увеличению шероховатости и пиков на валке и соответственно на полосе, что что приводит к возникновению дефекта шелушение при штамповке.

Увеличение силы тока при осуществлении воздействия электродами на валок главным образом увеличивает глубину кратеров на поверхности валка относительно нулевой, результатом чего является повышение шероховатости. Побочным эффектом является увеличение ширины кратера. Поскольку гребни текстуры образуются путем повторного затвердевания на краях кратера, результатом является понижение количества пиков.

Увеличение промежутка времени воздействия главным образом увеличивает ширину кратера, результатом чего является уменьшение числа пиков. Побочным эффектом является увеличение глубины кратеров на поверхности валка относительно нулевой, результатом чего является увеличение шероховатости.

Вышесказанное обуславливает, что время воздействия электродов на валок не превышает 40 мкс и сила тока при прямом проходе не превышает 25 А, ввиду того, что при превышении указанных значений возрастет шероховатость по причине увеличения глубины и ширины кратера микроструктуры валка относительно его нулевой поверхности, то есть уменьшится количество пиков валка, который аналогичным образом наносит микроструктуру на полосу, что приводит к плохой адгезии оцинкованной полосы с ЛКП.

Предпочтительно при электроразрядном текстурировании время перерыва работы электродов при прямом проходе выдерживают так, что оно в 2,4-2,9 раза превышает тоже время при обратном проходе, что может дополнительно обеспечить лучшие параметры микрогеометрии валка, его перенос на полосу и усилить эффект от заявленного технического результата. Время перерыва устанавливается для того, чтобы позволить диэлектрику вновь брести свои свойства до разряда следующей искры.

Обычно после электроразрядного текстурирования получают валок с шероховатостью 2,4-3,0 мкм. Валок, полученный после электроразрядного текстурирования может быть дополнительно подвержен хромированию.

При влажной дрессировке предпочтительно используют эмульсию с концентрацией эмульсола 0,4-1,5%.

В ходе производственного процесса перед горячим цинкованием производят холодную прокатку, химическую очистку поверхности полосы и рекристаллизационный отжиг.

По описанному способу производства оцинкованной полосы, включающий горячее цинкование и влажную дрессировку. Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1

№ эксп.
параметр 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Удельное усилие, т/м
100-250 99 100 100 100 80 105 120 135 250 250 250 251 Плотность пиков на валке
50-100 1/см 49 50 50 50 80 60 40 10 100 100 100 101 Проходы с положительной полярностью, шт
2-3 2 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 3 Проходы с отрицательной полярностью, шт
1-2 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 2 Время воздействия электродов на валок при проходе с положительной полярностью электродов, мкс
не превышающего 40 16,2 16,2 13 16,2 21 25 32 36 40 41 40 40 Время воздействия электродов на валок при проходе с отрицательной полярностью электродов, мкс
не превышающего 40 6 6 5 6 7,2 8 9,7 10,3 10,5 10,8 10,5 10,5 П в 2,7-3,7 раза превышает О 2,7 2,7 2,6 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,8 3,7 3,7 Сила тока при проходе с положительной полярностью электродов, А
Не более 25 10,5 10,5 8 10,5 14 18 20 22 25 26 25 25 Сила тока при проходе с отрицатльной полярностью электродов, А
Не более 25 6 6 5 6 7,3 8,5 8,7 8,8 9,2 9,2 9,2 9,2 П в 1,7-2,7 раза превышает О 1,7 1,7 1,6 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,8 2,7 2,7 Дефект шелушение, % 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4,7 5,3 5,0

Из полученных оцинкованных полос производили детали штамповкой. Штамповка деталей из полос, полученных в результате экспериментов 1-3 и 10-12, показала образование областей с дефектом шелушения на изготовленных деталях. Почему по каждому эксперименту он возник? (цифры в экспериментах ниже можно сгруппировать по другому)

Анализ полученных дефектов показал, что у полосы по экспериментам 1, 2 и 3 низкий уровень адгезии к ЛКП, которое просто слазило с произведенных полос; у полос по экспериментам 10, 11 и 12 наблюдался дефект шелушение, возникший при штамповке деталей из произведенной цинковой полосы.

Заявленным способом производства оцинкованной полосы с описанными технологическими режимами обеспечено нанесение цинкового покрытия на металлическую полосу без возникновения дефекта шелушение при этом обеспечена хорошая адгезия оцинкованной полосы с ЛКП.

Изобретение относится к способу производства оцинкованной полосы. Осуществляют горячее цинкование и влажную дрессировку с удельным усилием 100-250 т/м валком с плотностью пиков 50-100 1/см. Валок изготавливают электроразрядным текстурированием, при котором осуществляют прямые и обратные проходы электродами с воздействием на валок электродами и с перерывами между ними. При этом на 2-3 прямых прохода осуществляют 1-2 обратных прохода. Время воздействия электродов на валок при прямом проходе не превышает 40 мкс и в 2,7-3,7 раза превышает время при обратном проходе. Сила тока при прямом проходе не превышает 25 А и в 1,7-2,7 раза превышает силу тока при обратном проходе. В результате обеспечивается снижение дефекта шелушения при штамповке изделий из произведенной цинковой полосы при сохранении хорошей адгезии оцинкованной полосы с лакокрасочным покрытием. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ производства оцинкованной полосы, включающий горячее цинкование и влажную дрессировку, отличающийся тем, что влажную дрессировку производят с удельным усилием 100-250 т/м валком с плотностью пиков 50-100 1/см, полученным электроразрядным текстурированием, при котором осуществляют прямые и обратные проходы электродами с воздействием на валок электродами и с перерывами между ними, при этом на 2-3 прямых прохода осуществляют 1-2 обратных прохода, время воздействия электродов на валок при прямом проходе в 2,7-3,7 раза превышает время при обратном проходе при времени одного воздействия при прямом проходе, не превышающем 40 мкс, сила тока при прямом проходе не превышает 25 А и в 1,7-2,7 раза превышает силу тока при обратном проходе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при электроразрядном текстурировании время перерыва работы электродов при прямом проходе электродами выдерживают так, что оно в 2,4-2,9 раза превышает тоже время при обратном проходе электродами.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после электроразрядного текстурирования получают валок с шероховатостью 2,4-3,0 мкм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный после электроразрядного текстурирования валок подвергают хромированию.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при влажной дрессировке используют эмульсию с концентрацией эмульсола 0,4-1,5%.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед горячим цинкованием производят холодную прокатку, химическую очистку поверхности полосы и рекристаллизационный отжиг.