Способ производства тонкой высокопрочной стальной полосы,с покрытием из железоцинкового сплава Советский патент 1987 года по МПК C21D8/02 C21D9/46 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано при производстве тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава.

Цель изобретения - повьшение производительности процесса при сохранении уровня свойств.

Предлагаемый способ производства- тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинЛового сплава заключается в следующем. Горячекатаная травленая стальная полоса подвергается очистке (химическая очистка или термохимическое обезжиривание в безокислительной атмосфере при 350- 500 С) на агрегате непрерывнбго цинкования, в котором происходит удаление с поверхности стали лшровых и других загрязнений, тонких окисных пленок. После этого на стальную полосу наносится цинковое покрытие на агрегате непрерывного горячего или электролитического цинкования. Затем горячекатаную оцинкованную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 65-90%.

Нанесение цинкового покрытия на горячекатаную травленую полосу толщиной 1,5-2,0 мм на агрегате непрерывного действия и последующая холодная прокатка горячекатаной оцинкованной стальной полосы на требуемую толщину (например, до 0,25- 0,6 мм) повьшает производительность процесса в 3-4 раза за счет использования горячекатаного подката перед оцинкованием, так как площадь поверхности одной тонны горячекатаной полосы толщиной 1,5 мм (85 м ) зна- чительйо меньше, чем 1 т холоднока1

таной полосы толщиной 0,5 мм (255 м), а также в связи с отсутствием таких дополнительных переделов, как вторичная холодная прокатка, повторная термическая обработка оцинкованной полосы.

В результате термообработки оцинкованной стальной полосы в агрегатах периодического действия при А50-.

530°С

в течение 5-10 ч, а также в

агрегатах непрерывного действия при 550-580 С в течение 1-3 мин структурные изменения происходят не только в цинковом покрытии и в стальной основе.

JO

f5

20

,

3036232

В стальной основе формируется частичная рекристаллизованная структура и сохраняется наклеп, полученный при холодной прокатке, что обеспечивает высокий уровень предела текучести, временного сопротивления разры,ву стальной полосы с достаточным ресурсом пластичности и полученные механические CBOPicTBa отвечают всем требованиям, предъявляемым к высокопрочным сталям с покрытием из железоцинкового сплава.

В цинковом покрытии (в процессе термообработки оцинкованной полосы) увеличивается содержание железа от 12 до 30% в результате взаимной диффузии железа из стальной основы и цинка из внешнего слоя -фазы и образуется железоцинковое соединение Fe-Zn. После термообработки тонкое покрытие из железоцинкового сплава вследствие отсутствия узоров кристаллизации цинка, сильно развитой поверхности (некоторой шероховатостью) , а также высокой твердости и повьщ1енной температуре плавления характеризуется лучшей окрашиваемостью и свариваемостью. При температуре термоо аботки оцинкованной полосы менее 450°С с выдержкой менее 5 ч (в агрегатах периодического действия) или менее с выдержкой менее 1 мин (в агрегатах непрерывного действия) не достигается требуемый уровень содержания железа в покрытии (не менее 12%), а также гомогенность структуры железоцинковогхз покрытия, обеспечивающие высокое качество покрытия (лучшая окрашивае- мость, свариваемость, -высокая коррозионная стойкость). Кроме того, не снимаются остаточные напряжения стальной полосы и ресурс пластичности ее очень низкий (максимальная величина относительного удлинения состав-, ляет не более 3%).

25

30

35

40

45

При температуре термообработки оцинкованной полосы более 530 С с выдержкой более 10 ч (в агрегатах периодического действия) или более 580 с с выдержкой более 3 мин (в агрегатах непрерывного действия) в цинковом покрытии образуются более хрупкие соединения железоцинкового сплава и снижается прочность сцепления покрытия с основой. Кроме того, при температуре более с выдержкой более 10 ч (в агрегатах пе1)иодического действия) или более 580°С с выдержкой более 3 мин (в агрегатах непрерывного действия) происходит полная рекристаллизация структуры стальной основы и тем самым высокий уровень пре дела текучести и твердости оцинкованной стальной полосы, полученный при холодной прокатке, не сохраняется.

В предлагаемом способе производст ва тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинково- го сплава могут применяться малоуглеродистые стали марок 08кп, 08пс и др по ГОСТ 9045-80, а также углеродисты стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71.

Пример 1. Горячую прокатку стальной полосы марки 08кп осуществляли при следующих режимах: темпе- ратура конца горячей прокатки 860- 880°С; температура смотки в рулон 560 С; толщина прокатанной полосы 1,5 мм. Травление производили в агрегате непрерывного травления в раст воре серной кислоты. Горячекатаную травленую полосу трлщиной 1,5 мм подвергали химической очистке в го- .рячих щелочных растворах с последующей струйной промывкой в горячей во- де, сушке и оцинкованию на агрегате непрерывного горячего цинкования. Химическая очистка поверхности полосы:

Моющие растворы NaPO NaOH в ванне замочки, г/л 15,2 14,7 в щеточно-моеч- 4,0 3,0 ной машине, г/л

Температура раствора, С

89

в ванне замочки

в щеточно- моечной машине88После химической очистки наносили цинковое покрытие толщиной 8 ..

Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергали холодной про- катке с суммарным обжатием 65%.

Толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,5 мм; толщина цинкового покрытия 2,8 мкм.

После . холодной прокатки оцинкованную полосу подвергали термообработке: температура полосы при термообработке 550 С; скорость нагрева

j

0 5

0 5 0

5

0

5

0

5

50 град/с; время выдержки 3 мин; скорость охлаждения 30 град/с.

После термообработки цинковое по- крытие превращается в железоцинко- вое соединение. Содержание железа в покрытии -13%.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинко- вого сплава: G 470 МПа; GTg, 560 Ша; 0 20%; прочность сцепления покрытия (загиб на 180°) хорошая.

Пример 2. Горячую прокатку стальной полосы марки 1кп-осуществляли при следующих режимах: температура конца горячей прокатки 860- 880°С; температура смотки в рулон 580 С; толщина прокатанной полосы 1,8 мм.

Травление производили аналогично примеру 1. Горячекатаную травленую полосу толщиной 1,8 мм подвергали химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1 и затем на полосу наносили цинковое покрытие толщиной 16 мкм на агрегате непрерывного действия. Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергали холодной прокатке с суммарным обжатием 90%; толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,18 мм; тол- цина цинкового покрытия 2 мкм.

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергали термообработке: температура полосы-при термообработке 580°С; скорость нагрева 50 град/с; время вьщержки 1 мин; скорость охлаждения 60 град/с.

После термообработки цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение. Содержание железа в покрытии - 14%.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинко- вого сплава:

GT- 440 МПа; G 550 МПа; 5 24%; прочность сцепления покрытия (загиб на 180 ) - хорошая.

П р и м е р 3. Горячекатаную травленую полосу толщиной 2,0 мм из стали марки 08кп подвергали химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1 и затем на полосу наносили цинко -зое покрытие толщи- ,ной 10 мкм на агрегате непрерывного действия.

.,

1орячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергали холодной прокатке с суммарным обжатием.80%; тол

щина прокатанной оцинкованной полос 0,35 мм; толщина цинкового покрытия 2 мкм.

Поспе холодной прокатки оцинкованую полосу подвергали термообработке по двум режимам в колпаковых печах,

.Первый режим„ Температура полосы при термообработке 450°С; скорость нагрева 100 град/ч; время выдержки 10 ч; скорость охлаждения - охлаждали под муфелем до 120 С, затем на воздухе.

Второй режим. Температура полосы при термообработке 530°С; скорость нагрева 150 град/ч; время выдерлски 5 ч; скорость охлаждения - охлаждал под мгь фелем до 120 С, затем на воздухе.

После термообработки цинковое покрытие превращается в жёлезоцинко вое соединение. Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава после термообработки.

Первьй режим. G . 680 Ша; Оц 740 МПа; S 6%; содержание лселеза в.покрытии составляло 20%; прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб на 180°С).

Второй режим. G 650 Mna;(Jg 700 ffla; J 7%; содержание железа в покрытии составляло 28%; прочност сцепления покрытия с основой хорошая (загиб на 180°).

Пример обработки стали согласно способу-прототипу, Низкоуглеро- , дистую сталь марки 1кп толпшной 1,8 мм и шириной 1050 I-IM в рулонах с химическим составом, %: С 0,08; Si 0,01; Мп 0,32; S 0,017; Р 0,011; Сг 0,03; Ni 0,07; Си 0,07 подвергали холодной прокатке на непрерывном четырехклетевом стане до толщины О,,6 Mt-io После холодной прокатки ме- талл подвергали оцинкованию на агрегате непрерывного горячего цинкования. После цинкодзания металл имеет с-ледую1Щ-1е механические свойства; Ша; 3 350 Ша; 5 28%, твердость по , толщина цинкового покрытия 15 мкм.

Повторную холодную прокатку оцинкованной полосы осуществляли суммарным обжатием 40%; толщина прокатанной полосы 0,36 мм; толщина цинкового покрытия 8 мкм.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Механические свойства нагартован- ной оцинкованной полосы; G, 700 Mlla; ,0%; HRB%100 ед. Повторный отжиг нагартованной оцинкованной полосы осуществлятн при 360 С в колпа- ковой печи.

Физико-механические свойства оцинкованной полосы после повторного отжига: G 530 МПа.бр 630 МПа;8 6%; , толщина покрытия 10 мкм, содержание железа в покрытии 11%, шероховатость поверхности ,0 мкм.

Использование предлагаемого способа тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава по сравнению с существующими способами имеет следующие преимущества: повьщ ается производительность процесса за счет использования горячекатаного подката перед нанесением цинкового покрытия, а также по- вьшается произво;:;ительность процесса вследствие отсутствия таких дополнительных переделов (операций) как вторичная холодная прокатка, повторная термическая обработка оцинкованной полосы. Кроме того, сохраняется высокий уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы.

Формула из обре тени.я

1.Способ производства тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава, включаюищй горячую прокатку, травление, холодную прокатку, очистку поверхности полосы, нанесение цинкового покрытия, отжиг полосы при температуре ниже температуры рекристаллизации стальной основы, отличающий ся тем, что, с целью повьшения производительности процесса при сохранении уровня свойств, очистку поверхности полосы и нанесение цинкового покрытия осуществляют после горячей прокатки и травления полосы, затем проводят холодную прокатку с суммарным обжатией 65-90%.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что отжиг оцинкованной полосы в агрегатах периодического действия производят при 450530°С в течение 5-10 ч. 3. Способ но п. 1, о т л и - ч а ю щ я и с я тем, что отжиг оцинкованной полосы в агрегатах непрерывного действия произиодят при 550- 580°С в течение 1-3 мин„

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству высокопрочной стальной полосы с железоцинковым покрытием. Цель изобретения - повышение производительности процесса при сохранении уровня свойств. Способ включает счистку полосы, нанесение цинкового покрытия на горячекатаный подкат, холодную деформацию 65-90%, термообработку, при которой образуется же- лезоцинковое покрытие. Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность труда за счет использования горячекатаного подката и отсутствия вторичной холод- Р ной прокатки. При этом сохраняется высокий уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы. 2 з.п. ф-лы. S (Л