Способ получения оцинкованной стальной полосы Советский патент 1992 года по МПК C21D8/02 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве оцинкованной стальной полосы для глубокой вытяжки.

Известен способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллизаци- онный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение, низкотемпературный отжиг при 410-500°С в течение времени обеспечивающем содержание железа в покрытии 20-35% и дрессировку.

Недостатком данного способа является то, что после горячего цинкования полосы на поверхности образуются наплывы (утолщение покрытия на некоторых участках) и при последующем термодиффузионном отжиге оцинкованной стальной полосы (410- 500°С) за счет интенсивной взаимной

диффузии Fe « Zn формируется неравномерное покрьг ие из железоцинкового сплава с большой шероховатостью, которую при

последующей дрессировке за один проход невозможно снизить до требуемой величины.

Наиболее близким по достигаемому техническому эффекту является способ производства оцинкованной стальной полосы для глубокой вытяжки включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллиэационный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение, низкотемпературный отжиг проводят сначала при 410-500°С в течение 1-4 ч., затем при 340-360°С в течение 2-5 ч,, а дрессировку производят при 100-300°С.

В связи с тем, что первая ступень термообработки оцинкованной стальной полосы производятся при высоких температурах (410-50Ь°С), где происходят интенсивная взаимная диффузия недостатки предыдущего способа (неравномерность покрытия) не устраняются.

В условиях процесса дрессировки оцинкованной полосы при 100-300°С (перепад температур наружных и внутренних витков

сл

с

Ч XI ю

hO

о VI

Сл)

плотносмотанных рулонов оцинкованной стальной полосы) вызывает резкое увеличение нестабильности профиля рабочих валков, затрудняет управление профилем и может увеличить отсортировку металла по неплоскостности.

Дрессировка оцинкованной полосы при 100-300°С приводит к интенсификации процесса старения и снижаются пластические свойства оцинкованной полосы.

После низкотемпературного отжига (после распаковки оцинкованных рулонов с колпаковой печи при 100-300°С) образуется окислы ZnO и А120з, которые в виде порошка прилипает к поверхности полосы и при дальнейшей дрессировке вызывают дефекты поверхности.

Общее время выдержки термодиффузионного отжига оцинкованной стальной полосы в колпаковой печи от 3 до 9 часов снижает производительность обработки.

Целью изобретения является повышение качества поверхности за счет равномерности покрытия и отсутствия окисной пленки, пластичности, прочности сцепления покрытия с основой и сокращения продолжительности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства оцинкованной стальной полосы, включающий хо- лодмую прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллиза- ционный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение двухстадийный отжиг и дрессировку, двухстадийный низкотемпературный отжиг оцинкованной полосы проводят в защитной или восстановительной атмосфере сначала при 300-340°С в течение 0,5-1 ч., затем при 370-400°С в течение 0,5-2ч, а дрессировку проводят при комнатной температуре,

Предлагаемый способ получения оцинкованной стальной полосы осуществляется следующим образом. Холоднокатаная стальная полоса подвергается химической очистке на агрегате непрерывного горячего цинкования, в котором происходит удаление с поверхности стали жировых и других загрязнений, тонких окисных пленок, После этого стальная полоса подвергается предварительному нагреву в окислительной или безокислительной атмосфере, затем рекри- сталлизационному отжигу в проходной печи в защитной или восстановительной атмосфере при 800-880°С. далее, проводят охлаждение и на полосу наносится цинковое покрытие (погружение в расплавленный цинк или его сплавы),

Оцинкованная стальная полоса подвергается двухстадийному низкотемпературному отжигу в колпаковой печи в защитной или восстановительной атмосфере сначала при 300-340°С в течение 0,5-1 ч, затем при 370-400°С в течение 0.5-2 ч. В процессе

низкотемпературного отжига оцинкованной стальной полосы при 300-340°С в течение 0,5-1 ч, в стальной основе происходит распад неравновесного твердого раствора углерода карбидных частиц, в цинковом покрытии устраняются наплывы поверхности за счет упорядочения структуры покрытия, слой железоцинкового соединения становится более однородным и обеспечивается равномерность покрытия.

При температуре менее 300°С с выдержкой менее 0,5 ч не происходит обеднение феррита углеродом, т. е. не выделяется карбид в высокодисперсной форме.

При температуре отжига более 340°С с

выдержкой более 1 ч происходит взаимная

диффузия Fe Zn и во второй стадии отжига резко увеличится содержания железа в покрытии и формируется двухфазное 5i + Г

железоцинковое соединение, что приводит к снижению прочности сцепления покрытия с основой при последующей пластической деформации.

При температуре отжига 370-400°С о

течение 0,5-2 ч в цинковом покрытии в результате взаимной диффузии Fe «.Zn, а также более интенсивной рекристаллизацией железоцинковых фаз формируется железоцинковое соединение, состоящее из тонкой однородной мелкокристаллической -фазы с содержанием железа в покрытии 7- 19%. Благодаря мелким кристаллам железоцинкового покрытия из di-фазы

обеспечивается высокая прочность сцепления покрытия со стальной основой при последующей штамповке, гибке, вытяжке.

Кроме того, отжиг при 370-400°С способствует максимальному выделению углерода из твердого о-раствора в стальной основе и вследствие этого повышается пластичность оцинкованной полосы.

При температуре отжига оцинкованной стальной полосы менее 370°С с выдержкой

менее 0,5 ч не образуется однородное железоцинковое покрытие состоящее из di-фа- зы обеспечивающее высокую пластичность и окрашиваемость покрытия.

При температуре отжига более 400°С с

выдержкой более 2 ч в цинковом покрытии образуется двухфазное железоцинковое соединение из д + Г фазы и снижается пластичность покрытия при последующей пластической деформации.

После низкотемпературного отжига при 370-400°С оцинкованную стальную полосу охлаждают до цеховой (комнатной) температуры и подвергают дрессировке с обжатием 0,5-1,0%.

Для низкотемпературного отжига оцинкованной стальной полосы в колпаковых печах может применяться защитная атмосфера из азотно-водородной смеси или восстановительная атмосфера (100% На).

При отжиге оцинкованной стальной полосы в высококонвективной колпаковой печи с использованием водорода в качестве рабочей атмосферы с применением азотно- водородных атмосфер (95% Na + 4-5 N2).

Пример 1. Холоднокатаную полосу толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю с химическим составом, %: С 0,04; Si 0,02; Мп 0,20; S 0,018; Р 0,005; Сг 0,02; NI 0,03; Си 0,04; AI 0,047; N 0,004, подвергают химической очистке, предварительному нагреву в безокислительной атмосфере до 650°С, ре- кристаллизационному отжигу при 830°С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования. После горячего цинкования стальная полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в колпаковой печи в защитной атмосфере (95% Na + 4-5% На) сначала при 300°С в течение 1 ч, затем при 370°С,в течение 2 ч, после чего охлаждали до цеховой (комнатной) температуры и производили дрессировку с обжатием 0,5%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы: Ов 181 Н/мм2; оъ 307 Н/мм2: 5« 42%, глубины лунки по Эриксену 11 мм,, HRB 42 ед., толщина покрытия - 8 мкм, содержание железа в покрытии - 12%.

Пример 2. Холоднокатаную полосу толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю с химическим составом, %: С 0,03; SI 0,01; Мп 0,21; S 0,015; Р 0,005; Сг 0,02; N1 0,03; Си 0,04; AI 0,04; А 0,045; N 0,004, подвергают химической очистке, предварительному нагреву в безокислительной атмосфере до 650°С, рекристаллизационному отжигу при 850°С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования и нанесению цинкового покрытия. После горячего цинкования полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в колпаковой печи в восстановительной атмосфере (100% N2) сначала при 340°С в течение 1 ч., затем при 400°С в течение 2 часов, после чего охлаждали до цеховой (комнатной) температуры и производили дрессировку с обжатием 1%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы: ers 170 Н/мм2; 0Ь 300 Н/мм2; & 44%, глубина

лунки по Эриксену - 11,2 мм; HRB 38 ед.. толщина цинкового покрытия 9 мкм, прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб на 180°), содержание железа в 5 покрытии 15%.

Пример 3. Холоднокатаную полосу толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю с химическим составом, %: С 0,05; SI 0,01; Мп 0,23; S 0,011; Р 0,005; Сг 0,02; N1 0.02; Си

0 0,03; AI 0,045; N 0.004, подвергают химической очистке, предварительному нагреву в безокислительной атмосфере до 650°С, ре- кри.стиллизационному отжигу при 800°С в защитной атмосфере, охлаждение до темпе5 ратуры горячего цинкования. После горячего цинкования оцинкованная стальная полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в колпаковой печи в защитной атмосфере (95% Na + 4-5 На) сначала при

0 290°С в течение 25 мин., затем при 410°С в течение 2,5 ч., после чего охлаждали до цеховой температуры и производили дрессировку с обжатием 1%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы:

5 as 190 Н/мм2; оъ 315 Н/мм2; 5« 40%; глубина лунки по Эриксену - 10,6 мм; HRB 44 ед. толщина покрытия 9 мкм, содержание железа в покрытии - 25%.

Пример 4. Холоднокатаную полосу

0 толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю с химическим составом, %: С 0,03; S 0,01; Мп 0,24; S 0,015; Р 0,05; CrO.02; Ni 0,03; Си 0,04; AI 0,045, подвергают химической очистке, предварительному нагреву в безошсли5 тельной атмосфере до 650°С, рекристилли- зационному отжигу при 800°С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования. После горячего цинкования стальная полоса подвергалась

0 низкотемпературному отжигу в колпаковой печи в восстановительной атмосфере (100%На) сначала при 340°С в течение 0,5 ч., затем при 370°С в течение 0,5 ч., после чего охлаждали-до цеховой температуры и про5 изводили дрессировку с обжатием 0,5%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы: as 183 Н/мм2; оъ 309 Н/мм ; 64 40%; глубина лунки по Эриксену 10,8, HRB 43 ед., толщина покрытия 0 10 мкм; содержание железа в покрытии - 11%. П р и м е р 5. Холоднокатаную полосу толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю подвергают химической очистке, предваритель5 ному нагреву в безокислительной атмосфере до 650°С, рекристаллиэационно- му отжигу при 830°С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования и нанесению цинкового покрытия,

После горячего цинкования полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в кол- паковой печи в защитной атмосфере (95% N2 + 4-5 Н2) сначала при 300°С в течение 0,5 ч., затем при 400°С в течение 0,5 ч, после чего охлаждение до цеховой температуры и производили дрессировку с обжатием 0,8 %. Механические свойства оцинкованной стальной полосы; as 182 Н/мм2; 0ь 308

Использование предлагаемого способа получения оцинкованной стальной полосы обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повышается пластичность оцинкованной стальной полосы при последующей штамповке за счет максимального выделения углерода из твердого ораство- ра; повышается прочность сцепления с осН/мм2; &i 41% глубина лунки по Эриксену 10 новой при последующей штамповке за счет 11 мм., HRB 42 ед., толщина покрытия - 9 формирования мелкозернистой структуры мкм, содержание железа в покрытии-13%, железоцинкового соединения на базе 5т

фазы; улучшается качество поверхности

Пример 6, Холоднокатаную полосу оцинкованной стальной полосы при низко- толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю под- 15 температурном отжиге (первичной термообработке при 300-340°С

вергают химической очистке, предварительному нагреву в безокислительной атмосфере до 650°С, рекрмсталлизационно- му отжигу при 830°С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования. После горячего цинкования стальная полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в кол паковой печи в восстановительной атмо сфере (100% Hz)

при 3UU-J41TC устраняются наплывы поверхности, обеспечивается равномерность покрытия).

Формула изобретения 20 Способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что,

сначала при 300°С в течение 1 ч,, затем при 25 с целью повышения качества поверхности 400°С в течение 2 ч., после чего охлаждали до цеховой (комнатной) температуры и производили дрессировку с обжатием 0,5%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы: а$ 172 Н/мм2; оь 301 Н/мм2; di 43%, глубина лунки по Эриксену - 11,1 мм; HRB 39 ед., толщина цинкового покрытия - 9 мкм., содержание железа в покрытии - 14%, прочность сцепления с основой хорошая (загиб на 180°).

за счет повышения равномерности покрытия и отсутствия окисной пленки, пластичности, прочности сцепления покрытия с основой и сокращения продолжительности

30 обработки, двухстадийный низкотемпературный отжиг проводят в защитной или восстановительной атмосфере сначала при 300 340°С в течение 0,5-1,0 ч, затем при 370-400°С в течение 0,5-2,0 ч, а дрессиров35 ку проводят при комнатной температуре.

Сопоставленный анализ известного способа по достижению положительного эффекта

Использование предлагаемого способа получения оцинкованной стальной полосы обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повышается пластичность оцинкованной стальной полосы при последующей штамповке за счет максимального выделения углерода из твердого ораство- ра; повышается прочность сцепления с осоцинкованной стальной полосы при низко- температурном отжиге (первичной термообработке при 300-340°С

при 3UU-J41TC устраняются наплывы поверхности, обеспечивается равномерность покрытия).

Формула изобретения Способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что,

с целью повышения качества поверхности

за счет повышения равномерности покрытия и отсутствия окисной пленки, пластичности, прочности сцепления покрытия с основой и сокращения продолжительности

обработки, двухстадийный низкотемпературный отжиг проводят в защитной или восстановительной атмосфере сначала при 300 340°С в течение 0,5-1,0 ч, затем при 370-400°С в течение 0,5-2,0 ч, а дрессировку проводят при комнатной температуре.

Сущность изобретения: способ включает холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллизацион- ный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение, двухстадийный отжиг, дрессировку, причем двухстадийный отжиг проводят в защитной или восстановительной атмосфере сначала при 300-340°С в течение 0,5-1 ч, затем при 370-400°С в течение 0,5-2 ч, а дрессировку проводят при комнатной температуре. 1 табл.

Показатели

Известный способ

ермообработка оцинкованой стальной полосы при 410- 00°С в течение 1-4 ч, затем ри 340-360°С в течение 2-5 и теплая дрессировка при 100-300°С

190-196

300-335 38-40 Г-фаза

20-35 Есть

2-3

Удовлетворительная (появляются незначительные трещи- ны в покрытии)

Предлагаемый способ

Термообработка оцинкованной стальной полосы сначала при 300-340°С в течение 0,1- 1 ч, затем при 370-400°С в. течение 0,5-2 ч и дрессировка прикомнатной температуры

160-185

290-310

42-46

бгфаза

7-19 Нет

1

Высокая (сплошность покрытия не нарушена)