Способ изготовления высокопрочной оцинкованной стальной полосы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ав 4 С 21 0 8/02 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3753222/22-02 (22) 13.06.84 (46) 15.04.86. Бюл. В 14

;(71) Фрунзенский политехнический институт (72) У.K. Осионов и В.В. Липухин (53) 621.771.23:415.016.3(088.8) (56) Патент Японии Ф 26218, кл. 10 3 182, опублик. 197!.

Авторское свидетельство СССР

9 621753, кл. С 21 D 8/02, 1978. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ОЦИНКОВАННОЙ СТЛЛЬНОЙ

ПОЛОСЫ, включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев для подготовки поверхности, рекристаллизационный отжиг, охлаждение до температуры го» рячего цинкования, нанесение цинко„„Я0„„1224346 A вого покрытия, охлаждение, повторную холодную прокатку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью новьппения прочностных свойств полосы и качества покрытия, повторную холодную прокатку осуществляют с суммарным обжатием 40-607, .после чего производят повторный отжиг при температуре ниже температуры рекристаллизации.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что повторньй отжиг в печах периодического действия производят при 360-400 С в течение 812 ч.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что повторный отжиг в агрегатах непрерывного действия производят при 480-540 С в течечие

90-180 с.

1224346 р

Изобретение относится к прокатно- " му производству и может .быть исполь зовано для получения высокопрочной оцинкованной стальной полосы.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств полосы и качества покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

Холоднокатаные рулоны из низкоуглеродистой стали марок 08кп, 0,8 пс, 1кп, 1пс подвергаются на агрегате непрерывного горячего цинкования химической очистке, предварительному окислительному или.безокислитель-. ! ному нагреву для подготовки поверх.ности рекристаллизационному отжигу, охЛаждению до температуры горячего цпнкования (440-460 С), нанесению цинкового покрытия,, охлаждению до цеховой температуры и сматываются в рулоны. После этого оцинкованные рулоны подвергаются повторной холодной прокатке на непрерывном стане с сум;марным обжатием 40-607..

При обжатии оцннкованпой полосы менее 40% не достигается требуемый уровень временного сопротивления разрыву п твердости полосы (б ) 600 МПа, Ь

Ш1В ) 85 ед), а также высокая прочность сцепления покрытия с. основой.

Кроме того, при обжатии менее 407. очень трудно получить особо тонкое по крытие толщиной менее 10 мкм. При обжатии более 60% увеличивается сопротивление деформации при холодной прокатке тонких оцинкованных полос (менее 0,5 мм) и затрудняется получение формы полосы требуемого качества.

В результате повторной холодной прокатки оцинкованной полосы с суммарным обжатием 40-60Х. достигается высокий уровень прочностных свойств оцинкованной полосы, т.е. 6 = 600700 MIIa IIRB = 85-100 ед, а также заметно повышается прочность сцепления цинкового покрытия со стальной основой. Повышение прочности сцепления покрытия с основой объясняется тем, что если в процессе холодной прокатки оцинкованной полосы с, обжатием

5-107 в промежуточном диффузионном железоцинковом слое образуются микротрещины, то в случае холодной прокатки оцинкованной полосы с большими обжатиями 40-60Х в очаге деформации (со схемой всестороннего сжатия) при больших удельных давлениях пластичный цинк впрессовывается в образующиеся микропустоты (трещины) диффузионного промежуточного слоя и происходит холодная сварка сжатием, вслед5 ствие чего пластичный слой покрытия непосредственно соединяется со стальной основой.

После повторной холодной прокатки с суммарным обжатием 40-607 нагар10 тованную оцинкованную полосу подвергают повторному отжигу.

Повторный отжиг нагартованной оцинкованной полосы производят двумя путями: в печах периодического дейст-!

5 вия (например, колпаковых) при 360400 C в течение 8-12 ч или в агрега- тах непрерывного действия при 480540 С в течение 90-180 с. При этом в стальной основе снимаются остаточ20 ные напряжения и формируется стабильная полигонизованная субструктура.

В результате этого повышается пластичность нагартованной оцинкованной полосы, а высокий уровень прочност25,ных свойств, сохраняется (Д ь = 600750 МПа). В цинковом покрытии в процессе отжига при 360-400 С в течение 8-12 ч или при 480-540 С в течение 90-180 с увеличивается содер30 жанне железа 5-153 в результате взаимной диффузии железа из стальной основы и цинка из внешнего слоя — фазы и образуется на поверхности легированное железоцинковое соединение (слой) Fe — Zn.

После повторного отжига слой из железоцинкового соединения благодаря сильно развитой поверхности (R = = 5 мкм), а также высокой твердости и повышенной температуре плавления обладает лучшей окрашиваемостью и свариваемостью.

При температурах отжига менее

360 С (в случае отжига в колпачко45 вых печах). или менее 480 С (в агрегатах непрерывного действия) не происходит взаимная диффузия железа из стальной основы и цинка из внешнего слоя -фазы покрытия и не образуется на поверхности железоцинковое соединение (слой) Fe — Zn.

При температурах отжига более

400 С (в случае отжига в колпачкевых печах) или более 560 С (в агрегатах непрерывного действия) увеличивается содержание железа в покрытии (более 15Х Ге) и образуются более хрупкие соединения железоцинкового спла1224346 4

25

3 ва и покрытие отслаивается при последующей пластической деформации.

Кроме того, происходит снижение значений прочностных свойств (временное сопротивление разрыву, твердости полосы) .

При выдержке в процессе повторного отжига менее 8 ч (в колпаковых печах) или менее 90 с (в агрегатах непрерывного р ействия) не снимаются полностью остаточные напряжения нагартованной оцинкованной полосы и не достигается ресурс пластичности ф > 47), который необходим для осуществления пластической деформации (гибка, профилирование).

При выдержке в процессе повторного отжига более 12 ч (в колпаковых печах) или более 180 с (в агрегатах непрерывного действия) увеличивается содержание железа в покрытии (более 157) и образуются более хрупкие соединения железоцинкового сплава и покрытие отслаивается при последующей пластической деформации (гибка, профилирования).

Пример 1. Низкоуглеродистую сталь марки 1кп толщиной 1,8 мм и шириной 1050 мм в рулонах с химическим составом, : С 0,08, Si 0,01, Mn

0,32, S 0,017, Р 0,011, Cr 0,03, Ni

0,07, Си 0,07, подвергали холодной прокатке на непрерывном четырехклетевом стане до толщины 0,6 мм.

После холодной прокатки металл под вергали оцинкованию на агрегате непрерывного горячего цинкования. Для удаления жировых и механических зягрязнений стальную полосу подвергали химической очистке в горячих щелочных растворах с последующей струйной промывкой в горячей воде и сушке.

Проводили предварительный нагрев полосы до 380 С (выжигание или испарение остаточных жировых загрязнений), рекристаллизационный отжиг при 700 С, охлаждение до температуры горячего цинкования (450 С), нанесение цинкового покрытия в горячем расплаве цинка (A1 0,167., Рв 0,317, Си 0,0667, Zn остальное), охлаждение до цеховой температуры.

После цинкования металл имеет следующие механические свойства:д

= 320 ИПа, б = 350 ИПа, о = 28Х, твердость по HRB = 52 ед, толщина цинкового покрытия 15 мкм.

Повторную холодную прокатку оцинкованной полосы осуществляли суммарным обжатием 407, при толщине прокатанной полосы 0,36 мм, толщине цинкового покрытия 8 мкм, механических свойствах нагартованной оцинкованной полосы, 6 8 = 700 Gla, 8 = 1,0Х, Ц

HRB > 100 ед.

Повторный отжиг нагартованной о оцинкованной полосы при 360 С в колпаковой печи осуществляли при скорости нагрева 50 град/ч, времени выдержки 8 ч, охлаждение.- на воздухе.

Физико-механические свойства оцинкованной полосы после повторного отжига следующие:(j = 530 МПа,6

630 ИПа, 8„ = 6Х, HRB = 86 ед., толщина покрытия 10 мкм, содержание железа в покрытии t27 шероховатость

noBepxHocTH R Зу0 мкм °

IIoBTopHbBt отжиг нагартованной опинкованной полосы при 480 С в агрегатах непрерывного действия (протяжной печи осуществляли при скорости нагрева 50 град/с, времени выдержки 90 с, охлаждение — на воздухе.

Физико-механические свойства оцин,кованной полосы после :повторного отжига,следующие: 6, = 640 Mila,6<

= 680 MIla, 6„ = 47, HRB = 98 ед.,,толщина покрытия 10 мкм, содержание железа в покрытии 11Х, шероховатость . поверхности R = 3,0 мкм.

Пример 2. Низкоуглеродистую сталь марки 08 кп толщиной 2,0 мм и шириной 1000 мм в рулонах с химическим составом, .: С 0,09, Si 0,01, Мп 0,38, S 0,02, P 0,014, Cr 0,03, Ni 0,07, Си 0,08, пбдвергали холодной прокатке на непрерывном стане до толщины 0,7 мм.

После холодной прокатки металл

40 подвергали оцинкованию на агрегате непрерывного горячего цинкования, включающему химическую очистку поверхности (удаление жировых и механических загрязнений) в горячих ще45 лочных растворах с последующей струйной промывкой в горячеи воде и сушку, предварительный нагрев полосы до

400 С (выжигание или испарение остаточных жировых загрязнений), ре50 .кристаллизационный отжиг при 780 С, охлаждение до температуры горячего о цинкования 450 С, нанесение цинко-вого покрытия в горячем расплаве цинка состава,Х: А1 О, 16, Рв 0,31, Си 0,066, Zn остальное, охлаждение до цеховой температуры.

После оцинкования металл имел следующие механические свойства: 6

Составитель А. Секей

Редактор H. Швыдкая Техред Н.Бонкало

Корректор М. Демчнк

Заказ 1892/25 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1224346 б

= 310 МПа,б: = 370 МПа, 8„31, 1 отжига следующие:б = 600 МПа,5 твердость по НКВ 49 ед., толщина = 700 МПа, 8„ 5, HRB = 96 ед., ! цинкового покрытия 16-мкм. толщина покрйтия 10 мкм, содержание 1

Повторную холодную прокатку оцин« железа в покрытии 1.4Ж, шероховатость кованной полосы осуществляли с сум- поверхности К„ = 3,5 мкм. марным обжатием 60 .при толщине про- Повторный отжиг нагартованной катанной полосы 0,32 мм, толщине оцинкованной полосы при 540 С в агрецинкового покрытия 7 мкм и механичес- гатах непрерывного действия (в проких свойствах нагартованной оцинко- ходной печи) проводили при скорости ванной полосы: б з = 780 МПа, 8. 1б нагрева 50 град/с, времени выдерж0,063Ж, HRB )100 (HR р 83 ед ) i ки 180 с, охлаждение - на воздухе. а = 1 2 мкм

3o

Физико-механические свойства

Повторный отжиг нагартованной оцинкованной полосы после повторного оцинкованной полосы при 400 С в кол- отжига следующие: G,= 600, МПа, паковой печи осуществляли при ско- 15 48- 710 МПа, 8„ 5 ; HRB 06 ед., рости нагрева 70 град/ч, времени вы- толщина цинкового покрытия 10 мкм, держки 12 ч, охлаждение - на воздухе. содержание железа в покрытии 14, . Физико-механические свойства оцин- шероховатость поверхности R кованной полосы после повторного 3,4 мкм.