家电用微碳热镀锌钢板开发与生产实践

供稿|亢业峰

作者单位：山东钢铁集团日照有限公司钢铁研究院，山东 日照 276800

内容导读

热镀锌板已逐渐取代电镀锌钢板成为家电产品的主要选用钢材。家电用热镀锌钢板不但要求具有较高的表面质量和板形、尺寸精度，而且还要求具有良好的冲压加工性能。文章介绍了通过制定合理的炼钢、热轧、冷轧工艺，成功开发具有较低屈服强度、较高断后伸长率的家电用微碳热镀锌钢。经过大批量工业生产实践表明，该产品性能稳定，满足相对复杂家电零件产品对冲压性能的要求。家电用微碳热镀锌钢的成功开发拓宽了家电用热镀锌板市场，优化了产品结构。

近年来，随着环保要求的日益提高及企业成本优化考虑，热镀锌板凭借其生产成本低、耐腐蚀性能强及对环境污染小等优点，已逐渐替代电镀锌钢板成为家电产品的主要选用钢材。家电用热镀锌板不仅要求较高的表面质量和板形、尺寸精度，而且对一些形状复杂的零件还要求有良好的冲压加工性能。

普通低碳铝镇静钢由于屈服强度相对较高，在相对复杂零件生产时容易产生开裂和回弹现象；而微碳铝镇静钢是将低碳铝镇静钢的碳含量降为微碳，钢中碳化物间距增大，有利于r-<111>//ND织构形成，r值提高，能有效提高其成形冲压性能[1]。

技术要求

微碳热镀锌钢板要求具有较低的屈服强度和较高的断后伸长率，由于连续热镀锌钢板及钢带相关标准对微碳钢成分和性能没有规定，因此通过与客户签订技术协议，对炼钢成分和力学性能作如表1和表2要求。

生产实践

炼钢

微碳热镀锌钢炼钢生产的关键是对C含量的有效控制，转炉通过低碳终点控制、保证RH真空度、延长RH精炼脱碳和脱气时间等措施，保证了钢水中C的质量分数控制在0.030%以下。钢坯实际化学成分如表3所示。

表1 技术协议化学成分(质量分数，%)

表2 技术协议力学性能

表3 钢坯实际化学成分(质量分数，%)

热轧

在热轧过程中微碳热镀锌钢的材料组织主要发生第二相粒子AlN的固溶和析出、奥氏体的形变和再结晶、γ/α相变[1]。根据客户对产品性能需求，可以优化热轧工艺参数对组织(晶粒度)和析出物进行有效控制，而影响微碳热镀锌钢板最终力学性能的热轧工艺参数主要为终轧温度和卷取温度。

为了防止热轧组织出现混晶导致冷轧退火后有利于深冲性能的{111}织构组分下降，从而影响钢板最终成形性能。在实际生产中提高板坯加热温度和优化二级模型，控制微碳热镀锌钢的热轧终轧温度高于奥氏体向铁素体转变温度Ar3，防止形成热变形织构、产生铁素体相变。由于热镀锌采用连续退火工艺，卷取温度采用高温U形卷取，在保证通板性能均匀的同时，使铁素体晶粒粗大，AlN充分析出并长大，造成带钢屈服强度和时效性降低。热轧工艺实际控制参数见表4。

表4 热轧工艺实际控制参数

冷轧

影响微碳热镀锌钢板屈服强度和断后伸长率的主要因素为退火均热温度和光整延伸率。退火是将微碳热镀锌钢板加热到A+F两相区某一温度保温一定的时间，使其组织软化和再结晶。而高的退火均热温度和均热时间会使铁素体晶粒长大，在晶粒长大过程中，小晶粒被大晶粒吞并，晶粒尺寸不均匀性逐步改善，塑性升高[2]。光整主要是为了消除屈服平台，改善带钢表面状态，提高表面锌层均匀性，对于微碳钢而言，提高光整延伸率可明显降低屈服强度。冷轧工艺实际控制参数见表5。

表5 冷轧工艺实际控制参数

金相组织及力学性能

采用上述各工序工艺控制，微碳热镀锌钢板的室温组织主要为多边形铁素体，同时在晶界处分布有条、块状渗碳体，内部分布少量细小的渗碳体颗粒，整体晶粒呈现等轴状，晶粒度为8.5～9.0级，金相组织见图1。成品卷的实际力学性能见表6。微碳热镀锌钢板应用产品的实例见图2和图3。

图1 微碳热镀锌钢板金相组织

表6 家电用微碳热镀锌钢板实际力学性能

图2 空调外机前罩壳面板

图3 空调外机箱顶盖

结束语

经过一年多的生产实践，家电用微碳热镀锌钢满足客户需求，同时达到了预期的研发目标。该钢种的成功开发为热镀锌钢板进军家电行业打下了坚实的基础，拓宽了家电用热镀锌板市场，优化了产品结构。