Способ получения оцинкованной стальной полосы

(54) СПОСОБ ПОЛУЧНОЙ СТАЛЬНОЙ ПО итехнический ин ельство СССР8/04, 19.87.ЕНИЯ ОЦИНКОВЛОСЫ следу возмо Изобретение относится к прокатномупроизводству и может быть использованопри производстве оцинкованной стальнойполосы для глубокой вытяжки,Известен способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку,предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение, низкотемпературныйотжиг при 410-500 С в течение времениобеспечивающем содержание железа в покрытии 20 - 35 фб и дрессировку.Недостатком данного способа являетсято, что после горячего цинкования полосы. на поверхности образуются наплывы (утол. щение покрытия на некоторых участках) ипри последующем термодиффуэионном отжиге оцинкованной стальной полосы (410500 С) за счет интенсивной взаимнойдиффузии Ре, Еп формируется неравномерное покры"ие из желеэоцинкового сплава с большой шероховатостью. которую при(57) Сущность изобретения: способ включает холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллиэацион-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. по ющей дрессировке за один проход не жно снизить до требуемой величиы,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 чзатем при 340-3606 в течение 2-5 ча дрессировку производят при 100-3000 С.В связи с тем, что первая ступень термообработки оцинкованной стальной полосы производятся при высоких температурах (410-500 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 витков30 дрессировку, двухстадийный низкотемпе-. 35ратурный отжиг оцинкованной полосы про 40 50 55 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 ЕпО и АгОз, которые в аиде 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 эа счет равномерности покрытия и отсутствия окисной пленки, пластичности, прочности сцепления покрьтия с основой и сокращения продолжительностии обработки. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение двухстадийный отжиг и водят 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,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 беэокислительной атмосфере, затем рекристаллизационному 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 йодвергается двухстадийному низкотемператур 5 10 15 20 25 ному 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 Ее Еп и во второй стадии отжига резко увеличится содержания железа впокрытии и формируется двухфазное д 1+ Гжелезоцинковое соединение, что приводитк снижению прочности сцепления покрытияс основой при последующей пластическойдеформации.При температуре отжига 370 в 4 С втечение 0,5 - 2 ч в цинковом покрытии в ре"+эультате взаимной диффузии Ее, 2 п, а также более интенсивной рекристаллиэациейжелезоцинковых фаз формируется железо-цинковое соединение, состоящее иэ тонкойоднородной мелкокристаллической д 1-фазы с содержанием железа в покрытии. 7190, Благодаря мелким кристалламжелеэоцинкового покрытия из д 1-фазыобеспечивается 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 а-раствора в стальнойоснове и вследствие этого повышается пластичность оцинкованной полосы,При температуре отжига оцинкованнойстальной полосы менее 370 С с выдержкой 1менее 0,5 ч не образуется однородное железоцинковое покрытие состоящее иэ д 1-фазы обеспечивающее высокую пластичностьи окрашиваемость покрытия,При температуре отжига более 400 С свыдержкой более 2 ч в цинковом покрытииобразуется двухфазное железоцинковое соединение из д 1 + Г фазы и снижается пластичность покрытия при последующейпластической деформации.После низкотемпературного отжига при370 - 400 С оцинкованную стальную полосуохлаждают до цеховой (комнатной) температуры и подвергают дрессировке с обжатием 0,5 - 1,0%,Для низкотемпературного отжига оцинкованной стальной полосы в колпаковых печах может применяться защитнаяатмосфера из азотно-водородной смеси иливосстановительная атмосфера (100% Нг).При отжиге оцинкованной стальной полосы в высококонвективной колпаковой печи с использованием водорода в качестверабочей атмосферы с применением азотноводородных атмосФер (95% Иг+ 4-5 Нг).П р и м е р 1, Холоднокатаную полосутолщиной 0,8 мм из стали марки 08 Ю с химическим составом, %: С 0,04; 9 0,02; Мп0,20; 3 0,018; Р 0,005; Сг 0,02; М 0,03; Си0,04; А 1 0,047; й 0,004, подвергают химической очистке, предварительному нагреву вбезокислительной атмосфере до 650 С, рекристаллизационному отжигу при 830 С взащитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинковэния. После горячего цинкования стальная полосаподвергалась низкотемпературному отжигув колпаковой печи в защитной атмосфере(95% йг + 4 - 5% Нг) сначала при 300 С втечение 1 ч, затем при 370 С,в течение 2 ч,после чего охлаждали до цеховой (комнатной) температуры и производили дрессировку с обжатием 0,5%, Механическиесвбйства оцинкованной стальной полосы:ов = 181,Н/ммг; оЬ = 307 Н/ммг; д 4= 42%,глубины. лунки по Эриксену 11 ммНВВ =42 ед., толщина покрытия - 8 мкм, содержание железа в покрытии - 12%.П р и м е р 2, Холоднокэтаную полосутолщиной 0,8 мм из стали марки 08 Ю с химическим составом, %: С 0,03; Я 0,01; Мп0,21; Я 0,015; Р 0,005; Сг 0,02; Ю 0,03; Со0,04; А 0,04; А 3 0,045; И 0,004, подвергаютхимической очистке, предварительному нагреву в беэокислительной атмосфере до650 С, рекристаллизационному отжигу при850 С в защитной атмосфере, охлаждениюдо температуры горячего цинкования и нанесению цинкового покрытия, После горячего цинкования полоса подвергалась.низкотемпературному отжигу в колпаковойпечи в восстановительной атмосфере (100%Нг) сначала при 340 С в течение 1 ч., затемпри 400 С в течение 2 часов, после чегоохлаждали до цеховой (комнатной) температуры и производили дрессировку с обжатием 1%. Механические свойстваоцинкованной стальной полосы: о; = 170Н/мм; ОЬ ЗОО Н/мм; д 4 =44%, глубина510 лунки по Эриксену - 11,2 мм; НЯВ = 38 ед толщина цинкового покрытия 9 мкм, прочность сцепления покрытия с основой корошая (загиб на 180 О), содержание железа в покрытии 15%,П р и м е р 3, Холоднокатаную полосу толщиной 0,8 мм из стали марки 08 Ю с химическим составом, %: С 0,05; 5 0,01; Мп 0,23; Я 0,011; Р 0,005; Сг 0,02; й 0,02; Со 0,03; А 0,045; й 0,004, подвергают химической очистке, предварительному нагреву в безокислительной атмосфере до 650 С, рекристиллизационному отжигу при 800 С в защитной атмосфере, охлаждение до температуры горячего цинкоаания. После горячего цинкования оцинкованная стальнаяполоса подвергалэсь низкотемпературномуотжигу в колпаковой печи в защитной атмосфере (95% йг + 4-5 Нг) сначала при20 290 С в течение 25 минзатем при 410 С втечение 2,5 ч., после чего охлаждали до цеховой температуры и производили дрессировку с обжатием 1%. Механическиесвойства оцинкованной стальной полосы:25 О = 190 Н/ммг; оЬ = 315 Н/ммг; д 4= 40%;глубина лунки по Эриксену - 10,6 мм; НЯВ= 44 ед. толщина покрытия 9 мкм, содержание железа в покрытии - 25%,П р и м е р 4, Холоднокатаную полосуЗО толщиной 0,8 мм из стали марки 08 Ю с химическим составом, %; С 0,03; 5 0,01; Мп0,24; Я 0,015; Р 0,05; Сг 0,02; % 0,03; Со 0,04;А 0,045, подвергают химической очистке,предварительному нагреву в безокисли 35 тельной атмосфере до 650 С, рекристиллизационному отжигу при 800 С в защитнойатмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования. После горячего цинковэния стальная полоса подвергалась40 ниэкотемпературному отжигу в колпаковойпечи в восстановительной атмосфере(100%Нг) сначала при 340 С в течение 0,5 чзатем при 370 С в течение 0,5 ч., после чегоохлаждали до цеховой температуры и про 45 изводили дрессировку, с обжатием 0,5%..Механические свойства оцинкованнойстальной полосы, сЬ = 183 Н/мм; оь = 309Н/мм; д 4 = 40%; глубина лунки по Эриксег,ну 10,8, НЯВ = 43 едтолщина покрытия -50 10 мкм; содержание железа в покрытии -11%.П р и м е р 5. Холоднокатаную полосутолщиной 0,8 мм из стали марКи 08 Ю подвергают химической очистке, предварительному нагреву в беэокислительной атмосфере до 650 С, рекристаллизэционному отжигу при 830 С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования и нанесению цинкового покрытия,1779267 Использование предлагаемого способаполучения оцинкованной стальной полосы обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие пре имущества: повышается пластичностьоцинкованной стальной полосы при последующей штамповке за счет максимального выделения углерода из твердого а-раствора; повышается прочность сцепления с ос новой при последующей штамповке за счетформирования мелкозернистой структуры железоцинкового соединения на базе д 1- фазы, улучшается качество поверхности оцинкованной стальной полосы при низко температурном отжиге,(первичной термообработке при 300-340 С 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, о т, л и ч а ю щ и й с я тем, что, 25 с целью повышения качества поверхностиза счет повышения равномерности покры тия 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 дрессиров ку проводят при комнатной температуре. соба по достижению положительного эффекта После горячего цинкования полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в колпаковой печи в защитной атмосфере (95% йг+ 4 - 5 Нг) 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 доессировку с обжатием 0,8%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы: о = 182 Н/мм; оЬ = 308г, Н/мм; д 4 =41% глубина лунки по Эриксену 11 ммНВВ = 42 едтолщина покрытия - 9 мкм, содержание железа в покрытии - 13%. П р и м е р 6, Холоднокатаную полосу толщиной 0,8 мм из стали марки 08 Ю подвергают химической очистке, предварительному нагреву в безокислительной атмосфере до 650 С, рекристаллизационному отжигу при 830 С в защитной атмосфере, охлаждению до температуры горячего цинкования, После горячего цинкования стальная полоса подвергалась низкотемпературному отжигу в.колпаковой печи в восстановительной атмосфере (100% Нг) сначала при 300 С в течение 1 чзатем при 400 С в течение 2 чпосле чего охлаждали до цеховой (комнатной) температуры и производили дрессировку с обжатием 0,5%. Механические свойства оцинкованной стальной полосы: сг, = 172 Н/мм; сгь = 301г,Н/мм; д 4 =43%, глубина лунки по Эриксену - 11,1 мм; НВВ = 39 ед., толщина цинкового покрытия - 9 мкмсодержание железа в покрытии - 14%, прочность сцепления с основой хорошая (загиб на 180).Сопоставленный анализ известного спо Известный способ Показатели П едлагаемый способ Термообработка оцинкованной стальной полосы при 410 в 500 С в течение 1 - 4 ч, затем при 340-360 С в течение 2-5 ч и теплая дрессиоовка при 100 в 3 С 190-196 160-185. 300-335 38-40 Г-фаза 290 - 310 42-46 д 1-фаза20-35 7 - 19 Есть Нет 2 - 3Удовлетворительная (появляются незначительные трещины в пок ытии Предел текучески, Н/ммВременное сопротивлениеразрыву, Н/ммОтносительное удлинение, %фазовый состав покрытия .Содержание железа в покрытии, %Наличие окисной пленки наповерхности (Еп, АгОз)Разнотолщинности покрытия,мкмПрочность сцепления покрытия при последующей пластической е о ма ии 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 и икомнатной темпе ат ы 1 Высокая (сплошность покрытия не нарушена)