[发明专利]一种热轧大粗糙度表面耐候钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种热轧大粗糙度表面耐候钢，主要化学成分按质量百分比为：C0.02～0.08％、Si 0.10～0.30％、Mn 0.15～0.40％、S≤0.008％、P≤0.02％、Cu 0.20～0.40％、Cr0.20～0.50％、Ni 0.10～0.40％，Ti 0.010～0.030％，Als含量≤0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明提供的热轧大粗糙度表面耐候钢为一种免喷砂直接涂装耐候钢，其表面为表层Fe₃O₄+中间层Fe/Fe₃O₄+底层Fe₃O₄组成的三层氧化铁皮结构，这种氧化铁皮结构与钢基体结合力良好，在平整时的表面粗糙度转印过程中，仅发生少量脱落，在变形、焊接等工艺过程中不发生脱落，表面粗糙度Rz可根据涂装需求控制在20～50μm，表面可溶性氯盐含量可控制在≤10μg/cm²，达到免喷砂直接涂装的要求。

技术领域

本发明属于热轧板带的生产领域，具体涉及一种热轧大粗糙度表面耐候钢及其制造方法。

背景技术

钢铁产品在服役时长期暴露在空气中，会受到环境中的水分、气体、微生物、紫外线等的侵蚀发生腐蚀而逐渐毁坏，因此在钢铁产品生产中添加Cu、Ni、Cr、Mo等耐候元素增加其自身的耐蚀性，同时对钢铁产品表面进行涂装进一步增加其表面的耐蚀能力。

涂装质量的好坏直接影响涂层性能的优劣，对基材的使用价值也有直接影响，研究表明涂装前钢材表面预处理质量是决定涂膜保护性能的最主要因素。在涂装前，在表面预处理的不同工艺中，喷砂预处理可清除带钢表面氧化铁皮层、铁锈或者其他污物，并且提高钢材表面粗糙度，提升涂层附着力及其保护性能。但是，喷砂预处理在生产过程中造成了较大的粉尘污染，且噪音较大，严重恶化作业环境且增加了工序成本。基于降本增效及环保方面的考虑，能实行免喷砂预处理的耐候钢种开发成为研究热点。

目前对钢材表面进行免喷砂直接涂装方面的研究主要集中在钢材表面氧化铁皮的结构厚度控制，没有考虑涂装对象表面状况的改进，氧化层与漆膜的结合力不够，使适用范围受到一定的限制，涂装质量与在某些特定场合达不到要求，大大影响了免喷砂预处理的耐候钢种的应用。

授权公告号为CN102691004B的中国专利提出一种免喷砂及抛丸处理集装箱用耐候钢的生产方法，公开号为CN102690937A的中国专利提出一种薄规格免喷砂及抛丸处理结构用钢的生产方法。以上方法均是通过控制轧钢过程中的工艺参数，使钢材表面形成以致密Fe₃O₄为主的氧化铁皮结构，在成型过程中不发生脱落并提供一定的耐蚀性能，上述专利对精轧末机架轧辊表面粗糙度Ra有一定的要求，但对轧辊表面的粗糙度要求仅为0.8～2.4μm。在热轧过程中轧辊表面受冷热交替、高温高压影响，轧辊表面氧化铁皮处于生长及磨损的交变状态，极端条件下氧化膜甚至会发生脱落，生产出来的钢板表面粗糙度一般在为Ra为0.5～1.5μm左右，与很多涂装场合的标准要求Rz为20～50μm相距甚远。

另一个方面，钢材在生产过程中，其表面会与层流冷却水接触，若层流冷却水中的水质恶劣，会给后续涂层造成潜在的损害。上述专利均未涉及相应指标的控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种热轧大粗糙度表面耐候钢及其制造方法，表面生成氧化层具有特殊结构并与基体结合紧密，控制表面氧化铁皮粗糙度变化稳定及表面残留，达到免喷砂直接涂装的要求。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种热轧大粗糙度表面耐候钢，其化学成分按质量百分比为：C 0.02～0.08％、Si0.10～0.30％、Mn 0.15～0.40％、S≤0.008％、P≤0.02％、Cu 0.20～0.40％、Cr 0.20～0.50％、Ni 0.10～0.40％，Ti 0.010～0.030％，Als含量≤0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。