[发明专利]一种超低碳烘烤硬化连续热镀锌钢板的生产方法

说明书

一种超低碳烘烤硬化连续热镀锌钢板的生产方法，在连续热镀锌生产线上的立式连续加热炉内，增设控碳氧化装置，将空气或氧气混合到氮气中，通过控碳氧化装置对正在退火过程的钢板表面喷吹，对钢板表面进行控制性脱碳和控制性氧化，氧化后的钢板表面在后续的均热、冷却区段，被基础保护气氛中的氢还原成贫碳的海绵铁。本发明通过脱碳氧化装置对正在退火过程的钢板表面喷吹空气或氧气，改变了局部的气氛状态。使得原来的还原性气氛在一定炉段区域内变成轻微氧化气氛，在温度作用下，钢板表面的碳发生氧化反应，生成C₂O气体脱离钢板，从而调整钢板表面的游离碳含量以及得到一定厚度的贫碳层，进而达到提升钢板耐时效性的目的。

技术领域

本发明涉及冶金-金属材料加工领域，尤其涉及一种超低碳烘烤硬化连续热镀锌钢板的生产方法。该产品应用于汽车外覆盖件。

背景技术

超低碳烘烤硬化钢是一种在冲压成形前具有较低的屈服强度，经过冲压成形，通过烤漆温度时效处理后，屈服强度可以得到一定程度提高的优质汽车用钢板，主要用于汽车外板。此产品特点是：实现了产品强度、深冲性能和零件抗凹陷性能三者的有机结合。与此同时，此产品缺点为如果时效指数(AI值＞30MPa)或者烘烤硬化值(BH2)大于50Mpa，存放不到三个月，再冲压时，容易引起冲压桔皮或开裂。产生此缺陷的本质原因为产品游离碳、氮含量较大，在时间和温度双重作用下，固溶在铁素体中的C、N原子，会从铁素体晶格中析出，从而引起抗拉强度、屈服强度等机械性能发生一定程度的变化。我们希望在常温下这一变化程度越低越好；冲压以后变化越大越好，就是利用其冲压成形时较低的屈服强度、烤漆时获得较高的屈服强度这一特性，获得良好的加工性能和优良的使用性能。

烘烤硬化性能，BH性，(即Bake Hardening Ability)是指钢板在退火、热镀锌平整后的供货状态下有较低的屈服强度，适合于冲压；该冲压件在随后的涂漆烘烤过程中，受温度的影响，屈服强度在一定范围内得到提升，这个提升值就称为烘烤硬化值，简称BH值。获得烘烤硬化值的前提条件是，钢中要有一定数量的游离碳。

由于该钢种在自然温度条件下也会发生机械性能变化，这个变化是不利于保持其加工性能的因素，因此要尽可能控制其变化在最小范围内。为了考核这一特性，人们称其为耐时效性。对于耐时效性，人们通常用耐时效时间长短或者用时效指数AI值来衡量烘烤硬化钢板的常温时效性。

测BH值的条件是，预拉伸应变量2％，时效条件为170℃、20分钟；AI值的预拉伸应变量8％，时效条件为100℃，l小时。

BH值和AI值，二者的评价方法和数值都很相似，通常BH值高，AI值也必然高。并且AI值总是小于BH值。

在自然时效过程中C、N原子多沿位错析出，如果晶格当中含有过多的游离碳或者氮，这个时效过程时间就会很短，不足以满足周转过程的需要，在冲压时，由于机械性能变坏，影响加工性能；除了影响机械性能以外，有时还会因为形成了“柯氏气团”影响冲压件的表面质量。

由于时效钢种有这一特性，我们就要尽可能利用其优点，避免其缺点。开发一种耐时效的热镀锌烘烤硬化钢，或者开发一种提升其耐时效的制造方法，争取尽可能长一些的存放周期，具有重要的经济效益和社会效益。