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影响高强板设计应力的两个主要因素是抗疲劳性能和抗弹减性能,因而这两个因素成为当今高强板钢研究和发展的主题。目前高强板钢钢种的发展趋势是向经济性和高性能化方向发展,图2展示汽车用高品质高强板钢的应用领域。新一代超高强度高强板钢具有以下特征:
◆超高强度-韧塑性:抗拉强度≥2000MPa--断面收缩率≥50%;
◆高的疲劳强度和耐腐蚀疲劳性能:
◆优良的耐弹减性能;
◆良好的经济性。
通过新型钢种的研究开发。一方面通过优化现有高强板钢的合金元素含量并添加微合金化元素;将碳含量降低并添加V和Nb等。通过新型热加工和热处理工艺的研究开发。在现有钢种基本不变的情况下,通过形变热处理、感应热处理及在线热处理等工艺的研究开发,在充分保证经济性的前提下实现超高强度化。目前国外形变热处理和感应热处理工艺已广泛用于实际生产,实现在线高强板钢丝经过油淬-回火热处理工艺。
高品质悬架簧及气门簧的高强板钢丝经过的油淬-回火工艺是在瞬间(约20秒)完成的感应调质过程;而在高强板卷簧成型过程是采用冷卷簧;因此对钢材的内在质量特性提出极高的要求;如钢中非金属夹杂物的组成、分布、形状、数量,残余元素、五害元素、气体含量,机械性能,脱碳层,显微组织及其均匀性,晶粒度,表面质量,尺寸精度、钢材疲劳寿命等均有非常严格的要求产品关键技术特性:
(1)强度-塑性控制的追求目标:抗拉强度≥2200Mpa,断面收缩率≥50%;
(2)非金属夹杂物尺寸控制的追求目标:夹杂物尺寸≤5um;
(3)氧含量控制的追求目标:[T.O]≤8ppm;
(4)晶粒度控制的追求目标:晶粒度细于10级;
(5)脱碳层控制的追求目标:热轧态脱碳层≤直径0.4%mm。
高强板顾名思义是在钢板表面镀一层薄而致密的锌金属层,防止钢板表面受到腐蚀,以达到延长钢板使用寿命目的,并且金属锌表面呈银白色,色泽美观而广受欢迎。汽车用高强板的主要概况是:
1、生产工艺
按高强板的生产工艺及深加工方法的不同,高强板主要分为热高强板和电高强板,前者主要是将薄钢板浸入锌槽中,使钢板表面粘附一层锌,将出槽后的热高强板加热至约500℃,使其表面产生一种锌和铁的合金薄膜;而后者是利于溶液电解的原理,先将Zn2+离子电解到溶液中,然后在钢板表面沉积,形成一层均匀而致密的锌金属或合金层。
2、高强板表面质量
根据高强板表面质量的情况,其又可分为单面高强板和双面差高强板,表面仅一面有镀锌层的钢板叫做单面高强板。如果在已经一面镀锌的钢板的另一面,也涂一层锌金属,由于其厚度的差异,称为双面差高强板。
3、电镀溶液的种类
根据电镀溶液的种类可将电镀锌分为五大类,分别为:碱性 镀锌、碱性锌酸盐镀锌、铵盐镀锌、无铵氯化物镀锌、和硫酸盐镀锌。
1)碱性 镀锌后产品表面色彩艳丽,特别适用于彩色镀锌;但是由于 属于剧毒物质,在碱性 镀锌的过程中对通风设备提出了更高的要求,环境保护的限制对无氰少氰电镀液提出了更高的要求。
2)碱性锌酸盐电镀液的pH值为12~13,该工艺是由碱性 镀锌演变而来,也同样适合于彩色镀锌,其电镀层的晶格结构主要呈柱状,具有优良的耐蚀性。
3)采用铵盐作为电镀液时,电流利用率高,产品表面金属离子沉积速度快,得到的电镀层致密、光亮;但是由于铵盐电镀溶液对镀槽中的钢铁设备腐蚀严重、废水处理困难,铵盐镀锌迅速被无铵氯化物镀锌所取代。
4)采用无铵氯化物镀锌方法得到的电镀锌经钝化后,表面呈蓝白色,其表面与镀铬后颜色类似。
5)硫酸盐镀锌是目前国内广泛采用的一种电镀方法,由于其电镀溶液成分简单、成本低,且性能稳定,对环境及电镀设备危害小;电镀过程可使用较高的电流,镀层沉积速度较快,因此特别适用于线材、型材等大体积零部件。
板材特钢厂高强度钢板用钢连铸坯试生产成功,这标志着本钢集团特钢产品生产能力再上新台阶,对加速特钢产品转型升级,打造企业品牌形象,增强市场竞争力均有着十分积极的意义。
H13钢是当前国内外应用广泛的热模具钢种之一,具有良好的韧性、热强性、热疲劳性能、耐磨性及热处理变形小的优点,通常用于、玩具等生产线的浇铸模具,市场空间广阔,利润空间较大。由于该品种为高端特殊钢品种,对生产工艺要求极其严格,目前国内大多特钢生产企业都采取传统的模铸生产方式,产品成材率偏低,生产成本较高,仅有少数企业具有相关技术水平和大规模连铸生产能力。
为了抢抓市场机遇,在激烈的市场竞争中把握主动权,国贸公司、产品研究院、板材特钢厂等单位联合出击,结合市场需求积极开展高强度钢板用钢连铸坯攻关。为确保试生产顺利,在生产前期工艺准备阶段,产品研究院与板材特钢厂召开了近10次工艺研讨会,针对产品特点及生产中可能存在的问题进行讨论,反复研究,提前制订工艺方案。
高强度钢板用钢合金含量高,浇铸过程中热抗应力大,对铸机矫直功能形成前所未有的考验。为此,在试生产前,板材特钢厂积极查找相关资料,并与同类厂家进行技术交流,终通过提高矫直机下压应力,确保了试生产过程中产品矫直顺利完成。
针对高强度钢板用钢在浇铸过程中拉速和过热度匹配要求高,拉速过快容易对钢坯内部质量造成不利影响等问题,板材特钢厂结合生产实际,多次进行理论计算,准确确定液相线位置,以保证生产中的钢水粘度、拉速和过热度。经低倍检验,此次试生产的产品全部满足生产要求。
此外,为避免钢坯冷却过程太快或过慢影响到钢坯质量,该厂还多次进行现场试验,制订了科学合理的钢坯冷却制度,有效满足了工艺生产需求,使产品质量得到保证。
高强度钢板用钢连铸坯的成功试生产,不仅使本钢集团具备了H13钢的大规模生产能力,提高了产品生产效率,而且大大减少了生产过程浪费,降低了生产成本消耗。同时,这也标志着本钢集团特钢产品正在向高端产品领域迈进,对企业实现转型升级和拓展利润空间具有重要意义。
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