[发明专利]经济型耐候花纹板及其生产方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种花纹板及其生产方法，尤其是涉及一种耐候花纹钢卷及其生产方法。

背景技术：

花纹钢板具有美观，防滑效果好，易于清理等特点，因而被广泛应用于建筑、机械制造、桥梁、交通、造船等领域。但钢材易于发生锈蚀，为避免或减轻钢材锈蚀，需要对钢铁制品进行长期维护，如此一来，就增加了钢材的使用成本。花纹板主要用于铺设，与它的装饰、防滑性能，甚至耐腐蚀能力相比，强度并不是其主要的性能指标。

目前的花纹板多为普碳类Q195、Q235级别常规产品，耐腐蚀性能较差，因而花纹板使的使用范围受到一定限制。而现在使用的耐候钢，绝大部分添加较多的价格昂贵的Cu、Ni、Cr、Nb、Mo等合金元素，增加了生产和使用成本。

磷在烧结、炼铁生产过程中是无法去除的。但磷可以使钢材产生耐腐蚀性能，对提高钢材的使用年限有益。对于含磷较高的矿石，可以利用这一条件开发含磷高强钢、含磷耐候钢。若矿石中磷含量低，可以选择使用成本较低的含磷合金如磷铁来提高钢中的磷(注：本文中，“耐腐蚀”与“耐候”这两个概念没有本质上的区别)。

与本发明接近的专利有如下6个，分3类进行比较：

1、中国专利：申请号：200610125365.2、申请号：99815699.X、申请号：85108118以上三个专利所涉及的耐候钢均含有较高的Cu、Ni、V、Cr、Mo、Nb等合金，其中P含量在0.06％以下，Cu含量在0.30左右，Cr含量为0.40％～0.50％，还含有0.2％左右的Ni、0.05％左右的Nb，这些合金元素价格昂贵，从而使生产和使用成本增加。另外，这些专利均不涉及花纹板领域。

2、日本专利：专利号：JP62057701A、专利号：JP04210807A

以上两个专利涉及花纹板的生产方法，前者为通过控制温度获得较好的表面质量，后者涉及的产品为超低碳花纹板。本发明的核心是经济型耐候花纹板。

3、日本专利：专利号：JP06248409A，此专利虽涉及耐候花纹板，但其方法是在钢板表面镀锌，通过镀锌使产品产生耐腐蚀性能，与本发明使钢材具备耐腐蚀性能的方法有本质上的区别。

与本发明接近的相关文献有：《一种新型经济耐候钢的大气腐蚀行为研究》(《中国腐蚀与防护学报》Vol.20，No.3，June，2000，作者：梁彩凤，侯文泰，陈邦文，粱泽基，罗汉生)，其中涉及的钢种P含量在0.04％以下，另外添加稀土元素。但添加稀土元素后，如果控制不好，稀土在钢中不能均匀分布，另外也会对浇铸水口产生不利影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种经济型耐候花纹钢卷成分设计及生产方法。本发明需要解决的技术问题是：在低成本的前提下如何保证产品符合国家标准对花纹板的各项指标要求。

本发明的技术方案是：在普碳钢的基础上添加耐腐蚀合金元素，同时采用花纹板的生产工艺进行生产。

该经济型耐候花纹钢卷的化学成分的重量百分比如下(wt％)：

C       Si         Mn        P           S         Cu

≤0.10  0.1～0.3   0.15～0.3 0.06～0.12  ≤0.025   0.15～0.25

其余为铁和残余的微量杂质。

为了降低生产成本，不添加Ni、V、Mo等合金元素，而是添加Cu、P等较廉价的合金元素使产品具有一定的耐腐蚀性能。

C含量增加可以使钢的强度提高，但会使塑性降低；Mn对钢的强韧性有一定的影响，含量偏低，强度将下降，过高，则影响钢板的冷冲压和焊接性能。较高的C、Mn含量也会加剧磷的偏析，因此在保证强度前提下，尽量降低C含量，并将之控制在较小的波动范围。综合考虑，C含量控制在≤0.10％，Mn含量控制在0.15～0.30％。在钢中加入适量Si，可以起固溶强化的作用，同时对提高产品的耐腐蚀性能有益。

Cu的耐大气腐蚀作用机理：两种观点，一是Cu在大气腐蚀过程中起到活化阴极的作用，促使钢产生阳极钝化，从而减缓大气腐蚀；二是含Cu钢在被腐蚀过程中，Cu元素富集于靠近基体金属的锈层中，在腐蚀层和Cu富集层之间形成致密的CuO中间层，延缓了腐蚀介质向钢板内的侵蚀。

P的耐大气腐蚀作用机理：P是阳极去极化剂。在电解质溶液中，加速钢的均匀溶解和Fe²⁺的氧化速度，有助于在钢的表面形成均匀的钎铁矿(R-FeOOH)锈层，促使生成非晶态羟基氧化铁质薄膜，从而具有耐腐蚀性能。