CN102787270A - 具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢，其化学成分按wt%含量为：C：0.04~0.07%，Si：0.10~0.30%，Mn：0.41~0.60%，P≤0.025%，S≤0.012%，Als：0.010~0.030%；生产步骤：铁水脱硫、转炉冶炼并合金化处理；钢包炉处理；连铸连轧；高压水除磷；控制轧制；层流冷却；卷取；酸洗；平整；精整，采用静电涂油。本发明生产的抗拉强度≥370MPa级、厚度≤1.8mm的热轧酸洗钢生产难度降低，表面质量好，便于焊接、涂油和上漆，同时，具有良好冲压成型性，成型尺寸精度高，生产周期短，钢材收得率高，生产成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及汽车用钢，具体地指一种厚度≤1.8mm、抗拉强度≥370MPa的汽车用热轧酸洗钢及其生产方法。
背景技术
热轧酸洗钢是用指用热轧材做原料经酸洗去除表层氧化铁皮，经切边、平整及涂油等工序处理后得到的钢板（卷），其具有以下特点：
1、降成本，用酸洗板代替冷轧板，可以为企业节约成本。 2、表面质量好，与普通热轧板相比，热轧酸洗板去除了表面氧化铁皮，提高了钢材的表面质量，便于焊接、涂油和上漆。 3、尺寸精度高，板形好，经平整、精整后，宽度和厚度精度大大提高，板形得到有效控制，满足汽车冲压零件对尺寸的严格要求。 4、提高了表面光洁度，增强了外观效果。
由于热轧酸洗钢具有以上诸多优势，在汽车制造行业大量应用于：汽车底盘系统包括大梁、副梁等，车轮包括轮辋、轮辐射等；驾驶室内板、车厢板；其它冲压件，包括防撞保险杠、刹车间闸套等一些汽车内部小零件。随着汽车产量的大幅增加，热轧酸洗钢使用量不断提高。但目前酸洗钢在汽车行业主要应用于制造厚度＞1.8mm的零件，更薄规格的零件生产一般选用冷轧板替代，这是由于钢厂无法提供厚度≤1.8mm酸洗钢，限制了汽车制造时的选材范围，增加了汽车制造的成本。利用常规工艺生产抗拉强度≥370MPa厚度≤1.8mm热轧酸洗钢时，钢厂面临诸多困难，例如：板形难控制，生产中常见浪形大、翘曲等缺陷，导致成材率低，同时，生产厚度≤1.8mm抗拉强度≥370MPa酸洗钢时，热轧工序对轧机设备要求较高，大的压缩比需要轧机大的轧制力，长期生产会造成设备寿命降低，大幅增加成本。因此，利用常规热轧工序生产抗拉强度≥370MPa级厚度≤1.8mm酸洗钢成本较高，经济性较差，不具备大批量生产基础。
经初步检索，中国专利申请号 为CN201110086611.9的专利文献，其公开了一种在FTSR薄板坯连铸连轧生产线生产热水器内胆搪瓷用热轧钢板及工艺方法，属于搪瓷钢板生产领域。其化学成分质量百分比为：碳0.03%~0.10%，锰0.15%~0.40%，硅≤0.06%，硫0.004%~0.040%，磷≤0.15%，铝0.03%~0.05%，氮0.002%~0.008%，钛0.02%~0.10%，其余为铁和不可避免的杂质；其热水器内胆搪瓷用钢组织为细晶粒铁素体+少量珠光体组织，晶粒度等级≥10级。钢水经LF炉精炼处理后进行连铸，浇注成70mm厚的薄板坯；连铸后的薄板坯直接进入辊底式均热炉内均热，钢坯温度入炉温度保持在900℃以上，均热温度1050℃~1200℃，均热后的薄板坯直接进入粗轧连轧机组，通过髙温变形，使奥氏体组织细化，其粗轧压下率达到50~80%，其后进入精轧连轧机组控制轧制，中间道次压下率为15~30%，终轧温度820~900℃；终轧后经层冷线前段或后段水冷对轧后钢板进行上下表面双方向的控制冷却，满足卷曲温度550~720℃的工艺要求；热轧后的钢卷自然冷却到≤60℃以下后进行平整，平整压下率≤1%；平整后的热轧钢卷通过连续酸洗-平整线进行连续酸洗再平整，平整压下率≤1%，两次平整总压下率≤2%。酸洗后的钢板力学性能为抗拉强度Rm≥350Mpa，屈服强度RP0.2≥250Mpa，延伸A50mm≥38%。该专利钢属于搪瓷钢板生产领域，满足不了汽车生产对材料良好成型性能的要求，同时不能确定该方法是否可以生产厚度≤1.8mm的钢板，目前尚未检索到有批量供应于汽车零件冲压生产的抗拉强度≥370MPa的厚度≤1.8mm的酸洗钢的生产方法。
发明内容
本发明针对根据日本汽车用热轧板标准JIS G3113开发牌号为SAPH370的汽车结构件用钢存在厚度≤1.8毫米在常规热连轧线生产困难，设备负荷大、易造成废钢、成本高的不足，提供一种生产厚度≤1.8毫米钢板稳定、屈强比不超过0.8、冲压性能优良，表面质量良好，且连铸时不会漏钢的具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢及其生产方法
实现上述目的的措施：
具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢，其化学成分按重量百分数含量为：C：0.04~0.07%，Si：0.10~0.30%，Mn：0.41~0.60%，P≤0.025%，S≤0.012%，Als：0.010~0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质。
生产具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢的方法，其步骤：
1）铁水脱硫、转炉冶炼并合金化处理；
2）进行钢包炉处理，并按照0.4~0.6kg/吨钢喂入硅钙线；
3）进行连铸连轧：铸坯厚度不超过75毫米，连铸后铸坯直接进入加热炉进行加热，控制加热炉温在1100~1180℃，在炉时间不低于30分钟；
4）铸坯出炉进行高压水除磷，除磷压力不低于250bar；
5）进行控制轧制，控制终轧温度在830~900℃；
6）进行层流冷却：按照两段冷却控制，终轧后在5秒内按照不高于15℃/秒冷却速度冷却至780~820℃，然后以不低于30℃/秒进行冷却至卷取温度；
7）进行卷取，控制卷取温度在600~660℃；
8）采用紊流方式进行酸洗；
9）进行平整，控制平整延伸率不超过2%；
10)进行精整，采用静电涂油，涂油量不少于1.5g/mm2。
本发明中各组分及主要工艺的作用及控制的理由：
碳：碳是廉价的固溶强化元素。CSP工艺对于C含量在包晶区附近的钢种生产存在风险，如果C含量超过0.20%，则冲压成形性和焊接性能会降低；采用低于包晶区的C成分体系，配合工艺，达到强度目标，所以，本发明将其含量限定在0.040%~0.070%的范围。
硅：硅是廉价而有效的钢液脱氧元素。为了维持母材强度、进行预脱氧而添加的，如果其含量小于0.10%，则不能发挥其效果，如果含量超过0.30%，则会严重影响轧制除鳞及酸洗后表面质量，所以，将其含量限定在0.10%~0.30%以下。
锰：锰是提高强度和韧性最有效的元素，可改善钢的强度和延伸平衡性，为保证目标强度和延伸性能，将其含量限定在0.41~0.60%范围。
磷：磷是钢中的有害元素，易引起铸坯中心偏析，为了避免冷弯成形性能、韧性发生恶化，设定其含量上限为0.025%。
硫：硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对钢板冷弯成形工艺和制造成本的考虑，拟将钢中硫含量控制在0.012%以下。
铝：铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.010%时，不能发挥其效果；另一方面，由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，因此，Als含量限定在0.010~0.030%范围。
本发明与现有技术相比，生产的抗拉强度≥370MPa级、厚度≤1.8mm的SAPH370的热轧酸洗钢生产难度得以降低，表面质量好，便于焊接、涂油和上漆，同时，具有良好冲压成型性，成型尺寸精度高，生产周期短，钢材收得率高，生产成本较低。
附图说明
图1为本发明的金相组织图
图2为本发明钢冲压生产的零件图。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的取值列表；
表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；
表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
本发明各实施例按照以下步骤生产：
其步骤：
1）铁水脱硫、转炉冶炼并合金化处理；
2）进行钢包炉处理，并按照0.4~0.6kg/吨钢喂入硅钙线；
3）进行连铸连轧：铸坯厚度不超过75毫米，连铸后铸坯直接进入加热炉进行加热，控制加热炉温在1100~1180℃，在炉时间不低于30分钟；
4）铸坯出炉进行高压水除磷，除磷压力不低于250bar；
5）进行控制轧制，控制终轧温度在830~900℃；
6）进行层流冷却：按照两段冷却控制，终轧后在5秒内按照不高于15℃/秒冷却速度冷却至780~820℃，然后以不低于30℃/秒进行冷却至卷取温度；
7）进行卷取，控制卷取温度在600~660℃；
8）采用紊流方式进行酸洗；
9）进行平整，控制平整延伸率不超过2%；
10)进行精整，采用静电涂油，涂油量不少于1.5g/mm2。
表1 本发明各实施例及对比例的取值列表
| 实施例 | C% | Si% | Mn% | P% | S% | Ti% | Als% |
| 1 | 0.0511 | 0.1215 | 0.461 | 0.015 | 0.004 | - | 0.0285 |
| 2 | 0.0468 | 0.1322 | 0.419 | 0.012 | 0.006 | - | 0.0270 |
| 3 | 0.0569 | 0.1615 | 0.511 | 0.019 | 0.005 | - | 0.0212 |
| 4 | 0.0581 | 0.1891 | 0.545 | 0.009 | 0.004 | - | 0.0250 |
| 5 | 0.0622 | 0.2000 | 0.431 | 0.013 | 0.008 | - | 0.0261 |
| 6 | 0.0411 | 0.1981 | 0.495 | 0.011 | 0.006 | - | 0.0189 |
| 7 | 0.0675 | 0.2065 | 0.581 | 0.018 | 0.007 | - | 0.0251 |
| 8 | 0.0567 | 0.2632 | 0.590 | 0.007 | 0.007 | - | 0.0269 |
| 对比1 | 0.0895 | 0.0285 | 0.352 | 0.031 | 0.009 | 0.061 | 0.0362 |
| 对比2 | 0.044 | 0.0320 | 0.263 | 0.028 | 0.010 | 0.072 | 0.0412 |
表2 本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
表3 本发明各实施例及对比例力学性能检验结果列表
从表3可以看出，本发明钢主要特征为薄规格，实际抗拉强度达到380MPa以上，同时该钢具有较低的屈强比（＜0.8）及良好的冲压指标（n、r值），可用于冲压生产汽车零部件，解决了目前汽车行业生产厚度2.0mm以下零件只能选择成本较高的冷轧板的问题，可替代同级别冷轧板，降低汽车制造成本。
因无法对所有的实施方式予以穷举，故上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的例举，而并非是对本发明的实施方式的限定，各实施例的数据也非一一对应关系。
Claims (2)
1.具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢，其化学成分按重量百分数含量为：C：0.04~0.07%，Si：0.10~0.30%，Mn：0.41~0.60%，P≤0.025%，S≤0.012%，Als：0.010~0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.生产如权利要求1所述的具有良好成形性的薄规格热轧酸洗钢的方法，其步骤：
1）铁水脱硫、转炉冶炼并合金化处理；
2）进行钢包炉处理，并按照0.4~0.6kg/吨钢喂入硅钙线；
3）进行连铸连轧：铸坯厚度不超过75毫米，连铸后铸坯直接进入加热炉进行加热，控制加热炉温在1100~1180℃，在炉时间不低于30分钟；
4）铸坯出炉进行高压水除磷，除磷压力不低于250bar；
5）进行控制轧制，控制终轧温度在830~900℃；
6）进行层流冷却：按照两段冷却控制，终轧后在5秒内按照不高于15℃/秒冷却速度冷却至780~820℃，然后以不低于30℃/秒进行冷却至卷取温度；
7）进行卷取，控制卷取温度在600~660℃；
8）采用紊流方式进行酸洗；
9）进行平整，控制平整延伸率不超过2%；
10)进行精整，采用静电涂油，涂油量不少于1.5g/mm2。
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