CN103805845B - 一种厚度为0.40mm的高强度极薄涂漆捆带的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种厚度为0.40mm的高强度极薄涂漆捆带，其组分及重量百分比为：C：0.10~0.20%，Mn：0.50~1.50%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.020~0.050%，Als：0.040~0.080%；生产步骤：经冶炼并连铸成坯、对铸坯加热；粗轧；精轧；卷取；常规酸洗；冷轧；制带。本发明厚度为0.40mm，抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于12%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象。产品表面生成了一层均匀致密且厚度为0.4~0.6μm的漆膜，置于室内大气环境中，60天不发生明显锈蚀。

Description

一种厚度为0.40mm的高强度极薄涂漆捆带的生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种高强度极薄涂漆捆带及其生产方法。

背景技术

高强度极薄涂漆捆带是一种具有广阔市场前景的冷轧深加工产品，广泛用于瓷器、玻璃等易碎产品的打捆包装。应具有“厚度为0.30~0.40mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于12%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象，耐蚀性能良好”等特点。

瓷器、玻璃等轻工产品受外力作用后易发生倾倒而碎裂，为了提高这些物品在运输和存放过程中的稳定性，必须使用捆带进行捆扎。考虑到这些物品的表面很容易被划伤，同时存放时间较长，因此，表面具有较高硬度的氧化膜，耐蚀性差的发蓝捆带不适于捆扎它们。另一方面，0.50~1.0mm常规厚度的捆带因弯折时力量较大，容易损伤这些物品。而当厚度小于0.30mm时，因为自身太薄，捆带又容易发生断带。所以，为了捆扎这些易碎物品时，开发了表面硬度较低、耐蚀性好、厚度为0.30~0.40mm的极薄涂漆捆带。

目前，国内外生产高强度捆带的原料主要是低合金钢、合金结构钢和优质碳素结构钢，主要的生产工艺有去应力退火、铅浴等温淬火+回火、两相区淬火+回火等三种方式。去应力退火工艺操作简单，污染较小，能耗较低，但对原料性能要求较高，产品质量不容易稳定，难以大批量生产。铅浴等温淬火+回火工艺可以保证产品性能，生产规模也能实现，但对环境污染严重，能耗较高，属于国家明令禁止的落后工艺。两相区淬火+回火工艺以水作为淬火介质，成本低廉、无污染、钢带表面易清洁、安全性高、对原料性能要求不是过于苛刻，产品质量稳定，适合大批量工业生产。

公开号为CN101886217A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥800MPa的中等强度涂漆捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.05~0.10%，Mn：1.0~1.55%，Si：0.10~0.15%，P：≤0.050%，S：≤0.050%。其通过去应力退火工艺生产出抗拉强度不低于800MPa，延伸率不低于6%的中等强度涂漆捆带。其虽然工艺简单，能耗较小，产品的耐腐蚀性能较好，但是，该工艺对原料性能的要求极高，产品质量不稳定，且无法大批量生产。同时，产品强度太低，完全达不到使用要求。此外，原料钢种中P和S含量较高，导致捆带的韧性不佳；产品厚度为0.9mm，捆扎时会损伤这些易碎物品。本发明采用两相区淬火+回火工艺，对原料性能要求不相对宽松，产品质量稳定，还适合大批量工业生产。而且相比原料钢种中P和S含量较低，产品的韧性更好。同时，产品的力学性能远远优于对比文件，完全满足使用要求。

公开号为CN102978512A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥950MPa的高强度涂漆捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.12~0.20%，Mn：1.2~2.0%，Si：0.2~0.6%，P：≤0.025%，S：≤0.02%，Nb：0.01~0.05%。通过去应力退火工艺生产出抗拉强度不低于950MPa，延伸率不低于9%的高强度涂漆捆带。其虽然工艺简单，能耗较小，产品的耐腐蚀性能较好，但该工艺存在：一是对原料性能的要求极高，产品质量不稳定，且捆带热处理过程是在Pb-Bi炉进行的，产品表面很容易附着剧毒元素Pb和Bi，对环境的污染极大；二是原料中Si含量较高，导致捆带表面质量不佳，漆膜易发生脱落，稳定性不高，并且产品的综合力学性能也达不到使用要求。本发明：采用两相区淬火+回火工艺，以水作为介质，污染较小，对原料性能要求较宽，且产品质量稳定，还可大批量工业生产；还由于原料钢种中Si含量较低，产品表面质量更好，漆膜的稳定性高，耐蚀性能佳。产品的综合力学性能要优于对比文件，完全满足使用要求。

公开号为CN103352165A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥940MPa的高强度涂漆捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.10~0.22%，Mn：0.8~1.5%，Si：0.01~0.03%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Als：0.020～0.070%。其通过去应力退火工艺生产出抗拉强度不低于940MPa，延伸率不低于9%的高强度涂漆捆带。其存在的不足：一是虽然工艺简单，能耗较小，产品的耐蚀性能较好，但是该工艺对原料性能的要求极高，产品质量不稳定；二是产品的综合力学性能达不到使用要求；三是产品厚度为0.8mm，捆扎时会损伤这些易碎物品。本发明中，采用两相区淬火+回火工艺，以水作为介质，污染较小，对原料性能要求不是过于苛刻，产品质量稳定，综合力学性能优于对比文件，完全满足使用要求。

公开号为CN103451524A的中国专利，公开了一种0.5mm厚抗拉强度≥1000MPa的超高强度涂漆捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.22~0.30%，Mn：1.7~2.2%，Si：0.005~0.010%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.050~0.070%，Nb：0.052~0.080%。采用去应力退火工艺生产出0.5mm厚抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于10%的高强度涂漆捆带。其存在的不足是虽然工艺简单，但该工艺对原料要求性能较高，产品质量不稳定，并且厚度仍未达到使用要求。本发明采用两相区淬火+回火工艺，以水作为介质，污染较小，对原料性能要求较宽松，产品质量稳定，且适合大批量工业生产。

公开号为CN103436680A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥990MPa的超高强度涂漆捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.27~0.37%，Mn：1.5~2.3%，Si：0.5~0.7%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.04~0.08%。采用等温淬火+回火工艺生产出抗拉强度不低于990MPa，延伸率不低于12%的超高强度涂漆捆带。该文献存在的不足是工艺能耗较大，污染环境，且由于原料钢种中Si含量较高，导致产品的表面质量不佳，影响漆膜的附着力，耐蚀性能有限，使用周期不长。本发明采用两相区淬火+回火工艺，以水作为介质，污染较小产，同时原料钢种中Si含量较低，产品表面质量更好，漆膜的稳定性高，耐蚀性能佳。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种满足玻璃、瓷器等易碎轻工制品打捆包装需要的高强度极薄涂漆捆带及其生产方法。其产品：厚度为0.40mm，抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于12%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象，耐蚀性能良好。

本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，通过优化选择，提出原料钢种中添加少量合金元素Nb及采用两相区淬火+回火的生产工艺。其一方面，添加少量的Nb以提高产品的强度，平衡塑性和韧性，增强产品的耐蚀性；另一方面，采用两相区淬火+回火工艺，是因为在能保证产品性能的前提下，以水作淬火介质，成本低廉、无污染、钢带表面易清洁、安全性高，对原料性能要求也不是过于苛刻，产品质量稳定。

实现上述目的的措施：

一种厚度为0.40mm的高强度极薄涂漆捆带，其组分及重量百分比为：C：0.10~0.20%，

Mn：0.50~1.50%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.020~0.050%，Als：0.040~0.080%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种厚度为0.40mm的高强度极薄涂漆捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯、及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1080~1180°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为920~1000°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.0±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度在570~670°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于580MPa，延伸率不低于28%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6）进行冷轧：进行7道次反复轧制，控制总压下率为79~81%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.40±0.01mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于6%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为780~850°C内进行奥氏体化，时间为5~15s；

C、进行两相区淬火，控制其淬火速度为300~450°C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为500~600°C，时间为30~60s；

E、空冷至室温；

F、按照要求进行涂漆；

G、进行烘干，烘干温度为280~330°C，直至钢板表面漆膜固化，结束烘烤；

H、常规卷取。

本发明中各元素及主要工序的作用：

碳：碳(C)是影响捆带力学性能的重要元素，一般来说，C含量高于0.20%，捆带的强度和硬度也会迅速提高，但脆性也随之增加，耐蚀性能也会下降。C含量低于0.10%，又很难保证产品的强度和硬度。因此，在本发明中，C含量要求控制在0.10~0.20%。

锰：锰(Mn)是钢中的有益元素，作为脱氧剂，可以有效去除钢液中的氧。同时，通过与钢液中的硫结合形成硫化锰，很大程度上消除了硫在钢中的有害影响。Mn含量高于1.50%，将降低捆带的塑性和韧性，且导致生产成本上升；Mn含量低于0.50%，，脱氧和除硫的效果变得不佳。因此，在本发明中，Mn含量要求控制在0.50~1.50%。

硅：硅(Si)也是钢中的有益元素，具有很强的固溶强化作用，能提高捆带的强度和硬度。Si含量高于0.010%，将使捆带的塑性和韧性显著下降，同时严重影响产品表面质量。Si含量低于0.001%，将削弱强化作用，影响产品的强度和硬度。因此，在本发明中，Si含量要求控制不超过0.010%。

磷：磷(P)是钢中的有害元素，容易引起严重的偏析，降低捆带的韧性，导致发生脆断。此外，过高的P含量将显著降低捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，P含量要求控制在≤0.010%。

硫：硫(S)是钢中的有害元素，容易引起热脆，降低捆带的韧性，并严重削弱捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，S含量要求控制在≤0.010%。

铌：铌(Nb)作为合金元素，可以提高捆带的强度，平衡塑性和韧性，增强产品的耐蚀性。含量低于限定的0.020%，效果不明显。但含量高于限定的0.050%，则会使钢板性能恶化，这是由于过量的Nb会严重削弱产品的塑性和韧性，引起断带，还会造成生产成本大大增加。因此，在本发明中，Nb含量要求控制在0.020~0.050%。

铝：铝(Al)是钢中的有益元素，作为脱氧剂可以细化晶粒，改善捆带的韧性。因此，在本发明中，Al含量要求控制在0.040~0.080%。

冷轧工序

热轧酸洗卷分切后采用7道次反复轧制，控制总压下率为79~81%，冷轧至厚度为0.40mm，力学性能：抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于6%，无分层开裂现象，满足后续制带工序的要求。之所以选择7道次轧制，是因为在保证产品性能的前提下，这样既可以达到冷轧原料所需的强度和厚度，又能节约大量的生产时间。轧制道次数过少，各道次压下率就会变得较高，对轧辊和轧机的损伤也较大；轧制道次过多，则会无谓地增加生产时间。

制带工序

冷轧原料在完成开卷、分条并去除毛刺后，通过两相区淬火+回火工艺生产捆带，控制其淬火速度为300~450°C/s。之所以采用这种工艺，这是因为在能保证产品性能的前提下，与铅浴、油浴、盐浴淬火相比，以水作淬火介质，成本低廉、无污染、钢带表面易清洁、安全性高，对原料性能要求也不是过于苛刻，产品质量容易稳定，适合大批量工业生产。

与现有的普通捆带相比，本发明：产品厚度为0.40mm，抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于12%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象。产品表面生成了一层均匀致密且厚度为0.4~0.6μm的漆膜，置于室内大气环境中，60天不发生明显锈蚀。

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化学成分列表；

表2为本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的原料力学性能检测情况列表；

表4为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及性能检测情况列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1）经冶炼并连铸成坯、及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1080~1180°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为920~1000°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.0±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度在570~670°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于580MPa，延伸率不低于28%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6）进行冷轧：进行7道次反复轧制，控制总压下率为79~81%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.40±0.01mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于6%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为780~850°C内进行奥氏体化，时间为5~15s；

C、进行两相区淬火，控制其淬火速度为300~450°C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为500~600°C，时间为30~60s；

E、空冷至室温；

F、按照要求进行涂漆；

G、进行烘干，烘干温度为280~330°C，直至钢板表面漆膜固化，结束烘烤；

H、常规卷取。

表1本发明各实施例及对比例的化学成分(wt%)

表2本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数

表3本发明各实施例及对比例的原料力学性能

表4本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及产品性能

从表4中可以看出，本发明申请的捆带，其抗拉强度为1000~1030MPa；延伸率为12%~14%；反复弯曲次数(R=5mm)为10~12次；漆膜厚度为0.40~0.60μm。产品性能完全满足使用要求。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.生产一种厚度为0.40mm的高强度极薄涂漆捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯、及常规对铸坯加热；钢水终点成分及重量百分比为：C：0.10~0.20%，Mn：0.50~1.50%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.020~0.050%，Als：0.040~0.080%，其余为Fe及不可避免的杂质；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1080~1180°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为920~1000°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.0±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度在570~670°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于580MPa，延伸率不低于28%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6）进行冷轧：进行7道次反复轧制，控制总压下率为79~81%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.40±0.01mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于6%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为780~850°C内进行奥氏体化，时间为5~15s；

C、进行两相区淬火，控制其淬火速度为300~450°C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为500~600°C，时间为30~60s；

E、空冷至室温；

F、按照要求进行涂漆；

G、进行烘干，烘干温度为280~330°C，直至钢板表面漆膜固化，结束烘烤；

H、常规卷取。