CN103805846B - 一种高强度点焊捆带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高强度点焊捆带，其组分及重量百分比为：C：0.15~0.24%，Mn：0.70~1.30%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，V：0.020~0.050%，Als：0.030~0.070%；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0.70？mm，抗拉强度不低于980？MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5？mm)，无脆断分层现象；表面形成一层厚度为0.3~0.5？μm的均匀致密、附着力强的Fe₃O₄发蓝层。焊缝处没有裂纹，焊点表面质量稳定，焊接性能良好；经置于室内大气环境中30天未发生明显锈蚀；打包时无卡带、断带和松卷现象。

Description

一种高强度点焊捆带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种用于大卷重热轧板卷和型钢高温卷取的高强度点焊捆带及其生产方法，特别适用于大卷重热轧板卷和型钢的高温卷取。

背景技术

高强度点焊捆带是一种具有广阔市场前景的冷轧深加工产品，广泛用于高速自动打捆机对钢卷进行捆扎包装，以保证生产的连续进行，提高工作效率。

常温下，钢卷进行捆扎时，一般可采用手动打捆或自动打捆两种手段，万一发生松卷，还可以进行人工补救。但是，高温卷取时，为了保障操作人员安全，防止被烫伤和烧伤，机器只能通过点焊方式将捆带连接起来，完成自动打捆。普通的涂漆捆带由于表面的绝缘漆膜厚度较大，进入自动打捆机后不仅容易导致卡带，焊接性能也不甚理想，高温时容易老化并脱落。因此，这时只能采用发蓝捆带。由于高温环境下，捆带的力学性能一般会发生显著变化，为保证捆扎安全，点焊捆带除了抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次以外(R=5mm)，还必须具有良好的焊接和耐蚀性能。

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，生产工艺主要有去应力退火、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，能耗较高，适合大批量生产。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+回火工艺以水作淬火介质，污染较小，但由于冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，无法保证产品具有良好的板形。

经检索：

公开号为CN102383031A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥980MPa的高强度捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.03~0.25%，Mn：0.50~2.50%，Si：0.50~2.00%，P：0.10~0.20%，S：≤0.015%，Als：0.01~0.20%。通过去应力退火工艺生产出抗拉强度为980~990MPa，延伸率为12~13.5%的高强度发蓝捆带。其虽然工艺简单，污染较小，但由于钢中Si和P含量太高，会使产品的表面质量不符合要求，并且其韧性和焊接性能较差，容易发生脆断。本发明中，虽然也添加了Si和P，及少量的合金元素V，但Si和P含量较低，在保证产品具有更好的表面质量、韧性和焊接性能，降低了发生断带的可能性，在高温卷取时，保证捆扎安全的同时，还能降低生产成本。

公开号为CN101363078A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1250MPa的超高强度捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.29~0.35%，Mn：1.20~1.55%，Si：0.15~0.35%，P：≤0.030%，S：≤0.030%。通过铅浴等温淬火+回火工艺生产出抗拉强度为1350~1400MPa，延伸率为8~10%的超高强度发蓝捆带。但是，由于剧毒元素Pb的存在，严重污染环境，能耗较高、该工艺早已被国家明令禁止使用，不宜大范围推广。本发明则采用去应力退火工艺，导致污染较小、操作简单，能耗较低，适合大批量生产。

公开号为CN101805870A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1100MPa的超高强度捆带及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.25~0.35%，Mn：1.0~2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%。其通过两相区淬火+回火工艺生产出抗拉强度为1100~1200MPa，延伸率为10~13%的超高强度发蓝捆带。其虽然由于采用水作为淬火介质使污染较小，但是，由于采取冷却能力较强的冷却，引起了较大钢板内应力，存在产品容易发生开裂，无法保证产品具有良好的板形。此外，原料钢种中含有较高含量的Si、P和S，导致产品的表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生脆断。本发明中，采用去应力退火工艺，污染较小、操作简单，能耗较低，适合大批量生产。同时，虽然也添加了Si和P，及少量的合金元素V，但Si和P含量较低，在保证产品具有更好的表面质量、韧性和焊接性能，降低了发生断带的可能性，在高温卷取时，保证捆扎安全的同时，还能降低生产成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种满足大卷重热轧板卷和型钢高温卷取需要的高强度点焊捆带及其生产方法。其产品的厚度为0.70mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无脆断分层现象，表面形成一层厚度为0.3~0.5μm、均匀致密、附着力强的Fe₃O₄发蓝层，焊接及耐蚀性能良好。

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，提出添加少量合金元素V及采用去应力退火的生产工艺。一方面，少量的合金元素V有助于改善钢的焊接性能，提高焊缝的抗拉强度。另一方面，采用去应力退火工艺，污染较小、操作简单，能耗较低，适合大批量生产。

实现上述目的的措施：

一种高强度点焊捆带，其组分及重量百分比为：C：0.15~0.24%，Mn：0.70~1.30%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，V：0.020~0.050%，Als：0.030~0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种高强度点焊捆带的方法，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1120~1180°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为930~1030°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.5±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度为600~640°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于620MPa，延伸率不低于30%；

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70~74%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.70±0.01mm，抗拉强度不低于1080MPa，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580~640°C内进行发蓝，发蓝时间为90~120s；

C、进行风冷，冷却至室温；

D、按照要求进行涂蜡；

E、进行烘干，烘干温度为250~300°C，直至钢板表面没有液体蜡，结束烘烤；

F、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，C含量高于0.24%，捆带的强度和硬度也会迅速提高，但脆性也随之增加，焊接性能也会变差。C含量低于0.15%，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0.15~0.24%。

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1.30%，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0.70%，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0.70~1.30%。

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%时，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%时，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含量要求控制在不超过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，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%。

钒：钒(V)作为合金元素，可以细化晶粒，提高产品的强度，平衡塑性和韧性。同时，加入微量的V，有助于改善钢的焊接性能，提高焊缝的抗拉强度。但含量高于0.050%，高温焊接时会形成稳定的碳化物，大幅降低了塑性和韧性，恶化了钢板性能，还会造成生产成本大大增加。因此，在本发明中，V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0.030~0.070%。

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70~74%，冷轧至厚度为0.7±0.01mm，力学性能：抗拉强度不低于1080MPa，延伸率不低于6%，无分层开裂现象。之所以选择7道次反复轧制，是因为在保证产品性能的前提下，这样既可以保证冷轧原料的强度，又可以增加原料表面的粗糙度，保证发蓝膜的附着力和稳定性，并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，并且导致原料表面过于光洁，降低了发蓝膜的附着力和稳定性。

制带工序

采用操作简单、能耗较低、适合大批量工业生产的去应力退火工艺，控制发蓝温度为580~640°C，发蓝时间为90~120s。一是为了在产品表面形成一层厚度适中、均匀致密、附着力强的Fe₃O₄发蓝层，保证产品的焊接及耐蚀性能，二是为了同时调节产品的力学性能。

与普通捆带相比，本发明中，产品的厚度为0.70mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无脆断分层现象。同时，表面形成一层厚度为0.3~0.5μm的均匀致密、附着力强的Fe₃O₄发蓝层。焊缝处没有裂纹，焊点表面质量稳定，焊接性能良好。此外，置于室内大气环境中30天未发生明显锈蚀，耐蚀性能良好。产品进行打包时无卡带、断带和松卷现象，完全满足使用要求。

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产品性能检测情况列表。

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1120~1180°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为930~1030°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.5±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度为600~640°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于620MPa，延伸率不低于30%；

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70~74%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.70±0.01mm，抗拉强度不低于1080MPa，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580~640°C内进行发蓝，发蓝时间为90~120s；

C、进行风冷，冷却至室温；

D、按照要求进行涂蜡；

E、进行烘干，烘干温度为250~300°C，直至钢板表面没有液体蜡，结束烘烤；

F、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980~1010MPa；延伸率为10~12%；反复弯曲次数(R=5mm)为10~12次；发蓝膜厚度为0.30~0.50μm。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.生产一种高强度点焊捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯，及常规对铸坯加热；高强度点焊捆带铸坯的组分及重量百分比为：C：0.23~0.24%，Mn：0.70~1.30%，Si：不超过0.009%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，V：0.020~0.050%，Als：0.030~0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1170~1180°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为960~1030°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.5±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度为600~615°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于620MPa，延伸率不低于30%；

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70.83~71.66%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.70±0.01mm，抗拉强度不低于1080MPa，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580~640°C内进行发蓝，发蓝时间为90~120s；

C、进行风冷，冷却至室温；

D、按照要求进行涂蜡；

E、进行烘干，烘干温度为250~300°C，直至钢板表面没有液体蜡，结束烘烤；

F、常规卷取。