CN103820709A - 一种厚度为1.0mm的高强度捆带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种厚度为1.0mm的高强度捆带，其组分及重量百分比为：C：0.12~0.22%，Mn：0.50~1.20%，Si：不超过0.010%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，V：0.030~0.060%，Ti：0.020~0.040%，Als：0.030~0.060%；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1.0mm，抗拉强度不低于1020MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层开裂现象，板形好。产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为0.3μm左右的Fe₃O₄发蓝层。经置于室内大气环境中30天，未发生明显锈蚀，焊接及耐蚀性能良好，完全满足使用要求。

Description

一种厚度为1.0mm的高强度捆带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种厚度为1.0 mm的高强度捆带及其生产方法，其特别适用于诸如钢锭、模具等大尺寸、高重量、几何形状复杂的金属制品的打捆包装。

背景技术

厚度≥1.0 mm的高强度捆带是一种具有广阔市场前景的冷轧深加工产品，广泛用于诸如钢锭、模具等大尺寸、高重量、几何形状复杂的金属制品的打捆包装。本申请人经长期生产实践发现，对上述物品进行打包时，由于弯折处较多，相互作用力很大，使用0.5~0.9 mm等常规厚度的捆带不易捆紧，且容易断带，但是，当厚度超过1.2 mm时，捆带由于强度及厚度较大，自身弯折性能变差，也容易断裂。因此，本申请将其捆带厚度定位于应在1.0±0.01 mm。

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，污染较小，但由于在200~650 °C范围内冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，导致板形难以保证。但是，如果采用油浴淬火，因其淬火能力比水弱，在马氏体转变温度区间内的冷却速度比水慢得多，产生的内应力也小很多。因此，捆带发生开裂的概率大幅减小，还能使板形稳定性好。

经检索：

公开号为 CN102383031A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥980 MPa的高强度捆带及其制造方法。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厚度为0.9 mm，抗拉强度为980~990 MPa，延伸率为12~13.5%的高强度发蓝捆带。其虽然操作简单，污染较小。但是，在工艺上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。此外，该钢种Si和P含量过高，导致产品的表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生分层脆断现象。本发明中，Si和P含量较低，捆带的表面质量、韧性和焊接性能更好。同时，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，对原料性能要求相对宽松，产品质量容易稳定，适合大批量工业生产。

公开号为CN101781735A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1000 MPa的高强度捆带钢及其制造方法。其原料钢种采用如下成分设计：C：0.25~0.42%，Mn：1.0~2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%，Als：≤0.08%。其通过去应力退火工艺生产出厚度为0.5~1.2 mm，抗拉强度为1000~1200 MPa，延伸率为10~12%的高强度发蓝捆带。其虽然操作简单，污染较小，但是，该工艺仍对原料性能要求较高，且产品质量不容易稳定，难以大批量生产。此外，C含量的上限值达到0.42%，不符合当前“低碳”经济的发展趋势。同时，钢中Si和P含量较高，导致捆带表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生脆断。本发明中，Si和P的含量较低，捆带的表面质量、韧性和焊接性能更好。另外，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，对原料性能要求不是过于苛刻，产品质量容易稳定，适合大批量工业生产。

公开号为CN101363078A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1250 MPa的超高强度捆带及其制造方法。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%。其通过铅浴等温淬火+回火工艺生产出厚度为0.9 mm，抗拉强度为1350~1400 MPa，延伸率为8~10%的超高强度发蓝捆带。但是，由于其采用剧毒元素Pb进行等温淬火，严重污染了环境，且能耗较高，生产工艺已被国家明令禁止使用，不宜推广。本发明中，在能保证产品性能的前提下，采用油浴淬火+回火工艺，以油作为淬火介质，对环境污染较小。

公开号为CN101805870A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1100 MPa的超高强度捆带及其制造方法。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%。通过两相区淬火+回火工艺生产出厚度为0.5~1.2 mm，抗拉强度为1100~1200 MPa，延伸率为10~12%的超高强度发蓝捆带。由于其采用水作为淬火介质，污染较小，但是，因为冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，板形难以得到保证；同时，钢中Si和P含量较高，导致捆带表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生脆断。本发明中，Si和P含量较低，捆带的表面质量、韧性和焊接性能更好。另外，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，因其淬火能力要弱于水，产生的内应力也小很多。因此，捆带发生开裂的可能性也相对较小，可以得到较好的板形。

公开号为CN102400037A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1250 MPa的超高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.30~0.36%，Mn：1.40~1.70%，Si：0.10~0.25%，P：≤0.025%，S：≤0.015%，Als：0.015~0.045%，Nb：0.01~0.05%。通过两相区淬火+回火工艺生产出厚度为0.5~1.0 mm，抗拉强度为1280~1300 MPa，延伸率为8.5~11%的超高强度发蓝捆带。其虽然采用水作为淬火介质，污染较小，但是，因为冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，板形难以得到保证。本发明中，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，因其淬火能力要弱于水，产生的内应力也小很多。因此，捆带发生开裂的可能性也相对较小，可以得到较好的板形。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种满足大尺寸、高重量、几何形状复杂的金属制品打捆包装需要的高强度捆带及其生产方法。产品厚度为1.0 mm，抗拉强度不低于1020 MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不少于10次(R=5 mm)，无分层开裂现象，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，提出原料钢种中添加少量合金元素V和Ti及采用油浴淬火+回火的生产工艺。一方面，添加少量的V和Ti能细化晶粒，提高产品的强度，平衡塑性和韧性，改善钢的焊接和耐蚀性能。另一方面，由于捆带尺寸较厚，采用油浴淬火，因为油淬火能力比水弱，在马氏体转变温度区间内的冷却速度比水慢得多，产生的内应力也小很多。因此，产品发生开裂的可能性也相对较小。

实现上述目的的措施：

一种厚度为1.0 mm的高强度捆带，其组分及重量百分比为：C：0.12~0.22%，Mn：0.50~1.20%，Si：不超过0.010%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，V：0.030~0.060%，Ti：0.020~0.040%，Als：0.030~0.060%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种厚度为1.0 mm的高强度捆带的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯，及常规进行铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1000~1100 °C；

3）进行精轧，控制精轧温度为920~950 °C，轧制结束后热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm；

4）进行卷取，控制卷取温度为580~640 °C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于580 MPa，

延伸率不低于27%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；                                                                            

6）进行冷轧，进行6道次反复轧制，控制总压下率为58~62%，轧制结束后，冷轧钢板厚度

为1.0±0.01 mm，抗拉强度不低于970 MPa，延伸率不低于5%，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820~850 °C内进行奥氏体化，时间为10~20 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为250~350 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为550~620 °C，时间为60~90 s；

E、空冷至室温；                                                                   

F、按照要求进行涂蜡；

G、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；

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0.22%，捆带的强度和硬度也会迅速提高，但脆性也随之增加，易产生断带现象；C含量低于0.12%，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0.12~0.22%。

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1.20%，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%，脱氧和除硫的效果又变得不佳。因此，在本发明中，Mn含量要求控制在0.50~1.20%。

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。但含量较高时，将使捆带的塑性和韧性显著下降，同时严重影响产品的表面质量。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≤0.015%。

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≤0.015%。

钒和钛：钒(V)和钛(Ti)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，改善钢的焊接性能和耐蚀性能。含量低于限定的0.030%及0.020%，效果不明显。高于限定的0.060%及0.040%，不仅会造成生产成本大大增加，还会使钢板性能恶化。这是由于过量的V和Ti在高温下，特别是焊接时容易形成稳定的碳化物和氮化物，导致捆带的强度急剧提高，而塑性和韧性大幅下降，引起断带。因此，在本发明中，V含量要求控制在0.030~0.060%，Ti含量要求控制在0.020~0.040%。

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0.030~0.060%。

冷轧工序

热轧酸洗卷分切后采用6道次反复轧制，控制总压下率为58~62%，冷轧至厚度为1.0±0.01 mm，力学性能：抗拉强度不低于970 MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象，满足后续制带工序的要求。之所以选择6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和厚度，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

冷轧原料在完成开卷、分条并去除毛刺后，通过油浴淬火+回火工艺生产捆带，控制其淬火速度为250~350 °C/s。之所以采用该生产工艺，是由于捆带尺寸相对较厚，油淬火能力比水弱，在马氏体转变温度区间内的冷却速度比水慢得多，产生的内应力也小很多。因此，产品发生开裂的概率会降低。

与现有的普通捆带相比，本发明中，产品的厚度为1.0 mm，抗拉强度不低于1020 MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不少于10次(R=5 mm)，无分层开裂现象，板形好。产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为0.3 μm左右的Fe₃O₄发蓝层。经置于室内大气环境中30天，未发生明显锈蚀，焊接及耐蚀性能良好，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）冶炼并连铸成坯，及常规进行铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1000~1100 °C；

3）进行精轧，控制精轧温度为920~950 °C，轧制结束后热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm；

4）进行卷取，控制卷取温度为580~640 °C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于580 MPa，

延伸率不低于27%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；                                                                            

6）进行冷轧，进行6道次反复轧制，控制总压下率为58~62%，轧制结束后，冷轧钢板厚度

为1.0±0.01 mm，抗拉强度不低于970 MPa，延伸率不低于5%，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820~850 °C内进行奥氏体化，时间为10~20 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为250~350 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为550~620 °C，时间为60~90 s；

E、空冷至室温；                                                                   

F、按照要求进行涂蜡；

G、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；

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1020~1050 MPa；延伸率为9~12%；反复弯曲次数(R=5 mm)为10~12次；发蓝膜厚度为0.27~0.32 μm。在试用中未曾产生开裂现象。产品性能完全满足使用要求。经置于室内大气环境中30天未发生明显锈蚀。

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 (2)

1.一种厚度为1.0 mm的高强度捆带，其组分及重量百分比为：C：0.12~0.22%，Mn：0.50~1.20%，Si：不超过0.010%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，V：0.030~0.060%，Ti：0.020~0.040%，Als：0.030~0.060%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.生产权利要求1所述的一种厚度为1.0 mm的高强度捆带的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯，及常规进行铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1000~1100 °C；

3）进行精轧，控制精轧温度为920~950 °C，轧制结束后热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm；

4）进行卷取，控制卷取温度为580~640 °C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于580 MPa，

延伸率不低于27%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；   

6）进行冷轧，进行6道次反复轧制，控制总压下率为58~62%，轧制结束后，冷轧钢板厚度

为1.0±0.01 mm，抗拉强度不低于970 MPa，延伸率不低于5%，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820~850 °C内进行奥氏体化，时间为10~20 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为250~350 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为550~620 °C，时间为60~90 s；

E、空冷至室温；   

F、按照要求进行涂蜡；

G、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；

H、常规卷取。