CN103952624B - 一种厚度为0.2 mm的超高强度涂漆捆带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种厚度为0.2 mm的超高强度涂漆捆带，其组分及重量百分比为：C：0.15~0.25%，Mn：0.80~1.40%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Als：0.030~0.060%，B：0.050~0.080%，Ni：0.030~0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。生产步骤：冶炼并连铸成坯后常规加热；粗轧；精轧；卷取；酸洗；第一次冷轧后并脱脂；退火；第二次冷轧；制带。本发明产品厚度为0.20 mm，抗拉强度不低于1000 MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5 mm)，无分层脆断现象，产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为3µm左右的漆膜，置于室内大气环境中，90天不发生明显锈蚀，完全满足软质办公用品打捆包装的需要。

Description

一种厚度为0.2 mm的超高强度涂漆捆带及其生产方法

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0.2 mm的超高强度涂漆捆带及其生产方法，其特别适用于打印纸、塑料袋等软质办公用品的打捆包装。

背景技术

0.1~0.2 mm厚超薄超高强度涂漆捆带是一种具有广阔市场前景的冷轧深加工产品，广泛用于打印纸、塑料袋等软质办公用品的打捆包装。上述物品由于在室内存放时间较长，一次需求量又往往特别大，为了保证存储的稳定性，防止捆带因为锈蚀发生断带导致物品散落，一般要采用1000 MPa以上的超高强度涂漆捆带来进行捆扎。由于上述物品过于柔软，容易破损，厚度超过0.3 mm的超高强度捆带在捆扎时很容易在其表面留下较深的痕印，导致这些物品发生破裂。而厚度如果小于0.10 mm，捆带自身由于太薄，也容易发生断带。一般来说，捆带的厚度为0.1~0.2 mm比较合适。

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，但能耗较大，对环境污染严重，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，导致板形难以得到保证。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，捆带发生开裂的可能性相对较小，可以得到较好的板形。

此外，与0.4 mm以上厚度捆带传统上只进行一次冷轧相比，超薄捆带采用二次冷轧技术，在降低轧机和轧辊工作负荷，减少损耗的同时，也保证了产品具有更好的表面质量和板形。

公开号为CN101886217A的中国专利公开了一种抗拉强度≥800 MPa的中等强度涂漆捆带及其生产方法。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%。通过去应力退火工艺生产出抗拉强度不低于800 MPa，延伸率不低于6%的中等强度涂漆捆带，工艺简单，能耗较小。但是，该工艺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。同时，原料钢种的Si、P和S含量较高，导致捆带的表面质量和韧性不佳。此外，产品厚度为0.9 mm，属于常规尺寸，对软质办公用品的损伤较大。本发明中，采用油浴淬火+回火工艺，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。原料钢种的Si、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。并且，通过二次冷轧技术来证产品具有更好的表面质量和板形。

公开号为CN102978512A的中国专利公开了一种抗拉强度≥950 MPa的高强度涂漆捆带及其生产方法。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950 MPa，延伸率不低于9%的高强度涂漆捆带，工艺简单，能耗较小。但是，该工艺对原料性能要求较高，产品质量不易稳定，无法大批量生产。并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，属于国家明令禁止的落后工艺，不宜大范围推广使用。另一方面，原料钢种的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。本发明中，采用油浴淬火+回火工艺，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。同时，原料钢种的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。此外，产品的综合力学性能要优于对比文件，完全满足使用要求。并且，通过二次冷轧技术来证产品具有更好的表面质量和板形。

公开号为CN103352165A的中国专利公开了一种抗拉强度≥940 MPa的高强度涂漆捆带及其生产方法。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%。通过去应力退火工艺生产出抗拉强度不低于940 MPa，延伸率不低于9%的高强度涂漆捆带，工艺简单，能耗较小。但是，该工艺对原料要求性能较高，产品质量不易稳定，无法大批量生产。此外，产品厚度为0.8 mm，属于常规尺寸，对软质办公用品的损伤较大。本发明中，采用油浴淬火+回火工艺，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。原料钢种的Si、P和S含量较低，产品的韧性更好。同时，产品的力学性能优于对比文件，完全满足使用要求。并且，通过二次冷轧技术来证产品具有更好的表面质量和板形。

公开号为CN103436680A的中国专利公开了一种抗拉强度≥990 MPa的超高强度涂漆捆带及其生产方法。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990 MPa，延伸率不低于12%的超高强度涂漆捆带。但是，这种工艺能耗较大，并且污染环境。此外，原料钢种的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。本发明中，采用油浴淬火，污染较小。同时，原料钢种的Si含量远远低于对比文件，产品的表面质量更好，漆膜的稳定性也大为提高。并且，通过二次冷轧技术来证产品具有更好的表面质量和板形。

公开号为CN103451524A的中国专利公开了一种0.5 mm厚抗拉强度≥1000 MPa的超高强度涂漆捆带及其生产方法。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抗拉强度不低于1000 MPa，延伸率不低于10%的高强度涂漆捆带，工艺简单。但是，该工艺对原料要求性能较高，产品质量不易稳定，无法大批量生产，并且厚度仍未达到使用要求。本发明中，采用油浴淬火+回火工艺，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。并且，通过二次冷轧技术来证产品具有更好的表面质量和板形。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种满足打印纸、塑料袋等软质办公用品打捆包装要求的0.2 mm厚超高强度涂漆捆带及其生产方法。

本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，经过优化选择，采用添加适量合金元素B和Ni的原料钢种、通过二次冷轧和油浴淬火+回火工艺进行生产。这里，原料钢种中添加适量的合金元素B和Ni，以提高钢的淬透性和增强产品的耐蚀性能；采用二次冷轧技术是为了在厚度超薄的情况下，保证产品具有较好的表面质量和板形；采用油浴淬火+回火工艺，是为了降低内应力，保证产品不发生开裂，获得较好的板形。

实现上述目的的措施：

一种厚度为0.2 mm的超高强度涂漆捆带，其组分及重量百分比为：C：0.15~0.25%，Mn：0.80~1.40%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Als：0.030~0.060%，B：0.050~0.080%，Ni：0.030~0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种厚度为0.2 mm的超高强度涂漆捆带的方法，其步骤：

1) 冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2) 进行粗轧，控制粗轧温度为1180~1220 °C；

3) 进行精轧，控制精轧温度为1050~1100 °C；

4) 进行卷取，控制卷取温度为620~660 °C；热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm；

5) 进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6) 进行第一次冷轧：采用7道次反复轧制，控制总压下率为74~78%；一次冷轧钢板厚度为0.60±0.01 mm；轧制结束后，进行常规脱脂；

7) 进行退火，退火温度为650~680 °C，退火时间为1~1.5 h；

8) 进行第二次冷轧：采用3道次反复轧制，控制总压下率为64~69%；二次冷轧钢板厚度为0.20±0.01 mm；

9) 进行制带：

A、二次冷轧原料开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为880~950 °C内进行奥氏体化，时间为15~20 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为150~250 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为620~660 °C，时间为50~100 s；

E、空冷至室温；

F、按照要求均匀辊涂油漆；

G、进行常规烘干；

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含量越高，捆带的强度和硬度也越高，但脆性也随之增加。C含量太低，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0.15~0.25%。

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。并且，提高Mn的含量将有助于增加捆带的强度和硬度。但Mn含量太高，将降低捆带的塑性和韧性。Mn含量太低，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0.80~1.40%。

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Si含量太高，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，影响漆膜的附着力。Si含量太低，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≤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，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，一般应予以去除。因此，在本发明中，S含量要求控制在≤0.010 %。

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%。

硼：硼(B)作为合金元素，增加钢的淬透性，保证捆带具有均匀一致的力学性能。B含量太低，起不到应有的作用。B含量太高，造成生产成本极大增加，并且恶化钢板性能。因此，在本发明中，B含量要求控制在0.050~0.080%。

镍：镍(Ni)作为合金元素，可以增强基材的耐蚀性能。Ni含量太低，起不到应有的作用。Ni含量太高，造成生产成本极大增加，并且恶化钢板性能。因此，在本发明中，Ni含量要求控制在0.030~0.050%。

冷轧工序

由于产品厚度达到超薄，常规的一次冷轧轧制已难以保证产品的板形和表面质量，并大幅提高了轧机和轧辊的工作负荷，增加了损耗。为解决上述问题，本发明中，采用二次冷轧技术，冷轧原料最终厚度为0.20±0.01 mm。

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150~250 °C/s。之所以采用上述工艺，是由于捆带尺寸较薄，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低。

与现有涂漆捆带相比，本发明中，产品的厚度为0.20 mm，抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5 mm)，无分层脆断现象，产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为3 µm左右的漆膜，置于室内大气环境中，90天不发生明显锈蚀，完全满足软质办公用品打捆包装的需要。

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制带工艺参数及产品性能检测情况列表；

表4为本发明各实施例及对比例的试用性能列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1) 冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2) 进行粗轧，控制粗轧温度为1180~1220 °C；

3) 进行精轧，控制精轧温度为1050~1100 °C；

4) 进行卷取，控制卷取温度为620~660 °C；热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm；

5) 进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6) 进行第一次冷轧：采用7道次反复轧制，控制总压下率为74~78%；一次冷轧钢板厚度为0.60±0.01 mm；轧制结束后，进行常规脱脂；

7) 进行退火，退火温度为650~680 °C，退火时间为1~1.5 h；

8) 进行第二次冷轧：采用3道次反复轧制，控制总压下率为64~69%；二次冷轧钢板厚度为0.20±0.01 mm；

9) 进行制带：

A、二次冷轧原料开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为880~950 °C内进行奥氏体化，时间为15~20 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为150~250 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为620~660 °C，时间为50~100 s；

E、空冷至室温；

F、按照要求均匀辊涂油漆；

G、进行常规烘干；

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及热处理工艺参数

表3 本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及产品性能

表4 本发明各实施例及对比例的试用性能

从表3及表4中可以看出，本发明申请的超薄涂漆捆带，其抗拉强度为1000~1030MPa；延伸率为10~12%；反复弯曲次数(R=5 mm)为10~12次；漆膜厚度为3 µm左右。在温度24~28 °C、相对湿度40~60%、暴露时间90天的情况下，表面未发生明显锈蚀。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0.2 mm的超高强度涂漆捆带的方法，其步骤：

1) 按照组分及重量百分比为：C：0.15~0.25%，Mn：0.80~1.10%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Als：0.030~0.060%，B：0.050~0.080%，Ni：0.030~0.047%，其余为Fe及不可避免的杂质进行冶炼，并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2) 进行粗轧，控制粗轧温度为1205~1220℃；

3) 进行精轧，控制精轧温度为1050~1100℃；

4) 进行卷取，控制卷取温度为620~660℃；热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm；

5) 进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6) 进行第一次冷轧：采用7道次反复轧制，控制总压下率为74~78%；一次冷轧钢板厚度为0.60±0.01 mm；轧制结束后，进行常规脱脂；

7) 进行退火，退火温度为650~680℃，退火时间为1~1.5 h；

8) 进行第二次冷轧：采用3道次反复轧制，控制总压下率为64~69%；二次冷轧钢板厚度为0.20±0.01 mm；

9) 进行制带：

A、二次冷轧原料开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为880~950℃内进行奥氏体化，时间为15~20 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为150~250℃/s；

D、进行回火，控制其回火温度为620~660℃，时间为50~100 s；

E、空冷至室温；

F、按照要求均匀辊涂油漆；

G、进行常规烘干；

H、常规卷取。