CN104018093B - 一种高性能冷轧捆带的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高性能冷轧捆带，其组分及wt%为：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.10%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Cr：0.60~1.20%，Ni：0.80~1.30%，RE：0.10~0.30%，Als：0.050~0.080%；生产步骤：冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；热轧；常规酸洗；进行二次冷轧及二次退火；制带。本发明产品的厚度为1.3？mm，抗拉强度不低于1000？MPa，延伸率不低于10%，表面硬度值不低于50？HRC，力学和耐磨性能良好；?20？°C时冲击吸收功不低于50？J，冲击韧性高；在25？°C海水环境或600~640？°C高温环境下暴露100？h后，腐蚀面积均不超过1%，耐腐蚀及高温抗氧化性能良好。

Description

一种高性能冷轧捆带的生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种高性能冷轧捆带及其生产方法。

背景技术

高性能冷轧捆带是一种具有高附加值和广阔市场前景的深加工产品，主要用于极端工作环境或对非常规物品进行打捆包装，一般应具有“厚度为1.3~1.4mm，力学性能好、耐蚀性能强、耐磨性能高、高温抗氧化性能优良、综合性能优良”等特点。

目前，普通的发蓝和涂漆捆带主要是以碳素钢为原料钢种，广泛用于通常条件下普通物品的打捆包装。它们仅具有较好的力学性能，应用领域也较窄。

随着捆包市场的发展，尤其对于极端的工作环境或非常规物品的捆扎，对捆带性能提出了很高的要求。如：在严寒地区捆扎大型物品，需要捆带具有较高的低温韧性；在大量钢材进行整体热处理时，需要捆带具有良好的高温抗氧化性能；在海底打捞沉船或潜海装置时，需要捆带具有较强的耐海水腐蚀性能；在运输表面极其粗糙的石质物品时，由于路途颠簸，需要捆带具有较高的耐磨性能和冲击韧性。此外，还要求捆带的厚度应不低于1.3mm，因为太薄容易发生腐蚀、冲击及磨损断裂；而厚度超过1.5mm时，由于强度较大，自身弯折性能变差，也容易断裂。

捆带的生产工艺主要有铅浴等温淬火+回火、两相区淬火+回火、冷轧强化后退火等三种方式。铅浴等温淬火+回火工艺可以保证产品性能，但操作十分复杂，能耗较大，对环境污染严重，国家早已明令禁止。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。冷轧强化后退火工艺操作简单，污染较小，能耗较低，但冷轧和退火工序往往只进行一次，导致产品力学性能极大地依赖原料。由于中间生产过程不易精确控制，因而性能调节余地较小。同时，轧制高强度捆带时也不容易控制板形。

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。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%。通过冷轧强化后退火工艺生产出厚度为0.9mm，抗拉强度为980~990MPa，延伸率为12~13.5%的高强度发蓝捆带，其虽然操作简单，污染较小，但是，由于仅采用一次冷轧和一次退火的生产工艺，故导致对原料性能的依赖性极大，调节产品力学性能的余地较小，并且该钢种Si和P含量过高，导致产品的表面质量不佳，韧性和焊接性能也较差，容易发生分层脆断现象，完全无法使用。此外，钢种缺少必要的合金元素，使用性能单一，加之产品厚度仅为0.9mm，难以适用于极端的工作环境或非常规物品的打捆包装。

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。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+回火工艺生产出厚度为0.9mm，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，国家早已明令禁止。此外，钢种缺少必要的合金元素，使用性能单一，加之产品厚度仅为0.9mm，难以适用于极端的工作环境或非常规物品的打捆包装。与该文献相比，本发明添加了适量必要的合金元素，使产品具有较为全面的使用性能，而且采用二次冷轧+二次退火工艺，其不仅适用于极端工作环境或非常规物品的打捆包装，还能保证产品的板形和力学性能，且污染小。

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。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0.5~1.2mm，抗拉强度为1100~1200MPa，延伸率为10~12%的超高强度发蓝捆带。由于其冷却能力较强，会产生较大的内应力，容易发生开裂，板形也难以得到保证；钢中Si和P含量较高，导致捆带表面质量不佳，韧性和焊接性能也较差，易发生脆断，而且使用性能单一，难以适用于极端的工作环境或非常规物品的打捆包装。与该文献相比，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，并添加了适量必要的合金元素，使产品具有了较为全面的使用性能，适用于极端工作环境或非常规物品的打捆包装。另外，由于采用二次冷轧+二次退火工艺，可以保证产品的板形和力学性能。

捆带要实现高性能，原料钢中一般要添加适量必要的合金元素，加之厚度要在1.5mm，就目前的只通过一次冷轧+一次退火的生产工艺来讲，其产品的板形和力学性能都难以保证。因此，本申请人经过试验研究，采用二次冷轧+二次退火工艺，就可能使问题得到解决。

发明内容

本发明针对极端工作环境或非常规物品打捆包装的需要，提供一种抗拉强度不低于1000MPa，表面硬度值不低于50HRC，冲击韧性高，耐腐蚀及高温抗氧化性能良好，钢板厚度为1.3mm的高性能冷轧捆带及其生产方法。

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，采用添加少量合金元素Cr、Ni和RE的原料钢种及二次冷轧+二次退火工艺进行生产。这里，钢种中添加适量的Cr、Ni和RE，以保证产品具有较好的力学性能、耐蚀性能、耐磨性能和高温抗氧化性能；通过二次冷轧+二次退火工艺，是为了保证产品的板形，增加调节产品力学性能的余地，减少污染。

实现上述目的的措施：

一种高性能冷轧捆带，其组分及重量百分比为：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.10%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Cr：0.60~1.20%，Ni：0.80~1.30%，RE：0.10~0.30%，Als：0.050~0.080%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种高性能冷轧捆带的方法，其步骤：

1)冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2)进行热轧：

A、进行粗轧，控制粗轧开轧温度为1150~1250°C；

B、进行精轧，控制精轧终轧温度为1000~1050°C；

C、进行卷取，控制卷取温度为630~660°C；卷取后，热轧钢板厚度控制为3.0±0.1mm；

3)进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

4)进行冷轧：

A、进行第一次冷轧并常规电解脱脂：采用6道次反复轧制，控制总压下率为47~52%，控制第一次冷轧后钢板厚度为1.50±0.01mm；

B、进行第一次退火，控制退火温度在660~700°C，保温时间为30~50min；

C、进行第二次冷轧并常规电解脱脂，采用3道次反复轧制，控制总压下率为12~15%，控制第二次冷轧后钢板厚度为1.30±0.01mm；

D、进行第二次退火，控制退火温度为600~640°C，保温时间为20~40min；

5)进行制带：

对冷轧钢板进行开卷、分条去毛刺后卷取待用。

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0.15%，捆带的强度和硬度也越高，但脆性也随之增加，同时耐蚀性能也会下降。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0.10~0.15%。

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。但Mn含量高于1.10%，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0.50~1.10%。

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，同时严重影响产品表面质量。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。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%。

铬、镍、稀土：铬(Cr)、镍(Ni)、稀土(RE)作为合金元素，可以显著提高产品的强度和塑性，增强冲击韧性，并改善产品的耐蚀、耐磨及高温抗氧化性能。含量太低，起不到应有的作用。含量太高，则会造成生产成本大大增加，并且恶化钢板性能。因此，在本发明中，Cr含量要求控制在0.60~1.20%，Ni含量要求控制在0.80~1.30%，RE含量要求控制在0.10~0.30%。

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0.050~0.080%。

冷轧工序

由于产品厚度为1.3mm，抗拉强度不低于1000MPa，常规的一次冷轧+退火工艺已难以保证产品的板形和力学性能，轧机和轧辊的工作负荷较大，损耗增加。为解决上述问题，本发明采用二次冷轧+二次退火工艺。一次冷轧采用6道次反复轧制，总压下率为47~52%。一次退火的温度为660~700°C，保温时间为30~50min。二次冷轧采用3道次反复轧制，总压下率为12~15%。二次退火的温度为600~640°C，保温时间为20~40min。之所以采用这种工艺，是因为该工艺可以合理的分配压下率，最大限度保护轧机，减少轧辊的损耗，从而保证产品的板形。又可以增加调节力学性能的余地，并且污染较小。

与现有普通捆带相比，本发明产品的厚度为1.3mm，抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于10%，表面硬度值不低于50HRC，力学和耐磨性能良好；°C时，冲击吸收功不低于50J，冲击韧性高；在25°C海水环境或600~640°C高温环境下暴露100h后，腐蚀面积均不超过1%，耐腐蚀及高温抗氧化性能良好。

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及热处理工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的力学性能及耐磨性能情况列表；

表4为本发明各实施例及对比例的耐蚀性能及高温抗氧化性能情况列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1)冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2)进行热轧：

A、进行粗轧，控制粗轧开轧温度为1150~1250°C；

B、进行精轧，控制精轧终轧温度为1000~1050°C；

C、进行卷取，控制卷取温度为630~660°C；卷取后，热轧钢板厚度控制为3.0±0.1mm；

3)进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

4)进行冷轧：

A、进行第一次冷轧并常规电解脱脂：采用6道次反复轧制，控制总压下率为47~52%，控制第一次冷轧后钢板厚度为1.50±0.01mm；

B、进行第一次退火，控制退火温度在660~700°C，保温时间为30~50min；

C、进行第二次冷轧并常规电解脱脂，采用3道次反复轧制，控制总压下率为12~15%，控制第二次冷轧后钢板厚度为1.30±0.01mm；

D、进行第二次退火，控制退火温度为600~640°C，保温时间为20~40min；

5)进行制带：

对冷轧钢板进行开卷、分条去毛刺后卷取待用。

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力学性能和耐磨性能

表4本发明各实施例及对比例的耐蚀性能及高温抗氧化性能

从表3及表4中可以看出，本发明其抗拉强度为1000~1050MPa；延伸率为10~12%；表面硬度值为50~60HRC；°C冲击吸收功为50~60J；在25°C海水环境或600~640°C高温环境下暴露100h后，表面未发生明显腐蚀。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.生产一种高性能冷轧捆带的方法，其步骤：

1)冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；铸坯的组分及重量百分比为：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.10%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Cr：0.60~1.20%，Ni：0.80~1.30%，RE：0.10~0.30%，Als：0.050~0.080%，其余为Fe及不可避免的杂质；

2)进行热轧：

A、进行粗轧，控制粗轧开轧温度为1150~1250 ℃；

B、进行精轧，控制精轧终轧温度为1000~1050 ℃；

C、进行卷取，控制卷取温度为630~660 ℃；卷取后，热轧钢板厚度控制为3.0±0.1mm；

3)进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

4)进行冷轧：

A、进行第一次冷轧并常规电解脱脂：采用6道次反复轧制，控制总压下率为47~52%，控制第一次冷轧后钢板厚度为1.50±0.01mm；

B、进行第一次退火，控制退火温度在660~700 ℃，保温时间为30~50min；

C、进行第二次冷轧并常规电解脱脂，采用3道次反复轧制，控制总压下率为12~15%，控制第二次冷轧后钢板厚度为1.30±0.01mm；

D、进行第二次退火，控制退火温度为600~640 ℃，保温时间为20~40min；

5)进行制带：

对冷轧钢板进行开卷、分条去毛刺后卷取待用。