CN104399781A

CN104399781A - 一种消除低合金高强钢屈服平台的方法

Info

Publication number: CN104399781A
Application number: CN201410697243.5A
Authority: CN
Inventors: 周小舟; 简民; 李新斌; 李琛; 丁琦; 刘强; 胡厚森; 夏荣金
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN104399781B

Abstract

本发明公开了一种消除低合金高强钢屈服平台的方法，所述方法在低合金高强钢生产总体流程的平整延伸阶段实施，具体技术手段如下：1)将平整机前后张力辊的张力设定值设置为65～70N/mm²；2)使用直径为420～435mm的平整机工作辊；3)采用电容方式对平整机工作辊表面进行毛化处理；4)选用数值为3.3～3.7μm的粗糙度对平整机工作辊表面进行毛化处理；5)将机组工艺速度设为140～160米/分钟。本发明能够通过提高低合金高强钢产品的平整延伸率以达到消除屈服平台的问题，可以广泛应用于汽车板加工技术领域。

Description

一种消除低合金高强钢屈服平台的方法

技术领域

本发明涉及汽车板加工技术领域，特别是涉及一种消除低合金高强钢屈服平台的方法。

背景技术

低合金高强钢(high-strength low alloy steels)，是一类可焊接的低碳工程结构用钢，其碳含量通常小于0.25％，合金元素含量较低，一般在2.5％以下，比普通碳素钢具有较高的屈服强度和屈强比、较好的冷热加工成型性、良好的焊接性、较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的大气海水抗腐蚀能力。这类钢的冷轧产品一般用于制作汽车车身的结构件。

但是此类钢种由于钢种设计的因素，在汽车生产厂加工冲压的时候，容易冲压后产生桔皮，具体参见图1。

对用户冲压出现滑移线的样品进行力学检查后发现，该材料存在屈服平台，加工时产生滑移线的机理在于：带钢通过再结晶退火，加工硬化被消除，但再结晶组织和晶格仍然因位错而遭畸变形成间隙固溶体的溶原原子，尤其是碳和氮直径大，以致形成间隙溶体使晶格膨胀，再结晶过程中扩散到位错附近的位错处，晶格的内应力减小，位错把溶质原子扎住使其活动减小，位错与溶原原子交互作用而形成了所谓的柯氏气团，变形时必须施加比正常位错运动高的应力才能使位错开动起来，位错运动一定位移后就会脱开气团阻力，从正常的应力下运动由弹性区过渡到塑性区突然交变，出现不均匀的局部滑移。因此，平整给带钢施加了高于上屈服极限的应力，虽使位错摆脱柯氏气团，但使带钢内应力分布不均促使滑移从带钢表面开始，并逐渐向心部推移从而出现滑移线。

那么如何消除屈服平台？通过对于铝镇静低碳钢的研究发现，光整可以消除屈服平台以避免滑移线的形成或其它相关缺陷的形成(例如折裂线)。因此设置合适的平整延伸率可以有效的消除带钢的屈服平台。

从一份针对多个企业用户的工艺调查可以看出，钢卷在用户加工时产生滑移线的原因是，冷轧连退机组在生产时候按照工艺要求进行了工艺设定，但是由于平整机的轧制力能力限制使得带钢的实际延伸率只能到达0.8％左右，远远低于工艺要求的1.9％，虽然力学强度性能达到了放行标准，但未能消除屈服平台，导致用户在冲压时出现滑移线。

实际生产中，一些钢企自连退机组投产以来，部分规格和牌号的低合金高强钢在生产时，由于如前述原因，这些钢企的平整机受轧制力所限而无法到达工艺要求的延伸率，难以消除屈服平台现象，虽然机械性能中的屈服、抗拉强度等指标在放行范围内，然而部分产品在交付最终用户加工使用后仍然出现冲压滑移线。

到目前为止，国内外针对低合金高强钢在连退机组生产时导致屈服平台的研究非常少。经查阅相关文献和专利，均未发现有效的生产工艺和技术方案，最后造成该问题成为行业内长久的痼疾。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种消除低合金高强钢屈服平台的方法，能够通过提高低合金高强钢产品的平整延伸率以达到消除屈服平台的问题。

本发明提供的一种消除低合金高强钢屈服平台的方法，所述方法在低合金高强钢生产总体流程的平整延伸阶段实施，具体技术手段如下：1)将平整机前后张力辊的张力设定值设置为65～70N/mm²，以达到对平整机延伸率的补偿作用；2)使用直径为420～435mm的平整机工作辊，属于小辊径；3)采用电容方式对平整机工作辊表面进行毛化处理，以提高平整机工作辊与带钢表面之间的静摩擦系数，加强产生带钢延伸的效果；4)选用数值为3.3～3.7μm的粗糙度对平整机工作辊表面进行毛化处理，以提高平整机工作辊与带钢表面之间的静摩擦系数以及平整机工作辊的抗衰减时间；5)将机组工艺速度设为140～160米/分钟，可以提高平整机的整体产生延伸的效果。

在上述技术方案中，所述技术手段1)中，平整机前后张力辊的张力设定值设置为68N/mm²；所述技术手段2)中，平整机工作辊直径为429mm；所述技术手段4)中，粗糙度数值为3.5μm；所述技术手段5)中，机组工艺速度设为150米/分钟。

在上述技术方案中，还包括技术手段6)对平整机工作辊表面镀铬处理，以增加平整机工作辊表面形貌的抗衰减能力。

在上述技术方案中，还包括技术手段7)将平整液浓度设置为1.8～2.2％，保证平整机工作辊的润滑状态，延长平整机工作辊工作寿命。

在上述技术方案中，7)将平整液浓度设置为2％。

本发明消除低合金高强钢屈服平台的方法，具有以下有益效果：本发明是通过调整处理生产机组的工艺来提高平整延伸率最终达到消除钢板屈服平台的方法。本发明的原理基于对平整机设备和钢铁材料力学性能的深入研究并做了大量的跟踪及测试而得出：对于冷轧钢板的金属材料研究，对于低合金高强系列的钢带，只有在退火之后平整工序产生1.0％以上的纵向延伸率变形后才能有效的强度产生一定的提高，并消除屈服平台，达到产品最终所要求的加工机械性能，不会产生加工滑移线。这需要通过以下7个方面的技术手段达到发明目的：1、提高平整机前后的带钢张力设定值以起到带钢延伸率的补偿作用；2、使用小辊径的平整机工作辊；3、对平整机工作辊表面镀铬处理增强其硬度；4、采用电容方式对工作辊表面进行电火花毛化处理；5、毛化时采用3.5μm的粗糙度标准进行毛化处理；6、将机组工艺速度降低到140-160米/分钟；7、将平整液浓度设置为2％保证工作辊的润滑状态。

本发明利用现有设备进行挖潜，通过调整低合金高强钢的连退生产工艺，不仅提高了实际平整机延伸率，提高了该类产品成材率，质量稳定，满足了用户需求，控制简便，而且实现十分方便，降低了生产成本，取得了良好的经济效益和社会效益。

通过在低合金高强钢上进行试验，对于厚度为0.2mm～2.5mm、宽度为800mm～2000mm的带钢基材，按照上述方法进行了多次试验生产，均效果良好。

附图说明

图1为采用现有技术方案生产的低合金高强钢经汽车生产厂加工冲压后的技术效果图；

图2为本发明消除低合金高强钢屈服平台的方法中电容毛化方式与现有技术的脉冲毛化方式对带钢延伸率影响的技术效果图；

图3为采用本发明消除低合金高强钢屈服平台的方法生产的低合金高强钢经汽车生产厂加工冲压后的技术效果图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

图1中采用现有技术方案的技术效果图在背景技术中已有描述，在此不再赘述。

实施例1

本发明消除低合金高强钢屈服平台的方法，所述方法在低合金高强钢生产总体流程的平整延伸阶段实施，具体技术手段如下：

1)将平整机前后张力辊的张力设定值设置为65N/mm²(现有技术的张力辊的张力设定值设置为50N/mm²)，以达到对平整机延伸率的补偿作用；

2)使用直径为420mm的平整机工作辊(现有的平整机工作辊的直径范围为440～465mm)，属于小辊径；

3)采用电容方式对平整机工作辊表面进行毛化处理(现有技术采用脉冲方式进行毛化处理)，以提高平整机工作辊与带钢表面之间的静摩擦系数，加强产生带钢延伸的效果；

4)选用数值为3.3μm的粗糙度对平整机工作辊表面进行毛化处理(现有的粗糙度区间为2.0～3.0μm)，以提高平整机工作辊与带钢表面之间的静摩擦系数以及平整机工作辊的抗衰减时间；

5)将机组工艺速度设为140米/分钟(现有机组工艺速度通常为180～260米/分钟)，可以提高平整机的整体产生延伸的效果；

6)对平整机工作辊表面镀铬处理，以增加平整机工作辊表面形貌的抗衰减能力；

7)将平整液浓度设置为1.8％(现有技术浓度为1％)，保证平整机工作辊的润滑状态，延长平整机工作辊工作寿命。

通过各种形貌的平整机工作辊的试验，选取同规格的HC340LA平整机在不同参数下进行比较可以发现不同的技术效果，具体见下表：

从上表中可以看出，采用粗糙度为3.5μm的电容方式毛化的平整机工作辊轧制的带钢实际延伸率远远高于其它条件下试验的带钢实际延伸率。

参见图2，将本发明中电容毛化方式与现有技术的脉冲毛化方式进行比较(图中左侧为电容毛化方式示意图，右侧为脉冲毛化方式示意图)，可以发现：在相同粗糙度下电容毛化方式比脉冲毛化方式峰值数低10-20％，所以电容毛化方式在相同条件下粗糙度的部分坑深大于脉冲毛化方式，打毛间隙比脉冲毛化方式大。根据“表面粗糙度对摩擦系数的影响机理”可知，电容毛化方式轧辊表面机械变形引起的摩擦阻力系数大于脉冲毛化方式，即k_电容>k_脉冲，又由于平整机对带钢产生静摩擦阻力：F_阻力＝N×k。

当设计同样目标延伸率时，由于电容毛化方式静摩擦系数大，所以需要的轧制力N_电容小，所以在相同条件下脉冲毛化方式所需的轧制力N_脉冲容易达到平整机的上限，而电容毛化方式所需的轧制力却不易受此限制。

通过在低合金高强钢上进行试验，对于厚度为0.2mm～2.5mm、宽度为800mm～2000mm的带钢基材，按照上述方法进行了多次试验生产，均效果良好，具体参见图3。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：

1)将平整机前后张力辊的张力设定值设置为68N/mm²；

2)使用直径为429mm的平整机工作辊；

4)选用数值为3.5μm的粗糙度对平整机工作辊表面进行毛化处理；

5)将机组工艺速度设为150米/分钟；

7)将平整液浓度设置为2％。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：

1)将平整机前后张力辊的张力设定值设置为70N/mm²；

2)使用直径为435mm的平整机工作辊；

4)选用数值为3.7μm的粗糙度对平整机工作辊表面进行毛化处理；

5)将机组工艺速度设为160米/分钟；

7)将平整液浓度设置为2.2％。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种消除低合金高强钢屈服平台的方法，其特征在于：所述方法在低合金高强钢生产总体流程的平整延伸阶段实施，具体技术手段如下：

1)将平整机前后张力辊的张力设定值设置为65～70N/mm²；

2)使用直径为420～435mm的平整机工作辊；

3)采用电容方式对平整机工作辊表面进行毛化处理；

4)选用数值为3.3～3.7μm的粗糙度对平整机工作辊表面进行毛化处理；

5)将机组工艺速度设为140～160米/分钟。

2.根据权利要求1所述的消除低合金高强钢屈服平台的方法，其特征在于：所述技术手段1)中，平整机前后张力辊的张力设定值设置为68N/mm²；所述技术手段2)中，平整机工作辊直径为429mm；所述技术手段4)中，粗糙度数值为3.5μm；所述技术手段5)中，机组工艺速度设为150米/分钟。

3.根据权利要求1或2所述的消除低合金高强钢屈服平台的方法，其特征在于：还包括技术手段6)对平整机工作辊表面镀铬处理。

4.根据权利要求3所述的消除低合金高强钢屈服平台的方法，其特征在于：还包括技术手段7)将平整液浓度设置为1.8～2.2％。

5.根据权利要求4所述的消除低合金高强钢屈服平台的方法，其特征在于：7)将平整液浓度设置为2％。