CN106795575B - 冷轧并重结晶退火的扁钢产品及其制造方法 - Google Patents

冷轧并重结晶退火的扁钢产品及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种冷轧并重结晶退火的扁钢产品，其具有铁素体的组织结构，该扁钢产品具有优化的成型性和涂漆性能。为此，扁钢产品由具有以下组成成分(以重量％表示)的钢制成：C:0.0001％‑0.003％,Si:0.001％‑0.025％,Mn:0.05％‑0.20％,P:0.001％‑0.015％,Al:0.02％‑0.055％,Ti:0.01％‑0.1％,以及分别可选地：Cr:0.001％‑0.05％,V:不超过0.005％,Mo:不超过0.015％,N:0.001％‑0.004％。在此扁钢产品具有以下机械特性：Rp0.2≤180MPa,Rm≤340MPa,A80≤40％,n值≤0.23。该扁钢产品在其至少一个表面上具有0.8‑1.6μm的算术平均粗糙度Ra和75/cm的峰数RPc。为了其制造，扁钢产品以连续的过程进行在N2/H2退火气氛下的重结晶退火和过时效处理。随后，通过平整工作辊以0.4‑0.7％的平整度D平整轧制该扁钢产品，该平整工作辊的圆周面具有1.0‑2.5μm的算术平均粗糙度Ra和≥100/cm的峰数RPc，其中，成型到平整工作辊的表面中的凹陷和峰以随机分布的形式存在。

Description

冷轧并重结晶退火的扁钢产品及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种冷轧并重结晶退火的扁钢产品，其具有铁素体的组织结构。
这种类型的扁钢产品特别是在汽车车身制造的领域中使用，在该领域中对于由这类扁钢产品成型的部件的可成型性和视觉外观提出了特别高的要求。
如果在此谈及扁钢产品，其在此为轧制产品，例如钢带或者钢板或由它们得到的裁切件和扁坯。
另外，本发明还涉及用于制造上述类型的扁钢产品的方法。
背景技术
如果以下对合金的含量没有进行其它的说明，那么含量总是相对于重量。相反地，只要没有特殊说明，那么对于气氛的组成的说明总是相对于体积。
特定用于车身构造或类似用途的扁钢产品通常设置有表面结构，这些表面结构的特征在于限定的粗糙度和同样限定的峰分布(Spitzenverteilung)，从而满足在成型性和表面观感(可涂漆性和漆光泽度)方面存在的针对客户的要求。汽车工业领域的相应规格的典型实例是在峰数RPc为至少60l/cm的条件下1.1-1.6μm的算术平均粗糙度(以下简称为“粗糙度”)Ra。该粗糙度Ra和峰数RPc在此根据Stahleisenprüfblatt SEP 1940借助于根据ISO 3274的触针仪器来确定。
为了测定用于实现理想的可涂漆性和理想的漆光泽度的表面特性的另一标准为所谓的“波纹特征值(Welligkeitskennwert)Wsa(1-5)”，以下简称为“Wsa”，其根据Stahl-Eisen-Prüfblatt SEP 1941：2012-05在通过Marciniak杯突测试的5％塑性伸长之后确定。Wsa值的典型要求为0.35μm至0.40μm。在≤0.35μm、特别是＜0.3μm的Wsa值下调整为特别好的漆光泽度。为了获得这样低的Wsa值，需要至少75l/cm的峰数RPc和0.9-1.4μm的粗糙度Ra。
在冷轧的扁钢产品的生产的过程中，通常通过在再结晶退火之后的平整来调整材料特性Ra和RPc，其中，扁钢产品在冷轧之后实施重结晶退火，以确保其理想的成型性。
“平整”在此理解为在重结晶退火之后进行的轧制或后轧制，其中扁钢产品经受约0.2％-2.0％的较低程度的变形，这在此称为“平整度”。在此，通过对设有路径检测探测器的转向辊在轧制机架之前和之后的圆周速度进行比较确定平整度，其中在该轧制机架中平整轧制该扁钢产品。由转向辊移动的距离(入口处路径s1，出口处路径s2)D＝[(s2-s1)/s1]×100来计算平整度D。
“高峰数RPc”和“高粗糙度Ra”的组合要求提出了一个基本上适用的复杂的制造任务。这是因为，为了实现高Ra值所需的较高的辊粗糙度基本上需要低的峰数RPc，因为辊的增加的表面裂纹(＝粗糙度)增加了辊表面上从波峰到波峰的距离并因此减小可以在扁钢产品上形成的峰的数量。使情况更困难的是，在干燥的平整的情况下在辊表面上存在的峰转移到各个轧制的扁钢产品上时，就已经记录到约20％的峰转移损失。
为此通常是，在选择了过高的平整度D的情况下，则粗糙度Ra将过高。相反，如果将平整度D设置得太低，则可能存在未平整的带材边缘，特别是在宽带材尺寸的情况下。在未平整的带材边缘所实现的Ra和RPc值太低。
基于扁钢产品的机械性能，该平整度D也不能够任意变化。过低的平整度D仅不充分地与显著的屈服极限相对抗。相反，过高的平整度D可能由于过强的冷固化而以不可校正的方式导致钢基材的强度显著降低。
待生产的扁钢产品越软、越宽和越薄，对平整轧制的要求就越高。“软”在此应理解为是指，在再结晶状态下并且在平整轧制之后钢具有最大180N/mm2的屈服强度Rp0.2和最高340N/mm2的抗拉强度Rm。这在实践中导致这样的结果，即，具有汽车典型尺寸的此处谈及类型的扁钢产品目前只能以较大的开支而通过所需的操作可靠性来生产。在此特别关键的是钢具有最大150MPa的屈服强度Rp0.2和最高310MPa的抗拉强度Rm。
已知各种建议来使得这种开支在实际中可控并且用于生产应当具有满足包括最严格要求的光泽的理想涂漆前提条件的扁平钢产品。
为此，EP 0 234 698 Bl中已知的方法用于制造适于涂漆的钢板。该方法设置为，借助能量束在平整辊的表面中产生均匀的凹口图案。待加工的扁钢产品借助两个工作辊平整轧制，这两个工作辊中的至少一个以上述说明的方式加工。通过平整轧制而实现的横截面减小在此应不小于0.3％，以使得图案由工作辊传递到钢板的表面上。以这种方式应获得一种钢板，该钢板具有在0.3至3.0μm范围内的平均表面粗糙度Ra和形成该表面粗糙度的微小的形状，该形状由具有平坦的上表面的梯形的凸起区域、类似凹槽的凹陷区域和平坦的中间区域组成，其中，凹陷区域这样形成，即，以使得其完全或者部分地围绕凸起区域，中间区域这样在凸起区域之间在凹陷区域外部形成，即，以使得其高于凹陷区域的底部并且比凸起区域的上表面更深或者高度相同。同时，凸起和凹陷另外还应与在平整工作辊中成型的凹口的直径具有特定的几何相关性。
在DE 36 86 816 T2中提出了类似的建议。在此也提出，在冷轧扁钢产品的表面中引入均匀的表面粗糙度图案，这导致表面粗糙度Ra为0.3-2.0μm。
最后，WO2011/162135A1公开了一种薄冷轧钢板及其制造方法。该钢板由钢制成，该钢含有以重量％计的0.10％或更低的C、0.05％或更低的Si、0.1％-1.0％的Mn、0.05％或更低的P、0.02％或更低的S、0.02％-0.10％的Al、小于0.005％的N，以及由Fe和不可避免的杂质组成的剩余物。这样得到的钢板经过退火处理，其中其在730-850℃的退火温度下退火至少30秒并随后以至少5℃/s的冷却速率冷却到最高600℃的温度。随后获得的退火的冷轧扁钢产品具有主要由铁素体组成的组织结构，其具有5-30μm的平均晶粒直径。随后，使用表面粗糙度Ra为最高2μm的辊平整轧制扁钢产品。通过平整轧制获得的拉伸比在此根据薄冷轧退火板的平均晶粒直径而调整。
发明内容
在上述说明的现有技术的背景下，本发明的目的在于说明一种扁钢产品，其具有理想的可成型性和突出的涂漆性能并且在此能够以经济和运行可靠的方式制造。
同样地还说明了一种制造按照本发明的扁钢产品的方法。
关于扁钢产品，本发明由此实现了该目的，即，得到根据权利要求1所述的一类扁钢产品。
在权利要求5中给出了一种允许运行可靠地生产按照本发明的扁钢产品的方法。
本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出并且随后类似于一般发明构思而详细地说明。
按照本发明的、具有铁素体的组织结构的冷轧和重结晶退火的扁钢产品由具有以下组成成分(以重量％表示)的钢制成：
C：0.0001％-0.003％，
Si：0.001％-0.025％，
Mn：0.05％-0.20％，
P：0.001％-0.015％，
Al：0.02％-0.055％，
Ti：0.01％-0.1％，
剩余铁和不可避免的杂质，其中，该钢可以额外地含有以下可选的合金元素：
Cr：0.001％-0.05％，
V：不超过0.005％，
Mo：不超过0.015％，
N：0.001％-0.004％，并且具有
-最大180Mpa的屈服强度Rp0.2，
-最大340MPa的抗拉强度Rm，
-至少40％的断裂伸长率A80，
-至少0.23的n值，
以及在其至少一个表面上
-0.8-1.6μm的算术平均粗糙度Ra，
和
-至少75l/cm的峰数RPc。
在此，取决于平均粗糙度Ra和峰数PRc，成型在表面中的凹陷和峰以随机分布的形式存在。
按照本发明的扁钢产品因此由一种软钢组成，该软钢具有最大180Mpa、特别是小于150MPa的屈服强度Rp0.2，最大340MPa、特别是小于310MPa的抗拉强度Rm并在此以至少40％的断裂伸长率A80具有较高的延展性和至少0.23的较高的n值。通过这些特性组合使其理想地适用于成型、特别是深冲。
同时，按照本发明的扁钢产品具有以0.8-1.6μm的算术平均粗糙度Ra和至少751/cm的峰数RPc的表面性质，该表面性质赋予其对于涂覆优化的漆光泽的漆而言突出的适用性。因此，实现了最高0.40μm、一般为最高0.35μm、特别是小于0.30μm的可靠的Wsa值的按照本发明的表面结构，也就是说，特别是当按照本发明的扁钢产品以汽车技术应用中最大1.0mm的厚和至少1000mm宽的典型的尺寸范围存在。
按照本发明的扁钢产品具有其对于在未涂层或覆有金属保护层的状态下的成型和涂漆特别的适用性。
在设置有一类金属涂层的情况下，应通过电解镀层来涂覆该涂层。通过使用已知的电解方法确保了，按照本发明平整的钢带表面结构保持在涂覆有金属涂层的扁钢制品的表面上。在此，适合作为金属保护层的特别是基于锌的电解涂覆的层。
替代或者补充上述类型的金属保护层，按照本发明的扁钢产品也可以涂覆有无机或者有机的涂层。无机涂层是指对于带材工艺而言典型的钝化层，例如以磷酸盐化或铬化。有机涂层是指对于带材工艺而言典型的厚膜钝化，例如基于含Cr(III)的化合物。在此可以使用同样已知的涂层材料，其通常用于改善涂料粘附性、成型模具中的摩擦特性以及类似物。
在按照本发明的扁钢产品的按照本发明产生的表面上形成的表面纹理，其特征在于凹陷和峰的随机分布，其确定了按照本发明的粗糙度值Ra和按照本发明的峰数RPc。
如根据本发明规定的随机表面纹理是不规则表面纹理，其特征在于构造特征、例如凹陷的不规则统计分布，其可以在间隔、形状和大小方面相对于彼此变化。相反地，确定性的表面纹理是规则的表面纹理，其特征在于相同类型的构造特征的规则分布。
按照本发明追求随机的表面纹理，以便于在上油或润滑状态下在成型过程期间优化钢表面和工具之间的摩擦特性。在结合工具的成型过程中，特别是在深冲或拉伸的情况下，随机的表面结构的特征在于，在高压应力下，润滑剂可以通过微通道从应力区流出，这些微通道位于表面纹理的峰和凹陷之间。与确定性的表面纹理的更高度隔离的润滑腔相比，微通道的这种更细的网允许润滑剂在整个表面区域上更均匀地分布，在该表面上在成型过程中产生工具和扁钢产品之间的接触。此外，随机的基础结构确保了有机或金属的涂层的流动和粘附性能，这些涂层可以在需要时额外地涂覆到按照本发明的扁钢产品上。
在按照本发明的扁钢产品的按照本发明的表面上，粗糙度值Ra不应小于0.8μm，因为否则的话表面过平滑。但是该粗糙度值Ra也不应大于1.6μm，因为该表面太粗糙，从而不能实现理想的成型性能。为了能够运行可靠地利用本发明的优点，可以设置0.9-1.4μm的粗糙度值Ra。
峰数RPc不应小于75每cm，因为这会对Wsa值起到负面作用。通过将峰数固定在至少75/cm，确保了按照本发明的扁钢产品的Wsa值不超过0.4μm、特别是不超过0.35μm而且实现了涂漆的理想的漆光泽。较高的峰数促使按照本发明的扁钢产品的按照本发明产生的表面的进一步改善的Wsa值。以这种方式可以实现按照本发明的扁钢产品的Wsa值小于0.30μm。当按照本发明产生的表面的峰数RPc固定在至少75每cm时，运行可靠地实现了最高0.40μm的Wsa值。当按照本发明产生的扁钢产品表面的峰数RPc固定在至少80每cm时，调整为最高0.35μm的Wsa值。最后，小于0.30μm的Wsa值可以由此得以确保，即，为峰数RPc确定90每cm的最小值。
按照本发明的扁钢产品含有具有以下条件的必要合金元素C、Si、Mn、P、Al和Ti：
按照本发明的扁钢产品的C含量为0.0001-0.003重量％。C不可避免地存在于钢熔体中，从而在按照本发明的钢中总是可检测到至少0.0001重量％的C含量。然而，高于0.003重量％的C含量由于碳的过强的硬化贡献而使力求的成型性能变差。这可以通过将C含量降低至0.002重量％或更低而可靠地防止。
Si以0.001-0.025重量％的含量存在于按照本发明的扁钢产品中。Si也不可避免地存在于钢熔体中。但是，在0.025重量％的按照本发明的极限以上的Si比重由于过强的硬化贡献使成型性能劣化。为了避免Si的存在的负面影响，可以将按照本发明的扁钢产品的Si含量限制到最高0.015重量％。
Mn以0.05-0.20重量％的含量存在于按照本发明的扁钢产品中。位于该范围内的Mn含量理想地对按照本发明的扁钢产品的成型性能起到积极作用。在按照本发明规定的范围之外的Mn含量导致由固溶固化引起的过小或过大的贡献。在按照本发明的扁钢产品中Mn存在的最优的影响可以由此确保，即，将Mn含量限制在最高0.015重量％上。
P以0.001-0.015重量％的含量设置在按照本发明的扁钢产品中。P也不可避免地包含在钢熔体中并且提供固溶固化的贡献。但是，在按照本发明的极限以上的P比重使所追求的成型性能劣化并且表现出对所追求的涂漆效果的负面的作用。为了利用P的存在通过固溶固化而产生的积极影响并同时可靠地排除负面影响，可以将按照本发明的扁钢产品的P含量限制到最高0.012重量％。
Al以0.02-0.055重量％的含量存在于按照本发明的扁钢产品中。在钢生产过程中，Al用于静息钢熔体并且因此必须在按照本发明的极限以内合金化。但是，在按照本发明设置的Al含量的上限以上的Al比重使所追求的成型性能劣化。在按照本发明的扁钢产品的合金中可以由此理想地利用Al的积极影响，即，将Al含量限制到最高0.03重量％。
Ti以0.01-0.1重量％的含量存在于按照本发明的扁钢产品中。Ti用于结合间隙合金元素并因此有助于沉淀硬化。在Ti含量小于0.01重量％的情况下，间隙合金元素在晶格中进一步以溶解形式存在，这对所追求的成型性能产生不利影响。高于0.1重量％的Ti含量不会额外地改善成型性能。当Ti含量为0.05-0.09重量％时，可以较高的可靠性利用Ti的存在的积极影响。
除了以上所述的、始终存在于按照本发明的扁钢产品中的合金元素，按照本发明的扁钢产品还可以选择性地额外地含有以下合金元素，从而实现或调整特定的特性：
Cr可以以0.001-0.05重量％的含量添加到按照本发明的扁钢产品中，以使得在这样低的含量情况下Cr的存在对按照本发明的扁钢产品的机械性能具有积极的影响，特别是其屈服极限和抗拉强度。然而，高于按照本发明设置的范围的Cr含量会使所追求的成型性能劣化。
以相同的方式可以将V可选地合金化到钢熔体，从而同样有利于结合间隙合金元素并由此有助于沉淀硬化。为此V可以以最大0.005重量％的含量存在于按照本发明的扁钢产品中。
Mo可以以最大0.015重量％的含量可选地存在于按照本发明的扁钢产品中，以用于固溶固化。但是在按照本发明的极限以上的Mo比重使所追求的成型性能劣化。
原则上，在按照本发明的扁钢产品中的N含量属于技术上不可避免的杂质。但是，N可以以0.001-0.004重量％的含量通过TiN形成而额外地用于沉淀硬化。如果N比重大于0.004重量％，存在这样的危险，即，氮以溶解的形式存在于晶格中并且引起突出的屈服极限，其造成了较差的深冲性能。因此可选设置的N含量以理想的方式限定为最高0.003重量％，从而确保所追求的成型性能。
除了以上所述的合金元素和作为按照本发明的钢的主要成分的铁之外，还可能在按照本发明的扁钢产品中存在技术上不可避免的杂质。B、Cu、Nb、Ni、Sb、Sn和S属于这类杂质，它们的比重总共应为最高0.2重量％，其中，在存在Nb、B或者Sb的情况下，以下特殊的规定适用于这些杂质：Sb含量为最高0.001重量％、Nb含量为最高0.002重量％和B含量为最高0.0005重量％。
按照本发明得到的扁钢产品例如可以通过按照本发明的制造的类型和方式运行可靠地生产。
用于制造按照本发明的扁钢产品的按照本发明的方法为此包括以下操作步骤：
a)提供轧制硬化的、冷轧的扁钢产品，其具有铁素体的组织结构，该扁钢产品与前述说明相应地由具有以下组成成分(以重量％表示)的钢制成：
C：0.0001％-0.003％，
Si：0.001％-0.025％，
Mn：0.05％-0.20％，
P：0.001％-0.015％，
Al：0.02％-0.055％.
Ti：0.01％-0.1％.
剩余铁和不可避免的杂质，其中，钢可以额外地含有以下的可选合金元素：
Cr：0.001％-0.05％，
V：不超过0.005％，
Mo：不超过0.015％，
N：0.001％-0.004％：
b)在连续的过程中在退火气氛下通过退火炉进行扁钢产品的热处理，该退火气氛在-10℃至-60℃的露点下由1-7体积％的H2和作为剩余部分的N2和不可避免的杂质组成，
-其中，为了重结晶退火，将所述扁钢产品
-加热到750-860℃的保持温度T1，
-在该保持温度T1下保持经过30-90s的时间t1，
-其中，为了随后的过时效处理将扁钢产品
-以2-100℃/s的冷却速度CR1由保持温度T1冷却到400-600℃的过时效起始温度T2，
-在冷却到过时效起始温度T2之后，在30-400s的时间t2内以0.5-12℃/s的冷却速度CR2冷却到250-350℃的过时效结束温度T3，并且
-其中，在冷却到过时效结束温度T3之后，将扁钢产品以1.5-5.0℃/s的冷却速度CR3冷却至室温；
c)在使用平整工作辊的条件下以0.4-0.7％的平整度D平整轧制重结晶退火的扁钢产品，该平整工作辊与扁钢产品相接触的圆周面具有1.0-2.5μm的算术平均粗糙度Ra和至少100/cm的峰数RPc，其中，决定平均粗糙度Ra和峰数RPc的、成型到平整工作辊的表面中的凹陷和峰以随机分布的形式存在。
在按照本发明的方法的操作步骤b)中，用于扁钢产品的热处理而设置的各个部分步骤在连续炉中完成。热处理过程作为在连续炉中完成的退火而进行，因为以这种方式可以均匀地依次连接热处理的各个部分步骤。由不间断的过程导致扁钢产品的机械性能在其长度和宽度上的较小的变化。
在实际中为连续进行的热处理而设置的连续炉中，可以以已知的方式例如根据DFF(直接火焰炉)、DFI(直接火焰冲击)炉或者NOF(非氧化炉)的类型直接地加热各个区段或者例如根据RTF(辐射管炉)的类型间接地加热各个区段。
将扁钢产品冷却到过时效起始温度T2以及将扁钢产品最终冷却到室温可以以常规的方式通过通入气体，例如N2、H2或者它们的混合物，通过给予水、烟雾或者通过与冷却辊接触冷却而实施，其中，这些措施中的每一种也可以与一个或多个其它的冷却措施结合而实施。
为重结晶退火设置750-860℃的保持温度T1。位于750℃以下的退火温度不再能够可靠地实现扁钢产品的组织结构的完全重结晶。相反地，大于860℃的温度存在粗颗粒形成的危险。两者对成型性能均产生负面作用。当温度T1为800-850℃时，得到了重结晶退火的理想结果。
为了确保根据本发明生产的扁钢产品的最理想的成型性能，在重结晶退火过程中将扁钢产品保持在保持温度T1的时间t1为30-90秒。如果t1小于30秒，则以不再能够以操作可靠的方式实现微结构的完全重结晶。在保持时间t1超过90秒的情况下，又存在粗粒形成的危险。
在保持温度T1上的保持之后，将扁钢产品以2-100℃/s的冷却速度CR1冷却至过时效起始温度T2。在此这样选择冷却速度CR1，以便于获得具有最理想的成型性能的扁钢产品。为了避免粗颗粒形成，2℃/s的最小冷却速度CR1是必要的。相反，如果冷却速度CR1高于100℃/s，则会形成过细的颗粒，这同样可能对所需的良好的成型性有害。
过时效起始温度T2至少为400℃，因为在该温度以下的温度下，冷却到过时效起始温度T2所需的冷却功率较高，但对材料性质将不再具有额外的积极影响。相反，如果过时效起始温度T2高于600℃，则重结晶以不足够持续的方式停止并且存在粗颗粒形成的危险。以400-600℃、特别是400-550℃的过时效起始温度T2可以实现优化的成型性能。
由过时效起始温度开始，在30-400秒的持续时间t2内使扁钢产品进行过时效处理，其中，扁钢产品以0.5-12℃/s的冷却速度CR2冷却至过时效结束温度T3。如果时间t2小于30秒，则在扁钢产品的重结晶组织中间隙合金原子能够通过扩散均匀分布的时间将太短。这可能对成型性能产生负面影响。持续超过400秒的过时效处理不会产生任何额外的积极效果。设置至少0.5℃/s的冷却速率CR2，以便在实际可行的时间内完成过时效处理。相反，如果设置高于12℃/s的冷却速率CR2，则过时效处理的时间t2将太短。这于是可能为间隙合金元素的扩散提供过短的时间，由此导致成型性能再次劣化。
根据本发明，过时效处理的结束温度T3为250-350℃。如果过时效结束温度T3超过350℃，则扁钢产品可能在进入最终冷却时过热，这将对表面质量并因此对按照本发明的扁钢产品的涂漆性能产生负面影响。相反，低于250℃的过时效结束温度T3不会具有任何额外的积极效果。
操作步骤b)的部分操作步骤在保护气体退火气氛下进行，其具有1％-7体积％的氢含量并且剩余由氮气和技术上不可避免的杂质组成。在H2含量小于1.0体积％的情况下，在扁钢制品的表面上存在氧化物形成的风险，由此导致其表面质量并因此导致其涂漆性能的劣化。相反，7.0体积％以上的退火气氛的H2含量不会带来任何额外的积极效果并且从操作安全性方面来看也是存在问题的。
根据本发明，退火气氛的露点为-10℃至-60℃。如果退火气氛的露点高于-10℃，则在扁钢产品的表面上同样存氧化物形成的风险，这对所追求的表面而言是不期望的。低于-60C的露点只有以较大开支才能在大规模生产中实现并也可能不具有任何额外的积极效果。当退火气氛的露点为-15℃至-50℃时，出现最理想的操作条件。
在上述保护气体气氛下实施在过时效处理结束后进行的扁钢制品的冷却。在此设置1.5-5.0℃/s的冷却速度CR3。这样选择冷却速度CR3，以使得能够以经济的方式避免通过在过慢的冷却过程中可能发生的氧化物形成而引起的表面特性的劣化。
按照本发明方法的操作步骤c)对于按照本发明的扁钢产品能特别好地适用于具有优化的漆光泽的涂漆而言是基本的。这种特殊的适用性通过最高0.40μm、最高0.35μm的Wsa值而得到，特别是小于0.30μm，这表示扁钢产品表面的最小化的波纹。
设置在按照本发明在热处理(操作步骤b))之后的平整轧制(操作步骤c))过程中的以上限定的平整度D为0.4％-0.7％。在平整度D小于0.4％的情况下，实现了扁钢制品对于最理想的成型性能而言的不足的变形。在这样低的平整度条件下也不能达到按照本发明针对粗糙度Ra和峰数RPc设置的数值。然而，在平整度D大于0.7％的情况下，将会导致钢带中过度硬化的风险，这又将对成型性能产生负面影响。此外，大于0.7％的平整度D可能导致在关于所追求的表面特性方面按照本发明规定的粗糙度的范围之外的粗糙度Ra。为了在特别宽的扁钢产品(即，具有通常为1500mm或以上的宽度的扁钢制品)的情况下，以高的操作可靠性生产具根据本发明预设的表面结构，可以将平整度D调整为至少0.5％。如果要避免平整轧制的每个负面影响，那么可以将平整度D限制到最大0.6％。特别是在这种情况下选择后者，即，当制成按照本发明的扁钢产品的钢的合金成分分别以在上述表明为特别有利的范围内的含量存在时。
为了使通过平整轧制而在扁钢产品的表面中压印的表面结构对应于按照本发明对于涂漆性能优化的规定，作用在扁钢产品的相关表面上的平整工作辊具有1.0-2.5μm的粗糙度Ra和至少100每cm峰数RPc。如果工作辊的粗糙度Ra小于1.0μm或大于2.5μm，则在按照本发明的扁钢产品上不能实现在按照本发明的临界值之内的Ra和RPc的数值。成型性能和涂漆性能会相应劣化。为了在实践中确保在扁钢产品上以可操作可靠的方式实现根据本发明要求的粗糙度值Ra，平整工作辊的粗糙度Ra可以设定为1.2-2.3μm。
平整工作辊表面的峰数RPc为至少100每cm，其中，更高的峰数RPc，例如至少110每cm、特别是大于130每cm的工作辊的峰数RPc，是特别有利的。通过设置与扁钢产品接触的平整工作辊的圆周面上的高峰数RPc为100每cm或更大，确保了在使用上述说明的、对应于按照本发明要求的平整参数的条件下将所要求的峰数PRc转移到相应平整轧制的扁钢产品上。
为了在扁钢产品的相应表面上形成具有峰和凹陷的随机分布的表面结构，与扁钢制品接触的平整工作辊的圆周面的表面结构也对应地随机形成。
根据本发明设置的表面结构可以例如以已知的方式借助对于平整辊的有针对性的粗糙化而建立的EDT技术(“EDT”＝Electro Discharge Texturing，放电纹理化)以帽(-)方法或脉冲(+)方法产生。在Henning Meier的论文中详细地阐述了这些方法，“TUBraunschweig 1999，Shaker Verlag 1999”，“通过火花放电的辊表面的粗糙化( dieAufrauhung von mit Funkenentladungen)”。
EDT技术是基于通过火花腐蚀使辊表面粗糙化。为此，使罐中平整工作辊引导经过电极，其中电介质位于罐中。通过火花放电在辊表面中冲击出小的凹坑。当电极作为阳极(+)(即电流离开辊流向电极)连接时，在辊上形成非常不均匀的凹坑，这伴随着较高的峰数。在相反的情况下(即，电极作为阴极(-)连接)电流流向辊。结果是光滑的凹坑。
EDT技术的帽(-)变型基于电容器放电，一旦电极足够靠近辊子就会发生电容器放电。帽方法在工作辊上产生随机的纹理，因为电容以不同的程度(在30％和100％之间)波动并因此在辊材料中冲出不同大小的孔。
EDT技术的脉冲(+)变型基于这样的原理，其中施加到待纹理化的辊上的能量的量始终相同。由此形成具有更大规则性的随机的表面纹理，但是提供了为了按照本发明的目的凹陷和峰的足够的随机分布。
在粗糙化后，按照本发明的工作辊可以可选地进行后处理。在后处理过程中，表面结构的显著突出的峰被磨掉，以便减少扁钢产品表面被断裂的峰的污染。后处理可以作为超精细处理进行。在此涉及一种超细加工方法，其目的是除去超出平均粗糙度深度的峰或将其数量减少到最小。超精细方法的实际实施方式的可能性例如在DE 10 2004 013 031A1或EP 2 006 037 B1已知。通过各种的后处理使峰数变化到可以忽略不计的程度。然而，使表面均匀化并且贡献比重增加。这反映在负的Rsk值(＝粗糙度分布的斜度)上。在高Rsk值的情况下，粗糙度因此不均匀地分布，相反较低或负的Rsk值伴随着非常均匀的粗糙度分布。
平整工作辊最终可以在其使用之前以已知的方式进行硬镀铬，以便优化其耐磨性。
从运行可靠方面来看有利的是，按照本发明的方法的操作步骤b)和c)不间断地以连续的过程完成。为此，将热处理装置(操作步骤b))和操作步骤c)所需的平整轧机架设置成一行。根据操作步骤b)之后被冷却并从热处理装置中出来的扁钢产品的操作步骤c)的平整轧制随后在一个唯一的平整道次中实施。如果相反地离线地，即与热处理实施无关地，进行平整轧制，则也可以实施多个平整道次，其中也发现，当离线平整轧制仅在一个道次中完成时，实现了最理想的结果。
可选地使用平整介质(湿平整)可能对于平整轧制过程中的清洁和润滑作用而言是有利的。干平整相反地可以具有这样的优点，即，使扁钢产品不与润湿介质接触并因此也使得在随后的贮存过程中或扁钢产品的后续加工过程中腐蚀形成的危险最小化。
通过使用按照本发明的方法实现了制造一种具有上述按照本发明的机械材料性能的扁钢产品，其在整个带宽上具有按照本发明的表面结构(完全平整)。通过按照本发明的表面纹理化(其特征在于对应于按照本发明的规定的粗糙度数值Ra和峰数RPc)可以产生相对于具有非按照本发明的表面纹理化的对比产品明显更好的漆光泽。
附图说明
以下借助实施例进一步说明本发明。在此：
图1示出了由按照本发明的扁钢产品成型的汽车车身构件的涂漆的表面的一部分；
图2示出了由非按照本发明的扁钢产品成型的汽车车身构件的涂漆的表面的一部分；
图3示出了按照本发明的热处理(操作步骤b))的示意性的过程。
具体实施方式
冷轧、轧制硬化的扁钢产品以钢带B1-B12的形式提供，这些钢带由具有表1中给出的组成成分的钢材S1-S6构成。
这些扁钢产品以不同的尺寸在连续工作的RTF类型热处理炉中热处理，然后冷却至室温并随后进行在线平整轧制。
该热处理包括重结晶退火，其中，将钢带B1-B12加热到835℃±15℃的保持温度T1，在该保持温度T1下保持经过60s的保持时间。
在重结晶退火之后，钢带B1-B12进行过时效处理。为此，将它们从保持温度T1以8.5℃/s的冷却速度CR1冷却至530±15℃的过时效起始温度T2。
随后钢带B1-B12由该温度开始经过302秒的过时效持续时间t2冷却至280±15℃的过时效结束温度T3。钢带B1-B12从过时效起始温度T2冷却到过时效结束温度T3的冷却速度CR2为0.82℃/s。
在整个热处理过程中，钢带B1-B12保持在退火气氛下，其由4体积％的H2和作为剩余部分的N2和不可避免的杂质构成。其露点设定为-45℃±2℃。
在过时效处理结束后并且在从连续炉出来之前，钢带B1-B12仍在保护气体气氛下以3.5℃/s的冷却速度CR3冷却到室温并且在连续进行的过程中引导到设置用于平整轧制的四辊轧机，其具有支承辊和平整工作辊。平整轧机的平整工作辊始终通过EDT技术以cap(-)模式粗糙化并且以已知的方式进行硬铬镀层。在不使用平整装置的条件下进行所有的平整轧制实验(干平整)。
平整轧制的参数(分别与钢带接触的平整工作辊的圆周面的平整度D、粗糙度Ra_W和峰数RPc_W)以及针对钢带B1-B12确定的宽度b、厚度d、屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm、延伸率A80和n值在表2中给出。根据DIN 6892在准静态拉伸试验中通过沿着轧制方向的样品位置确定机械性能。
表2中列出的是针对钢带B1-B12的表面确定的粗糙度Ra和峰数RPc。算术平均粗糙度Ra、Ra_W和峰数RPc、RPc_W始终根据Stah1-Eisen-Prüfblatt(SEP)1940借助根据ISO3274的电触针仪器进行测量。
钢带B1和B9的性质表明，通过较高的峰数RPc可获得更好的Wsa值。
非按照本发明的钢带B11和B12表明了对于本发明的成功而言平整度的重要性。
另外，针对钢带B1-B12的表面确定Wsa值。结果同样记录在表2中。这些证实了按照本发明的实施例达到＜0.40μm的Wsa值并因此为特别好的漆光泽提供最理想的前提条件。波纹特征值Wsa根据Stahl-Eisen-Prüfblatt(SEP)1941在钢样品上进行测量，该钢样品在Marciniak杯突试验中经历了5％的塑性延展。
图1和图2根据部件的对比而显示出上述情况，这些部件由按照本发明和非按照本发明的扁钢产品通过成型和涂漆而制成。非按照本发明的、在图2中示出的实施例(其由不能满足按照本发明的要求的钢带B3制成)在涂漆之后表现出比在图1中示出的实施例(其由按照本发明的钢带B1成型)明显更差的漆光泽。

Claims (15)

1.一种冷轧并重结晶退火的扁钢产品，其具有铁素体的组织结构，所述扁钢产品由具有以下组成成分(以重量％表示)的钢制成：
C:0.0001％-0.003％,
Si:0.001％-0.025％,
Mn:0.05％-0.20％,
P:0.001％-0.015％,
Al:0.02％-0.055％,
Ti:0.01％-0.1％,
剩余铁和不可避免的杂质，其中，所述钢能够额外地含有以下可选的合金元素：
Cr:0.001％-0.05％,
V:不超过0.005％,
Mo:不超过0.015％,
N:0.001％-0.004％,
而且所述扁钢产品具有
最大180Mpa的屈服强度Rp0.2，
最大340MPa的抗拉强度Rm，
至少40％的断裂伸长率A80，
至少0.23的n值，
以及在其至少一个表面上0.8-1.6μm的算术平均粗糙度Ra
和至少75 1/cm的峰数RPc，
其中在所述表面上成型的、造成所述算术平均粗糙度Ra和峰数RPc的凹陷和峰以随机分布的形式存在。
2.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述扁钢产品覆盖有通过电解涂层而涂覆的金属保护层。
3.根据上述权利要求中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，所述扁钢产品覆盖有无机的涂层。
4.根据上述权利要求1-2中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，所述扁钢产品最大为1mm厚并且至少为1000mm宽。
5.一种用于制造根据权利要求1至4中任意一项所述的扁钢产品的方法，其包括以下操作步骤：
a)提供轧制硬化的、冷轧的扁钢产品，其具有铁素体的组织结构，所述扁钢产品由具有以下组成成分(以重量％表示)的钢制成：
C:0.0001％-0.003％,
Si:0.001％-0.025％,
Mn:0.05％-0.20％,
P:0.001％-0.015％,
Al:0.02％-0.055％,
Ti:0.01％-0.1％,
剩余铁和不可避免的杂质，其中，所述钢能够额外地含有以下可选的合金元素：
Cr:0.001％-0.05％,
V:不超过0.005％,
Mo:不超过0.015％,
N:0.001％-0.004％,
b)在连续的过程中在退火气氛下通过退火炉进行扁钢产品的热处理，所述退火气氛在-10℃至-60℃的露点下由1-7体积％的H2和作为剩余部分的N2和不可避免的杂质组成,
-其中，为了重结晶退火，将所述扁钢产品
-加热到750-860℃的保持温度T1，
-在所述保持温度T1下保持经过30-90s的时间t1,
-其中，为了随后的过时效处理将所述扁钢产品
-以2-100℃/s的冷却速度CR1由保持温度T1冷却到400-600℃的过时效起始温度T2，
-在冷却到所述过时效起始温度T2之后在30-400s的时间t2中以0.5-12℃/s的冷却速度CR2冷却到250-350℃的过时效结束温度T3，并且
-其中，在冷却到所述过时效结束温度T3之后，将所述扁钢产品以1.5-5.0℃/s的冷却速度CR3冷却至室温；
c)在使用平整工作辊的条件下以0.4-0.7％的平整度D平整重结晶退火的所述扁钢产品，所述平整工作辊与所述扁钢产品相接触的圆周面具有1.0-2.5μm的算术平均粗糙度Ra和至少100 1/cm的峰数RPc，其中，决定平均粗糙度Ra和峰数RPc的、成型到平整工作辊的表面中的凹陷和峰以随机分布的形式存在。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述保持温度T1为800-850℃。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述过时效起始温度T2为400-550℃。
8.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述退火氛围的露点为-15至-50℃。
9.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述平整轧制作为湿平整轧制而实施，其中，在所述扁钢产品的输送方向上在平整工作辊之前至少在所述扁钢产品的表面上涂覆平整液体，所述平整工作辊作用在所述表面上。
10.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述平整度D为0.5％-0.6％。
11.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，与所述扁钢产品接触的平整工作辊的圆周面的算术平均粗糙度Ra为1.2–2.3μm。
12.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，与所述扁钢产品接触的平整工作辊的圆周面的峰数RPc为至少130 1/cm。
13.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，加工步骤b)和c)不间断地依次完成。
14.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述扁钢产品在平整轧制之后覆上基于Zn的金属涂层。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述金属涂层通过电解镀锌而涂覆到所述扁钢产品上。
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