CN108728751A - 一种改善冲压成形的if各向同性钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善冲压成形的IF各向同性钢及其制造方法,所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0026%,Si:≤0.026%,Mn:0.28~0.52%,P:≤0.015%,S:≤0.010%,Al:0.042~0.082%,Ti:0.046~0.066%,N:≤0.0030%,其余为Fe和不可避免的杂质;本发明IF各向同性钢在后续热轧、冷轧、连退、平整与拉挢生产工艺中,控制卷取温度580~620℃,冷轧压下率85~95%,退火温度708~742℃,平整延伸率1.0~2.0%+拉矫延伸率0.03~0.10%,获得表面粗糙度Ra为0.36~0.56µm,峰值数Pc≥126,硬度为95~110HV,塑性应变比r90值≥1.8,加工硬化指数n90值≥0.18,△r值≤0.20的IF各向同性钢。本发明实现了深冲园形构件,不产生制耳和拉毛缺陷的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料制造技术领域,尤其涉及冷轧钢带制造技术,具体为一种改善冲压成形的IF各向同性钢及其制造方法。
背景技术
IF(无间隙原子钢)钢属于超深冲系列用钢,通常钢中C控制在0.005%以下。IF各向同性钢除要求有优良的深冲性能外,还要求平面各向同性好,即代表平面各向同性指标△r值越低越好,通常△r值≤0.30。目前IF各向同性钢主要用于汽车制造业的新能源汽车电池壳与油滤清器。此类IF钢冲压成构件要求壁厚减薄均匀并且无制耳(注:制耳是指材料各项异性导致冲压后边沿不齐整,形成类似耳朵一样的凸起。)和拉毛(拉毛是指材料拉伸过程中因润滑不好而在构件表面出现的毛刺。),这就要求△r值进一步降低和钢带表面粗糙度精准控制。IF各向同性钢采用冷轧工艺生产,一般厚度在0.30mm~0.80mm。目前由于市场所供IF各向同性钢的钢带质量不稳定,产品在冲压作业过程中,经常出现制耳和拉毛,造成产品降级或报废,制耳严重时,还会卡阻连续冲压设备,终断生产。
通过对国内外的文献资料进行检索,查到与本领域相关文献:
武汉钢铁(集团)公司2002年09月20日申请了《电池壳用极薄钢带及其生产方法》(授权公告号:CN1174109C),其成分按质量百分比为:C:≤0.005%,Si:≤0.02%,Mn:0.15~0.30%,P:0.01~0.03%,S:≤0.015%,N:≤0.004%,Al:0.02~0.07%,Ti:0.01~0.03%,Nb:0.01~0.025%,余量为Fe及不可避免的夹杂,Nb和Ti复合添加。在终轧温度Ar3以上30℃内轧制,卷取温度650~720℃,热轧板经酸洗,采用单架轧机冷轧,经连续退火获得成品。该发明对代表平面各向同性指标△r值没有要求,所供IF钢带质量不稳定,冲压过程会产生制耳。此外,对钢带表面粗糙度Ra控制在0.30μm以下,冲压过程润滑不好容易产生拉毛缺陷。
宝山钢铁股份有限公司2004年11月30日申请了《一种连续退火工艺生产的各向同性钢及其制造方法》(授权公告号:CN100413989C),其成分为:C:0.005~0.020%,Si:≤0.30%,Mn:0.10~0.80%,P:≤0.08%,S≤0.02%,Al:0.03~0.06%,Ti:0.005~0.03%,N≤0.005%,B:0.0005~0.002%,其余为Fe和不可避免的夹杂,通过Ar3以上温度热轧,550~650℃中高温卷取,冷轧720~800℃保温60~200s和平整后获得成品。虽然此发明采用连续退火工艺,但C高、Ti低,当钢中固溶C含量≥0.003%时,钢带出现屈服延伸现象,逐渐呈现明显的时效性,钢带性能稳定性变差,冷成形质量下降,钢中固溶Ti 0.005~0.03%,固C、N间隙原子作用小,容易产生拉伸应变痕,只能做一般冲压用。此外,对钢带表面粗糙度Ra没有要求,冲压过程也容易产生拉毛缺陷。
宝钢在2005年9月29日申请了《平面各向同性优良的电池壳用钢及其制造方法》(授权公告号:CN100560770C),其成分为:C:0.01~0.05%,Si:≤0.03%,Mn:0.10~0.50%,P:≤0.02%,S:≤0.015%,Al:0.01~0.10%,N:0.002~0.007%,Ti:0.005~0.02%,其余为铁和不可避免的夹杂,其特征是:加热温度:≤1270℃,终轧温度:860~930℃,卷取温度:≤640℃;冷轧变形量控制在75%~90%,罩式炉退火温度:650~800℃;其它按常规工艺进行。产品用于电镀镍后冲压或直接冲压成电池壳。该发明同样是C高、Ti低,当钢中固溶C含量≥0.003%时,钢带出现屈服延伸现象,逐渐呈现明显的时效性,钢带性能稳定性变差,冷成型质量下降,钢中固溶Ti 0.005~0.02%,固C、N间隙原子作用小,容易产生拉伸应变痕,并且是采用罩式炉退火,其钢带的力学性能均匀性没有连续退火工艺所得产品效果好,影响钢带的深冲性能。此外,对钢带表面粗糙度Ra没有要求,冲压过程也容易产生拉毛缺陷。
宝钢2006年5月25日还申请了《固溶强化各向同性钢及其制造方法》(授权公告号:CN100473738C),其组分及质量百分比为:C:0.03~0.07%,Si:≤0.03%,Mn:0.4~1.0%,P:0.02~0.08%,S:≤0.02%,N:≤0.005%,B:0.002~0.005%,Al:0.015~0.05%,其余为Fe和不可避免杂质。该发明采用固溶强化思路,利用C、Mn降低r值的总体水平,并通过加P调节3个方向r值的相对差异,辅助以适当的工艺,获得理想的各向同性钢。该成分典型的铝镇净钢,公知冲压性能明显劣于IF各向同性钢。此外,对钢带表面粗糙度Ra没有要求,冲压过程也容易产生拉毛缺陷。
武汉钢铁(集团)公司2015年12月8日申请了《罩式退火工艺各向同性钢及其制造方法》(专利申请号:201510903391.2),其组分及质量百分比为:C:0.008~0.020%,Si:0.20~0.30%,Mn:0.50~0.70%,P:0.050~0.070%,S:≤0.012%,Al:0.02~0.06%,Nb:0.015~0.030%,N:≤0.003%,其余为Fe及不可避免杂质,屈服强度Rp0.2=300~350MPa;抗拉强度Rm=340~400MPa;伸长率A80≥30%;塑性应变比r90≥1.4;加工硬化指数n90≥0.6;同性性能△r值≤0.20。该成分显示仍然为铝镇净钢,产品塑性、深冲性能及抗时效性能均较IF各向同性钢仍有差距,只能做一般冲压用,而不能象IF各向同性钢做深冲压用。此外,对钢带表面粗糙度Ra没有要求,冲压过程也容易产生拉毛缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善冲压成形的IF各向同性钢及其制造方法,制造的产品深冲性能好、平面各向同性好,避免冲压作业过程中,出现制耳和拉毛现象。具体的技术方案为:
一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0026%,Si:≤0.026%,Mn:0.28~0.52%,P:≤0.015%,S:≤0.010%,Al:0.042~0.082%,Ti:0.046~0.066%,N:≤0.0030%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.36~0.56μm,峰值数Pc≥126,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.8、加工硬化指数n90值≥0.18、△r值≤0.20。
优选的,所述一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0024%,Si:≤0.024%,Mn:0.32~0.52%,P:≤0.012%,S:≤0.008%,Al:0.052~0.082%,Ti:0.048~0.066%,N:≤0.0028%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.42~0.56μm,峰值数Pc≥128,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.9、加工硬化指数n90值≥0.19、△r值≤0.15。
进一步优选的,所述一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0022%,Si:≤0.020%,Mn:0.36~0.52%,P:≤0.010%,S:≤0.006%,Al:0.062~0.082%,Ti:0.052~0.066%,N:≤0.0026%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.44~0.56μm,峰值数Pc≥132,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.0、加工硬化指数n90值≥0.20、△r值≤0.09。
进一步优选的,所述一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0020%,Si:≤0.018%,Mn:0.42~0.52%,P:≤0.008%,S:≤0.005%,Al:0.072~0.082%,Ti:0.056~0.066%,N:≤0.0020%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.45~0.56μm,峰值数Pc≥136,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.1、加工硬化指数n90值≥0.21、△r值≤0.07。
一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0026%,Si:≤0.026%,Mn:0.28~0.52%,P:≤0.015%,S:≤0.010%,Al:0.042~0.082%,Ti:0.046~0.066%,N:≤0.0030%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~620℃;
3)冷轧:酸洗、轧制,冷轧压下率85~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~742℃;
5)平整与拉矫:平整延伸率1.0~2.0%+拉矫延伸率0.03~0.10%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0μm,平整工作辊峰值数Pc≥150;
6)制得的IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.36~0.56μm,峰值数Pc≥126,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.8、加工硬化指数n90值≥0.18、△r值≤0.20;
7)钢带表面涂油,包装入库。
优选的,所述一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0024%,Si:≤0.024%,Mn:0.32~0.52%,P:≤0.012%,S:≤0.008%,Al:0.052~0.082%,Ti:0.048~0.066%,N:≤0.0028%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~616℃;
3)冷轧:酸洗、轧制、冷轧压下率88~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~736℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.2~2.0%+拉矫延伸率0.04~0.09%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0μm,平整工作辊峰值数Pc≥155;
6)制得的IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.42~0.56μm,峰值数Pc≥128,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.9、加工硬化指数n90值≥0.19、△r值≤0.15;
7)钢带表面涂油,包装入库。
进一步优选的,所述一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0022%,Si:≤0.020%,Mn:0.36~0.52%,P:≤0.010%,S:≤0.006%,Al:0.062~0.082%,Ti:0.052~0.066%,N:≤0.0026%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~612℃;
3)冷轧:酸洗、轧制、冷轧压下率90~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~730℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.4~2.0%+拉矫延伸率0.05~0.09%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0μm,平整工作辊峰值数Pc≥160;
6)制得的IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.44~0.56μm,峰值数Pc≥132,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.0、加工硬化指数n90值≥0.20、△r值≤0.09;
7)钢带表面涂油,包装入库。
进一步优选的,所述一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0020%,Si:≤0.018%,Mn:0.42~0.52%,P:≤0.008%,S:≤0.005%,Al:0.072~0.082%,Ti:0.056~0.066%,N:≤0.0020%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~608℃;
3)冷轧:酸洗、轧制、冷轧压下率92~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~726℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.6~2.0%+拉矫延伸率0.05~0.09%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0μm,平整工作辊峰值数Pc≥165;
6)制得的IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.45~0.56μm,峰值数Pc≥136,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.1、加工硬化指数n90值≥0.21、△r值≤0.07;
7)钢带表面涂油,包装入库。
本发明的产品制造过程是这样的:首先经铁水脱硫、转炉冶炼,将冶炼的钢水进行吹氩,RH炉精炼,然后将钢水进行连续铸造成板坯,连铸板坯经热连轧成钢带,用酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗,随后进行5道次的冷轧,经连退、平整、拉矫步骤后,生产出IF各向同性钢板。由于新能源汽车行业电池壳、油滤清器是深冲园形构件,生产难度大,要求变形均匀,不得产生制耳和拉毛缺陷,因此本发明的总体思路是:一、克服制耳的产生:控制C含量在较低的水平,以保证优良的深压性能,同时,比常规配加较高的Mn,使钢的原始强度适当提高而塑性不受影响,可以提高钢的硬度与抗凹陷性能;采用比常规高的Ti用量,有效固定钢中C、N元素,使△r值降低,获得优良的IF各向同性钢;而钢中较高的Al的含量,可与N生成AlN,减少固溶N,抑制时效,同时具有细化原始晶粒,减少材料各向异性的作用;较大的冷轧压下率与较低的热轧卷取温度与冷轧退火温度,有利于晶粒细化均匀,增加材料各向同性性能。二、克服拉毛缺陷的产生:精确控制IF各向同性钢的表面粗糙度Ra和峰值数Pc,使富含油层的钢带在冲压过程中有足够的润滑功能,避免工件拉毛缺陷的产生。具体方案设计展开说明:
通常钢中C控制在0.005%以下为IF钢。本发明按IF钢的要求组织生产,为了达到深冲性能好、优良的平面各向同性钢带,首先从优化成分入手,控制钢中的C含量在0.0012~0.0026%范围内(目标值0.0018%),以获得超低碳钢而确保深冲性能;利用脱碳脱氮的超低碳钢匹配加入Mn(0.28~0.52%)使钢的原始强度适当提高而塑性不受影响这一特点,可以满足钢的硬度与抗凹陷性能;Si具有劣化表面质量的作用,应限制在比常规更低的范围;P、S、N均具有劣化钢的纯净度、冲压性能与表面质量,含量应严格控制在比常规更低的范围;Al除脱氧作用外,还可与N生成AlN,减少固溶N,抑制时效,同时具有细化原始晶粒,减少各向异性的作用,添加量过大也会造成铝合金资源浪费,增加合金成本;适量添加Ti,强有力的形成C、N化合物来固定C、N元素,使产品无时效特性,同时可减少产品的各向异性,增加平面变形的各向同性,添加量过大也会造成钛合金资源浪费,增加合金成本。
C:钢中的C含量控制在0.0026%以下,无疑进一步减少C含量对保证材料的耐时效性及深冲性是有利的,但过低增加了炼钢难度与成本,结合本发明,选择C:0.0012~0.0026%。
Si:劣化表面性能,随着Si的升高,不利氧化铁皮去除,影响酸洗工序效果,因此,必须将硅含量控制在较低的范围。在本发明中控制Si含量≤0.026%。
Mn:适当的Mn是为了补充钢基强度,同时以减少氧化物并抵消硫化铁的有害影响,有利深冲性能的粗大MnS粒子析出,减少TiS析出物,使以Ti结合的C、N化合物更加稳定,根据本发明的硬度要求,结合本发明C、Mn匹配需要,Mn含量控制在0.28~0.52%。
P:在钢中P是有害元素,虽然会增加材料的强度,但增加钢的冷脆性,降低材料塑性,通常越低越好,本发明为了保证产品优良性能,P含量控制≤0.015%。
S:S是钢中的有害元素,会形成夹杂物,降低钢的延展性和韧性,通常越低越好,本发明为了保证产品优良性能,S含量控制≤0.010%。
Al:Al为强脱氧剂,与N有强结合力,生成AlN减少成品的时效,用AlN对晶粒长大抑制效应,在板坯加热与退火中细化晶粒,可以提高产品的各向同性与深冲性能。结合本发明,钢中Al含量控制在0.042~0.082%,比常规稍高。
Ti:Ti与N、C、S等元素有强亲和力,在钢中与碳、氮结合形成Ti(C,N)的化合物,从而固定钢中的C、N等元素,减少其沿奥氏体晶界的析出,改善了钢板力学性能与时效性;同时在高温时析出的细小、弥散的Ti(C,N)化合物可以抑制高温奥氏体晶粒的长大,起细化晶粒的作用,同时随着Ti含量增加有利于进一步细化晶粒,减少产品的各向异性(Δr值变小),Ti加少了作用不明显,结合在本发明,钢中Ti含量的控制范围比常规高,为0.046~0.066%。
N:N与钢中的Ti化合成TiN,起到抑制高温奥氏体晶粒的长大,起细化晶粒的作用,本发明的N含量≤0.0030%可满足要求。
本发明除含有上述化学组分外,余量为Fe及不可避免的夹杂。
进一步地说:在热轧工序,将上述板坯进行加热,加热温度为1200~1240℃,加热时间≥140min,采用920~950℃较高的终轧温度、并与580~620℃的较低卷取温度相结合,以确保板面不出现粗晶,减少IF同性钢板面橘皮效应,同时采用较低的卷取温度也是为了细化晶粒,改善产品的各向异性性能(Δr值变小)。在冷轧工序,轧制步骤采用5机架连续轧制,冷轧压下率85~95%,大压下有利于IF钢获得优良的深冲性能,同时与现有技术相比,保持较高的冷轧压下率有利于破碎晶粒,增加产品的各向同性性能;本发明采用的是超低碳、高Al、高Ti技术方案,N、C可充分与Ti结合生成稳定化合物,而低的退火温度有利细化晶粒,减少产品的各向异性(Δr值变小),因此在退火步骤的退火温度控制在708~742℃;在平整与拉矫步骤,平整延伸率过低,不但不利于板型控制,也不利于轧辊表面粗糙度Ra、峰值数Pc在冷轧板面的复制,拉矫延伸率过低不利于板面浪形去除,平整延伸率与拉矫率过高,将损害产品的深冲性能,与现有技术相比,增加平整率有利于降低钢板纵横向的塑性应变比r值,缩小与钢板45°方向塑性应变比r值的差距,即增加钢板各向同性性能(Δr值变小),为此,适当提高平整延伸率,设置平整延伸率1.0~2.0%+拉矫延伸率0.03~0.10%。
平整工作辊粗糙度Ra设置为2.0μm,峰值数Pc设置为≥150,是为了保证钢带表面粗糙度Ra在0.36~0.56μm范围内,峰值数Pc大于125,达到毛化的表面结构均匀、致密,富含油层,钢带表面粗糙度Ra低于0.30μm、峰值数Pc低于100,带钢表面光滑,富含油层少,在冲压过程容易产生拉毛缺陷,而钢带表面粗糙度Ra高于0.70μm,工件表面粗糙度大,电镀层厚,增加了有色金属(如镍)的消耗。
与现有技术相比,本发明以IF钢为基础,其优点是首先从优化成分入手,控制钢中的C含量在0.0012~0.0026%的较低范围内,严格控制有害杂质元素P、S、N,保证了深冲性能与表面质量;Si限制0.026%以下较低的范围,固化了表面质量;Mn含量适当提高至0.26~0.52%,进一步补充材料的强度,同时也使碳化物、氮化物更加稳定,抑制时效,同时避免添加量过大造成锰合金资源浪费;Al、Ti成分设定在较高范围,除充分固定C、N间隙原子外,还起到细化晶粒,减少各个方向塑性应变比r值的差距,增加各个方向同性性能(Δr值变小)。根据本发明设定的成分在后续热轧、冷轧、连退、平整与拉挢生产工艺中,控制卷取温度580~620℃,冷轧压下率85~95%,退火温度708~742℃,平整延伸率1.0~2.0%+拉矫延伸率0.03~0.10%,平整工作辊粗糙度Ra设置为2.0μm,峰值数Pc≥150,在不改变IF钢优越的深冲性能与耐时效的前提下,得到深冲性能好、各向同性好(Δr值小)、毛化的表面结构均匀、致密、富含油层的IF各向同性钢板。实现了深冲园形构件,不产生制耳和拉毛缺陷的有益效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。表1为本发明与比较例(引用授权公告号CN1174109C《电池壳用极薄钢带及其生产方法》的实施例作为比较例)用于生产IF各向同性钢的实例成分,表中A1~A6为本发明钢,B1~B2为授权公告号CN1174109C对照专利钢,未标明的余量为Fe和其他不可避免的杂质。
表1本发明钢与对照专利钢实施例成分重量百分比(%)
成分号 | C | Si | Mn | P | S | Al | Ti | Nb | N |
A1 | 0.0020 | 0.013 | 0.33 | 0.0121 | 0.0092 | 0.048 | 0.048 | 0 | 0.0026 |
A2 | 0.0018 | 0.016 | 0.36 | 0.0089 | 0.0058 | 0.056 | 0.050 | 0 | 0.0018 |
A3 | 0.0017 | 0.012 | 0.39 | 0.0095 | 0.0082 | 0.066 | 0.052 | 0 | 0.0021 |
A4 | 0.0016 | 0.011 | 0.40 | 0.0112 | 0.0064 | 0.068 | 0.058 | 0 | 0.0024 |
A5 | 0.0014 | 0.009 | 0.49 | 0.0070 | 0.0041 | 0.081 | 0.062 | 0 | 0.0016 |
A6 | 0.0012 | 0.008 | 0.51 | 0.0060 | 0.0036 | 0.080 | 0.065 | 0 | 0.0010 |
B1 | 0.0030 | 0.014 | 0.24 | 0.0160 | 0.0058 | 0.026 | 0.017 | 0.020 | 0.0017 |
B2 | 0.0040 | 0.010 | 0.26 | 0.0110 | 0.0098 | 0.040 | 0.020 | 0.017 | 0.0025 |
从表1可以看出,本发明是Ti-IF钢,C控制得更低,Mn、Al、Ti匹配比对照专利钢要高,与对照专利钢Ti-Nb复合IF钢设计方案不同。
在热轧工序中,对应上述六炉成分的热轧工艺参数见表2。
表2热轧工艺参数
在冷轧工序中,对应上述六炉成分的冷轧工艺参数见表3。
表3冷轧工艺参数表
实施例1:一种改善冲压成形的IF各向同性钢,所述IF各向同性钢:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成成分号为A1所述的板坯:
2)热轧:将所述成分号A1板坯进行加热,目标热轧轧制厚度2.5mm,坯料经过粗轧、精轧获得热轧板,终轧温度926~928℃,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度618~620℃;
3)冷轧:目标冷轧轧制厚度0.30mm,所述热轧卷经酸洗后进行轧制,压下率87.4%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度740~742℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.1%+拉矫延伸率0.04%,平整工作辊粗糙度2.0μm,平整工作辊峰值数Pc150;
6)卷取,制得的IF各向同性钢冷轧钢带表面粗糙度Ra为0.36~0.56μm。
实施例2:一种改善冲压成形的IF各向同性钢,所述IF各向同性钢:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成成分号为A2所述的板坯:
2)热轧:将所述成分号A2板坯进行加热,目标热轧轧制厚度2.5mm,坯料经过粗轧、精轧获得热轧板,终轧温度929~932℃,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度606℃;
3)冷轧:目标冷轧轧制厚度0.30mm,所述热轧卷经酸洗后进行轧制,压下率89.1%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度718~720℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.2%+拉矫延伸率0.05%,平整工作辊粗糙度2.0μm,平整工作辊峰值数Pc155;
6)卷取,制得的IF各向同性钢冷轧钢带表面粗糙度Ra为0.42~0.56μm。
实施例3:一种改善冲压成形的IF各向同性钢,所述IF各向同性钢:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成成分号为A3所述的板坯:
2)热轧:将所述成分号A3板坯进行加热,目标热轧轧制厚度2.5mm,坯料经过粗轧、精轧获得热轧板,终轧温度935~936℃,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度601~602℃;
3)冷轧:目标冷轧轧制厚度0.30mm,所述热轧卷经酸洗后进行轧制,压下率90.3%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度716~722℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.3%+拉矫延伸率0.03%,平整工作辊粗糙度2.0μm,平整工作辊峰值数Pc160;
6)卷取,制得的IF各向同性钢冷轧钢带表面粗糙度Ra为0.44~0.56μm。
实施例4:一种改善冲压成形的IF各向同性钢,所述IF各向同性钢:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成成分号为A4所述的板坯:
2)热轧:将所述成分号A4板坯进行加热,目标热轧轧制厚度2.5mm,坯料经过粗轧、精轧获得热轧板,终轧温度940~941℃,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度597~598℃;
3)冷轧:目标冷轧轧制厚度0.30mm,所述热轧卷经酸洗后进行轧制,压下率91.2%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度722~723℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.4%+拉矫延伸率0.08%,平整工作辊粗糙度2.0μm,平整工作辊峰值数Pc160;
6)卷取,制得的IF各向同性钢冷轧钢带表面粗糙度Ra为0.44~0.56μm。
实施例5:一种改善冲压成形的IF各向同性钢,所述IF各向同性钢:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成成分号为A5所述的板坯:
2)热轧:将所述成分号A5板坯进行加热,目标热轧轧制厚度3.0mm,坯料经过粗轧、精轧获得热轧板,终轧温度943~944℃,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度589℃;
3)冷轧:目标冷轧轧制厚度0.50mm,所述热轧卷经酸洗后进行轧制,压下率93.8%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度751~761℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.6%+拉矫延伸率0.06%,平整工作辊粗糙度2.0μm,平整工作辊峰值数Pc165;
6)卷取,制得的IF各向同性钢冷轧钢带表面粗糙度Ra为0.45~0.56μm。
实施例6:一种改善冲压成形的IF各向同性钢,所述IF各向同性钢:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成成分号为A6所述的板坯:
2)热轧:将所述成分号A6板坯进行加热,目标热轧轧制厚度3.5mm,坯料经过粗轧、精轧获得热轧板,终轧温度947~948℃,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度584~585℃;
3)冷轧:目标冷轧轧制厚度0.50mm,所述热轧卷经酸洗后进行轧制,压下率94.6%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度746~750℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.9%+拉矫延伸率0.04%,平整工作辊粗糙度2.0μm,平整工作辊峰值数Pc165;
6)卷取,制得的IF各向同性钢冷轧钢带表面粗糙度Ra为0.45~0.56μm。
上述六炉实施例所获18批产品的最终性能如表4所示。
表4实施例与比较例(B1、B2)的产品性能
轧批号 | n90值 | r90值 | △r值 | 硬度(HV) | Ra(μm) | Pc |
A1-1 | 0.185 | 1.85 | 0.19 | 96.1 | 0.38 | 126 |
A1-2 | 0.191 | 1.89 | 0.17 | 98.3 | 0.39 | 128 |
A1-3 | 0.192 | 1.92 | 0.18 | 98.4 | 0.39 | 128 |
A2-1 | 0.196 | 1.90 | 0.14 | 99.2 | 0.40 | 131 |
A2-2 | 0.198 | 2.06 | 0.13 | 99.4 | 0.41 | 133 |
A2-3 | 0.205 | 2.04 | 0.12 | 99.6 | 0.42 | 134 |
A3-1 | 0.220 | 2.08 | 0.09 | 100.4 | 0.46 | 130 |
A3-2 | 0.223 | 2.13 | 0.08 | 101.1 | 0.48 | 135 |
A3-3 | 0.222 | 2.16 | 0.08 | 103.0 | 0.50 | 132 |
A4-1 | 0.229 | 2.15 | 0.07 | 106.3 | 0.48 | 139 |
A4-2 | 0.231 | 2.26 | 0.08 | 106.2 | 0.49 | 141 |
A4-3 | 0.233 | 2.25 | 0.06 | 108.1 | 0.52 | 142 |
A5-1 | 0.235 | 2.34 | 0.06 | 105.4 | 0.52 | 148 |
A5-2 | 0.236 | 2.38 | 0.05 | 104.8 | 0.53 | 146 |
A5-3 | 0.234 | 2.34 | 0.04 | 109.5 | 0.55 | 147 |
A6-1 | 0.239 | 2.41 | 0.04 | 110.0 | 0.49 | 152 |
A6-2 | 0.241 | 2.44 | 0.03 | 109.6 | 0.52 | 155 |
A6-3 | 0.242 | 2.42 | 0.03 | 106.9 | 0.55 | 153 |
B1 | - | - | - | 98 | 0.25 | - |
B2 | - | - | - | 101 | 0.31 | - |
从表4可以看出,按本发明设计成分及关键工序参数控制制造的IF各向同性钢,表面粗糙度Ra在0.38~0.55μm之间,其性能:硬度在96~110HV之间、塑性应变比r90值在1.85~2.44之间、加工硬化指数n90值在0.185~0.242之间,Δr值在0.19以下。本发明的IF各向同性钢,在优选的成分和进一步控制关键工序(卷取温度、冷轧压下率、退火温度、平整延伸率+拉矫延伸率)下,Δr值大幅度降低,钢带平面各向同性性能越来越好,深冲性能优良,硬度高(抗凹陷性能好);控制的表面粗糙度Ra适当,峰值数Pc高,表面致密均匀。大批产品生产表明,采用本发明的IF各向同性钢冲压电池壳与油滤清器,构件变形均匀而不产生制耳和拉毛,电镀或喷涂面板表面光泽度好,完全满足适应电池壳与油滤清器冲压要求,远高于同行IF各向同性钢指标要求,质量指标上了一个台阶。
Claims (8)
1.一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0026%,Si:≤0.026%,Mn:0.28~0.52%,P:≤0.015%,S:≤0.010%,Al:0.042~0.082%,Ti:0.046~0.066%,N:≤0.0030%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.36~0.56µm,峰值数Pc≥126,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.8、加工硬化指数n90值≥0.18、△r值≤0.20。
2.根据权利要求1所述的一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0024%,Si:≤0.024%,Mn:0.32~0.52%,P:≤0.012%,S:≤0.008%,Al:0.052~0.082%,Ti:0.048~0.066%,N:≤0.0028%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.42~0.56µm,峰值数Pc≥128,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.9、加工硬化指数n90值≥0.19、△r值≤0.15。
3.根据权利要求1所述的一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0022%,Si:≤0.020%,Mn:0.36~0.52%,P:≤0.010%,S:≤0.006%,Al:0.062~0.082%,Ti:0.052~0.066%,N:≤0.0026%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.44~0.56µm,峰值数Pc≥132,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.0、加工硬化指数n90值≥0.20、△r值≤0.09。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种改善冲压成形的IF各向同性钢,其特征在于:所述IF各向同性钢由以下重量百分比的成分组成:C:0.0012~0.0020%,Si:≤0.018%,Mn:0.42~0.52%,P:≤0.008%,S:≤0.005%,Al:0.072~0.082%,Ti:0.056~0.066%,N:≤0.0020%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;所述IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.45~0.56µm,峰值数Pc≥136,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.1、加工硬化指数n90值≥0.21、△r值≤0.07。
5.一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
1) 经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0026%,Si:≤0.026%,Mn:0.28~0.52%,P:≤0.015%,S:≤0.010%,Al:0.042~0.082%,Ti:0.046~0.066%,N:≤0.0030%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~620℃;
3)冷轧:酸洗、轧制,冷轧压下率85~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~742℃;
5)平整与拉矫:平整延伸率1.0~2.0%+拉矫延伸率0.03~0.10%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0µm,平整工作辊峰值数Pc≥150;
6)制得的IF各向同性钢的表面粗糙度Ra为0.36~0.56µm,峰值数Pc≥126,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.8、加工硬化指数n90值≥0.18、△r值≤0.20;
7)钢带表面涂油,包装入库。
6.根据权利要求5所述的一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0024%,Si:≤0.024%,Mn:0.32~0.52%,P:≤0.012%,S:≤0.008%,Al:0.052~0.082%,Ti:0.048~0.066%,N:≤0.0028%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~616℃;
3)冷轧:酸洗、轧制、冷轧压下率88~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~736℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.2~2.0%+拉矫延伸率0.04~0.09%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0µm,平整工作辊峰值数Pc≥155;
6)制得的IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.42~0.56µm,峰值数Pc≥128,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥1.9、加工硬化指数n90值≥0.19、△r值≤0.15;
7)钢带表面涂油,包装入库。
7.根据权利要求5所述的一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0022%,Si:≤0.020%,Mn:0.36~0.52%,P:≤0.010%,S:≤0.006%,Al:0.062~0.082%,Ti:0.052~0.066%,N:≤0.0026%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~612℃;
3)冷轧:酸洗、轧制、冷轧压下率90~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~730℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.4~2.0%+拉矫延伸率0.05~0.09%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0µm,平整工作辊峰值数Pc≥160;
6)制得的IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.44~0.56µm,峰值数Pc≥132,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.0、加工硬化指数n90值≥0.20、△r值≤0.09;
7)钢带表面涂油,包装入库。
8.根据权利要求5、6或7所述的一种改善冲压成形的IF各向同性钢的制造方法,包括如下步骤:
1)经转炉冶炼、RH炉精炼、连铸成以下重量百分比的板坯:C:0.0012~0.0020%,Si:≤0.018%,Mn:0.42~0.52%,P:≤0.008%,S:≤0.005%,Al:0.072~0.082%,Ti:0.056~0.066%,N:≤0.0020%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
2)热轧:将所述板坯进行加热,在经过粗轧、精轧获得热轧板,然后将所述热轧板进行层流冷却,冷却后卷取成热轧卷,卷取温度580~608℃;
3)冷轧:酸洗、轧制、冷轧压下率92~95%;
4)退火处理:连续退火炉均热段温度708~726℃;
5)平整与拉桥:平整延伸率1.6~2.0%+拉矫延伸率0.05~0.09%,平整工作辊粗糙度Ra为2.0µm,平整工作辊峰值数Pc≥165;
6)制得的IF各向同性钢表面粗糙度Ra为0.45~0.56µm,峰值数Pc≥136,其性能:硬度为95~110HV、塑性应变比r90值≥2.1、加工硬化指数n90值≥0.21、△r值≤0.07;
7)钢带表面涂油,包装入库。
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