CN109332379A - 一种冲压件用热轧窄带钢及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冲压件用热轧窄带钢及其制备方法和应用，属于冶金技术领域，该制备方法包括以下步骤：将铸坯依次进行加热、第一除磷、粗轧、第二除磷、精轧和卷取，得到冲压件用热轧窄带钢。本发明制得的热轧窄带钢，AB差≤0.01mm，三点差≤0.03mm，通条差≤0.04mm，氧化铁皮厚度≤7μm，屈服强度258～285MPa，拉伸强度364～385MPa，断后伸长率44.0～46.0％，能满足冲压件的生产需要，较常规生产工艺不增加成本，同时实施难度小，具有极高的可推广性。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种冲压件用热轧窄带钢及其制备方法和应用。
背景技术
冲压件广泛应用于我们生活当中的各个领域，包括一些电子器件、汽车配件、装饰材料等等。为适应连续冲压生产线的要求及外观的美观性，冲压件对材料的尺寸精度、表面质量及塑性要求较高，大大优于国标水平。
窄带钢因其生产的粗泛性，生产出的热轧产品尺寸精度差、表面氧化铁皮厚、物理性能不稳定，无法满足下游客户的质量要求。因此目前国内绝大部分冲压件加工企业采用宽带钢进行生产。热轧宽带钢市场价格高于窄带钢，且部分冷轧企业因冷轧机组小，需将宽带钢进行剪切后轧制，进一步造成生产成本的上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冲压件用热轧窄带钢及其制备方法和应用。本发明制备的热轧窄带钢尺寸精度高、表面氧化铁皮薄、物理性能稳定。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种冲压件用热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将铸坯依次进行加热、第一除磷、粗轧、第二除磷、精轧和卷取，得到冲压件用热轧窄带钢；
所述铸坯包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.04～0.08％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％和余量的铁；
所述加热的温度为1280～1300℃，所述加热的时间为130～140min；
所述粗轧的入口温度为1250～1270℃；
所述粗轧后得到中间坯，所述中间坯的厚度为26～28mm；
所述卷取的温度为580～610℃；
所述精轧为9道次轧制，从第一道次至第九道次工作辊辊径依次减小。
优选的，所述铸坯为矩形坯，所述矩形坯的断面尺寸为150×(280～380)mm或165×(280～380)mm。
优选的，所述第一除磷和第二除磷为高压水除鳞，所述第一除磷和第二除磷的压力独立地为17～20MPa。
优选的，所述粗轧的出口温度为1200～1220℃。
优选的，所述精轧的入口温度为1160～1190℃，所述精轧的出口温度为870～890℃。
优选的，第一、第二道次工作辊辊径独立地为480～520mm，第三、第四道次工作辊辊径独立地为320～325mm，第五道次工作辊辊径为315～320mm，第六道次工作辊辊径为310～315mm，第七道次工作辊辊径为305～310mm，第八道次工作辊辊径为300～305mm，第九道次工作辊辊径为295～300mm。
优选的，所述粗轧为5道次轧制，所述粗轧时第一道次出口厚度为120～128mm，第二道次出口厚度为90～95mm，第三道次出口厚度为60～64mm，第四道次出口厚度为40～42mm，第五道次出口厚度为26～28mm。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的冲压件用热轧窄带钢。
优选的，所述冲压件用热轧窄带钢的宽度≤600mm，厚度为1.5～2.5mm。
本发明另提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的冲压件用热轧窄带钢或上述技术方案所述的冲压件用热轧窄带钢在冲压件中的应用。
本发明提供了一种冲压件用热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将铸坯依次进行加热、第一除磷、粗轧、第二除磷、精轧和卷取，得到冲压件用热轧窄带钢；所述铸坯包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.04～0.08％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％和余量的铁；所述加热的温度为1280～1300℃，所述加热的时间为130～140min；所述粗轧的入口温度为1250～1270℃；所述粗轧后得到中间坯，所述中间坯的厚度为26～28mm；所述卷取的温度为580～610℃；所述精轧为9道次轧制，从第一道次至第九道次的工作辊辊径依次减小。
本发明采用较低温度进行卷取，配合除磷，能够有效的降低钢带表面氧化铁皮厚度。本发明将加热温度控制在较窄范围、同时延长加热时间，能够提高铸坯温度均匀性，减少坯体内外温差，杜绝轧制过程中轧件弯曲和扭转现象，减少轧机弹跳值，提高轧制过程稳定性，进而提高轧制精度；通过降低中间坯厚度，减少精轧机组压下量，降低精轧轧制负荷，提高精轧穿带稳定性和板形控制能力，有利于提高带钢尺寸精度；通过控制精轧工作辊辊径由大到小进行排列，能大大降低轧制力、摩擦力和扭矩，提高轧制精度，从而解决了带钢尺寸精度差的问题。此外，本发明通过采用高温开轧，能够细化奥氏体晶粒，配合铸坯化学成分窄范围控制、低温卷取工艺，能够有效提高钢材的塑性及物理性能稳定性。
实施例结果表明，本发明制得的热轧窄带钢，AB差≤0.01mm，三点差≤0.03mm，通条差≤0.04mm，氧化铁皮厚度≤7μm，屈服强度258～285MPa，拉伸强度364～385MPa，断后伸长率44.0～46.0％，能满足冲压件的生产需要，较常规生产工艺不增加成本，同时实施难度小，具有极高的可推广性。
附图说明
图1为实施例1制备的热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片；
图2为实施例2制备的热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片；
图3为实施例3制备的热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片。
具体实施方式
本发明提供了一种冲压件用热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将铸坯依次进行加热、第一除磷、粗轧、第二除磷、精轧和卷取，得到冲压件用热轧窄带钢；
所述铸坯包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.04～0.08％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％和余量的铁；
所述加热的温度为1280～1300℃，所述加热的时间为130～140min；
所述粗轧的入口温度为1250～1270℃；
所述粗轧后得到中间坯，所述中间坯的厚度为26～28mm；
所述卷取的温度为580～610℃；
所述精轧为9道次轧制，从第一道次至第九道次的工作辊辊径依次减小。
本发明将铸坯进行加热，得到加热后的铸坯。在本发明中，所述铸坯包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.04～0.08％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％和余量的铁，所述铸坯的化学成分优选为：C：0.04～0.06％，Si：0.08～0.11％，Mn：0.30～0.35％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％和余量的铁。
本发明采用上述化学成分的铸坯，有利于提高最终窄带钢的塑性和物理稳定性能。在本发明中，所述铸坯优选为矩形坯，所述矩形坯的断面尺寸优选为150×(280～380)mm或165×(280～380)mm，即铸坯的厚度为150或165mm，铸坯的宽度为280～380mm。在本发明中，所述铸坯优选将金属原料经过冶炼得到。本发明对所述冶炼的工艺没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的冶炼工艺即可。
在本发明中，所述加热的温度为1280～1300℃，在本发明的实施例中，所述加热的温度具体为1282℃、1295℃和1287℃；所述加热的时间为130～140min，在本发明的实施例中，所述加热的时间具体为135min、140min和136min。本发明所述加热的温度指的是均热段保温的温度，所述加热时间指的是均热段保温的时间。本发明控制加热温度在上述范围，能够将铸坯加热至奥氏体区，有利于提高塑性，降低轧制抗力。同时将加热温度控制在上述较窄范围、延长加热时间，能够提高铸坯温度均匀性，减少坯体内外温差，杜绝轧制过程中轧件弯曲和扭转现象，减少轧机弹跳值，提高轧制过程稳定性，进而提高轧制精度。
得到加热后的铸坯后，本发明将加热后的铸坯进行第一除磷，得到第一除磷坯。在本发明中，所述第一除磷优选为高压水除鳞，所述第一除磷的压力优选为17～20MPa，进一步优选为18～20MPa。在本发明中，所述第一除磷的温度优选为1250～1270℃。本发明对所述高压水除磷的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的方式即可。
得到第一除磷坯后，本发明对所述第一除磷坯进行粗轧，得到中间坯。在本发明中，所述粗轧的入口温度为1250～1270℃，在本发明的实施例中，具体为1252℃、1268℃和1260℃；所述粗轧的入口温度优选与第一除磷的温度一致；所述粗轧的出口温度优选为1200～1220℃，进一步优选为1203～1217℃。在本发明中，所述粗轧优选轧制5道次；所述粗轧时第一道次出口厚度优选为120～128mm，第二道次出口厚度优选为90～95mm，第三道次出口厚度优选为60～64mm，第四道次出口厚度优选为40～42mm，第五道次出口厚度为26～28mm，即中间坯厚度为26～28mm。本发明通过降低中间坯厚度，可以减少精轧机组压下量，降低精轧轧制负荷，提高精轧穿带稳定性和板形控制能力。
得到中间坯后，本发明对所述中间坯进行第二除磷，得到第二除磷坯。在本发明中，所述第二除磷优选为高压水除鳞，所述第二除磷的压力优选为17～20MPa，进一步优选为18～20MPa。在本发明中，所述第二除磷的温度优选为1160～1220℃，进一步优选为1170～1210℃。
得到第二除磷坯后，本发明对所述第二除磷坯进行精轧，得到轧制钢材。在本发明中，所述精轧的入口温度优选为1160～1220℃，进一步优选为1170～1210℃；所述精轧的入口温度优选与第二除磷的温度一致；所述精轧的出口温度优选为870～890℃，进一步优选为872～885℃。在本发明中，所述精轧的总压下量优选为23.5～26.5mm，进一步优选为24～26mm。在本发明中，所述轧制钢材的厚度优选为1.5～2.5mm。
在本发明中，所述精轧为9道次轧制，从第一道次至第九道次的工作辊辊径依次减小。在本发明中，具体优选为：第一、第二道次工作辊辊径独立地为480～520mm，第三、第四道次工作辊辊径独立地为320～325mm，第五道次工作辊辊径为315～320mm，第六道次工作辊辊径为310～315mm，第七道次工作辊辊径为305～310mm，第八道次工作辊辊径为300～305mm，第九道次工作辊辊径为295～300mm。在本发明中，所述精轧时工作辊辊径差优选≤0.02mm。本发明通过严格控制精轧轧辊辊径差并规范精轧工作辊辊径，精轧工作辊辊径采用由大到小进行排列，能大大降低轧制力、摩擦力和扭矩，提高轧制精度。
得到轧制钢材后，本发明将所述轧制钢材进行卷取，得到冲压件用热轧窄带钢。在本发明中，所述卷取的温度为580～610℃，优选为590～610℃，在本发明的实施例中，具体为596℃、607℃和592℃。本发明对所述卷取的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的卷取工艺即可。本发明采用较低温度进行卷取，配合除磷，能够有效的降低钢带表面氧化铁皮厚度；采用较低温度进行卷取，配合铸坯化学成分，能够有效提高钢材的塑性及物理性能稳定性。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的冲压件用热轧窄带钢。
在本发明中，所述冲压件用热轧窄带钢的宽度优选≤600mm，进一步优选为262～400mm；所述冲压件用热轧窄带钢的厚度优选为1.5～2.5mm，进一步优选为1.7～2.3mm。在本发明中，所述冲压件用热轧窄带钢的化学成分对应上述技术方案中所述铸坯的化学成分。
本发明另提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的冲压件用热轧窄带钢的或上述技术方案所述冲压件用热轧窄带钢在冲压件中的应用。本发明对所述应用的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的工艺将热轧窄带钢加工成冲压件即可。
下面结合实施例对本发明提供的冲压件用热轧窄带钢及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将金属原料冶炼成165×280mm断面的矩形坯，所述矩形坯的化学成分质量百分比为：C：0.04％，Si：0.10％，Mn：0.32％，P：0.015％，S：0.017％，Cr：0.02％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，其余为铁。
均热段加热温度1282℃，加热时间135min，第一道次除鳞压力17.56MPa，粗轧入口温度1252℃，粗轧第一道次出口厚度126.5mm、第二道次出口厚度93.6mm、第三道次出口厚度62.7mm、第四道次出口厚度41.2mm、第五道次出口厚度26.3mm，粗轧终轧温度1208℃。第二道次除鳞压力18.35MPa，精轧入口温度1168℃，精轧第一道次工作辊辊径为512.5mm、第二道次工作辊辊径为498.6mm，第三道次工作辊辊径为324.3mm、第四道次工作辊辊径为321.8mm，第五道次工作辊辊径为318.6mm，第六道次工作辊辊径为312.7mm，第七道次工作辊辊径为307.5mm，精轧第八道次工作辊辊径300.2mm，精轧第九道次工作辊辊径296.3mm，工作辊辊径差≤0.02mm，终轧温度873℃，卷取温度596℃。
所生产的热轧带钢规格为2.5×262mm，AB差0.00mm，三点差0.01mm，通条差0.03mm，氧化铁皮平均厚度6.537μm，屈服强度265MPa，拉伸强度372MPa，断后伸长率45.5％。
实施例2
将金属原料冶炼成150×330mm断面的矩形坯，所述矩形坯的化学成分质量百分比为：C：0.08％，Si：0.15％，Mn：0.30％，P：0.018％，S：0.020％，Cr：0.01％，Ni：0.03％，Cu：0.03％，其余为铁。
均热段加热温度1295℃，加热时间140min，第一道次除鳞压力19.53MPa，粗轧入口温度1268℃，粗轧第一道次出口厚度120.2mm、第二道次出口厚度90.1mm、第三道次出口厚度61.0mm、第四道次出口厚度40.6mm、第五道次出口厚度26.1mm，粗轧终轧温度1217℃。第二道次除鳞压力18.76MPa，精轧入口温度1185℃，精轧第一道次工作辊辊径为500.6mm、第二道次工作辊辊径为482.3mm，第三道次工作辊辊径为325.0mm、第四道次工作辊辊径为320.6mm，第五道次工作辊辊径为315.7mm，第六道次工作辊辊径为314.2mm，第七道次工作辊辊径为308.6mm，精轧第八道次工作辊辊径302.2mm，精轧第九道次工作辊辊径295.7mm，工作辊辊径差≤0.02mm，终轧温度886℃，卷取温度607℃。
所生产的热轧带钢规格为1.5×335mm，AB差0.00mm，三点差0.02mm，通条差0.04mm，氧化铁皮平均厚度5.162μm，屈服强度284MPa，拉伸强度380MPa，断后伸长率44.5％。
实施例3
将金属原料冶炼成150×380mm断面的矩形坯，所述矩形坯的化学成分质量百分比为：C：0.06％，Si：0.08％，Mn：0.40％，P：0.022％，S：0.022％，Cr：0.05％，Ni：0.02％，Cu：0.06％，其余为铁和不可避免之杂质。
均热段加热温度1287℃，加热时间136min，第一道次除鳞压力15.35MPa，粗轧入口温度1260℃，粗轧第一道次出口厚度127.5mm、第二道次出口厚度94.3mm、第三道次出口厚度62.1mm、第四道次出口厚度41.0mm、第五道次出口厚度27.5mm，粗轧终轧温度1212℃。第二道次除鳞压力18.69MPa，精轧入口温度1173℃，精轧第一道次工作辊辊径为511.2mm、第二道次工作辊辊径为493.5mm，第三道次工作辊辊径为324.2mm、第四道次工作辊辊径为321.6mm，第五道次工作辊辊径为317.8mm，第六道次工作辊辊径为312.4mm，第七道次工作辊辊径为306.2mm，精轧第八道次工作辊辊径303.7mm，精轧第九道次工作辊辊径298.6mm，工作辊辊径差≤0.02mm，终轧温度879℃，卷取温度592℃。
所生产的热轧带钢规格为2.5×400mm，AB差0.00mm，三点差0.00mm，通条差0.02mm，氧化铁皮厚度5.967μm，屈服强度275MPa，拉伸强度371MPa，断后伸长率46.0％。
实施例1～3制备的热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片分别见图1、图2和图3。由图1～3可以看出，实施例1制备的热轧窄带钢的氧化铁皮厚度为6.025～6.922μm(图1)，实施例2制备的热轧窄带钢的氧化铁皮厚度为4.290～6.365μm(图2)，实施例3制备的热轧窄带钢的氧化铁皮厚度在5.725～6.366μm(图3)。总体来说，本发明制备的热轧窄带钢的氧化铁皮厚度较薄，≤7μm。
由以上实施例可知，采用本发明方法制备的冲压件用热轧带钢的AB差≤0.01mm，三点差≤0.03mm，通条差≤0.04mm，说明本发明制备的冲压件用热轧窄带钢尺寸精度高；此外，本发明制备的冲压件用热轧窄带钢的氧化铁皮厚度薄，≤7μm；最后，按照《GB/T 228.1-2010》对实施例1～3的热轧窄带钢进行拉伸试验，本发明制备的冲压件用热轧窄带钢的屈服强度为258～285MPa，拉伸强度为364～385MPa，断后伸长率为44.0～46.0％，各物理性能参数波动范围窄，说明本发明制备的冲压件用热轧窄带钢的物理性能稳定，断后伸长率高说明具有良好的塑性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种冲压件用热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将铸坯依次进行加热、第一除磷、粗轧、第二除磷、精轧和卷取，得到冲压件用热轧窄带钢；
所述铸坯包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.04～0.08％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％和余量的铁；
所述加热的温度为1280～1300℃，所述加热的时间为130～140min；
所述粗轧的入口温度为1250～1270℃；
所述粗轧后得到中间坯，所述中间坯的厚度为26～28mm；
所述卷取的温度为580～610℃；
所述精轧为9道次轧制，从第一道次至第九道次工作辊辊径依次减小。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸坯为矩形坯，所述矩形坯的断面尺寸为150×(280～380)mm或165×(280～380)mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一除磷和第二除磷为高压水除鳞，所述第一除磷和第二除磷的压力独立地为17～20MPa。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧的出口温度为1200～1220℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的入口温度为1160～1190℃，所述精轧的出口温度为870～890℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一、第二道次工作辊辊径独立地为480～520mm，第三、第四道次工作辊辊径独立地为320～325mm，第五道次工作辊辊径为315～320mm，第六道次工作辊辊径为310～315mm，第七道次工作辊辊径为305～310mm，第八道次工作辊辊径为300～305mm，第九道次工作辊辊径为295～300mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧为5道次轧制，所述粗轧时第一道次出口厚度为120～128mm，第二道次出口厚度为90～95mm，第三道次出口厚度为60～64mm，第四道次出口厚度为40～42mm，第五道次出口厚度为26～28mm。
8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的冲压件用热轧窄带钢。
9.根据权利要求8所述的冲压件用热轧窄带钢，其特征在于，所述冲压件用热轧窄带钢的宽度≤600mm，厚度为1.5～2.5mm。
10.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的冲压件用热轧窄带钢或权利要求8～9任一项所述的冲压件用热轧窄带钢在冲压件中的应用。
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