CN110106449A - 电池壳用冷轧薄钢带及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池壳用冷轧薄钢带及生产方法，薄钢带化学成分质量百分比包括：C 0.006‑0.009％、Mn 0.20‑0.45％、Si≤0.03％、P≤0.015％、S≤0.004％、N≤0.004％、Als 0.030‑0.055％、Ti 0.030‑0.045％，其余为Fe以及不可避免的杂质。本发明的优点在于钢带合金成分配比合理，成本较低，成形性能好，表面质量优良。
Description
技术领域
本申请涉及冶金工业技术领域，特别涉及一种电池壳用冷轧薄钢带及其生产方法。
背景技术
随着国内新能源汽车的发展，尤其是电动客车、电动公交车等车型的快速推广，对动力电池的需求日益增加。在电池的生产制造过程中，钢制电池壳对于保证电池质量和使用完全起到重要作用。电池壳生产时采用多道次高速冲压，成形深度深，冲压完成的电池壳要求高强度、高表面质量以确保电池安全，因此对钢带的综合性能要求很高。
专利CN1401807A“电池壳用极薄钢带及其生产方法”公开的电池壳钢带采用超低碳(C≤0.005％)，Ti+Nb复合添加(Ti0.01-0.03％,Nb0.01-0.025％)的成分设计，固定钢带中C、N等间隙原子，从而提高成形性能；冷轧轧制时采用单机架，并且在连续退火后省略平整工序。该种成分设计钢带的成形性能好，但是要求超低碳冶炼，并且添加昂贵的Nb合金，生产成本高。单机架轧制降低了材料的成材率；冷轧后不平整不容易控制板面质量，尤其是无法消除表面细小缺陷，很难达到目标粗糙度，对用户后继的镀镍工艺造成困难。专利CN102286699A“冲速每分钟≥150个的耐腐蚀电池壳用钢及制备方法”公开的电池壳钢带采用超低碳(C0.0001-0.050％)、添加Nb(Nb0.010-0.030％)的成分设计；冷轧生产时采用了罩式退火方法。该专利存在与上述专利类似的问题，需要超低碳冶炼并且合金成本高；罩式退火生产效率低，表面质量难以保证。专利CN1940109A“平面各向同性优良的电池壳用钢及其制造方法”公开的方法中也采用了罩式退火工艺，其成分中采用了低碳(C0.01-0.05％)、添加Ti(Ti0.005-0.025％)的成分设计，冷轧生产时同样采用了罩式退火方法。该成分具有成本优势，但是碳含量相对较高，降低了深冲性能。专利CN106148803A“一种深冲电池壳用钢的生产方法”也采用了类似的成分设计，成分中碳(C0.015-0.035％)、主要合金Ti(0.008-0.015％)。
发明内容
本发明目的在于提供一种电池壳用冷轧薄钢带及其生产方法，钢带合金成分配比合理，成本较低，成形性能好，表面质量优良。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种电池壳用冷轧薄钢带，其化学成分质量百分比包括：C0.006-0.009％、Mn0.20-0.45％、Si≤0.03％、P≤0.015％、S≤0.004％、N≤0.004％、Als0.030-0.055％、Ti0.030-0.045％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
相应的，还公开了一种电池壳用冷轧薄钢带的生产方法，依次包括如下工序：铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理、连铸、热轧轧制、酸洗及冷连轧、连续退火、平整和拉矫、卷取包装，
所述热轧轧制工序中，将连铸板坯加热至1150-1250℃，加热时间为150-200分钟，终轧温度为850-900℃，采用前段层流冷却，卷取温度为670-720℃；
所述酸洗及冷连轧工序中，累计冷轧压下率为80-95％；
所述连续退火工序中，退火均热温度为760-830℃，均热段退火时间为50-120秒；
所述平整和拉矫中，平整压下率1.0-1.6％。
与现有技术相比，本发明优势在于：
(1)采用低碳成分，碳是钢中的主要强化元素，碳含量较高时碳原子在材料中以渗碳体或者间隙原子的状态存在，导致深冲性能下降，也易产生时效；超低碳成分在冶炼时需要进行脱碳处理，增加成本，同时容易导致钢带强度不足。本发明将C含量控制在0.006-0.009％范围，兼顾了强度和生产成本；
(2)采用低Si成分，添加Si元素可以提高材料强度，但是Si含量提高后一方面会降低材料的延伸率和成形性，另一方面Si易在钢板表面形成氧化层，从而影响钢板表面质量；
(3)采用相对较高的Mn成分，Mn是固溶强化元素，而且较为廉价。为弥补低碳成分导致的强度降低，适当提高Mn含量到0.20-0.45％；
(4)采用低P、S成分，P、S降低材料的韧性，尤其对于需要进行深冲加工的电池壳，尽量低的P、S成分可以提高成形性能；
(5)采用低N成分，N对深冲钢中的织构形成有明显的影响，容易导致成形性能下降；同时N与Ti形成的方形析出物对冲压不利，因此将N的含量控制到0.004％以内，以提高成形能力；
(6)微量Ti添加，添加微量的Ti固定自由C、N等间隙原子，形成细小弥散的碳氮化钛析出物，一方面阻止晶粒的长大，减少各向异性；另一方面降低渗碳体的数量，从而增加成形性，并减少时效性，添加的Ti含量为0.030-0.045％。
(7)热轧采用板坯低温加热和钢卷高温卷取，在670-720℃区间卷取有利于获得较大的晶粒，提高成形性能；冷轧轧制采用大压下量，冷轧总压下率80-95％，冷轧组织中大的形变储能有利于再结晶时的晶粒长大，获得更好的成形性；采用连续退火工艺生产，在760-830℃较低温度下退火，获得再结晶完全的组织，并防止晶粒长大从而提高强度；连续退火工艺生产钢卷效率高，结合平整工艺，带钢表面质量好、粗糙度可控、平直度及板型好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为实施例1中电池壳用冷轧薄钢带的典型金相显微组织照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将采用三组实施例进行示例性说明
实施例1
经RH精炼并浇铸获得的连铸坯质量百分比包括：C0.0065％；Mn0.31％；Si0.01％；P0.012％；S0.0035％；Als0.035％；N0.0025％；Ti0.033％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在步进式加热炉里加热到1180℃，保温时间165min，终轧温度为880℃，采取前段冷却，卷取温度为685℃，获得2.5mm厚的热轧钢卷；热轧卷开卷后经过酸洗，通过5机架轧机连续轧制，获得0.5mm厚轧硬钢卷，冷轧压下量为80％，轧硬钢卷开卷后，钢板经表面清洗后进入连续退火炉，退火均热温度为790℃，均热保温时间120s，平整和拉矫中平整延伸率1.1％。
如图1所示本实施例典型金相显微组织照片，经性能测试，本实施例产品力学性能为：屈服强度205MPa，抗拉强度324MPa，延伸率45％，HRB43。
实施例2
经RH精炼并浇铸获得的连铸坯质量百分比包括：C0.0073％；Mn0.35％；Si0.01％；P0.010％；S0.0033％；Als0.033％；N0.0021％；Ti0.036％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在步进式加热炉里加热到1250℃，保温时间170min，终轧温度为890℃，采取前段冷却，卷取温度为695℃，获得2.5mm厚的热轧钢卷；热轧卷开卷后经过酸洗，通过5机架轧机连续轧制，获得0.5mm厚轧硬钢卷，冷轧压下量为80％，轧硬钢卷开卷后，钢板经表面清洗后进入连续退火炉，退火均热温度为780℃，均热保温时间120s，平整和拉矫中平整延伸率1.15％。
经性能测试，本实施例产品力学性能为：屈服强度225MPa，抗拉强度338MPa，延伸率43％，HRB45。
实施例3
经RH精炼并浇铸获得的连铸坯质量百分比包括：C0.0080％；Mn0.38％；Si0.01％；P0.010％；S0.0033％；Als0.038％；N0.0021％；Ti0.040％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在步进式加热炉里加热到1180℃，保温时间165min，终轧温度为878℃，采取前段冷却，卷取温度为685℃，获得2.5mm厚的热轧钢卷；热轧卷开卷后经过酸洗，通过5机架轧机连续轧制，获得0.5mm厚轧硬钢卷，冷轧压下量为80％，轧硬钢卷开卷后，钢板经表面清洗后进入连续退火炉，退火均热温度为785℃，均热保温时间120s，平整和拉矫中平整延伸率1.18％。
经性能测试，本实施例产品力学性能为：屈服强度215MPa，抗拉强度339MPa，延伸率43％，HRB44。
上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电池壳用冷轧薄钢带，其特征在于，其化学成分质量百分比包括：C 0.006-0.009％、Mn 0.20-0.45％、Si≤0.03％、P≤0.015％、S≤0.004％、N≤0.004％、Als 0.030-0.055％、Ti 0.030-0.045％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的电池壳用冷轧薄钢带的生产方法，其特征在于，依次包括如下工序：铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理、连铸、热轧轧制、酸洗及冷连轧、连续退火、平整和拉矫、卷取包装，
所述热轧轧制工序中，将连铸板坯加热至1150-1250℃，加热时间为150-200分钟，终轧温度为850-900℃，采用前段层流冷却，卷取温度为670-720℃；
所述酸洗及冷连轧工序中，累计冷轧压下率为80-95％；
所述连续退火工序中，退火均热温度为760-830℃，均热段退火时间为50-120秒；
所述平整和拉矫中，平整压下率1.0-1.6％。
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