CN1318630C - 高强度包装钢带及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于包装钢带领域,特别涉及一种高强度包装钢带及其制造工艺。选用碳锰钢热轧卷板为原料,所述的碳锰钢包含如下的组分(重量百分比):C:0.15~0.28%;Si:0.005~0.07%;Mn:1.20~1.70%;P:0.005~0.025%;S:0.0005~0.015%;Als:0.015~0.10%,其余为Fe,该卷板经纵剪、酸洗后进行冷轧,然后将冷轧后的钢带送入连续式加热炉,使钢带加热到400~600℃,待钢带出炉后冷却,得到的高强度包装钢带的抗拉强度不小于930Mpa,伸长率不小于8%。本发明的高强度包装钢带不仅机械性能稳定,能够满足高强度包装钢带的性能要求,而且其制造工艺可替代传统的制造高强度包装钢带时进行的铅浴淬火热处理工艺,成本低且无污染。

Description

高强度包装钢带及其制造工艺
技术领域
本发明属于包装钢带领域,特别涉及一种高强度包装钢带及其制造工艺。
背景技术
目前,传统的高强度包装钢带的制造工艺大多是采用低合金钢、合金结构钢或优质碳素结构钢,并通过铅浴淬火对其进行热处理,这样的制造工艺不仅使生产设备复杂化、成本增加,导致环境污染,同时还增加了工艺的复杂性和难度。近年来,人们开始采用中低碳的碳锰钢,通过连续式加热发蓝工艺来生产高强度包装钢带,但用这种方法生产的钢带抗拉强度只能达到880Mpa,伸长率达到8%,而且这种工艺对钢中化学成分(如Si、P、S)的控制要求特别严格,并且在钢中还加入了微量元素Nb,这样不仅使炼钢工艺复杂化,而且增加了钢的制造成本。
在影响钢的力学性能的诸多因素中,其化学成分和含量是主要因素之一。其中,碳对钢的力学性能有很大的影响,碳素钢的抗拉强度和硬度随着含碳量的增加而增大,但其脆性也随之增大;硅在钢的冶炼过程中是良好的脱氧剂,在钢中加入硅能提高钢的强度和硬度,但是含硅量较高时,会急剧地降低钢的延伸率;锰在钢中属于有益元素,锰是作为脱氧除硫的元素加入钢中的,可以提高硅和铝的脱氧效果,也可以同硫结合形成硫化锰,从而在相当大的程度上消除了硫在钢中的有害影响;磷在钢中能引起冷脆现象,即在低温使用条件下使钢韧性与塑性显著降低;硫在钢中能引起钢在热加工时开裂,即产生所谓热脆;铝在钢中是作为脱氧元素,可以提高钢的延伸率。因此,碳是钢中影响其力学性能的主要元素,硅、锰、磷、硫是钢中必然存在的元素,硅、锰是炼钢脱氧时带入的元素,而硫、磷是钢中的有害杂质。
由上可知,对于高强度包装钢带来说,选择原料钢是十分重要的,原料钢中合适的化学成分和含量将有利于提高包装钢带的力学性能,简化其制造工艺,并降低工艺成本等。
发明内容
本发明的目的之一在于,提供一种采用不含有微量元素Nb的新碳锰钢代替原来的碳锰钢制造而成的高强度包装钢带,该高强度包装钢带的机械性能稳定其抗拉强度不小于930MPa,伸长率不小于8%,符合工业上高强度包装钢带的要求。
本发明的另一目的在于,提供该高强度包装钢带的制造工艺,该工艺不仅减少了炼钢工艺的复杂性和难度,而且使钢的成本显著降低。
本发明公开一种高强度包装钢带,该高强度包装钢带采用的是包含如下组分的碳锰钢:C:0.15~0.28%;Si:0.005~0.07%;Mn:1.2~1.7%;P:0.005~0.025%;S:0.0005~0.015%;Als:0.015~0.10%,其余为Fe,所述百分数为重量百分数,其中C为碳,Si为硅,Mn锰,P为磷,S为硫,Als为酸溶铝,Fe为铁。
上述碳锰钢优选地包含如下的组分:C:0.20~0.26%;Si:0.02~0.06%;Mn:1.3~1.5%;P:0.01~0.02%;S:0.001~0.012%;Als:0.03~0.06%,其余为Fe。
上述碳锰钢更优选地包含如下组分:C:0.25%;Si:0.04%;Mn:1.31%;P:0.015%;S:0.01%;Als:0.04%,其余为Fe。
本发明还公开一种高强度包装钢带的制造工艺,所述的制造工艺包括:选用碳锰钢的热轧卷板为原料,经纵剪、酸洗后,冷轧成冷轧钢带,然后将冷轧钢带送入连续式加热炉,使钢带加热到400~600℃,钢带出炉后冷却,即得到高强度包装钢带。
所述碳锰钢的热轧卷板的厚度为1.8~3.75mm。
所述冷轧钢带的厚度为0.3~1.2mm。
加热钢带的优选温度范围为450~550℃。
钢带出炉后冷却是采用自然风冷却或水冷却。
所述加热炉可以是电加热炉、燃煤加热炉、燃油加热炉或电磁感应加热炉。
所述的酸是盐酸或硫酸或其它任何类似的酸。
钢带的加热温度范围应当在400~600℃之间,优选在450~550℃之间,这是因为,当加热温度小于400℃时,经冷轧破碎后的晶粒不能完全回复,使钢带的抗拉强度偏高(1060Mpa),而伸长率偏低(仅5%),不能满足包装钢带伸长率不小于8%的要求;而当加热温度大于600℃时使钢带产生了再结晶退火,这时钢带的抗拉强度急剧降低(仅700Mpa),而伸长率却急剧升高(30%),不能满足包装钢带抗拉强度不小于930Mpa的要求。
本发明的优点在于,采用新的碳锰钢代替原来的碳锰钢,其不含有微量元素Nb,同时对钢中Si、P、S等化学成分的控制要求有所放宽,这样不仅减少了炼钢工艺的复杂性和难度,而且使钢的成本大大降低。通过连续加热发蓝工艺所生产的高强度包装钢带,其机械性能稳定,抗拉强度不小于930MPa,伸长率不小于8%,完全符合工业上高强度包装钢带的要求,而还可替代传统的采用低合金钢、合金结构钢或优质碳素结构钢制造高强度包装钢带时所需的铅浴淬火工艺,从而降低了成本且无污染。
以上是对本发明的一般性描述,下面将通过具体实施方式对本发明的权利要求作进一步解释。
具体实施方式
实施例1
选取一种包含如下组分的碳锰钢:C:0.25%;Si:0.04%;Mn:1.31%;P:0.015%;S:0.012%;Als:0.04%,其余为Fe,所述百分数为重量百分数。
选用3.0mm厚的上述碳锰钢热轧卷板为原料,其热轧状态的力学性能:抗拉强度为615Mpa,伸长率为36%。该卷板先经纵剪成3.0×195mm2的带钢卷,用盐酸酸洗后冷轧成0.9×195mm2的带钢,其冷轧后的力学性能:抗拉强度为1060Mpa,伸长率为5%。然后经过圆盘剪剖切成0.9×31.75mm2的钢带,并将其送入连续式加热炉中加热至500±10℃,钢带出炉后自然风冷却,其加热后的力学性能:抗拉强度为980Mpa,伸长率为11%。
钢带的力学性能试验是按照YB/T025-2002《包装用钢带》标准,在鞍山市发蓝钢带厂物理试验室的WE-100A万能拉力试验机上进行的,试样采用不经机加二的全矩形截面形状。
实施例2
选取一种包含如下组分的碳锰钢:C:0.28%;Si:0.07%;Mn:1.7%;P:0.025%;S:0.015%;Als:0.10%,其余为Fe,所述百分数为重量百分数。选用3.75mm厚的上述碳锰钢热轧卷板为原料,采用与例1所述相同的工艺,除了连续式加热炉的温度为450±10℃而不是500±10℃,而且将带钢卷用盐酸酸洗后冷轧成1.2×195mm2的带钢,从而得到高强度包装钢带,其抗拉强度为1180Mpa,伸长率为8%。
实施例3
选取一种包含如下组分的碳锰钢:C:0.15%;Si:0.005%;Mn:1.20%;P:0.005%;S:0.0005%;Als:0.015%,其余为Fe,所述百分数为重量百分数。选用1.8mm厚的上述碳锰钢热轧卷板为原料,采用与实施例1所述相同的工艺,除了将其送入连续式加热炉中加热至550±10℃而不是500±10℃,而且将带钢卷用盐酸酸洗后冷轧成0.3×195mm2的带钢,从而得到高强度包装钢带,其抗拉强度为930Mpa,伸长率为13%。
从实施例1~3中可以看出,按照YB/T025-2002《包装用钢带》标准测得的包装钢带,其力学性能均达到并超过了YB/T025-2002《包装用钢带》标准的表7中第VI组钢带的性能要求:抗拉强度不小于930Mpa,伸长率不小于8%,完全符合工业上高强度包装钢带的要求。

Claims (7)

1.一种高强度包装钢带,其特征在于,所述的高强度包装钢带为主要包含如下组分的碳锰钢:C:大于0.25~0.28%;Si:0.02~0.06%;Mn:1.3~1.5%;P:0.01~0.02%;S:0.001~0.012%;Als:0.03~0.06%,其余为Fe,所述百分数为重量百分数。
2.根据权利要求1所述的高强度包装钢带,其特征在于,所述的碳锰钢包含如下组分:C:0.28%;Si:0.04%;Mn:1.31%;P:0.015%;S:0.01%;Al s:0.04%,其余为Fe。
3.一种制造如权利要求1或2所述的高强度包装钢带的工艺,其特征在于,所述的制造工艺包括:选用碳锰钢的热轧卷板为原料,经纵剪、酸洗后,冷轧成冷轧钢带,然后将冷轧钢带送入连续式加热炉,使钢带加热到450~550℃之间,钢带出炉后冷却,即得到高强度包装钢带。
4.根据权利要求3所述的制造工艺,其特征在于,所述碳锰钢的热轧卷板的厚度为1.8~3.75mm。
5.根据权利要求3所述的制造工艺,其特征在于,所述冷轧钢带的厚度为0.3~1.2mm。
6.根据权利要求3所述的制造工艺,其特征在于,钢带出炉后冷却是采用自然风冷却或水冷却或气雾冷却。
7.根据权利要求3所述的制造工艺,其特征在于,所述的加热炉是电加热加热炉、燃煤加热炉、燃油加热炉或电磁感应加热炉。
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