專利名稱：一種高硬度鍍錫原板用鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在二次冷軋生產(chǎn)的高硬度鍍錫用原板制造方法，特別涉及一種用于制作有焊接要求的三片罐等用途的鍍錫原板用鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
二次冷軋材廣泛應(yīng)用于食品、化工等包裝行業(yè)的罐身、罐蓋。近幾年發(fā)展起來的二次冷軋型產(chǎn)品更是以它的高強(qiáng)度、極薄厚度以及一定的加工性能等特性而成為鋼罐生產(chǎn)商降低成本、保證質(zhì)量的首選，但三片罐等用途普遍要求焊接質(zhì)量高，要求在罐身焊接翻邊、 擴(kuò)徑等加工后不開裂?，F(xiàn)有技術(shù)有介紹有關(guān)二次冷軋材高硬度鍍錫原板的。CN101649381A公開了一種二次冷軋鍍錫原板的生產(chǎn)方法。該方法包括以下步驟 鐵水脫硫后經(jīng)轉(zhuǎn)爐復(fù)吹冶煉和真空處理，再經(jīng)熱軋后控制鋼材化學(xué)成分的重量百分比滿足:C :0. 05 0. 13,Si 彡 0. 030,Mn 彡 0. 60,P 彡 0. 020,S 彡 0. 050，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；鋼材經(jīng)稀酸清洗再用HC軋機(jī)進(jìn)行第一次冷軋，累計(jì)壓下率控制在85 90% ；然后經(jīng)全氫爐罩式退火，退火溫度控制在510 560°C之間；再用HC軋機(jī)進(jìn)行第二次冷軋，累計(jì)壓下率控制在30 40% ；最后經(jīng)雙機(jī)平整即得二次冷軋鍍錫原板。CN101603147A公開了一種適用于沖壓加工、用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)的硬質(zhì)鍍錫板， 原板化學(xué)成分(wt% )為 C :0. 08 0. 13,Si 彡 0. 025,Mn 彡 0. 65,P 彡 0. 020,S 彡 0. 020、 Alsol :0. 02 0.06、TI彡0.03、N彡0.005，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)工藝采用鐵水煉鋼一連鑄一熱軋一推拉式酸洗一HC軋機(jī)冷軋一電解脫脂一全氫罩式爐退火(BAF)— 雙機(jī)平整一電鍍錫，獲得該硬質(zhì)鍍錫板。本發(fā)明的硬質(zhì)鍍錫板具有成本低、硬度高、沖壓加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用作食品和飲料等包裝材料。以上現(xiàn)有技術(shù)都是通過罩式爐退火后再經(jīng)二次冷軋生產(chǎn)高硬度鍍錫原板，其材料成分中，C 0. 05 0. 13%,Mn :0. 49 0. 60%范圍內(nèi)，其余成分含量盡量少，用其成分工藝生產(chǎn)較高的硬度鍍錫原板產(chǎn)品，因碳高且二次冷軋變形率大，該產(chǎn)品焊接等加工性、性能均勻性，表面質(zhì)量較差，以及生產(chǎn)成本較高等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有優(yōu)良焊接性和加工性的二次冷軋生產(chǎn)的高硬度鍍錫原板用鋼板，解決制罐中出現(xiàn)的焊接后翻邊開裂的現(xiàn)象，本發(fā)明控制碳，氮含量，通過熱軋溫度、冷軋變形量、退火溫度和二次冷軋率的控制實(shí)現(xiàn)高硬度的效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高硬度鍍錫原板用鋼的化學(xué)成分的重量百分比為C 0. 02 0. 05%，Si 彡 0. 03%,Mn :0. 20 0. 50%，P 彡 0. 015%，S 彡 0. 015%, Al :0. 01 0. 05%, N 0. 0080 0. 0160%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中的術(shù)語“高硬度”是指HR30T硬度為70 80。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述高硬度鍍錫原板用鋼的制造方法。該方法包括
將上述成分經(jīng)鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、爐后精練、熱軋、酸洗、冷軋軋制、連續(xù)退火及二次冷軋。其中熱軋控制加熱溫度為1150 1250°C，終軋溫度控制在Ar3以上，卷取溫度彡580°C ；冷軋變形量控制在80% 92%，連續(xù)退火溫度為580 650°C ；退火時(shí)間為 40 120秒；二次冷軋率為15 觀％，其它按常規(guī)工藝進(jìn)行。得到產(chǎn)品的性能為硬度 HR30T70 80。優(yōu)選地，終軋溫度為850 950°C。優(yōu)選地，卷取溫度為550 580°C。優(yōu)選地，二次冷軋變形量為18 。本發(fā)明成分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝控制原理為由于二次冷軋材主要用于要求硬度較高的三片罐等用途，不僅要求硬度高、而且需要卷筒焊接后翻邊等變形不開裂，根據(jù)此用途要求，重點(diǎn)設(shè)計(jì)一套化學(xué)成分、熱軋溫度、冷軋變形量、退火溫度、二次冷軋率以達(dá)到三片罐加工要求，因此本發(fā)明鋼種成分控制原理如下C:由于C在材料中以間隙原子和滲碳體的形態(tài)存在，在鋼中具有很強(qiáng)的強(qiáng)化作用，為了強(qiáng)化材料，需要在材料中保留一定量的碳來提高強(qiáng)度，但碳太高不有利二次冷軋后成品加工，且焊接性能變差，主要是碳太高焊縫及焊縫熱影響區(qū)硬度高塑性差，在對焊接罐擴(kuò)徑、翻邊時(shí)容易開裂，所以碳越低有利于桶身及焊縫材料塑性的提高。同時(shí)碳過高，特別是處在包晶區(qū)的碳容易產(chǎn)生板坯裂紋，比如CN101603147A的碳在0. 08 0. 13%正處在包晶區(qū)，連鑄生產(chǎn)困難。但碳太低，提高了材料Ar3溫度，如果材料薄更容易在二相區(qū)軋制產(chǎn)生混晶組織，而且碳太低增加冶煉成本，因此，本發(fā)明將C控制在0. 02 0. 05%的范圍內(nèi)。Si 硅使材料強(qiáng)度提高的元素，但Si容易在熱軋時(shí)產(chǎn)生低融點(diǎn)的SiA "FeO共晶系的氧化鐵皮，在熱軋用高壓水難以清除，從而殘留在熱軋鋼板上呈紅色氧化鐵皮，這種氧化鐵皮深深的咬合在熱軋鋼板上難以酸洗洗掉，因而產(chǎn)生冷軋表面質(zhì)量不良，影響鋼板的外觀，甚至導(dǎo)致沖壓開裂，因此，本發(fā)明中Si的含量越低越好，盡量將Si控制在0. 03%以下。Mn =Mn和C 一樣是材料的強(qiáng)化元素，適當(dāng)在材料中加入少量Mn有利于強(qiáng)度的提高，同時(shí)加入少量Mn可以和S結(jié)合生成MnS，減少表面熱脆，避免表面質(zhì)量問題；但加入過多對沖壓加工不利且成本提高較多，所以，本發(fā)明將Mn控制在0. 20 0. 50%。P、S :P、S越低加工性越好，P可以提高材料的強(qiáng)度，但P會導(dǎo)致材料的脆性，S對材料是有害元素，會產(chǎn)生夾雜物，影響材料的韌性，特別是對制罐在后道工序的翻邊之類二次加工性、耐蝕性不利。所以P、S的含量要盡量的低。一般P控制在0.015%以下；S控制在0. 015%以下。Al =Al作為脫氧劑在煉鋼時(shí)添加，同時(shí)作為提高材料加工性有利，小于0. 01%時(shí)材料脫氧效果不好，材料中會產(chǎn)生大量的夾雜，鋁添加過多會促進(jìn)N的析出，對材料強(qiáng)化不利。因此，本發(fā)明將Al含量控制在0. 01 0. 05%。N:氮和碳一樣是間隙強(qiáng)化元素，N高材料強(qiáng)度上升，在二次冷軋一定變形量的軋制條件下N對材料時(shí)效性影響較小，而且N對焊接性基本沒有影響，用N置換C對焊縫及焊縫熱影響區(qū)的塑性有改善作用，為了能得到目標(biāo)的材料硬度，本發(fā)明將N控制在0. 0080 0. 0160%。本發(fā)明的材料經(jīng)連鑄制成板坯，接著進(jìn)行熱軋，熱軋工藝控制原理如下加熱溫度熱軋加熱溫度對AlN的溶解、析出影響較大，加熱溫度小于1150°C以下基本不溶解，因此加熱溫度最好大于1150°C，材料中C、N原子溶解較充分，C、N間隙強(qiáng)化作用得以發(fā)揮，但加熱溫度太高材料表面容易出現(xiàn)缺陷，所以本發(fā)明控制熱軋加熱溫度為 1150 1250 。熱軋終軋溫度熱軋終軋溫度采用高于Ar3的溫度進(jìn)行軋制，過低進(jìn)入二相區(qū)軋制，影響生產(chǎn)和材料的性能均勻性，優(yōu)選地，熱軋終軋溫度為850 950°C。卷取溫度卷取溫度如果大于580°C時(shí)，AlN析出物較多，N的強(qiáng)化效果變差，導(dǎo)致成品硬度下降，所以卷取溫度應(yīng)< 580°C。優(yōu)選地，卷取溫度為550 580°C。冷軋工藝控制原理如下一次冷軋變形量一次冷軋率應(yīng)盡量大，如80 90%，可以降低退火溫度，但過大軋制困難。退火溫度退火溫度對沖壓加工性能影響較大，退火溫度太低硬度過高，加工性變差。但退火溫度過高硬度偏低，所以本發(fā)明的退火溫度控制范圍在580 650°C，退火時(shí)間為40 120秒。二次冷軋率二次冷軋變形量對材料的硬度和耐時(shí)效性影響顯著，隨著二次冷軋變形量的增加，可移動和不可移動位錯(cuò)密度增加、硬度提高，如果材料受到外力的作用，變形不會集中在晶界，而向晶粒擴(kuò)散，從而不會產(chǎn)生柯氏氣團(tuán)引起的起愣或滑移線材料缺陷。 二次冷軋率太小則得不到所需要的硬度和耐時(shí)效性，二次冷軋率太大則硬度過高塑性變差，會導(dǎo)致制罐加工性變差，同時(shí)材料在二次冷軋軋制時(shí)也困難。所以二次冷軋率最好控制在15 沘％，優(yōu)選為18 沘％。按照本發(fā)明的方法經(jīng)過二次冷軋生產(chǎn)的材料具有優(yōu)良焊接性、加工性等特點(diǎn)，用于三片罐罐身等。本發(fā)明加入合金較少、采用連續(xù)退火生產(chǎn)性能均勻性好，生產(chǎn)成本較低、 質(zhì)量優(yōu)良、生產(chǎn)穩(wěn)定，適合各類廠家工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例(A C)和一個(gè)比較例D的化學(xué)成分見下表1 表1實(shí)施例和比較例的化學(xué)成分，Wt %
權(quán)利要求
1.一種二次冷軋生產(chǎn)的高硬度鍍錫原板用鋼，其重量百分比化學(xué)成分為C :0. 02 0. 05%,Si 彡 0. 03%,Mn :0. 20 0. 50%,P 彡 0. 015%,S 彡 0. 015%,Al :0. 01 0. 05%, N 0. 0080 0. 0160%,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種二次冷軋生產(chǎn)的高硬度鍍錫原板用鋼板的制造方法，包括將 C 0. 02 0. 05%, Si 彡 0. 03%, Mn 0. 20 0. 50%, P 彡 0. 015%, S 彡 0. 015%, Al 0. 01 0. 05%，N 0. 0080 0. 0160%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)的成分進(jìn)行冶煉， 并連鑄成鋼坯；將鋼坯加熱到1150 1250°C進(jìn)行熱軋，終軋溫度為Ar3以上； 進(jìn)行卷取，卷取溫度< 580°C ； 一次冷軋，變形量控制在80 90% ；一次冷軋后進(jìn)行退火，退火溫度為580 650°C，退火時(shí)間為40 120秒； 二次冷軋，變形量控制在15 觀％。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的終軋溫度優(yōu)選為850 950°C。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的卷取溫度為550 580°C。
5.如權(quán)利要求2 4任一所述的方法，其特征在于，所述的二次冷軋變形量為18 28%。
6.如權(quán)利要求2 5任一所述的方法制造的高強(qiáng)度鍍錫原板用鋼板。
7.如權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度鍍錫原板用鋼板，其硬度HR30T70 80。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二次冷軋生產(chǎn)的高硬度鍍錫原板用鋼，其重量百分比化學(xué)成分為C0.02～0.05％，Si≤0.03％，Mn0.20～0.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，Al0.01～0.05％，N0.0080～0.0160％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。該高強(qiáng)度鍍錫原板用鋼的制造方法，包括將上述成分進(jìn)行冶煉，并連鑄成鋼坯；將鋼坯加熱到1150～1250℃進(jìn)行熱軋，終軋溫度為Ar3以上；進(jìn)行卷取，卷取溫度≤580℃；一次冷軋，變形量控制在80～90％；一次冷軋后進(jìn)行退火，退火溫度為580～650℃，退火時(shí)間為40～120秒；二次冷軋，變形量控制在15～28％。本發(fā)明的高強(qiáng)度鍍錫原板用鋼板具有硬度HR30T 70～80，而且具有優(yōu)良的焊接性和加工性。適合用于制作三片罐等用途。
文檔編號B21B37/56GK102286688SQ20101020496
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者班必俊 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司