專利名稱：薄板坯生產(chǎn)厚度≤1.8mm的汽車用熱軋酸洗鋼及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車用鋼，具體地指一種厚度彡I. 8mm、抗拉強(qiáng)度彡400MPa的汽車用熱軋酸洗鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
熱軋酸洗鋼是用指用熱軋材做原料經(jīng)酸洗去除表層氧化鐵皮，經(jīng)切邊、平整及涂油等工序處理后得到的鋼板(卷)，其具有以下特點(diǎn)
1、降成本，用酸洗板代替冷軋板，可以為企業(yè)節(jié)約成本。
2、表面質(zhì)量好，與普通熱軋板相比，熱軋酸洗板去除了表面氧化鐵皮，提高了鋼材的表·面質(zhì)量，便于焊接、涂油和上漆。
3、尺寸精度高，板形好，經(jīng)平整、精整后，寬度和厚度精度大大提高，板形得到有效控制，滿足汽車沖壓零件對(duì)尺寸的嚴(yán)格要求。
4、提高了表面光潔度，增強(qiáng)了外觀效果。由于熱軋酸洗鋼具有以上諸多優(yōu)勢(shì)，在汽車制造行業(yè)大量應(yīng)用于汽車底盤系統(tǒng)包括大梁、副梁等，車輪包括輪輞、輪輻射等；駕駛室內(nèi)板、車廂板；其它沖壓件，包括防撞保險(xiǎn)杠、剎車間閘套等一些汽車內(nèi)部小零件。隨著汽車產(chǎn)量的大幅增加，熱軋酸洗鋼使用量不斷提高。但目前酸洗鋼在汽車行業(yè)主要應(yīng)用于制造厚度> I. 8mm的零件，更薄規(guī)格的零件生產(chǎn)一般選用冷軋板替代，而冷軋板相對(duì)酸洗鋼增加了軋鋼和退火工序，價(jià)格較高，導(dǎo)致汽車制造成本增加。利用常規(guī)熱連軋工藝生產(chǎn)400MPa級(jí)厚度< I. 8mm熱軋酸洗鋼時(shí)，鋼廠面臨諸多困難，例如板形難控制，生產(chǎn)中常見浪形大、翹曲等缺陷，導(dǎo)致成材率低，同時(shí)，生產(chǎn)厚度< I. 8mm抗拉強(qiáng)度> 400MPa酸洗鋼時(shí)，熱軋工序?qū)垯C(jī)設(shè)備要求較高，大的壓縮比需要軋機(jī)大的軋制力，長期生產(chǎn)會(huì)造成設(shè)備壽命降低，大幅增加成本。因此，利用常規(guī)熱軋工序生產(chǎn)400MPa級(jí)厚度< I. 8mm酸洗鋼成本較高，經(jīng)濟(jì)性較差，不具備大批量生產(chǎn)基礎(chǔ)。經(jīng)初步檢索，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110086611.9的專利文獻(xiàn)，其公開了一種在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板及工藝方法，屬于搪瓷鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域。其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為碳0. 039T0. 10%,錳0. 159TO. 40%，硅彡0. 06%,硫 0. 004% 0. 040%,磷彡 0. 15%,鋁 0. 03% 0. 05%,氮 0. 002% 0. 008%,鈦 0. 02% 0. 10%,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；其熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼組織為細(xì)晶粒鐵素體+少量珠光體組織，晶粒度等級(jí)彡10級(jí)。鋼水經(jīng)LF爐精煉處理后進(jìn)行連鑄，澆注成70mm厚的薄板坯；連鑄后的薄板坯直接進(jìn)入輥底式均熱爐內(nèi)均熱，鋼坯溫度入爐溫度保持在900°C以上，均熱溫度1050°C 1200°C，均熱后的薄板坯直接進(jìn)入粗軋連軋機(jī)組，通過髙溫變形，使奧氏體組織細(xì)化，其粗軋壓下率達(dá)到5(T80%，其后進(jìn)入精軋連軋機(jī)組控制軋制，中間道次壓下率為15 30%，終軋溫度82(T90(TC ;終軋后經(jīng)層冷線前段或后段水冷對(duì)軋后鋼板進(jìn)行上下表面雙方向的控制冷卻，滿足卷曲溫度55(T720°C的工藝要求；熱軋后的鋼卷自然冷卻到< 60°C以下后進(jìn)行平整，平整壓下率< 1% ;平整后的熱軋鋼卷通過連續(xù)酸洗-平整線進(jìn)行連續(xù)酸洗再平整，平整壓下率< 1%，兩次平整總壓下率<2%。酸洗后的鋼板力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm彡350Mpa,屈服強(qiáng)度Rpa2彡250Mpa,延伸A5(lmm彡38%。該專利鋼屬于搪瓷鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域，成分Ti含量較高，成本增加，但鋼板力學(xué)強(qiáng)度較低，同時(shí)，不能確定該方法能否生產(chǎn)厚度< I. 8mm且具有良好沖壓成型性能的鋼，目前尚未檢索到有批量供應(yīng)于汽車零件沖壓生產(chǎn)的抗拉強(qiáng)度> 400MPa的厚度彡I. 8mm的酸洗鋼的生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前抗拉強(qiáng)度> 400Mpa的薄規(guī)格汽車結(jié)構(gòu)用鋼主要為冷軋板，其工序較長、成本高的不足，開發(fā)了一種在滿足抗拉強(qiáng)度> 400Mpa的條件下，厚度< I. 8毫米，屈強(qiáng)比不超過0.8，且鋼板沖壓性能優(yōu)良、表面質(zhì)量良好，能替代高強(qiáng)度冷軋板用于乘用車縱梁、各類加強(qiáng)板等零件的汽車結(jié)構(gòu)用熱軋酸洗鋼及其生產(chǎn)方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的措施
薄板坯生產(chǎn)厚度< I. 8mm的汽車用熱軋酸洗鋼，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)含量為·CO. 04^0. 07%, SiO. 1(T0. 30%, MnO. 6(Tl. 30%, P ^ 0. 025%, S ^ 0. 012%, TiO. 02 0. 04%,AlsO. 010 0. 030%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)薄板坯生產(chǎn)厚度< I. 8mm的汽車用熱軋酸洗鋼的方法，其步驟
1)鐵水脫硫、爐冶煉并合金化處理；
2)進(jìn)行鋼包爐處理，并按照0.4^0. 6kg/噸鋼喂入硅鈣線；
3)進(jìn)行連鑄連軋鑄坯厚度不超過75毫米，連鑄后鑄坯直接進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，控制爐溫在110(Tll80°C，在爐時(shí)間不低于30分鐘；
4)進(jìn)行高壓水除磷，壓力控制在25 35MPa；
5)進(jìn)行控制軋制，控制終軋溫度在84(T910°C；
6)進(jìn)行層流冷卻按照冷卻速度不低于20°C/秒進(jìn)行冷卻；
7)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在58(T640°C；
8)采用紊流方式進(jìn)行酸洗；
9)進(jìn)行平整，控制平整延伸率不超過2%；
10)進(jìn)行精整，采用靜電涂油，涂油量不少于I.5g/mm2。本發(fā)明中各組分及主要工藝的作用及控制的理由
碳碳是廉價(jià)的固溶強(qiáng)化元素，本發(fā)明中將C含量控制在0. 04(T0. 070%的范圍，是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的最佳選擇，如果C含量超過0. 070%，材料沖壓成形性和焊接性能會(huì)降低，同時(shí)給薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)帶來風(fēng)險(xiǎn)，如果C含量低于0. 040%時(shí)材料達(dá)不到目標(biāo)強(qiáng)度。硅硅是廉價(jià)而有效的鋼液脫氧元素。是為了維持母材強(qiáng)度、進(jìn)行預(yù)脫氧而添加的。當(dāng)其含量小于0. 10%，則不能發(fā)揮其效果，當(dāng)含量超過0.30%，則會(huì)嚴(yán)重影響軋制除鱗及酸洗后表面質(zhì)量，所以，將其含量限定在0. 1(T0. 30%。錳錳是提高強(qiáng)度和韌性最有效的元素，可改善鋼的強(qiáng)度和延伸平衡性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明中，當(dāng)錳含量低于0. 60%時(shí)，材料強(qiáng)度達(dá)不到目標(biāo)值，但是當(dāng)錳含量超過I. 30%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鋼材延伸性能大幅下降，成形性能顯著變差，同時(shí)將影響材料焊接性并影響薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)穩(wěn)定性，鑒于此，將其含量限定在0. 6(Tl. 30%范圍。磷磷是鋼中的有害元素，易引起鑄坯中心偏析，為了避免冷彎成形性能、韌性發(fā)生惡化，設(shè)定其含量上限為0. 025%。
硫硫是非常有害的元素。鋼中的硫常以錳的硫化物形態(tài)存在，這種硫化物夾雜對(duì)鋼的沖擊韌性是十分不利的，并造成性能的各向異性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越好?；趯?duì)鋼板冷彎成形工藝和制造成本的考慮，擬將鋼中硫含量控制在0. 012%以下。鈦可細(xì)化晶粒和提高鋼的強(qiáng)度與韌性，對(duì)鋼進(jìn)行微鈦處理，可以改變硫化物的形貌，顯著提升鋼板冷彎性能。當(dāng)其含量不足0.020%時(shí)，不能充分發(fā)揮其效果；另一方面，力口入的鈦大于0. 040%時(shí)，則會(huì)由于生成過剩的碳化鈦而導(dǎo)致韌性惡化，延伸性能下降，影響材料成形性能。所以規(guī)定其上限為0. 040%。所以，將其含量限定在0. 020 0. 040%范圍。鋁鋁是為了脫氧而添加的，當(dāng)Als含量不足0. 010%時(shí)，不能發(fā)揮其效果；另一方面，由于添加多量的鋁容易形成氧化鋁團(tuán)塊，影響鋼材連鑄生產(chǎn)及鑄坯質(zhì)量，因此，Als含量限定在0. 010 0. 030%范圍。鑄坯出爐后進(jìn)行高壓水除鱗，可有效提高酸洗鋼表面質(zhì)量，除鱗壓力小于25MPa·不能完全清除鑄坯表面氧化鐵皮，在軋制過程中壓入鋼板造成酸洗后表面氧化鐵皮壓入及“山峰狀氧化鐵皮”缺陷；除鱗壓力大于35MPa對(duì)酸洗鋼表面改善效果不明顯且造成能源浪費(fèi)，因此除鱗壓力控制在25 35MPa。終軋溫度低于840°C，會(huì)在兩相區(qū)終軋?jiān)斐苫炀в绊懖牧闲阅埽K軋溫度高于910°C將造成相變前奧氏體晶粒過大，由于遺傳的因素造成鐵素體晶粒過大，材料強(qiáng)度達(dá)不到目標(biāo)強(qiáng)度，由此將終軋溫度控制在84(T910°C。層流冷卻，對(duì)本發(fā)明鋼而言，冷速低于20°C /秒將使軋后奧氏體晶?？焖匍L大，導(dǎo)致相變后鐵素體晶粒過大，降低材料強(qiáng)度。因此，本發(fā)明控制冷卻速度不低于20°C/秒進(jìn)行冷卻。關(guān)于卷取工序，卷取溫度直接影響鋼的性能，卷取溫度高于640°C會(huì)使相變后鐵素體晶粒長大，鋼材強(qiáng)度偏低；卷曲溫度低于580°C會(huì)導(dǎo)致晶粒過細(xì)且出現(xiàn)大量納米析出物，使得屈服強(qiáng)度明顯增加，因此，控制卷取溫度在58(T640°C ；
關(guān)于平整，控制平整延伸率不超過2%，平整延伸率大于2%將造成明顯加工硬化，導(dǎo)致材料屈服強(qiáng)度及屈強(qiáng)比增加、延伸性能降低，沖壓成形性能下降；
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，開發(fā)了一種厚度彡I. 8mm、抗拉強(qiáng)度> 400MPa的汽車用薄規(guī)格熱軋酸洗鋼，其具有低屈強(qiáng)比、表面質(zhì)量高、生產(chǎn)周期短、成本低的特點(diǎn)；形成了較高強(qiáng)度與良好沖壓性能的匹配，可替代冷軋高強(qiáng)鋼用于汽車制造。


附圖為本發(fā)明的金相組織圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述
表I為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表；
表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的主要工藝參數(shù)列表；
表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例性能監(jiān)測(cè)情況列表；
本發(fā)明各實(shí)施例按照以下步驟生產(chǎn)
其步驟1)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并合金化處理；
2)進(jìn)行鋼包爐處理，并按照0.4^0. 6kg/噸鋼喂入硅鈣線；
3)進(jìn)行連鑄連軋控制軋制時(shí)的鑄坯厚度不超過75毫米，軋制結(jié)束后，鋼板直接進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，控制爐溫在110(Tll80°C，在爐時(shí)間不低于30分鐘；
4)進(jìn)行高壓水除鱗，壓力25 35MPa；
5)進(jìn)行軋制，控制終軋溫度在84(T910°C；
6)進(jìn)行層流冷卻按照冷卻速度不低于20°C/秒進(jìn)行冷卻；
7)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在58(T640°C；· 8)采用紊流方式進(jìn)行酸洗；
9)進(jìn)行平整，控制平整延伸率不超過2%；
10)進(jìn)行精整，采用靜電涂油，涂油量不少于I.5g/mm2。表I本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表
■實(shí)施例 |c% Isi% |Mn% |p% |s% |Ti% |Als%
10426~0. 1034"p. 777 p20~0. 002 0. 0245 0. Q2Q6~
2~o7o^r 0. 1130"q. 761 qTqT8~ 0. 003 0. 0251 0. Q26~
3O540~ 0. 1520"0. 610 ~o7o22~ 0. 005 0. 032 0. Q23Q~
42110 _0. 821 oTorT 0. 009 0. 0255 0. Q28Q~
5P576~ 0. 2312 _ 0.910 ~o7oiT 0. 007 0. 0290 0. Q15Q~
60. 2810 _ I. 210 O20~ 0. 004 0. 0281 0. Q213~
707066^ 0. 189l"l. 051 ~o7oi9~ 0. 007 0. 035 0. Q228~
8053F 0. 1765~0. 621 ~o7o2T 0. 006 0. 033 0. Q235~
■對(duì)比 I0. Q22l"Q. 378 p35~0. 009 0. 070 0. Q37~
■對(duì)比 2|p. 0470 |p. 0315 |p. 305 |p. 021 |p. Oil |p. 068 |p. 0302
表2 本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的主要工藝參數(shù)列表
權(quán)利要求
1.薄板坯生產(chǎn)厚度<I. 8mm的汽車用熱軋酸洗鋼，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)含量為CO. 04^0. 07%, SiO. 10^0. 30%, MnO. 60 L 30%, P^O. 025%, S^O. 012%, TiO. 02^0. 04%,AlsO. 01(Γ0. 030%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.生產(chǎn)如權(quán)利要求I所述的薄板坯生產(chǎn)厚度<I. 8mm的汽車用熱軋酸洗鋼的方法，其步驟 1)鐵水脫硫、爐冶煉并合金化處理； 2)進(jìn)行鋼包爐處理，并按照O.4^0. 6kg/噸鋼喂入硅鈣線； 3)進(jìn)行連鑄連軋鑄坯厚度不超過75毫米，連鑄后鑄坯直接進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，控制爐溫在110(Tll80°C，在爐時(shí)間不低于30分鐘； 4)進(jìn)行高壓水除磷，壓力控制在25 35MPa； 5)進(jìn)行控制軋制，控制終軋溫度在84(T910°C； 6)進(jìn)行層流冷卻按照冷卻速度不低于20°C/秒進(jìn)行冷卻； 7)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在58(T640°C； 8)采用紊流方式進(jìn)行酸洗； 9)進(jìn)行平整，控制平整延伸率不超過2%； 10)進(jìn)行精整，采用靜電涂油，涂油量不少于I.5g/mm2。
全文摘要
薄板坯生產(chǎn)厚度≤1.8mm的汽車用熱軋酸洗鋼，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)含量為C0.04~0.07%，Si0.10~0.30%，Mn0.60~1.30%，P≤0.025%，S≤0.012%，Ti0.02~0.04%，Als0.010~0.030%；生產(chǎn)步驟鐵水脫硫、爐冶煉并合金化處理；鋼包爐處理；連鑄連軋；高壓水除磷，壓力控制在25~35MPa；控制軋制；層流冷卻；卷??；酸洗；平整，控制平整延伸率不超過2%；精整，采用靜電涂油。本發(fā)明開發(fā)了一種厚度≤1.8mm、抗拉強(qiáng)度≥400MPa的汽車用薄規(guī)格熱軋酸洗鋼，其具有低屈強(qiáng)比、表面質(zhì)量高、生產(chǎn)周期短、成本低的特點(diǎn)；形成了較高強(qiáng)度與良好沖壓性能的匹配，可替代冷軋高強(qiáng)鋼用于汽車制造。
文檔編號(hào)B21B45/08GK102787273SQ201210298259
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者劉吉斌, 劉永前, 彭濤, 田德新, 趙如意, 陳宇, 高智, 魏巍 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司