適用于花籃桶用抗起楞軟質(zhì)鍍錫板及其制造方法
【專利摘要】適用于花籃桶用抗起楞軟質(zhì)鍍錫板及其制造方法，主要解決現(xiàn)有鍍錫板用于花籃桶時(shí)容易起楞的技術(shù)問(wèn)題。該鍍錫板各種成分的質(zhì)量百分比為：C：0.015—0.035%，Si：0.02—0.05%，Mn：0.09—0.21%，P：0.005—0.02%，S：0.005—0.015%，Alt：0.02-0.06%；Cr：0.05—0.1%，V：0.02—0.05%，N：0.002—0.004%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明在保證鋼的力學(xué)特性的前提下，顯著提高了鋁鎮(zhèn)靜鋼的耐時(shí)效性能。
【專利說(shuō)明】適用于花籃桶用抗起楞軟質(zhì)鍍錫板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及花籃桶用軟質(zhì)鍍錫板及其制造方法，特別是涉及要求具有一定抗起楞性能的用于生產(chǎn)花籃桶的軟質(zhì)鍍錫板及其制造方法，屬于金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]花籃桶是一種形狀較特殊的容器，廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)盛裝油漆、涂料等流體物質(zhì)。通常，在將鍍錫板加工成花籃桶之前，需要進(jìn)行涂布、印刷等處理，其中涂布時(shí)鋼板需經(jīng)過(guò)200°C以上的溫度進(jìn)行多次烘烤，這時(shí)，如果鋼板中存在較多的固溶原子，鋼板會(huì)因?yàn)楣倘茉拥淖饔枚a(chǎn)生時(shí)效，在后續(xù)的對(duì)鋼板進(jìn)行擴(kuò)徑變形(變形量一般在10%左右)時(shí)，會(huì)因?yàn)槔旎飘a(chǎn)生滑移線而導(dǎo)致外觀起楞現(xiàn)象，甚至還會(huì)因?yàn)檠由炻式档蛯?dǎo)致擴(kuò)口、卷邊等工序開裂。
[0003]根據(jù)文獻(xiàn)資料介紹，能夠生產(chǎn)滿足花籃桶使用要求的材料的方法中。其中最具代表性的是運(yùn)用超低碳鋼技術(shù)，通過(guò)添加Ti或Nb來(lái)固定鋼中的碳、氮化合物。雖然超低碳鋼板時(shí)效性能很好，但是超低碳鋼要求煉鋼工序控制C含量在50PPM以下，與低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼相t匕，其制造成本和各工序的工藝窗口均處于劣勢(shì)，如澆鑄過(guò)程的增碳、較高的熱軋終軋溫度帶來(lái)的過(guò)程控制與表面等問(wèn)題，且超低碳鋼板的焊接性能也不及低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，花籃桶生產(chǎn)中時(shí)常出現(xiàn)焊接開裂的問(wèn)題。
[0004]另一種方法，如專利號(hào)CN97122578.8中，以低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼為原料，成分中添加T1、B、Cr等合金元素，連鑄坯冷卻到1400°C~1100°C之間時(shí)，平均冷卻溫度控制在10~IOO0C /分鐘，熱軋加熱溫度保持在1100°C以下、精軋?jiān)?50°C以下，連退再結(jié)晶退火后的冷卻過(guò)程中在500~300°C內(nèi)滯留5~120秒，所生產(chǎn)出的鋼板。該方法中的一些特定工藝在大生產(chǎn)中較難實(shí)現(xiàn)，如1100°C以下加熱和850°C以下精軋等在大多數(shù)熱軋生產(chǎn)線均較難或無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
[0005]其他的解決方法，還有如采用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼材質(zhì)，用具有過(guò)時(shí)效處理設(shè)備的連續(xù)退火爐生產(chǎn)的鋼板。但在近年建設(shè)的連續(xù)退火設(shè)備中，其中大部分未上過(guò)時(shí)效處理設(shè)備，在這樣的連續(xù)退火設(shè)備上生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，要制造具有Al值40MPa以下特性的鋼板，人們認(rèn)為是不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，提出一種可制造性強(qiáng)的適用于花籃桶用耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板及其制造方法。主要解決現(xiàn)有鍍錫板用于花籃桶時(shí)容易起楞的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]研究表明，如果鍍錫板存在屈服點(diǎn)和屈服延伸現(xiàn)象，就會(huì)造成鍍錫板的不連續(xù)屈月艮，致使變形不均勻， 從而導(dǎo)致滑移線和起棱缺陷的產(chǎn)生。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于碳、氮原子和位錯(cuò)的交互作用形成的柯氏氣團(tuán)以及位錯(cuò)增殖這兩個(gè)因素共同作用的結(jié)果，因此，在對(duì)鍍錫板抗時(shí)效性進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)充分考慮鋼種固溶的碳、氮原子含量和晶粒尺寸等方面的影響。因此，在理論上，充分處理了鋼中固溶的碳、氮原子后，就能得到具有耐時(shí)效性能的鍍錫板。
[0008]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的發(fā)明人運(yùn)用成分和工藝的組合效應(yīng)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)摸索，獲得了一種可制造性強(qiáng)的適用于花籃桶用耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板的制造方法。
[0009]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路如下:
I)成分設(shè)計(jì)中，在選擇合理的、可制造性強(qiáng)的C、N元素含量的前提下，添加一定量的Al，用以形成氮化物，添加一定量的Cr和V，用以形成碳化物，以此來(lái)減少C、N原子在鍍錫板中的固溶量。
[0010]2)采用常規(guī)工藝完成熱軋終軋后，采用680-720°C的高溫卷取工藝，以促進(jìn)碳、氮化合物的析出。
[0011]3)使用連續(xù)退火設(shè)備進(jìn)行再結(jié)晶退火處理，選擇700-735°C的高溫退火，最好使用傾斜時(shí)效的方式，時(shí)間在50s以上，促進(jìn)碳化物和氮化物的充分析出，降低鋼板中固溶碳、
氮的含量。
[0012]4)使用平整技術(shù)，對(duì)鋼板進(jìn)行延伸率1-2%的平整，以提高鍍錫板的耐時(shí)效性能。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案:一種適用于花籃桶用耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板，其成分的質(zhì)量百分比為:C:0.015-0.035%, S1:0.02-0.05%, Mn:0.09-0.21%, P:0.005-0.02%, S:0.005-0.015%,Alt:0.02-0.06% ；Cr:0.05-0.1%，V:0.02-0.05%, N:0.002-0.004%,余量為 Fe 和其他不可
避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0014]以下是對(duì)本發(fā)明中限定鋼成分的理`由進(jìn)行說(shuō)明。
[0015]C:若要將C含量降低到0.015%以下，煉鋼工序的成本和制造難度均會(huì)限制提高。C含量超過(guò)0.035%容易產(chǎn)生連鑄坯角裂等質(zhì)量缺陷，且從調(diào)質(zhì)度角度出發(fā)，C含量也不易過(guò)高。C含量范圍是0.015%~0.035%,優(yōu)選范圍0.020-0.035%。
[0016]Si =Si含量超過(guò)0.05%時(shí)，影響材料的涂鍍性能，鍍錫板必須經(jīng)過(guò)鍍錫工序，因此
對(duì)Si含量有要求。Si含量范圍控制在0.02%~0.05%。
[0017]Mn:S元素會(huì)引起材料的熱脆性，添加一定量的Mn，可以形成MnS，從而解決S的熱脆性問(wèn)題。另Mn也是一種強(qiáng)化元素，結(jié)合調(diào)制度的要求，限定Mn范圍為0.09~0.21%。優(yōu)選范圍是0.15~0.21%。
[0018]P:本發(fā)明中，P、S元素為雜質(zhì)元素，其含量越低越好，考慮煉鋼控制能力和成本因素，限度控制范圍在0.005%~0.020%，優(yōu)選范圍是0.006~0.015%。
[0019]Alt:本發(fā)明中，Al主要有兩個(gè)作用，其一是作為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的脫氧劑，為保證脫氧效果，Alt含量不小于0.02%;其二，用于固N(yùn)，為了提高材料的耐時(shí)效性能，必須含有足夠量的Al，以便與鋼中的N生產(chǎn)A1N，但Alt含量過(guò)高，易在澆鑄過(guò)程中水口堵塞問(wèn)題，并容易形成Al2O3非金屬夾雜物。故Alt含量控制在0.02-0.06%,優(yōu)選范圍是0.03~0.06%。
[0020]Cr:本發(fā)明中，Cr作為重要的碳化物形成元素，用于固定鋼中的C元素，以提高材料的抗時(shí)效性能，但Cr作為一種合金元素，隨著含量的增加會(huì)導(dǎo)致成本增加，且含量過(guò)高時(shí)，鋼的強(qiáng)度會(huì)明顯升高，因此限定Cr含量0.05~0.1%。優(yōu)選范圍0.05~0.08%。
[0021]V:本發(fā)明中，V作為和Cr類似的效果，用戶固定鋼中的C、N元素，此外V形成的碳、氮化合物對(duì)鋼的韌性有利，同時(shí)，其含量過(guò)高時(shí)，鋼的強(qiáng)度會(huì)明顯升高，限定其范圍為0.02 ~0.05%。優(yōu)選范圍 0.02 ~0.04%ο[0022]N:N也是引起材料時(shí)效的主要因素，在本發(fā)明中屬于盡量降低的元素，但N含量越低，煉鋼控制難度越大，綜合考慮，限定N含量0.002%~0.005%。優(yōu)選范圍0.0025%~0.0035%。
[0023]一種適用于花籃桶用耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板的制造方法，主要包括煉鋼、熱軋、酸軋、連退、平整、鍍錫步驟，
(A)煉鋼控制:獲得鍍錫板成分的質(zhì)量百分比為C:0.015-0.035%, S1:0.02-0.05%,Mn:0.09-0.21%, P:0.005-0.02%, S:0.005-0.015%, Alt:0.02-0.06% ；Cr:0.05-0.1%，V:0.02-0.05%, N:0.002-0.004%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0024](B)熱軋控制:板坯加熱保持在1150°C以上的溫度，優(yōu)選控制在1150_1200°C ;在8800C以上完成終軋，終軋溫度控制穩(wěn)定保持在Ar3相變點(diǎn)以上，優(yōu)選880-910°C ;在680°C以上完成卷取，優(yōu)選卷取溫度為680-720°C。
[0025](C)酸軋控制:將得到的熱卷經(jīng)過(guò)酸洗后以70-90%以上的壓下率進(jìn)行冷軋工序生產(chǎn)；優(yōu)選的壓下率為85-89%。
[0026](D)連退平整控制:軋硬卷在無(wú)時(shí)效處理設(shè)備的連續(xù)退火爐中，用700°C以上的溫度進(jìn)行再結(jié)晶退火，通常為700-735°C，優(yōu)選控制在700-720°C。
[0027](E)接著進(jìn)行延伸率1-2%的平整生產(chǎn)，優(yōu)選的延伸率1.5-2%。
[0028](F)連退板通過(guò)鍍錫、軟熔和鈍化后,得到耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板。
[0029]對(duì)各工序生產(chǎn)控制情況，可參照如下:
熱軋工序的板坯加熱工藝無(wú)特定要求，可采用常規(guī)的1150°C以上的溫度，也可以采用更低的加熱溫度，溫度選擇以適用現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要為主要原則。精軋段的終軋溫度設(shè)在八1"3相變點(diǎn)以上即可，一般應(yīng)在850°C以上。卷取段采用高溫卷取工藝，一般可控制700°C左右，以利于碳、氮化合物的析出。
[0030]冷軋工序無(wú)特別限制，為提高材料的加工成型性能，冷軋總變形率最好在70%以上。
[0031]連續(xù)退火工序采用高溫再結(jié)晶退火，退火溫度一般不小于700°C，在無(wú)時(shí)效處理設(shè)備的連退產(chǎn)線上，最好采用傾斜時(shí)效的方法，時(shí)間在50s以上。退火的鍍錫基板最好能進(jìn)行延伸率不小于1%的平整，以消除屈服平臺(tái)。
[0032]鍍錫工序無(wú)特別限制，基板通過(guò)鍍錫、軟熔和鈍化后，得到耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板。
[0033]本發(fā)明的有益效果:按照本發(fā)明制造的軟質(zhì)鍍錫板，其加工成型性能良好，耐時(shí)效性能明顯好于常規(guī)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼。同時(shí)，該軟質(zhì)鍍錫板采用傳統(tǒng)的工藝流程，各工序的工藝均在常規(guī)設(shè)備的能力之內(nèi)，工藝的實(shí)現(xiàn)性和可制造性均較強(qiáng)。此外，由于將低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼作為材料，其焊接性能要好于超低碳鋼，工序生產(chǎn)成本低，特別是連退工序可操作性強(qiáng)，易于高速化生產(chǎn)，對(duì)設(shè)備的要求低等?？傊?，本發(fā)明制造的軟質(zhì)鍍錫板，工序可制造性強(qiáng)，加工成型性能良好，具有一定的耐時(shí)效性能，能滿足花籃桶的生產(chǎn)和使用要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的500倍金相組織圖。
[0035]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的500倍金相組織圖。【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]實(shí)施例1:
本實(shí)施例的適用于花籃桶用軟質(zhì)鍍錫板用鋼(代號(hào)MR T-1.5CA)各種成分的質(zhì)量百分比見(jiàn)表1的N0.1，采用傳統(tǒng)的鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)制造長(zhǎng)流程:高爐煉鐵、鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉、Ar站、RH爐精煉、連鑄、無(wú)缺陷連鑄板坯、檢驗(yàn)、加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取、熱軋卷、酸洗、冷軋、連續(xù)退火、平整、鍍錫、軟熔、鈍化成品鍍錫卷。
[0038]鐵水預(yù)脫硫?qū)元素控制到0.010%以下；轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉將C、S1、Mn、S、P進(jìn)行成分調(diào)整，經(jīng)Ar站、RH爐精煉進(jìn)行成分微調(diào)到控制要求，并保證鋼水的純凈度；連鑄全程吹A(chǔ)r保護(hù)澆鑄，澆鑄成無(wú)缺陷連鑄板坯，板坯厚度為210mm左右，中包成分見(jiàn)表1中的N0.1欄。
[0039]經(jīng)加熱爐將板坯加熱至1180°C，在連續(xù)熱連軋軋機(jī)組上軋制；終軋溫度在880°C左右，并使其穩(wěn)定保持在Ar3相變點(diǎn)以上；熱軋結(jié)束后，采用控制冷噴水量的方式冷卻熱軋鋼板，再在700°C左右進(jìn)行卷取，熱卷厚度在2.6mm左右。
[0040]熱卷經(jīng)過(guò)酸洗之后，以86%左右的壓下率進(jìn)行冷軋，得到板厚0.35mm左右的軋硬卷。在軋硬卷在無(wú)時(shí)效處理設(shè)備的連續(xù)退火爐中用均熱溫度720°C左右、均熱時(shí)間90s左右的條件進(jìn)行退火；鋼板退火后使用傾斜時(shí)效的方法，以35°C /s左右的冷卻速度到400°C左右，然后用IOOs左右的時(shí)間緩慢冷卻到300°C以下。再對(duì)上述鋼板按1.8%的壓下率進(jìn)行平整生產(chǎn)，得到厚度0.35mm左右的鍍錫基板。最后在電鍍錫生產(chǎn)線上，將上述鍍錫基板通過(guò)電鍍、軟熔、鈍化等工藝，加工成成品厚度為0.35mm的電鍍錫卷。
[0041]對(duì)上述鍍錫卷取樣進(jìn)行力學(xué)性能和時(shí)效性能測(cè)試，產(chǎn)品的力學(xué)性能見(jiàn)表2中的N0.1欄，屈服強(qiáng)度225MPa，抗拉強(qiáng)度345MPa，延伸率43%。時(shí)效性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3中的N0.1欄，Al值為29，其結(jié)果是在預(yù)變形8%后解除載荷，測(cè)試在100%的溫度下經(jīng)過(guò)I小時(shí)時(shí)效后的應(yīng)力增加量得到的。通常情況下，將時(shí)效指數(shù)Al在40以下的定為耐時(shí)效性能良好的鋼板，普通低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的時(shí)效指數(shù)Al在60~90左右，本實(shí)施例的時(shí)效指數(shù)Al為29左右，達(dá)到耐時(shí)效的標(biāo)準(zhǔn)，與普通低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼相比，耐時(shí)效的能力顯著。
[0042]表1 組分配比(組分為w % )
【權(quán)利要求】
1.適用于花籃桶用抗起楞軟質(zhì)鍍錫板，其特征在于組成成分的質(zhì)量百分比為:
C:0.015-0.035%, Si:0.02-0.05%, Mn:0.09-0.21%, P:0.005-0.02%, S:0.005-0.015%,Alt:0.02-0.06% ；Cr:0.05-0.1%，V:0.02-0.05%, N:0.002-0.004%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于花籃桶用抗起楞軟質(zhì)鍍錫板，其特征在于，組成成分的質(zhì)量百分比中:C:0.020-0.035%, Mn:0.15-0.21%, Alt:0.02-0.06%, Cr:0.05-0.08%, V:0.02 ~0.04%, N:0.0025-0.0035%。
3.—種制造權(quán)利要求1所述適用于花籃桶用耐時(shí)效軟質(zhì)鍍錫板的方法，其特征在于主要包括煉鋼、熱軋、酸軋、連退、平整、鍍錫步驟， 煉鋼控制:獲得鍍錫板成分的質(zhì)量百分比為C:0.015-0.035%, S1:0.02-0.05%, Mn:0.09-0.21%, P:0.005-0.02%, S:0.005-0.015%, Alt:0.02-0.06% ；Cr:0.05-0.1%，V:0.02-0.05%, N:0.002-0.004%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成； 熱軋控制:板坯加熱溫度控制在1150-120(TC ;終軋溫度控制在880-910°C ;卷取溫度為 680-720 0C ； 酸軋控制:將得到的熱卷經(jīng)過(guò)酸洗后以70-90%以上的壓下率進(jìn)行冷軋工序生產(chǎn)； 連退控制:軋硬卷在無(wú)時(shí)效處理設(shè)備的連續(xù)退火爐中，用700-735°C進(jìn)行再結(jié)晶退火； 平整控制:接著進(jìn)行延伸率1-2%的平整生產(chǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于花籃桶用抗起楞軟質(zhì)鍍錫板的制造方法，其特征在于，壓下率為85-89%，再 結(jié)晶退火溫度為700-720°C，延伸率1.5_2%。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103849816SQ201210512088
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】穆海玲, 孫祖春, 何宜柱, 韓乃川, 周麗萍 申請(qǐng)人:上海梅山鋼鐵股份有限公司