專(zhuān)利名稱(chēng)：優(yōu)良加工性能鋼板及其制備方法和鍍鋅鋼板與樹(shù)脂涂層鋼板的制作方法
熱軋鋼板和冷軋鋼板被廣泛地用于各種用途，如汽車(chē)和家用電器的外板，因?yàn)樗鼈冇袧M(mǎn)足各種不同用途的特性。比如，用于計(jì)算機(jī)和家用電器，如VTR(磁帶錄象機(jī))和磁帶錄音機(jī)底板的金屬板常需要沖壓加工可動(dòng)底板部件。這些部件的邊沿理論上不應(yīng)用任何突出于該部件表面規(guī)定高度的毛刺。比如，很多時(shí)候形成VTR頭的軸的換頭打孔，但是當(dāng)有毛刺時(shí)，在組裝時(shí)則不能將這種插頭插入。還有，當(dāng)滑動(dòng)部件卡住或當(dāng)置于被沖壓的表面。而不能很好地起作用時(shí)，或當(dāng)“毛刺”斷裂及引起電流短路時(shí)會(huì)引起很多麻煩。
按常規(guī)，低碳Al鎮(zhèn)靜鋼常被用于此種材料的用途，如用于可沖壓處理的用途。在這種低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼中，碳析出于脆的滲碳體(碳化鐵)的粗晶粒層中，在將壓加工時(shí)這對(duì)產(chǎn)生裂紋有作用，以使很少出現(xiàn)毛刺，而且磨損的剪切負(fù)荷一直很小，MnS的析出物對(duì)裂紋的產(chǎn)生有同樣的效果，而且滲碳體產(chǎn)生的同樣結(jié)果已被證實(shí)。
可是類(lèi)似滲碳體和MnS的析出物在控制臨界的金屬變形能力方面是決定性的因素，其作為裂紋產(chǎn)生源的二次相在擠壓折邊和拉伸折邊過(guò)程中引起很多問(wèn)題。因此，即使低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的沖壓在加工性很好，但它們不適應(yīng)沖壓表面的邊緣必須承受二次加工，如形成折邊或拉伸折邊的處理。
另一方面，最近為產(chǎn)生最終機(jī)加工產(chǎn)品的更復(fù)雜的形狀，以及還要滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)更簡(jiǎn)化的壓制成型的要求，產(chǎn)品加工的折邊特性和拉伸折邊性還必須達(dá)到優(yōu)良的程度。近來(lái)，為滿(mǎn)足這些需求，大量采用超低碳的添加了規(guī)定量的碳-氮化合元素，如規(guī)定量鈦或鈮的IF-基鋼。
這種有低的屈服強(qiáng)度，高延伸率和優(yōu)越的壓制成形性的IF-基的鋼已廣泛地被用作伴隨有高度材料變形加工的零件材料，如，汽車(chē)車(chē)體材料。然而，常規(guī)的IF-基鋼有一些缺點(diǎn)，如與低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼相比，沖壓加工性能很差，而且沖壓后在邊沿上有大的毛刺。最終的表面粗糙度和機(jī)加工時(shí)的對(duì)切屑的處置也不令人滿(mǎn)意，因此這使IF-基鋼不能按特殊用途被采用。
換言之，對(duì)于家用電器和汽車(chē)部件——主要是將金屬板沖壓而成——的壓力成型而言，上述的IF基鋼盡管有優(yōu)越的成型性，但仍不適用，因?yàn)樗c低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼相比沖壓成形性差，而且在沖壓成形后在該鋼的邊緣上有大的毛刺。比如，在用于汽車(chē)部件時(shí)，帶有這些毛刺的鋼截面的附著力很差，這引起腐蝕之類(lèi)的不良效果。其它的問(wèn)題在于，當(dāng)將沖壓后的金屬板堆在艙內(nèi)以便裝運(yùn)時(shí)，由于磨損在運(yùn)輸過(guò)程中由于毛刺而產(chǎn)生金屬粉，其隨之劃傷產(chǎn)品的表面。很多用途需要鉆孔或車(chē)出螺紋，但I(xiàn)F基鋼的這種不良的成品表面粗糙度及機(jī)加工的切屑處理被視為缺點(diǎn)。
為了改善沖壓成型性(及機(jī)加工過(guò)程中的加工性)，后面所談的方法是可行的。但是，盡管事實(shí)上只有部分金屬實(shí)際上被沖壓，可是此金屬其它部分的機(jī)械性能必然受損，這引起了將成為嚴(yán)重問(wèn)題的強(qiáng)度不足。
已試過(guò)多種工藝方法來(lái)改善鋼板被沖壓部位的質(zhì)量，如正確的清理和采用各種沖壓和模壓模型。已提出各種針對(duì)工件材料的方法，如，鋼板的硬化或鋼板表層的硬化。有一種鋼板硬化法的特殊例子是添加諸如磷之類(lèi)的強(qiáng)化固溶體元素。另一個(gè)特殊的使鋼表面硬化的例子是低退火后通過(guò)軋制此鋼板而對(duì)其表面層施以塑性應(yīng)變的方法，或使表面滲氮或滲碳的方法(日本專(zhuān)利公開(kāi)，平1-255626，2-133561，3-199343及3-202442)等。然而，按該成形方法，雖然沖壓加工性改善，但鋼板的基本機(jī)械性能，如延伸率和γ值大為惡化。按后一種滲氮或滲碳的方法，需要特殊的設(shè)備。通過(guò)添加錳和硫而產(chǎn)生大量MnS析出物的方法也已提出(見(jiàn)日本專(zhuān)利公開(kāi)平1-230748及6-73457)。但是這些方法大大地增加了鋼中的硫含量，這不僅使鋼在熱加工過(guò)程中易開(kāi)裂，而且還發(fā)生經(jīng)常出現(xiàn)與氣孔和氣泡相關(guān)的點(diǎn)狀缺陷和與裂紋有關(guān)的表面缺陷的新問(wèn)題。
鑒于上文所述，不是滿(mǎn)足全面令人滿(mǎn)意的成形的要求，而是該鋼還不得不滿(mǎn)足優(yōu)良的切削和沖壓加工性能方面的要求，這些要求是家用電器和汽車(chē)部件對(duì)該鋼的要求，迫切需要的不是大量增加如硫的添加劑，而是開(kāi)發(fā)一種組成元素與超低碳IF基鋼相近，而還具有優(yōu)良的成形和沖壓加工特性的改善的鋼。
對(duì)鋼鍍鋅，然后在鍍鋅表面上涂塑料層作為防腐蝕和改善外觀，或抑制觸模時(shí)產(chǎn)生手印(改善抗手印性)的基本方法是公知的?？墒怯糜陔娖鞯装寤螂姎庠O(shè)備殼的鋼板通常必須有電接地的組件，這使得該件的導(dǎo)電性成為一個(gè)基本特性?？墒菫榱舜_保這種導(dǎo)電性，塑料層就不能厚到足以保證抗腐蝕或抗手印能力的程度。為解決此問(wèn)題，提出了給鋼鍍鋅，而后用極薄的有機(jī)塑料層來(lái)改進(jìn)抗手印能力而同時(shí)仍落到足以提供足夠的該鋼接地的表面導(dǎo)電性的方法?？墒沁@種極落的有機(jī)塑料層對(duì)于同時(shí)滿(mǎn)足電接地和抗手印能力的要求顯得不夠。因此，仍需要開(kāi)發(fā)一種有令人滿(mǎn)意的電接地和抗手印性能的表面處理的鋼。
考慮到上述局面，本發(fā)明的目的在于通過(guò)良好地調(diào)整化學(xué)成分而提供一種鋼，該鋼保留IF基鋼板的優(yōu)良的成形和機(jī)加工性能，而沒(méi)有出現(xiàn)內(nèi)部或表面缺陷的問(wèn)題，而且還提供良好的可沖壓加工性，而無(wú)毛刺出現(xiàn)。
另一目的是提供優(yōu)良的成形，這在本發(fā)明中不僅顯示對(duì)深沖和擠壓成形，而且還對(duì)該鋼沖壓之后的折邊加工及拉伸折邊性有是優(yōu)良的加工性能。
本發(fā)明又一目的是通過(guò)用上述鋼板作基本原料及在其表面鍍鋅而提供有優(yōu)良機(jī)加工性或加工性的鍍鋅鋼板。
本發(fā)明再一目的是通過(guò)在整個(gè)鍍鋅表面上涂塑料層來(lái)提供具有良好抗腐蝕和手印能力，而又不損失接地能力的塑料層的鋼板。
本發(fā)明還有一目的是提供制造具有上述特性的鋼的方法，即穩(wěn)定的和適于按工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的鋼必須滿(mǎn)足以下件(重量％)碳0.0010-0.010％，更好是0.0010-0.008％；硅1％或更少，更好是0.25％或更少；錳0.1-1.0％更好是0.2-1％；磷小于0.1，更好是小于0.05％；硫0.01-0.025％；氮小于0.01％；鈦小于0.2％，更好是小于0.15％而且還要滿(mǎn)足(Ti*/48)/(C/12+S/32)＝0.8-4.0然而，Ti*＝Ti-(48/14)N以設(shè)內(nèi)部主要包含Ti4C2S2及余為鐵和不可避免雜質(zhì)的其它條件。
主要由Ti4C2S2構(gòu)成的析出物尺寸最好為1000-10000，而析出數(shù)量為5×103個(gè)/mm2(最好小于5×105)。
本發(fā)明的鋼經(jīng)冷軋或熱軋，當(dāng)熱軋時(shí)，由所述的(Ti*/48)/(C/12+S/32)所算出的值在1.0-3.0的范圍內(nèi)，而主要是Ti4C2S2的析出物的尺寸為1000-10000，而且所述析出物的數(shù)量最好為5×103個(gè)/mm2。
當(dāng)冷軋時(shí)，由所述的(Ti*/48)/(C/12+S/32)所算出的值在0.8-4.0的范圍內(nèi)，而更好是在1.0-2.5的范圍內(nèi)。主要是Ti4C2S2的析出物除Ti4C2S2外還含TiS，而其尺寸為1000-10000，其數(shù)量最好為5×105個(gè)/mm2。
所述的熱軋鋼或冷軋鋼可以其現(xiàn)在的狀態(tài)使用，其表面可鍍鋅以改善抗蝕能力及外觀。按本發(fā)明，此方法包括在熱軋或冷軋鋼板至少一側(cè)形成3-4g/m2的鍍鋅層，然后在鋼的鍍鋅層上再形成1-2.5g/m2的塑料涂層。這種鋼的塑料涂層起著進(jìn)一步改善抗腐蝕和抗手印能力的作用。
本發(fā)明還以制造該熱軋或冷軋鋼板的方法為特征。按該熱軋鋼制造方法的優(yōu)選組成，滿(mǎn)足了對(duì)該熱軋鋼板條件的所述元素的成分，進(jìn)而，由所述的(Ti*/48)/(C/12+S/32)所算出的值落在1.0-3.0的范圍內(nèi)，而且在該鋼于1100-1200℃的溫度范圍內(nèi)加熱后，在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃)至(Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃)的溫度范圍內(nèi)完成熱成形軋制，接著在低于700℃的溫度范圍內(nèi)卷取而產(chǎn)生內(nèi)部主要由Ti4C2S2組成的析出物，其尺寸為1000-10000，其數(shù)量為5×103個(gè)/mm2。
該冷軋鋼制造方法的優(yōu)選種類(lèi)的特征在于化學(xué)成分滿(mǎn)足先前所列的元素，進(jìn)而由(Ti*/48)/(C/12+S/32)所算出的值落在0.8-4.0的范圍內(nèi)。在該鋼在1100-1200℃的溫度范圍內(nèi)加熱后，在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃至Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃的溫度范圍內(nèi)完成熱軋。然后在600-700℃間的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行卷取，在鋼的冷軋后進(jìn)行退火以便產(chǎn)生內(nèi)部主要以Ti4C2S2組成的析出物，其尺寸為1000-10000，其數(shù)量為1×104-5×105個(gè)/mm2。


圖1是表示鋼中硫含量對(duì)沖壓加工過(guò)程中的毛刺高度和γ值影響的曲線(xiàn)圖2是表示鋼中硫含量與表面裂紋產(chǎn)生指數(shù)關(guān)系的曲線(xiàn)。
如上所述，本發(fā)明鋼(下文包括冷軋和熱軋鋼兩種)，除有特定的鋼中成分外，內(nèi)部包含主要是Ti4C2S2或TiC2S2和TiS的析出物，而所述析出物最好有特定的尺寸和量。這些基本上和常規(guī)超低碳IF鋼組分相類(lèi)似的條件使得優(yōu)良的壓制特性將被保持并在達(dá)到?jīng)_壓和機(jī)加工特性方面的改進(jìn)上取得成功。
更具體的是，通過(guò)將硫含量保持最少以改善沖壓加工性，硫形成了主要是Ti4C2S2或Ti4C2S2和TiS的析出物，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整這種析出物的尺寸和量，常規(guī)工藝的例子中指出的缺陷被避免，而且在后續(xù)工藝過(guò)程中可得到有優(yōu)良成形和沖壓加工性能，而且還滿(mǎn)足折邊加工和拉伸折邊加工性的鋼。為保證這種優(yōu)良的沖壓加工性能，沖壓加工后的毛刺高度應(yīng)小于25μm，而更好是小于15μm。
通常，壓制和沖壓加工在室溫下進(jìn)行，而材料溫度基本上不上升，因?yàn)榈玫剿龈纳平Y(jié)果，而就析出物和夾雜物的狀況，尺寸和分布方面而言要求在室溫下進(jìn)行處理。還有，在機(jī)加工時(shí)，溫度相當(dāng)高，從而材料中的夾雜物必須是能通過(guò)在機(jī)加工時(shí)出現(xiàn)的溫度范圍內(nèi)熔融(夾雜物)而提供理想的材料機(jī)加工特性的類(lèi)型。主要由Ti4C2S2組成的析出物被賦予全部的這些特性，而且機(jī)加工方面的的大的改進(jìn)，如沖壓加工性已被證實(shí)。與Ti4C2S2相比，TiS析出物是大的，而且可引起表面缺陷，但當(dāng)其尺寸在1000-10000A的范圍內(nèi)時(shí)，這種表面缺陷不會(huì)出現(xiàn)，而且改善的熱加工和沖壓加工特性被證實(shí)是與Ti4C2S2材料一樣的。
但是在顯微鏡等級(jí)觀察被沖壓的鋼板時(shí)，似乎剪切的表面首先在鋼板的前后伴隨著落下的沖頭與鋼板的接觸而形成。集中于所述剪切表面上的應(yīng)力引起增加剪切變形，從而導(dǎo)致空穴的形成，它們隨后形成在鋼板前后長(zhǎng)得更大的裂紋，而這些裂紋組合起來(lái)時(shí)就得到了沖壓鋼板。因此，促進(jìn)上述孔穴和裂紋的發(fā)展將證明在降低沖壓加工后的毛刺尺寸方面是有效的。然而，在Ti4C2S2及TiS中，這些析出物是相當(dāng)大的，以使裂紋和空穴在強(qiáng)剪切變形處附近的發(fā)展進(jìn)行，結(jié)果，可沖壓加工性明顯改善，而毛刺尺寸也減小了。
另一方面，在拉伸折邊性方面，沖壓形成的孔的邊緣在借助于錐形或柱形沖頭進(jìn)行的所謂“卷邊”加工過(guò)程中變寬?？昭ㄔ诰Ы缃Y(jié)合處形成，并變成穿透此鋼的裂紋。因此，最好減少析出物和夾雜物的量，它們是促進(jìn)形成這些空穴和裂紋的。
如所能看到的，由于析出物和夾雜物的尺寸對(duì)沖壓和去毛刺特性賦予不同的效果。本發(fā)明人如下的探索證實(shí)，在各種析出物和夾雜物之中，如果特別是Ti4C2S2或Ti4C2S2和TiS的尺寸和分散量被控制為最佳量，則可沖壓加工性和拉伸折邊性雙重目標(biāo)可達(dá)到而無(wú)面缺陷。
還有，在超低碳IF鋼中的析出物和夾雜物，除鋼中通常含有的MnS和Al2O3外，還包括鈦的附加物，如TiC、Ti4C2S2、TiS、TiN、FeTiP、Ti2O；及含鈮添加劑的鋼中的Nb(C，N)。它們相對(duì)于各自的尺寸和分布有各自的特性，而且在觀察對(duì)鋼的成形性，機(jī)加工性、沖壓和去毛刺特性后，以下的相應(yīng)的資料被證實(shí)。
Ti4C2S2，TiS如果Ti4C2S4析出物的尺寸為1000-10000，對(duì)于熱軋鋼其量為5×103個(gè)/mm2或更多，對(duì)于冷軋鋼在1×104-5×105個(gè)/mm2之間，那么不僅機(jī)加工性能和沖壓加工性明顯改善，而且對(duì)毛刺等的形成性實(shí)際上也無(wú)有害效果。上述熱軋和冷軋鋼間的可允許量間的差別是由于冷軋鋼要求高和表面精度的緣故。由于過(guò)量的所述析出物有害地影響表面精度的可能性，所以對(duì)冷軋鋼設(shè)置了這種限制。將滿(mǎn)足與下面的主要含Ti4C2S2的析出物成分相關(guān)的條件的鋼坯在1100-1200℃的溫度范圍內(nèi)加熱，然后在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃)至(Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃)的溫度范圍內(nèi)完成成形熱軋。對(duì)于熱軋鋼而言，該材料接著在低于700℃的溫度范圍卷起。但對(duì)于冷軋鋼，則在熱軋后，接著在以常規(guī)方法進(jìn)行冷軋后于600-700℃范圍為進(jìn)行卷取，用有效的工藝進(jìn)行退火。在加熱上述鋼坯時(shí)，TiS可在Ti4C2S2生成的最終階段析出。TiS的尺寸在完成熱軋時(shí)與Ti4C2S2的尺寸相比是相當(dāng)大的，以致在采用熱軋時(shí)可能出現(xiàn)表面缺陷。因此，當(dāng)實(shí)際上采用此鋼時(shí)，必須將條件設(shè)定以盡可能地限制TiS析出物。
然而，在熱軋后進(jìn)行的冷軋中，大的TiS析出物在冷軋時(shí)破裂成小塊，而且在后面的退火過(guò)程中幾乎不發(fā)現(xiàn)TiS析出物的生長(zhǎng)，所以改善的可沖壓加工性能得以保持，而且對(duì)導(dǎo)致表面缺陷的有害效果則被消除，以改顯示與Ti4C2S2相同的效果。困此，當(dāng)采用在主要是Ti4C2S2析出物的含TiS的冷軋鋼時(shí)，可得到?jīng)_壓成形性方面的明顯改善，前提是，該析出物的尺寸保持在1000-10000之內(nèi)，其量保持在1×104-5×105個(gè)/mm2之內(nèi)。
還有，與加熱溫度和熱軋的優(yōu)選條件的偏差將減少主要含Ti4C2S2或Ti4C2S2及TiS的析出物的量，以致不僅顯示沖壓加工性和拉伸折邊性方面的改進(jìn)很差，而且產(chǎn)生會(huì)引起對(duì)鋼的成形起有害作用的TiC，因而達(dá)不到本發(fā)明的目的。
TiC，Nb(C.N)當(dāng)該析出物約為100時(shí)，由于該尺寸過(guò)小，以致不僅對(duì)鋼的成形產(chǎn)生有害效果，而且沖壓成形性方面的改善也很差。一種通過(guò)向超低碳IF冷軋鋼中添加鈦和鈮的化合物來(lái)改進(jìn)該鋼的沖壓加工性及成形的工藝是已知的(日本專(zhuān)利公開(kāi)，平6-73457)。但是，本發(fā)明人的評(píng)估證明，在鋼中添加0.003-0.03％范圍內(nèi)的鈮在鋼中產(chǎn)生Nb(C.N)，并且消耗碳，結(jié)果不產(chǎn)生對(duì)改善沖壓加工性和拉伸折邊性有效的Ti4C2S2，因而達(dá)不到本發(fā)明的目的。
FeTiP雖然折出物FeTiP的尺寸近似于Ti4C2S2尺寸而且對(duì)改善沖壓加工性及拉伸折邊性能有效，然而由于在晶界上出現(xiàn)膜狀析出物，以使鋼的成形急劇變差。
TiN雖然析出物TiN的尺寸近似于Ti4C2S2的尺寸，而且取得相同的改善結(jié)果，但由于它在實(shí)際應(yīng)用中過(guò)軟，從而在沖壓加工性方面幾乎量不出任何改善，并在拉伸折邊性方面的改善很差。此外，由于機(jī)加工時(shí)溫度的上升降低了切削效果，所以機(jī)加工不令人滿(mǎn)意。氮含量也難于調(diào)整，以致含這種鈦化合物的鋼的機(jī)加工性、沖壓性和拉伸折邊性方面的有效改善很難達(dá)到。
Ti2O這種析出物的尺寸比Ti4C2S2的尺寸大，從而沖壓加工性和拉伸的邊性方面的改善差。此外，由于可能的表面缺陷，TiO2是不希望的。
MnSMnS有夾雜物和析出物，前者以微米為單位而后者是前者尺寸的1/10，當(dāng)硫增加時(shí)，增加的夾雜物塊意味著沖壓加工性被改善，但如在先前提及的日本專(zhuān)利公開(kāi)平6-73457中所示那樣，改善沖壓加工性需要0.02％或更多的硫，大量的硫會(huì)引起成形變差和表面缺陷。
如上所示，為在含超低碳鈦的IF-基鋼中得到和產(chǎn)生夾雜物和析出物，有多種可能的化合物的組合。在這些各種化合物中，析出物尺寸為1000-10000的Ti4C2S2(或Ti4C2S2和TiS)對(duì)沖壓和拉伸折邊性顯示良好的效果，而不引起對(duì)成形的有害影響。此外，如果適當(dāng)調(diào)整該鋼板的成分和機(jī)加工條件，以致使析出物主要由其量為5×103個(gè)/mm2或更多的Ti4C2S2或(Ti4C2S2和TiS)組成(對(duì)熱軋鋼板而言)，而另一方面，對(duì)冷軋鋼板而言則將該量保持在1×104-5×105個(gè)/mm2的范圍內(nèi)，那么這些特性則可以極有效的方式被證實(shí)。這些新知識(shí)成了本發(fā)明的基礎(chǔ)。下面，講清設(shè)定本發(fā)明鋼板化學(xué)成分的理由。
C0.0010-0.010％碳與鈦結(jié)合生成Ti4C2S2，它是不可缺少的元素。碳含量必須至少為0.0010％，但是，如果碳含量過(guò)大，則所產(chǎn)生的TiC量增加而且隨之金屬的延展性或延伸率下降，屈服極限上升，成形及拉伸-折邊性受到有害的影響。鑒于上述事實(shí)，為保證良好的成形，上限定為0.010％。
Si1.0％或更少硅是改善強(qiáng)度而不損失延展性或延伸率的有效元素，但當(dāng)硅含量過(guò)高時(shí)，退火時(shí)產(chǎn)生的氧化層長(zhǎng)得很大，而且對(duì)后續(xù)的成形過(guò)程產(chǎn)生有害影響，而且還引起鍍鋅層的不均勻分布。由于這些原因，將硅含量限于1.00％或更少，再者，在鋼板的合金熔融鍍鋅過(guò)程中由于形成所述的氧化層而傾向于出現(xiàn)未鍍鋅的部位，所以最好將硅含量限制于0.20％。
Mn0.1-1.0％錳產(chǎn)生MnS，是改善拉伸-折邊性和沖壓加工性的輔助元素。為有效地顯示這些改進(jìn)，錳含量必須為0.10％或更多。然而，當(dāng)此含量過(guò)大時(shí)則對(duì)成形和拉伸-折邊性產(chǎn)生有害效果，所以必須將錳含量限制于1％或更少。
P0.1％或更少磷懸浮于鋼中或形成FeTiP析出物，在前一種情況下，磷是強(qiáng)化元素，相反地則對(duì)成形產(chǎn)生有害影響。在后一種情況下，由于形成析出物，所以發(fā)現(xiàn)沖壓和拉伸-折邊性稍有改進(jìn)，但對(duì)成形的影響極差，所以應(yīng)將磷限于0.1％或更少，較好是限于0.05％或更少。
S0.01-0.025％硫與后面提及的鈦結(jié)合并是在形成主要含Ti4C2S2或(Ti4C2S2和TiS)的析出物時(shí)是不可缺少的元素，為使這些析出物顯示有改善沖壓加工性，Ti4C2S2或(Ti4C2S2和TiS)的量必須為5×103個(gè)/mm2或更多。因此硫含量必須為0.010％或更多。可是這些效果在0.025％時(shí)為最大，而當(dāng)此含量。被超過(guò)時(shí)，不僅對(duì)壓制成型產(chǎn)生有害影響，而且表面缺陷趨于增加，所以將其上限定為0.025％。
順便說(shuō)一下，圖1是針對(duì)基本成分為0.0052％碳、0.01％硅、0.4％錳、0.014％磷、0.03％鋁、0.08％鈦和0.006％氮的鋼板的，表示硫含量自0.002％變到0.037％時(shí)的沖壓加工性和γ值的曲線(xiàn)，在此圖中，經(jīng)箱式退火類(lèi)型的Al鎮(zhèn)靜鋼(C0.044％、Al0.045％有優(yōu)良的沖壓和機(jī)加工特性)被用作對(duì)比試樣。圖2表示硫含量與表面缺陷比率的關(guān)系曲線(xiàn)。
按下述方式進(jìn)行物理性能實(shí)驗(yàn)。將真空熔煉鍛造的40Kg金屬坯加熱到1200℃，然后以30mmt進(jìn)行粗軋，接著，在將此坯加熱到1200℃后，在板厚為4mmt，最終溫度為920℃或更高，軋制溫度為680℃的條件下將其熱軋，而后切成3.2mmt。而后將此金屬冷軋至0.8mmt，而且在1分鐘的，800℃平均溫度的連續(xù)退火后，進(jìn)行1％的軋制調(diào)整，結(jié)果產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)樣品冷軋板。一塊10mm×110mm的試驗(yàn)樣被用來(lái)作γ值測(cè)試，而且在施加0-15％的拉伸應(yīng)變時(shí)測(cè)寬度和板厚。在0.8mmt冷軋鋼上，以9％的間隙沖壓出10mm直徑的環(huán)形后在邊緣測(cè)毛刺高度，而后評(píng)估。對(duì)該冷軋鋼板表面目測(cè)表面缺陷，然后在固定長(zhǎng)度上按找到所出現(xiàn)的表面缺陷的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
如圖1和圖2清楚表示，當(dāng)硫含量小于0.01％時(shí)，沖壓過(guò)程的毛刺高度極大，因而達(dá)不到本發(fā)明的目的。但是硫含量超過(guò)0.025％時(shí)，表面缺陷又大量增加，從而阻礙本發(fā)明目的完成。但當(dāng)硫含量為0.01％或更多，和0.025％或更少，表面缺陷和毛刺高度可被盡可能地限制，并得到高的γ值。
圖1和2中的數(shù)據(jù)示出了硫含量對(duì)冷軋鋼的物理特性所產(chǎn)生的影響，這種影響與對(duì)冷軋進(jìn)行前的熱軋鋼的影響非常相同。將硫含量定在0.001-0.025％的范圍內(nèi)，由于生產(chǎn)的熱軋鋼板具有優(yōu)良的沖壓加工性而無(wú)表面缺陷而被證明是正確的。
N0.01％或更少氮與鈦結(jié)合產(chǎn)生TiN，但TiN實(shí)際上對(duì)改善沖壓加工能力無(wú)任何影響。在與碳結(jié)合的情況下氮減弱鋼的拉伸-折邊性和抗拉性能，因此為避免這種缺點(diǎn)將其上限定為0.01％。
Ti0.2％或更少由于在鋼中產(chǎn)生Ti4C2S2或(Ti4C2S2和TiS)析出物，而且對(duì)沖壓加工性能和拉伸折邊性能產(chǎn)生改善，所以鈦是最重要的元素之一。鈦含量的下限值必須根據(jù)鋼中氮、硫和碳的含量而定。但達(dá)到本發(fā)明效果的最大含量為0.2％，更高的含量不是有效的花費(fèi)。最好鈦含量為0.15％或更少。
除形成Ti4C2S2和TiS之外，鈦還可按照條件與固溶的氮形成TiN，或與固溶的碳形成TiC。鈦的下限值必須通過(guò)考慮它們各自的作用和基于下面的式(1)按碳、硫和氮的含量而定。當(dāng)形成熱軋鋼時(shí)，該值應(yīng)在1.0-3.0的范圍內(nèi)，而對(duì)冷軋鋼而言則在0.8-4.0的范圍內(nèi)，而各種元素的含量根據(jù)與其它元素的關(guān)系調(diào)整。
(Ti*/48)/(C/12+S/32)……式(1)而Ti*＝Ti-(48/14)N。
但對(duì)熱軋鋼而言，當(dāng)該值小于式(1)中的值時(shí)，鈦含量對(duì)于與碳和硫的結(jié)合是不夠的，并且對(duì)產(chǎn)生改善沖壓加工性所需的Ti4C2S2也是不夠的。但當(dāng)該值超過(guò)3.0，而且碳含量也過(guò)量時(shí)，則固溶的碳含量增加，或當(dāng)硫含量過(guò)量時(shí)，則產(chǎn)生MnS和大的TiS，以使無(wú)論在何種情況下，延展性和延伸率很差，而且得不到充分的成形和拉伸-折邊性加工。在冷軋鋼中當(dāng)由上述式(1)的值小于0.8時(shí)，鈦含量對(duì)于與碳和硫的結(jié)合是不夠的，并且對(duì)改善沖壓加工性所需Ti4C2S2也是不足的。但當(dāng)該值超過(guò)4.0，并且碳含量也過(guò)量時(shí)，則固溶的碳增加，或當(dāng)硫過(guò)量時(shí)，產(chǎn)生MnS，以使無(wú)論在任何情況下，延展性和延伸率很差，并且得不到充分的成形和拉伸-折邊性加工。在冷軋鋼的情況下，當(dāng)由上述式(1)所得的值有一定的允許限度時(shí)，因?yàn)?，在冷軋前進(jìn)行的熱軋結(jié)束時(shí)，即使產(chǎn)生一些大的(粗的)TiS，而后續(xù)的冷軋也能將其破碎成較細(xì)的顆粒，這樣預(yù)期對(duì)表面精度的影響沒(méi)有任何大的問(wèn)題。
Al0.1％或更少鋁是這樣一種元素作為抗氧化劑采用它是基本的和不可缺少的。過(guò)高的鋁含量是以非金屬Al2O3為基的夾雜物的來(lái)源，它對(duì)機(jī)械特性和機(jī)加工帶來(lái)有害影響，因而鋁含量被限制于0.1％或更少。
當(dāng)本發(fā)明鋼的特殊性能力析出物以具有主要為T(mén)i4C2S2或(Ti4C2S2和TiS)的組成，而且在1000-10000范圍的尺寸被含于該鋼中時(shí)，機(jī)加工，沖壓和拉抻折邊性明顯改善，而對(duì)成形無(wú)有害影響。但在鋼中產(chǎn)生最佳量的這種主要為T(mén)i4C2S2的析出物的鋼板制造條件，及熱軋時(shí)的溫度和卷取條件是基本的。已經(jīng)證實(shí)，為完成本發(fā)明的目的，將滿(mǎn)足上述化學(xué)成分要求的鋼坯加熱到1100-1200℃的范圍內(nèi)，在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃)至(Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃)的范圍內(nèi)完成熱成型軋制，然后在600-700℃的溫度范圍內(nèi)卷取是足夠的了。
如果此時(shí)的加熱溫度低于1100℃，所產(chǎn)生的MnS的量增加，鋼中的Ti4C2S2析出物的量將減少。如果加熱超過(guò)1200℃，則析出物全部溶解，從而得不到正確量的Ti4C2S2折出物。還有，當(dāng)熱成形軋制溫度超過(guò)700℃時(shí)，以Ti4C2S2為基的析出物則變成FeTiP為基的析出物，從而不能得到本發(fā)明所期望的改進(jìn)的機(jī)加工性和沖壓加工性。對(duì)于卷取溫度未設(shè)特別值作其下限，但如過(guò)低，則不產(chǎn)生以Ti為基的析出物，或即使產(chǎn)生了TiC也得不到Ti4C2S2析出物，從而，500℃或更高的溫度是適宜的。如果制造冷軋鋼板時(shí)的卷取溫度過(guò)低，則TiC析出物不完全，固溶的殘留碳量將使退火的γ值變差，從而，最好將卷取溫度定在600-700℃的范圍內(nèi)。
只要保持上述的加熱和卷取溫度，即使熱終軋溫度有點(diǎn)變化，對(duì)Ti4C2S2產(chǎn)生量幾乎沒(méi)有影響。但是，為得到平滑的熱軋及有穩(wěn)定機(jī)加工性能和產(chǎn)品形狀的熱軋鋼板，最好將終軋溫度定在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃)至(Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃)的溫度范圍內(nèi)。但當(dāng)熱終軋溫度過(guò)低時(shí)，產(chǎn)生FeTiP。這種FeTiP和固溶的碳使壓制成型特性變差。相反，當(dāng)熱終軋溫度過(guò)高時(shí)，產(chǎn)生的大的(粗)TiS的量增加，這在使用此熱軋鋼板時(shí)，特別成為表面缺陷的起源。但是，當(dāng)經(jīng)冷軋并以冷軋鋼板使用時(shí)，上述大的(粗)TiS在冷軋過(guò)程中破碎成小塊，因而不成為表面缺陷的起源。在實(shí)際使用此冷軋鋼板時(shí)，這些TiS析出物是改善沖壓加工性的有效成分。
對(duì)于熱軋后進(jìn)行的冷軋和退火條件無(wú)特殊限制，但是為將在熱軋時(shí)產(chǎn)生的Ti4C2S2析出物的最佳尺寸和分散量保持理想的效果，設(shè)定60-85％的下壓力及后面退火時(shí)的700℃或更高和Ac3點(diǎn)或以下的溫度，而設(shè)定750-850℃的溫度范圍是更為可取的。若將上述設(shè)定的下壓力用于冷軋，即使在完成熱軋后內(nèi)部存有大(粗)的TiS為基的析出物，這些析出物也將在冷軋過(guò)程中被碎成小塊，這樣將不成為表面缺陷的起源，而且該析出物被證實(shí)是獲得改善的沖壓加工性的有效要素。
這樣得到的熱軋或冷軋鋼板可這樣使用，或進(jìn)而電鍍鋅，或熔融鍍鋅以防銹，或進(jìn)行化學(xué)處理，如酸-堿處理或鉻酸鹽處理。因此，有機(jī)塑料涂覆或類(lèi)似的處理當(dāng)然將證實(shí)作為表面處理是有效的。
實(shí)際上只有少數(shù)情況鋼板底座不用某種表面涂覆而使用。這是因?yàn)榫瓦@樣使用熱或冷軋鋼板在外部氣氛中短時(shí)間即產(chǎn)生紅銹。這種銹蝕侵入金屬不僅降低其強(qiáng)度而且還對(duì)驅(qū)動(dòng)部件和電路產(chǎn)生有害影響，這是因?yàn)槊撀滗P粉的緣故。使用表面處理對(duì)于防止產(chǎn)生銹蝕是極有效的方法。本發(fā)明用鋅合金電鍍鋅，這顯示出優(yōu)越的防銹效果而又不對(duì)成形和沖壓加工性產(chǎn)生有害影響。
多種鍍鋅法是可行的，如將鋼板浸于熔融鍍?nèi)芤褐羞M(jìn)行的可熔鍍鋅法、通過(guò)含鋅離子的電解液施加電荷使在鋼板表面沉積金屬鋅的電鍍鋅法，及使蒸發(fā)狀態(tài)的鋅附著于鋼板表面的蒸氣附著鍍鋅法。然而在本發(fā)明中采用電鍍鋅法是符合要求的，因?yàn)榧词拐掣降牟牧舷喈?dāng)薄，鍍鋅層中有精致的外觀，鍍鋅層中材料分布均勻，同時(shí)事實(shí)上沒(méi)有表面缺陷。為使此電鍍鋅層有效地防銹，鍍鋅層附著厚度應(yīng)為3g/m2或更多。如果此附著層不足，則不能保證抗腐蝕性能或必須在此鍍鋅層上形成超厚的塑料涂層，從而損失電接地性。從耐腐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)附著鍍鋅層厚度無(wú)特別限制，但當(dāng)其超過(guò)40g/m2時(shí)，即使該層作得過(guò)厚也不能得到抗腐蝕效果。若鍍鋅過(guò)程的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或鍍鋅層的封閉性過(guò)低，則可出現(xiàn)鍍層的剝落，故其厚度應(yīng)限為40g/m2。
除鍍純鋅之外，本文所用的電鍍鋅層還包括與鋅一起的含Ni、Co和Fe的鋅基鍍層，或可以是低鍍同樣的純鋅或鋅基鍍層，或可能是不同類(lèi)型的預(yù)鍍鋅層，在鍍鋅類(lèi)型中鋅含量可以是50％(重量)或更多。
形成的電鍍鋅層是足以自身完成鋼板的防銹目的的。為將這種鋼板用作如底板材料，除防銹外，最好在該鍍鋅層本身加上防手印性能。達(dá)到此目的極有效的方法是在電鍍鋅層上再涂一層塑料涂層。塑料層的較佳附著量在0.1-2.5％g/m2的范圍內(nèi)。當(dāng)附著的塑料涂層量不足時(shí)則得不到令人滿(mǎn)意的抗蝕性和抗手印性，反之，當(dāng)該量過(guò)大時(shí)，頂層的導(dǎo)電性下降，而且接地性極差。
對(duì)于構(gòu)成塑料層的樹(shù)脂組分類(lèi)型無(wú)特別限制，但最常用的樹(shù)脂是乙烯聚合物樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、尿烷樹(shù)脂、含環(huán)氧樹(shù)脂或乙烯不飽和羧酸聚合物的聚酰胺樹(shù)脂。這些類(lèi)型的樹(shù)脂可按需要單獨(dú)或與二種或多種混合使用。通過(guò)用常規(guī)方法改變這些樹(shù)脂中的官能團(tuán)，或用交聯(lián)溶液加強(qiáng)他們而形成有用的樹(shù)脂組分。此外，比如可應(yīng)用有機(jī)或無(wú)機(jī)的硅化合物來(lái)改善抗手印性，或可將蠟成分少量地加到此樹(shù)脂中來(lái)改善壓制加工時(shí)的表面型劃傷特性，或可將蠟組分引入該樹(shù)脂中的官能團(tuán)中的重整單元中。
塑料涂層最好是作為壓制加工后的表面防護(hù)層，以使抗腐蝕和抗手印。為此，環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯聚合物樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂和尿烷樹(shù)脂中的一種或多種混合的樹(shù)脂作為基本樹(shù)脂是較好的。
最好是添加比如硅石顆粒來(lái)進(jìn)一步改善塑料涂層的抗腐蝕性，附加的硅石顆粒比如是硅的無(wú)機(jī)化合物，其量約為基底樹(shù)脂重量的5％或更多。但當(dāng)硅石顆粒含量過(guò)大時(shí)，它起了防滑材料的作用，結(jié)果提高了涂層的磨擦系數(shù)，降低其潤(rùn)滑質(zhì)量，另外的不足是機(jī)加工后顯示降低了抗腐蝕能力，所以此含量應(yīng)為約30％(重量)或更少，而更好是10％(重量)或更少。
用1～20μm的顆粒尺寸可得到這種硅石顆粒的最好效果。換言之，硅石顆粒越小，則涂層越精細(xì)，因而改善了密封性。結(jié)果改善了涂層的抗腐蝕性和涂覆性(涂層沉積)，但如果所用顆粒小于1μm，則不能得到更大的效果，從而，顆粒尺寸下限為1μm足夠了。反之當(dāng)此尺寸大于20μm時(shí)，涂層表面變粗糙，不能形成精細(xì)的膜，抗腐蝕性也變差。因此較好的顆粒尺寸為4-6μm。這種硅石顆粒作為膠體硅石是已知的，而比如商標(biāo)名“ Snow-Tex XS或Snow-Tex SS”(兩者均由NissanKagaku Kogyo制造，商品名)可購(gòu)得。
對(duì)塑料涂層的形成方法無(wú)任何特殊限制。在用常規(guī)方法在以前述方法制成的熱軋或冷軋鋼板一側(cè)或兩側(cè)形成電鍍鋅層后，可用所需的方法，如輥涂、浸涂或噴涂將塑料層絕于整個(gè)鍍鋅表面上。在鍍鋅鋼板表面完成化學(xué)處理，如鉻酸鹽或酸-堿處理后，此時(shí)形成塑料層將證實(shí)在用塑料涂層加強(qiáng)鍍鋅層的密封性方面是有效的。該涂層當(dāng)然包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例本發(fā)明構(gòu)成和效果的特定實(shí)施例用本文所列的實(shí)施方案說(shuō)明，下文所述的這些實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明無(wú)任何限制而且可在本發(fā)明的可適用的精神的范圍內(nèi)作進(jìn)一步更改，而且上述內(nèi)容包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
在下面實(shí)施方案中所采用的針對(duì)拉伸性能、機(jī)加工性能、沖壓加工性能的性能實(shí)驗(yàn)，鑒定鋼板中析出物的類(lèi)型和量的方法敘述于下。
析出物類(lèi)型和數(shù)量的鑒定通過(guò)用透射電子微鏡以復(fù)制提取法進(jìn)行觀察。以10000倍的放大率，在0.15mm2的視野中尋找析出物的數(shù)量，然后計(jì)算得到1mm2的內(nèi)的析出物數(shù)量。
拉伸性能將按JIS5制成的試塊被用于拉伸試驗(yàn)，屈服點(diǎn)(YP)、抗拉強(qiáng)度(TS)、延伸率(E1)和加工硬化系數(shù)(n值)各被評(píng)定。在100℃再處理60分鐘后以屈服點(diǎn)的上升量評(píng)定非時(shí)效性能(A.I)。
γ值采用10mm×110mm的試塊。當(dāng)施加0％和15％的拉伸應(yīng)變時(shí)測(cè)量該試塊的寬和厚。
沖壓加工性沖壓帶有約12％的間隙和30mm直徑的環(huán)狀試片，并測(cè)量和評(píng)定在邊緣上出現(xiàn)的毛刺高度。
機(jī)加工性用高頻感應(yīng)加熱焊接法焊每塊試塊板而制成外徑60mm的管。以125m/分的切削速度0.06m/轉(zhuǎn)的切下速度進(jìn)行切削。評(píng)定切斷重復(fù)次數(shù)(工具壽命)及切屑(切削廢料)形狀(G00D＝小的，卷曲狀切屑，DEPECT＝長(zhǎng)的卷曲狀切屑)。
拉伸折邊性在每個(gè)試塊板上沖出直徑20mm的孔。沖出的孔(dia/mm)用頂角30°的錐形沖頭擴(kuò)寬，直到裂紋貫穿鋼板厚度。用下式以此時(shí)孔徑(dfmm)求出孔的擴(kuò)張率，然后評(píng)定拉伸折邊性。
孔擴(kuò)張率＝[(df-di)/di]×100(％)實(shí)施方案1將化學(xué)成分如表1的鋼坯加熱到1180℃后，設(shè)定約920℃的熱終軋溫度和630℃的卷取溫度，然后完成熱軋得到厚3.2mm的熱軋鋼板。除拉伸性能，機(jī)加工性能和沖壓加工性能外，還檢測(cè)由熱軋獲得鋼中產(chǎn)生的析出物類(lèi)型和數(shù)量，結(jié)果示于表2。
表1<
1尺寸為1000-10000的析出物數(shù)量。鋼種F和I有FeTiP合金析出物，而其它鋼種為T(mén)i4C2S2型合金析出物*2本發(fā)明實(shí)施例*3對(duì)比例表2
*1本發(fā)明實(shí)施例*2對(duì)比例可將表1和2的結(jié)果解釋如下鋼種A、B和C是軟鋼，而鋼種D是符合本發(fā)明規(guī)定條件的高強(qiáng)度鋼。所有這些鋼種，除具有優(yōu)良的拉伸性能外，還都有優(yōu)良的沖壓和機(jī)加工性能。
反之，E-J的鋼種由于硫含量不足而沖壓加工性能和機(jī)加工性能很差。此外，鋼種E的碳含量過(guò)高，于是因產(chǎn)生了TiC使拉伸性能變差。鋼種H的錳含量過(guò)高，于是因產(chǎn)生MnS使沖壓加工性能變差。鋼種M的碳量不足，以使拉伸性能很差，還有差的沖壓加工性能，因?yàn)楫a(chǎn)生的Ti4C2S2沉淀物量不足。以下的在表2中未示，但由于鋼種F中的硅含量過(guò)大，所以在電鍍鋅的過(guò)程中氧化硅層引起鍍鋅層中的變化，并且鍍鋅層的封閉性差。在鋼種K中被證明由于硫含量過(guò)大，即使沖壓加工性能可令人滿(mǎn)意但拉伸性能很壞，此外在軋制后的鋼板表面上鑒別到表面缺陷，如氣孔和裂紋。在鋼種F和L中，鋼中Ti和碳的量的平衡差，以使不能滿(mǎn)足上述式(1)中的條件。結(jié)果除拉伸性能平衡差之外，沖壓加工性能差，并且抗時(shí)效性能不令人滿(mǎn)意。
實(shí)施方案2采用表1所示的鋼種B(Ar3點(diǎn)877℃)。除加熱溫度、終軋溫度和卷取溫度作了如表3所示的變更外，以與實(shí)施方案1相同的方法進(jìn)行熱軋。熱軋鋼板寬3.2mm。除檢測(cè)各試塊的析出物類(lèi)型和數(shù)量外，正如實(shí)施方案1還檢驗(yàn)了拉伸和沖壓加工性能。結(jié)果示于表4。
表3
*1對(duì)比例*2本發(fā)明實(shí)施例表4
>*1對(duì)比例*2本發(fā)明實(shí)施例表3和4中的符號(hào)B1-B4示出了熱終軋溫度和卷取溫度的適宜溫度范圍。特別是，當(dāng)檢測(cè)加熱溫度的效果時(shí)，在1100-1200℃(B2、B3)范圍內(nèi)加熱的鋼種中，發(fā)現(xiàn)以Ti4C2S2為基的析出物以適宜的尺寸和數(shù)量產(chǎn)生，并且在每種情況下拉伸性能和沖壓加工性能均佳。反之在對(duì)比試樣(B1)中加熱溫度超過(guò)1200℃時(shí)，形成主要為T(mén)iS的析出物，而當(dāng)在對(duì)比試樣(B4)中此溫度低于1100℃時(shí)，形成主要為MnS的析出物，而沖壓加工性和機(jī)加工性能在此兩種情況下均差。
符號(hào)B5-B7示出了加熱溫度和卷取溫度的適宜范圍。特別是，當(dāng)檢測(cè)終軋溫度效果時(shí)，發(fā)現(xiàn)在1100-1200℃(B6)的范圍內(nèi)進(jìn)行加熱的鋼種中，產(chǎn)生適宜尺寸和數(shù)量的Ti4C2S2基析出物，而且在每種情況下，拉伸性能和沖壓加工性能均佳。反之，在對(duì)比試樣(B5)中終軋溫度過(guò)高時(shí)形成主要為MnS的析出物，而在對(duì)比試樣(B7)中，當(dāng)終軋溫度過(guò)低時(shí)，形成主要為FeTiP的析出物，而沖壓性能在此二種情況下均差。
符號(hào)B8-B10表示加熱和終軋的適宜溫度范圍。特別是，當(dāng)檢測(cè)卷取溫度的效果時(shí)，發(fā)現(xiàn)卷取溫度在正確的范圍內(nèi)的鋼種(B10，B11)，產(chǎn)生尺寸和數(shù)量適宜的基本上是Ti4C2S2析出物，而且在每種情況下拉伸和沖壓加工性能均佳。反之，當(dāng)卷取溫度在對(duì)比試樣(B8)中過(guò)高時(shí)，主要為FeTiP的析出物形成，而且得不到滿(mǎn)意的機(jī)加工性能。
實(shí)施方案3在將示于表5的化學(xué)成分的鋼坯加熱到1180℃后，設(shè)定約920℃的終軋溫度和630℃的卷取溫度，然后進(jìn)行熱軋。得到3.2mm厚的熱軋鋼板后，將每塊熱軋鋼板冷軋至0.8mm厚。進(jìn)行800℃，1分鐘的連續(xù)退火后，進(jìn)行百分之1的回火軋制。檢測(cè)各自的拉伸和沖壓加工性能，然后將所得結(jié)果列于表5。
除檢測(cè)上述所得的冷軋鋼中所產(chǎn)生的析出物類(lèi)型和數(shù)量外，還檢測(cè)拉伸，沖壓加工和拉伸折邊性能，而所得結(jié)果示于表6。
表5
*1尺寸為1000-10000的析出物數(shù)量。鋼種F和I具有FeTiP合金的析出物，其它鋼種為T(mén)i4C2S2型合金析出物*2本發(fā)明實(shí)施例*3對(duì)比例表6
*1本發(fā)明實(shí)施例*2對(duì)比例對(duì)表5和6的結(jié)果作如下解釋。
在此實(shí)施方案中，鋼種A、B和C是軟鋼，而鋼種D是符合本發(fā)明規(guī)定條件的高強(qiáng)度鋼。鋼種O是含元素硼的一個(gè)實(shí)施方案。全部這些鋼種除有優(yōu)良的拉伸性能外還有優(yōu)良的沖壓性和機(jī)加工性。
反之，E-J的鋼種均因硫含量不足而使沖壓加工性能差。此外，鋼種E的碳含量過(guò)高，所以由于產(chǎn)生了TiC而拉伸性能不好。鋼種H錳含量過(guò)高，從而因產(chǎn)生MnS而使拉伸性能和拉伸折邊性能不佳。鋼種M的碳含量不足，因此拉伸性能不好，而且沖壓加工和拉伸折邊性能也不好，這是因?yàn)楫a(chǎn)生的Ti4C2S2析出物的量不足的緣故。下列在表2中未示出，但由于鋼種F中硅含量過(guò)高，電鍍鋅時(shí)形成的硅氧化物層引起鍍鋅層的變化，因而鍍鋅層的密封性不良。在鋼種K中證實(shí)了，因?yàn)榱蚝窟^(guò)大，即使沖壓加工性能令人滿(mǎn)意，但拉伸性能也不好，進(jìn)而，如氣孔和裂紋之類(lèi)的表面缺陷也在軋制后的鋼板表面上被發(fā)現(xiàn)。在鋼種F和M中，Ti和C的量的平衡不佳，從而不能滿(mǎn)足上述式(1)的條件，因此，除拉伸性能平衡不好之外，沖壓加工性能和拉伸折邊性能也差，而且抗時(shí)效性能不令人滿(mǎn)意。
實(shí)施方案4采用表5中所示的鋼種B(Ar3點(diǎn)為877℃)。除加熱溫度，熱終軋溫度和卷取溫度作如表7中所示的變更外，以與實(shí)施方案3相同的方法進(jìn)行熱軋。熱軋鋼板厚3.2mm，進(jìn)而冷軋至板厚0.8mm。進(jìn)行1分鐘，800℃的連續(xù)退火后，進(jìn)行百分之1的回火軋制，結(jié)果得到冷軋鋼。檢測(cè)各自的拉伸性能，拉伸折邊性能和沖壓加工性能，所得結(jié)果示于表8。
表7<
>*1對(duì)比例*2本發(fā)明實(shí)施例表8<
>*1對(duì)比例*2本實(shí)用新型實(shí)施例表7和8中的符號(hào)B1-B4示出了終軋溫度和卷取溫度的合適溫度范圍。特別是，當(dāng)檢測(cè)加熱溫度的影響時(shí)，在1100-1200℃的范圍內(nèi)加熱的鋼種(B2、B3)中發(fā)現(xiàn)，生成了尺寸和數(shù)量適宜的Ti4C2S2為基的析出物，而且在各種情況下，拉伸性能，拉伸折邊性能和沖壓加工性能均佳。反之，當(dāng)對(duì)比樣品B1中的加熱溫度超過(guò)1200℃時(shí)，形成主要為MnS的析出物，而當(dāng)在對(duì)比試樣(B4)中該溫度低于1100℃時(shí)，形成主要為T(mén)iS的析出物，在此兩種情況下沖壓加工性能均差。
符號(hào)B5-B7示出了加熱和卷取溫度的適宜范圍。特別是，當(dāng)檢測(cè)終軋溫度的影響時(shí)，在于1100-1200℃的范圍內(nèi)進(jìn)行了加熱的鋼種中(B6)，發(fā)現(xiàn)形成了尺寸和數(shù)量適宜的主要為T(mén)i4C2S2的析出物，而拉伸性能，拉伸折邊性能和沖壓加工性能在各種情況下均佳。反之，當(dāng)在對(duì)比試樣(B5)中的終軋溫度過(guò)高時(shí)，只形成MnS析出物，而當(dāng)在對(duì)比試樣(B7)中熱終軋溫度過(guò)低時(shí)，則形成主要是FeTiP的析出物，而在此兩種情況下，沖壓加工性能均不好。
符號(hào)B8-B10示出了加熱和熱終軋溫度的適宜范圍。尤其是在檢測(cè)卷取溫度的影響時(shí)，在卷取溫度于正確范圍內(nèi)的鋼種(B9)中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了尺寸和數(shù)量適宜的Ti4C2S2和TiS為主的析出物，而且拉伸性能，拉伸折邊性能和沖壓加工性能在各種情況下均佳。反之，當(dāng)對(duì)比試樣(B8)中的卷取溫度過(guò)高時(shí)，形成主要為FeTiP的析出物，而且得不到令人滿(mǎn)意的拉伸折邊性能。當(dāng)對(duì)比試樣(B10)中的卷取溫度過(guò)低時(shí)，不能以足夠的量產(chǎn)生主要為T(mén)i4C2S2和TiS的析出物，因而沖壓加工和拉伸折邊性能有點(diǎn)下降。
實(shí)施方案5將從實(shí)施方案3的冷軋鋼板中采用的鋼種A、B和C所得的冷軋鋼板，以常規(guī)方法，在其表面鍍鋅，從而形成1-50g/m2的鍍鋅層。然后進(jìn)行鉻酸鹽處理，以使在鍍鋅層上形成的鉻沉淀物轉(zhuǎn)化成10mg/m2的金屬鉻。
乙烯基的樹(shù)脂、酯或尿烷樹(shù)脂被用來(lái)與轉(zhuǎn)變成尺寸為4-6μm固體形成的膠體硅顆?；旌?，其是為該樹(shù)脂中10％份配合比，然后以0.05-3g/m2的量涂覆，以便得到表面處理過(guò)的鋼板。評(píng)定抗腐蝕，抗手印及接地性能，結(jié)果示于表9抗腐蝕性按JIS Z2371中所列的方法進(jìn)行鹽噴霧實(shí)驗(yàn)，然后評(píng)定產(chǎn)生1％白色銹蝕的時(shí)間。
O＝240小時(shí)或更多，X＝小于240小時(shí)。
抗手印能力將試塊浸入在40℃的50％白色凡士林溶液中，然后取出，測(cè)量和評(píng)定涂凡士林部分和未涂凡士林部分的退色。涂和未涂凡干林部分間的色差(ΔE)為“3或更少”則表示良好的抗手印性。
O＝ΔE為3或更少 X＝大于ΔE接地性以實(shí)驗(yàn)物相隔100mm安置的接頭之間的表面電阻測(cè)量試塊的表面導(dǎo)電性，然后評(píng)價(jià)結(jié)果。
O＝表面電阻為200歐或更小X＝表面電阻為200歐或更大綜合評(píng)價(jià)O＝滿(mǎn)意X＝不滿(mǎn)意表9
*1樹(shù)脂類(lèi)型詳情乙烯由乙烯不飽和羧酸構(gòu)成的含20％(重量)丙烯酸的乙烯聚合物樹(shù)脂。脂聚酯樹(shù)脂，由Toyo Bosekl Co制造的商品名為*BYRON 20SS*的產(chǎn)品。尿烷聚尿烷樹(shù)脂，由Daiichi Kogyk Chemical Co制造的商品名為*SUPERFLEX*的產(chǎn)品。
可將表9的結(jié)果解釋于下。
實(shí)施方案№1-5的電鍍鋅層和塑料涂覆鋼材的化學(xué)成分和量符合本發(fā)明規(guī)定的條件。還得到了板好耐腐蝕性，抗手印和接地性的效果。
反之，№6由于電鍍鋅層和塑料涂層的附著量不足所以抗腐蝕和抗手印性差?！?由于涂塑料過(guò)多所以接地性差。№8由于未涂塑料層所以抗腐蝕性和抗手印性差。№9由于涂塑料量不足所以不能提供滿(mǎn)意的抗腐蝕性和抗手印性。本發(fā)明是如上所述完成的，而且除鋼材的組成元素外，尤其將鈦、硫、錳和氮的含量作為調(diào)整，而硫、氮和碳量與鈦量的相互關(guān)系被適當(dāng)控制，以使以合適的量和尺寸產(chǎn)生Ti4C2S2析出物。這使得有極佳沖壓加工性能的薄鋼板得以產(chǎn)生而又不損失其成型和機(jī)加工性能。本發(fā)明的方法還使得有這些性能的薄鋼板得以在按工業(yè)規(guī)?？煽康厣a(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種提供優(yōu)良機(jī)械性能的鋼板、它包含主要由Ti4C2S4構(gòu)成的析出物并滿(mǎn)足下列元素規(guī)定量的條件(重量％)碳0.0010-0.010％硅1.0％或更少錳0.1-1.0％磷0.1或更少硫0.01-0.025％氮0.01％或更少鈦0.2％或更少余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述的元素滿(mǎn)足下式的條件(Ti*/48)/(C/12+S/32)＝0.8-4.0Ti*＝Ti-(48/14)N。
2.按照權(quán)利要求1的優(yōu)良機(jī)械性能的鋼板，其中，析出物內(nèi)部主要包含Ti4C2S2，其尺寸為1000-10000，而數(shù)量為5×103個(gè)/mm2或更多。
3.按照權(quán)利要求2的優(yōu)良機(jī)械性能的鋼板，其中該鋼板為熱軋鋼板并滿(mǎn)足下式(Ti*/48)/(C/12+S/32)＝1.0-3.0Ti*＝Ti-(48/14)N。
4.按照權(quán)利要求2的優(yōu)良機(jī)械性能的鋼板，其中，該鋼板是冷軋鋼板，而且主要含T4C2S2的析出物，還包括TiS和Ti4C2S2，而所述析出物的尺寸為1000-10000，其量為1×104-5×105個(gè)/mm2.
5.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的優(yōu)良機(jī)械性能的鋼板，其中該鋼板滿(mǎn)足列元素規(guī)定量的條件重量％。碳0.0010-0.008％硅0.25％或更少錳0.20-1.0％磷0.05％或更少鈦0.15％或更少
6.按照權(quán)利要求1的鍍鋅鋼板，其中該鋼板的至少一側(cè)以量為3-40g/m2鍍鋅或鋅合金。
7.按照權(quán)利要求5的樹(shù)脂涂層鋼板，其中在所述鍍鋅或鋅合金板上形成塑料涂層，附著量為0.1-2.5g/m2。
8.一種提供優(yōu)良機(jī)械性能并滿(mǎn)足下列元素規(guī)定量的條件(重量％)的熱軋鋼板的制造方法，碳0.0010-0.010％硅1.0％或更少錳0.1-1.0％磷0.1或更少硫0.01-0.025％氮0.01％或更少鈦0.2％或更少余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述的元素滿(mǎn)足下式的條件(Ti*/48)/(C/12+S/32)＝1.0-3.0Ti*＝Ti-(48/14)N。所述制造方法包括步驟在1100-1200℃的溫度范圍內(nèi)加熱所述鋼，然后在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃)至(Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃)的溫度范圍內(nèi)完成熱軋，接著在不大于700℃的溫度范圍卷取，以使產(chǎn)生內(nèi)部主要為T(mén)i4C2S2，尺寸為1000-10000，數(shù)量為5×103個(gè)/mm2或更多的析出物。
9.一種提供優(yōu)良機(jī)械性能并滿(mǎn)足下列元素規(guī)定量的條件(重量％)的冷軋鋼板的制造方法碳0.0010-0.010％硅1.0％或更少錳0.1-1.0％磷0.1或更少硫0.01-0.025％氮0.01％或更少鈦0.2％或更少余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述鋼滿(mǎn)足下式的條件(Ti*/48)/(C/12+S/32)＝0.8-4.0Ti*＝Ti-(48/14)N。所述的制造方法包括步驟在1100-1200℃的溫度范圍內(nèi)加熱所述鋼，在(Ar3轉(zhuǎn)變溫度+80℃)至(Ar3轉(zhuǎn)變溫度-40℃)的溫度范圍內(nèi)完成熱軋，接著在600-700℃的溫度范圍卷取，將該鋼冷軋后進(jìn)行退火，以使產(chǎn)生內(nèi)部主要含Ti4C2S2或Ti4C2S2和TiS，尺寸為1000-10000，數(shù)量為1×104-5×105個(gè)/mm2的析出物。
全文摘要
公開(kāi)了一種鋼板，所述鋼板由含規(guī)定量的C、Si、Mn、P、S、N和Ti的鋼制成，且所述鋼還滿(mǎn)足下式的條件(TiTi
文檔編號(hào)C22C38/02GK1138106SQ9610598
公開(kāi)日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1996年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月9日
發(fā)明者三木政一, 內(nèi)海幸博, 向井陽(yáng)一, 巖井隆房, 加瀨友博, 塚谷一郎, 岡野洋一郎, 星野矩之, 西村哲臣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所