專利名稱：一種二次冷軋鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼種及其制造方法。
背景技術(shù)：
為了節(jié)約成本，越來(lái)越多的行業(yè)要求減少實(shí)際應(yīng)用中鋼材料的厚度，例如食品、化工等行業(yè)中用于包裝的鋼材料，需要減少厚度。但是鋼材料厚度的減少不能以影響用戶的使用性能，因此，目前行業(yè)對(duì)鋼材料的要求是在材料減薄的同時(shí)，材料的強(qiáng)度也應(yīng)提高，也就說(shuō)為了保證產(chǎn)品的承載能力，在減少材料厚度的同時(shí)必須要提高材料強(qiáng)度值。
二次冷軋產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、厚度較薄的特點(diǎn)，對(duì)于最終用戶在保證最終產(chǎn)品質(zhì)量前提下，減薄使用材料的厚度，降低罐用材料的消耗起著決定性作用，因而，二次冷軋?jiān)谙嚓P(guān)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
目前大多二次冷軋材生產(chǎn)工藝是用二次冷軋的軋制效果增加和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)強(qiáng)度，從而來(lái)滿足減薄增強(qiáng)度的目的，這樣的生產(chǎn)工藝會(huì)使得二次冷軋變形率很大，且軋制規(guī)格還會(huì)受到限制。隨著厚度減薄材料對(duì)二次冷軋軋制要求的逐漸提高，希望能獲得一種減薄增強(qiáng)度的材料，其在二次冷軋軋制時(shí)可以降低軋制負(fù)荷，并使鋼材料在二次冷軋鍍錫鍍鉻涂裝后的烘烤硬化效果下能滿足制罐產(chǎn)品強(qiáng)度的生產(chǎn)要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種二次冷軋鋼，其可以獲得優(yōu)良的烘烤硬化性能及加工性能，且能夠滿足高強(qiáng)度減薄材的要求。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種二次冷軋鋼的制造方法，該制造方法通過(guò)合理的工藝設(shè)計(jì)可以提高鋼材料在涂裝后的烘烤硬化性能，其解決了高強(qiáng)減薄鋼材的可生產(chǎn)制造性問(wèn)題,生產(chǎn)成本較低且生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明提供了一種二次冷軋鋼，其化學(xué)元素質(zhì)量百分含量為
C 0. 005 O. 015%,
Mn :0. 50 1. 00%,
Al :0. 01 O. 04%，
N :0. 004 O. 01%,
余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
為了使本發(fā)明所述的二次冷軋鋼能夠產(chǎn)生涂裝后較好的烘烤硬化效果，相應(yīng)的化學(xué)元素成分設(shè)計(jì)原理如下
C : 由于C在鋼材料中以間隙原子和滲碳體的形態(tài)存在，在鋼中具有強(qiáng)化作用。為了能強(qiáng)化鋼材料，需要保留一定含量的碳來(lái)提高鋼材料的強(qiáng)度，同時(shí)，考慮碳以間隙原子存在的釘扎作用使得鋼材料在涂裝時(shí)具備烘烤硬化效果，特別是碳含量在0.010%左右時(shí)更加明顯。如果碳含量太低，則起不到強(qiáng)化和烘烤硬化作用，但是碳含量太高，雖然能得到較高的烘烤硬化值，但是鋼材料的焊接性能會(huì)變差。因此，本發(fā)明的C含量應(yīng)控制在O. 005 O. 015%之間的范圍內(nèi)。
Mn :與C元素相同，Mn也是鋼材料的強(qiáng)化元素，在鋼材料中適當(dāng)加入少量Mn有利于鋼材料強(qiáng)度的提高，同時(shí)所添加的Mn可以和雜質(zhì)元素S結(jié)合生成MnS，以減少表面熱脆， 避免表面質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，所以本發(fā)明中Mn元素的含量應(yīng)控制為O. 50 1. 00%ο
Al A1作為脫氧劑在煉鋼步驟時(shí)添加，其可以有利于材料表面質(zhì)量和加工性能。 當(dāng)Al小于O. 01%時(shí)，鋼水中的自由氧含量較高，會(huì)影響鋼水的純凈度，導(dǎo)致鋼材料的表面質(zhì)量且導(dǎo)致其加工性能變差，而當(dāng)Al大于O. 04%時(shí)，過(guò)多的Al添加量使鋼材料的N析出過(guò)度， 間隙原子N的減少對(duì)鋼材料的烘烤硬化性能不利。所以，將本發(fā)明中Al元素的質(zhì)量百分含量設(shè)計(jì)為O. 01 O. 04%O
N:由于N在鋼材料中以間隙原子和AlN的形態(tài)存在，在鋼中具有很強(qiáng)的強(qiáng)化作用， 同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮到N以間隙原子存在的釘扎作用使得鋼材料具備烘烤硬化的效果。當(dāng)N過(guò)少時(shí)，鋼材料的烘烤硬化效果不足，當(dāng)N過(guò)多時(shí)，鋼材料的烘烤硬化效果過(guò)高，會(huì)劣化鋼板涂裝后的加工性能。故本發(fā)明中的N需要控制在O. 004至O. 01%范圍之間。
本技術(shù)方案中的雜質(zhì)元素主要是P元素和S元素，其含量越低，鋼材料的加工性越好。雖然P可以提高鋼材料的強(qiáng)度，但是P也會(huì)導(dǎo)致鋼材料的脆性且劣化其耐蝕性；s對(duì)鋼材料來(lái)說(shuō)是有害元素，會(huì)產(chǎn)生大量的夾雜物，影響鋼材料的韌性；特別是對(duì)制罐領(lǐng)域在后道工 序的翻邊之類二次加工性、耐蝕性不利，所以P與S的含量需要盡可能的低。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還相應(yīng)地提供了一種二次冷軋鋼的制造方法，其依次包括步驟冶煉、精煉、熱軋卷取、酸洗、冷軋、連續(xù)退火和二次冷軋步驟。
本發(fā)明所述的二次冷軋鋼的制造方法，配合上述的成分設(shè)計(jì)，制造出的二次冷軋鋼具有所需要的烘烤硬化性能和加工性能。
進(jìn)一步地，在上述二次冷軋鋼的制造方法中，所述二次冷軋步驟之后還具有精整步驟。
進(jìn)一步地，在上述二次冷軋鋼的制造方法中，在熱軋卷取步驟，將板坯加熱至彡 1180。。。
在熱軋卷取步驟中，控制加熱溫度> 1180°C是因?yàn)闊彳埣訜釡囟仍礁?，材料中C、 N原子固溶越多，鋼材料的硬度也就越高，而AlN開始溶解溫度在1150°C左右，，所以將加熱溫度> 11800C，確保AlN能夠得到比較充分的固溶。
進(jìn)一步地，在上述二次冷軋鋼的制造方法中，在熱軋卷取步驟，控制終軋溫度彡Ar3溫度。
終軋溫度采用了高于Ar3的溫度進(jìn)行軋制的原因在于當(dāng)終軋溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)容易產(chǎn)生氧化鐵皮，當(dāng)終軋溫度過(guò)低時(shí)，不易使碳溶解到奧氏體中，因而將終軋溫度控制在彡Ar3溫度。
進(jìn)一步地，在上述二次冷軋鋼的制造方法中，在熱軋卷取步驟，控制卷取溫度 (600。。。
如果卷取溫度大于600°C時(shí)，AlN則會(huì)過(guò)度析出，導(dǎo)致成品硬度低、烘烤硬化值低， 所以將卷取溫度控制在< 600°C。
進(jìn)一步地，在上述二次冷軋鋼的制造方法中，在連續(xù)退火步驟，控制退火溫度600 700。。。
在連續(xù)退火步驟中，由于退火溫度對(duì)鋼材料成品硬度影響頗大，對(duì)其烘烤硬化值也產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)退火溫度太低時(shí)，鋼材料硬度過(guò)高，加工性能變差，但當(dāng)退火溫度過(guò)高時(shí)，鋼材料硬度又偏低，相應(yīng)地其烘烤硬化值也偏低；所以將退火溫度控制在60(Γ700 的范圍之間。
進(jìn)一步地，在上述二次冷軋鋼的制造方法中，在二次冷軋步驟，控制二次冷軋率為 5 25%。
二次冷軋變形率對(duì)鋼材料的硬度和烘烤硬化值均有顯著的影響，隨著二次冷軋變形量的增加，鋼材料的硬度增加而其烘烤硬化值下降，過(guò)大的二次冷軋率會(huì)使鋼材料的烘烤硬化值下降，太小的二次冷軋率會(huì)使鋼材料得不到所需要的硬度，而且容易產(chǎn)生時(shí)效產(chǎn)生滑移線，故將本發(fā)明所述的制造方法中的二次冷軋率控制在5 25%。
由于二次冷軋材主要用于硬度較高的二片罐、三片罐罐身和罐頂?shù)咨w用途，其具有一定的抗內(nèi)外壓力要求，因此，不僅要求鋼材料的硬度高、而且需要鋼材料具備有一定的沖壓加工性和焊接性。但是，現(xiàn)有技術(shù)中提高原材料硬度采用的方法要么是在成分設(shè)計(jì)時(shí)添加過(guò)多碳等元素，要么是在工藝流程中加大二次冷軋率，而這兩種方法對(duì)于鋼材料的制造及使用的加工性能和焊接性能均會(huì)產(chǎn)生不利影響。而本發(fā)明所述的二次冷軋鋼在合理的成分設(shè)計(jì)及采用較小的二次冷軋變形量的情況下，經(jīng)過(guò)鍍錫鍍鉻涂裝后的硬度較之于現(xiàn)有技術(shù)中的二次冷軋的硬度有所提高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的二次冷軋鋼，合金成分含量少，具有較高的強(qiáng)度和硬度及良好的加工性能，該二次冷軋鋼在經(jīng)過(guò)涂裝后具備優(yōu)質(zhì)的烘烤硬化性能，可以滿足相關(guān)領(lǐng)域?qū)?yīng)用于制罐包裝的鋼材料所提出的高強(qiáng)減薄的要求，能夠廣泛地應(yīng)用于食品、 化工、日用化學(xué)品及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。
本發(fā)明所述的二次冷軋鋼的制造方法，較之于現(xiàn)有技術(shù)，將合理的成分設(shè)計(jì)與改良的制造步驟相配合，通過(guò)間隙原子強(qiáng)化作用，在采用較小的二次冷軋變形量的情況下，就可以獲得強(qiáng)度高，厚度薄，烘烤硬化性能與加工性能均上佳的鋼材料，并且生產(chǎn)成本較低， 鋼板質(zhì)量穩(wěn)定，適合于各領(lǐng)域的工廠及企業(yè)進(jìn)行工業(yè)化、大規(guī)?；纳a(chǎn)操作。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例A-D及比較例E-F
按照下述步驟制造本發(fā)明所述的二次冷軋鋼
(I)轉(zhuǎn)爐冶煉，控制各化學(xué)元素的配比如表I所示；
(2)爐后精煉；
(3)熱軋將板坯加熱至彡1180°C，終軋溫度彡Ar3溫度，卷取溫度彡600°C
(4)酸洗；
(5)冷軋冷軋壓下率為50 90% ；
(6)連續(xù)退火退火溫度600 700°C ；
(7) 二次冷軋二次冷軋率為5 25%。
(8)精整成成品卷。
表I實(shí)施例A-D及比較例E-F中的二次冷軋鋼的各組分的質(zhì)量百分配比(wt. %)
權(quán)利要求
1.一種二次冷乳鋼，其特征在于，其化學(xué)元素質(zhì)量百分含量為C :0. 005 O. 015%，Mn:O. 50 1. 00%,Al:O. 01 O. 04%,N:O. 004 O. 0100%, 余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，依次包括步驟冶煉、精煉、熱軋卷取、酸洗、冷軋、連續(xù)退火和二次冷軋步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，所述二次冷軋步驟之后還具有精整步驟。
4.如權(quán)利要求2或3所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，在熱軋卷取步驟，將板坯加熱至≥1180°C。
5.如權(quán)利要求2或3所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，在熱軋卷取步驟，控制終軋溫度≥Ar3溫度。
6.如權(quán)利要求2或3所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，在熱軋卷取步驟，控制卷取溫度≤600°C。
7.如權(quán)利要求2或3所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，在連續(xù)退火步驟，控制退火溫度600 700°C。
8.如權(quán)利要求2或3所述的二次冷軋鋼的制造方法，其特征在于，在二次冷軋步驟，控制二次冷軋率為5 25%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次冷軋鋼，其化學(xué)元素質(zhì)量百分含量為C0.005～0.015%，Mn:0.50～1.00%，Al:0.01～0.04%，N:0.004～0.0100%，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了該二次冷軋鋼的制造方法。本發(fā)明所述的二次冷軋鋼具有較高的強(qiáng)度，較大的硬度及較薄的厚度，具有良好的烘烤硬化性能和加工性能。
文檔編號(hào)C21D8/00GK103045937SQ20121054462
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者班必俊, 潘亮 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司