一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢及其生产方法技术

技术编号:19447895 阅读:121 留言:0更新日期:2018-11-14 17:06
一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢及其生产方法,其化学成分重量百分比为:C≤0.01%,Si≤0.01%,Mn:0.05~0.15%,P≤0.012%,S≤0.006%,Al≤0.005%,N:≤0.005%,B:0.0005~0.002%,O:0.024~0.06%,其余为Fe和不可避免的杂质;且满足关系式0.5≤B/(N‑0.0025)≤1.0。本发明专利技术含硼钢的抗拉强度300~400MPa,延伸率在40%以上。本发明专利技术钢成分为近似纯铁的低C‑Si‑Mn设计并添加适量的B,采用控制轧制的方式生产,生产工艺简单,成本较低。该钢除了具有优良的塑性及钢铝覆合性能外,能够满足单道次大变形(80‑90%)要求,用其作基板生产的覆铝板带具有优良的表面质量。

【技术实现步骤摘要】
一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢及其生产方法
本专利技术属超低碳钢制造领域,涉及一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢及其生产方法。
技术介绍
随着技术和经济的发展,对金属材料的性能要求越来越高,单一组成的金属材料常常难以同时满足实际使用过程中多方面性能的要求。选取两种或两种以上的金属材料采用各种不同工艺制成复合板材能够满足特殊的综合性能要求。覆铝钢是在室温条件下通过轧制将铝膜覆在带钢表面形成表面为铝、芯层为钢的复合板带,其既有钢的强度,同时具有铝的散热性好、耐蚀、轻便及美观特性,特别是大幅度降低了成本。在家电面板、汽车零部件、食品加工托盘等领域应用的覆铝板不仅要求具有良好的钢铝结合强度,同时要求具有优良的冲压性能及高的表面质量,特别是后面两个要求,目前的覆铝产品难以满足。中国专利公开号CN102019727公开了“冷却器用覆铝钢带及其制备方法和其所用的钢带及铝合金带”,介绍了生产复合带材的方法、工艺,虽然提及了所用的基板,但其主要用于生产较厚的覆铝带钢,塑性变形能力不充分,难以满足大变形要求(单道次变形不超过70%),且表面质量较差。覆铝带钢生产所用的基板在复合带材生产过程中与表面的铝膜一起变形,所以要求具有与铝相当的强度及塑性,所以一般强度低、塑性优良。但覆铝基板同时还要求具有良好的钢铝覆合性能,所以通常的低强度钢难以用于覆铝钢生产。日本专利技术号JP2005281806公开了“具有优良韧性的低屈服点钢及其生产方法”,其属于屈服强度较低,延伸率较高的低合金结构钢,屈服强度一般在200MPa左右。这些专利一般为厚板产品,在成分设计上以较低的C-Si-Mn为基础添加了Cr、Mo、Ni、Cu、B等合金中的一种或多种成分,主要用于抗震阻尼器的生产。中国专利公开号CN101775535A公开了“160MPa级抗震用低屈服点钢、钢板及其制造方法”,该专利涉及钢种的在力学性能上与本专利技术较为接近,但其它性能及用途不同。该专利涉及钢种为厚板产品,主要用于抗震阻尼器制作,不具有良好的钢铝覆合性能。中国专利公开号CN101525720公开了“一种新型的用于制备覆铝钢带的专用基体钢带”,该专利所涉及钢种为高合金成分,其中Mn含量在15-30%,轧制变形看,所述基体钢带变形量约为50%,难以达到单道次最高达90%的变形要求。从其专利说明书可以看出该专利涉及钢种未采取措施改善应变集中问题,表面易出现横向条纹缺陷。从与现有专利的对比可发现,现有的覆铝钢产品单道次变形量只有50%,同时存在应变集中问题,使得表面易出现横向条纹缺陷,难以进行冲压加工;而低屈服点钢虽然塑性优良,具备大变形能力,但钢铝结合性能差,无法进行钢铝的覆合加工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢及其生产方法,所述钢种的抗拉强度300~400MPa,延伸率在40%以上。具有优良的塑性及钢铝覆合性能,能够满足单道次大变形(80-90%)要求,用其作基板生产的覆铝板带具有优良的表面质量。为达到上述目的,本专利技术的技术方案是:本专利技术钢成分为近似纯铁的低C-Si-Mn设计并添加适量的B,采用控制轧制的方式生产。具体的,本专利技术的一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢,其化学成分重量百分比为:C≤0.01%,Si≤0.01%,Mn:0.05~0.15%,P≤0.012%,S≤0.006%,Al:≤0.005%,N:≤0.005%,B:0.0005~0.002%,O:0.024~0.06%,其余为Fe和不可避免的杂质;且满足关系式0.5≤B/(N-0.0025)≤1.0。本专利技术所述钢的显微组织为均匀的等轴状铁素体+少量贝氏体组织。所述钢的抗拉强度300~400MPa,延伸率在40%以上。钢板一般通过固溶强化,析出强化、位错强化和晶界强化等手段提高强度。本专利技术钢成分设计中:C通过固溶强化会使屈服强度升高,延伸率降低,对冲压性能不利;同时较高的C易在位错等缺陷位置偏聚,对表面质量不利。根据实际的炼钢工艺,应尽可能降低其含量,0.01%为上限。Si为脱氧元素,也是固溶强化元素,使屈服强度升高、延伸率降低,但适当的Si有利于改善钢铝界面结合性能,所以控制Si的上限0.01%。Mn也是钢中常见的强化元素,通过固溶强化提高屈服强度,使延伸率降低;但适量的Mn能够与钢中的S结合生成MnS,减低钢的热脆性,但过高的Mn固溶Mn阻碍回复并抑制再结晶晶粒的长大,降低γ织构(ND∥<111>)强度,对钢板的冲压成形十分不利,所以其含量控制在0.05~0.15%。较高的P引起钢的“冷脆”,使塑性和冲击韧性降低,并使钢的焊接性能与冷弯性能变差,且P对钢铝界面结合不利,所以应尽量降低钢中P的含量,本专利技术中要求其含量控制在0.012%以下。S对钢的性能不利,易引发钢的“热脆性”,降低钢的低温韧性,同时恶化钢铝界面结合性能。Mn的加入能够与S形成MnS,提高Mn/S比能够提高热延展性,要求控制其S含量在0.006%以下。Al是钢种重要的脱氧元素,但较高的Al易扩散到钢铝结合界面,恶化界面结合强度。所以必须控制其含量在一定范围内,本专利技术中要求其含量以0.005%为上限。N能够与钢中的Al形成AlN颗粒,同时N与C类似,易于在位错处偏聚形成柯氏气团,导致应变集中,影响冲压性能,而且过高的N也恶化冲击韧性,所以控制其含量上限为0.005%。B是钢中极为活泼的元素,易于C、N形成化合物。同时B易于在奥氏体晶界及位错处偏聚,从而能够抑制其它间隙原子在此处的偏聚作用。而且B的偏聚不阻碍位错运动,使得应变均匀。但过高的B易促进淬透性的提高导致强度过高降低冲压性能,所以限定B的含量0.0005~0.002%,并且在N含量高于0.0025时B与N的含量满足关系式0.5≤B/(N-0.0025)≤1.0。氧(O)元素能够抑制钢中Al元素对钢铝界面结合的不利作用,所以要求适当添加一定含量的O元素。另外,由于本专利技术中限制Si、Al的含量在极低的范围内,所以钢中的氧含量不可避免的偏高。但过高的氧会产生皮下气泡,疏松等缺陷,并加剧硫的热脆作用。在钢的凝固过程中,氧将会以氧化物的形式大量析出,会降低钢的塑性,冲击韧性等加工性能。所以限制其含量0.024~0.06%。本专利技术涉及钢种,要求具有优良的塑性以满足覆铝轧制,并在良好的钢铝结合性能基础上满足单道次大变形(80-90%)、冲压及高表面质量要求。通过控制钢中C、N含量在0.005%以下,调整基板强度及间隙原子在位错处的偏聚,解决了表面变形不均匀问题,提高表面质量并保证冲压性能;而0.005-0.002B的加入进一步限定了C、N原子在晶界的分布,有利于冲压性能的提高;同时控制Si、Al及O成分在特定的范围则保证了专利技术钢种具有优良的钢铝结合性能。而对P、S的成分控制有利于获得内质优良的钢坯,提高钢板的钢铝结合性能及低温韧性等,对Mn的成分限定为0.05-0.15%则对覆铝性能有利。总体上,采用上述要求的成分体系,能够获得满足要求的专利技术钢种。本专利技术所述的适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢的生产方法,其包括,1)冶炼按上述成分经铁水预处理、转炉顶底复合吹炼、炉外精炼、连铸成板坯;2)板坯再加热,加热温度1200本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢,其化学成分重量百分比为:C≤0.01%,Si≤0.01%,Mn:0.05~0.15%,P≤0.012%,S≤0.006%,Al≤0.005%,N≤0.005%,B:0.0005~0.002%,O:0.024~0.06%,其余为Fe和不可避免的杂质;且满足关系式0.5≤B/(N‑0.0025)≤1.0。

【技术特征摘要】
1.一种适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢,其化学成分重量百分比为:C≤0.01%,Si≤0.01%,Mn:0.05~0.15%,P≤0.012%,S≤0.006%,Al≤0.005%,N≤0.005%,B:0.0005~0.002%,O:0.024~0.06%,其余为Fe和不可避免的杂质;且满足关系式0.5≤B/(N-0.0025)≤1.0。2.如权利要求1所述的适应大变形及易冲压的覆铝基板用含硼钢,其特征在于,所述钢的显微组织为均匀的等轴状铁素体+少量贝氏体组织。3.如权利要求1或2所述的适应大变形及冲压加工的高表面覆铝基板用钢,其特征在于,所述钢的抗拉强度300~400MPa,延伸率在40%以上。4.如权利要求1所述的适应大变形及易冲压的...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋凤明王巍王焕荣陆敏王俊凯刘运华
申请(专利权)人:宝山钢铁股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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