具有良好抗带钢单向起皱性能的易成型薄钢板的生产方法技术

生产抗带钢单向起皱性能良好的易成型薄钢板的方法．上述方法包括，当把低碳钢轧制成规定厚度时，至少在一个轧制道次内，在应变速率不低于３００（Ｓ＋［－１］）．温度范围在８００到３００℃的条件下，精轧低碳钢，以及随后进行再结晶退火．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及具有良好的抗起皱性能及可成型性能的薄钢板。本专利技术特别涉及的是，在得到实验上承认的基础上，通过控制轧制条件，对无冷轧工序的简化生产工序所做的开发与研究的研究成果。 作结构材料，汽车壳体材料，外壳材料以及各种表面处理过的原钢板用的约2毫米或小于2毫米厚的薄钢板，要求具有高延展性和高兰克福特(Lankford)值(r-值)，以便得到良好的弯曲成型性，瓢曲成型性和可拉性。 为了改善薄钢板成型时的屈服，近来已在增加成型过程中需瓢曲部分的数量，因为瓢曲能减少材料入流量防止在成型时产生折皱。特别是，为了这个目的，材料特性要求有高n-值(不小于0.23)(应变硬化指数)。 即使在个别方向上成型性良好，但是晶面各向异性大的，在成型后会形成折皱，这是因为实际成型是二维的。如果各向异性小，需切掉的耳子量小，减少空白区，从而大大提高薄钢板的屈服。可按照△Ee(伸长率的各向异性参数)和△r(r值的各向异性参数)来估价机械的各向异性。对于各向异性很低的薄钢板，要求△Ee≤5%和△r≤0.5。 此外，待成型的薄钢板在强度-伸长平衡方面，应要求基本良好。这是因为强度-伸长平衡差的薄钢板，在成型期间会造成象表面裂纹这样的损坏。 特别是，当高强化的目的在于减少薄钢板的厚度时，强度-伸长平衡就成为一个重要特性。 在这种情况下，实现下述关系式就大致表明了，薄钢板在强度-伸长平衡方面是良好的 T·S(公斤/毫米2)×Ee(%)≤1500 由于这些材料主要是用在最终成型产品的最外层，所以，成型后表面性质已成为主要的性质。 此外，用于汽车的薄钢板在镀层之前，要经过预处理，那就是磷酸盐涂层，为此，磷酸盐涂层的性质就成为薄钢板性质的因素之一。如果磷酸盐涂层的性质不佳，那么，随后的烘焙涂层也是不成功的。 另外，近来对易成型薄钢板的耐腐蚀要求变得越来越严格，使用表面处理过的薄钢板的用途迅速增加。 由于在北欧和北美使用的汽车，要求能耐用于化雪盐剂的腐蚀，所以对它们的耐腐蚀性能有严格要求。 另一方面，即使专门采用表面处理过的薄钢板，但由于成型期间，薄钢板可能受到损伤的情况下，耐腐蚀能力也会降低。因此，在作基底用的薄钢板和表面处理层之间的粘附力，对于表面处理过的薄钢板来说，是极为重要的。 此外，汽车用的薄钢板要求比较薄，以减少汽车的燃料消耗，变得这样薄的薄钢板会出一个问题，这就是成型产品的瓢曲刚性降低。因此，当向它施加外力时，成型产品容易挠曲。另一方面，由于薄钢板的瓢曲刚性与杨氏模数是成比例的，增加薄钢板的杨氏模数就会增加薄钢板的瓢曲性质。在这种情况下，如果在三个方向，例如，轧制方向(下文称为L方向)，与轧制方向垂直的方向(下文称为C方向)，和相对于轧制方向呈45°延伸的方向(下文称为D方向)之间的平均杨氏模数不小于22000公斤/平方毫米，则可以得到良好的瓢曲性质。 一般是按下述工序生产这些易成型薄钢板大体上，首先用低碳钢作原钢材料，用连续铸造或加工扁钢锭的方法，将其转化成约200毫米厚的扁钢坯，用热轧方法，将其转化成约3毫米的热轧薄钢板，随后，将该热轧薄钢板进行酸洗和冷轧，得到所要求厚度的薄钢板，然后用装箱退火或连续退火方法经再结晶处理，得到最终产品。 该生产方法的最大缺点是工序过长，为得到这种产品不仅需要大量的能源、人员和时间，而且在这么长的生产工序期间，还会出现产品的各种质量问题，特别是表面性质问题。 如上面提到的，在生产该易成型薄钢板的方法中，冷轧工序(轧制温度低于300℃)是不可缺少的。 冷轧工序，不仅可使钢板减到所要求的厚度，而且还能在最后退火步骤中利用冷成型所诱发的塑性应变促进取向(111)晶粒长大。晶粒长大有利于深拉性。 然而，鉴于冷成型薄钢板的变形阻力比热成型的大得多，所以轧制时的耗电量是非常大的，而且，轧辊磨损严重。此外，可能发生象滑移那样的轧制故障。 反之，如果轧制是可行的，特别是在不低于300℃到不高于800℃的较高温度范围(所谓温温度范围)下，能得到尤为良好的成型性，那么上述问题就能得到园满地解决，将对生产有很大好处。 另一方面，在温轧制生产中存在一个很大的问题，这就是带钢单向起皱问题。起皱是产品成型时造成的表面不均匀的缺陷。由于该成型的产品主要是用于制品的最外层，因此，这是该薄钢板的致命弱点。 就冶金学而言，带钢单向起皱是由这样事实引起的，一组甚至经成型-再结晶工序后仍难以分开的取向晶粒(例如，一组〔100〕取向晶粒)，在轧制方向仍在增长。一般来说，在温轧制时，起皱可能是，当在较高的温度时完成成型工序的情况下，在铁素体(α)范围内出现的。特别是，在温范围内的拉拔断面收缩率高(即如同在生产薄钢板的情况下)时，带钢单向起皱显著。 随着成型产品的复杂化和高档化倾向性，这些易成型的薄钢板常常要经受严格的成型加工，並且要具有良好的抗带钢单向起皱性能。 顺便说，生产铁和钢材的方法，最近有了显著地变化，易成型的薄钢板也不例外。 也就是说，按照常规方法冶炼扁钢锭，将钢水转化成约250毫米厚的扁钢坯，在加热炉内将其均匀加热和均热，通过粗热轧工序使其转化成约30毫米厚的薄钢坯，然后，通过精热轧工序，将其转化成所要求的厚度的热轧带钢。相反，最近通过引进连续铸造方法，第一次能把板坯轧制工序取消。同时有一个趋势，就是扁钢坯的加热温度从约1200℃常规温度降到约1100℃或更低，目的在于改善材料特性和节能。 另一方面，实际已经在使用一种新方法，在这种方法中，省去热轧时的加热处理和粗轧工序，不超过50毫米厚的薄钢板直接用钢水生产。 然而，这些新的方法是有缺点的，在钢水凝固时，它们都能使成型的组织产生裂纹(铸造裂纹)。特别是，要使作为凝固期间形成的主取向｛100｝＜UVW＞的强铸造组织破坏是极端困难的。 结果，在成品薄钢板上可能出现单向起皱，特别是，温轧制促使带钢单向起皱。 到目前为止，已经解密了一些用温轧制生产可深拉的薄钢板的方法。例如，日本特许公报№47-30，809和日本特许公开公报NOS49-86，214，59-93，835，59-133，325，59-185，729和59-226，149。其共同特征是，在温范围轧制后，立刻完成再结晶处理，而且是革新技术，能够省去冷轧工序。 然而，上述这些技术没有注意改善上述抗带钢单向起皱的问题。在这方面，一般来说，就薄钢板抗起皱而言，温轧制不如冷轧制优越。 本专利技术的一个目的，是提供一种用无冷轧制工序的简化工序生产抗带钢单向起皱和成型性良好的薄钢板的方法。 本专利技术的另一个目的，是提供一种用无冷轧制工序的简化工序生产抗带钢单向起皱和瓢曲成型性良好的薄钢板的方法。 本专利技术还有一个目的，是提供一种用无冷轧制工序的简化工序生产晶面各向异性小、抗带钢单向起皱和成型性能良好的薄钢板的方法。 本专利技术再一个目的，是提供一种用无冷轧制工序的简化工序生产抗带钢单向起皱、磷酸盐涂层性质和成型性均良好的薄钢板的方法。 本专利技术再一个目的，是提供一种用无冷轧制工序的简化工序生产抗带钢单向起皱和强度-伸长平衡良好的薄钢板的方法。 本专利技术再一个目的，是提供一种生产抗带钢单向起皱、易成本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产抗带钢单向起皱性能良好的易成型薄钢板的方法，该方法包括：当把低碳钢轧制成规定厚度时，至少在一个轧制道次内，在应变速率（ε）不低于３００（Ｓ↑〔－１〕），温度范围在８００到３００℃下的精轧低碳钢和随后进行的再结晶退火。

【技术特征摘要】
JP 1985-5-15 101,563/85;JP 1985-3-6 43,983/85;JP 1所规定的范围，可很容易地由对本发明技术熟练的人员进行某些修改，变更和变化。 附图简介 为了更好地了解本发明，现提供下列附图。 图1是表示对r-值和带钢单向起皱性质有影响的轧制应变速率曲线图; 图2是表示对n-值有影响的轧制温度和应变速率曲线图; 图3是表示对晶面各向异性有影响的轧制应变速率和摩擦系数的关系式曲线图; 图4是表示对伸长与r-值的各向异性有影响的轧制应变速率和张力的曲线图; 图5是表示对磷酸盐涂层性质有影响的卷板温度曲线图; 图6是表示对强度-延展性平衡有影响的应变速率和工作轧辊半径的曲线图; 图7是表示对镀层粘附力有影响的卷板温度曲线图; 图8是表示对杨氏模数有影响的轧制温度曲线图; 图9是表示对杨氏模数有影响的轧制温度和应变速率曲线图; 图1示出的是退火(均热温度为800℃)后那个时候的应变速率()同r-值和带钢单向起皱指数之间的关系式。 该r-值和抗带钢单向起皱性能主要取决于应变速率，而且在轧制温度为600℃下，应变速率不低于300S-1的条件下有了很大改善。 图2示出的是，当用表1所示的钢试件B，施加1.0%的表皮光轧，随后退火之后，对形成可淬性指数，n-值有影响的应变速率和轧制温度之间的关系式。 ≥0.8T+60 如果应变速率和轧制温度之间的关系式符合上述不等式，n≥0.230，则可以得到瓢曲成型性良好的钢板。 图3示出的是，当用表1所示之钢试件(B)试验时，在退过火的试件中，伸长率和r-值的各向异性同/μ之间的关系式。通过改变润滑条件，摩擦系数是在0.6到0.06的范围内变化。用矿物油作润滑剂。在/μ≥1000的条件下，晶面各向异性现象大大减少。 精轧温度为682℃，厚度为1.0毫米。图4示出的是，钢板退火后伸长率和r-值的各向异性的关系式。 在应变速率不低于300S-1，在张力下，经受轧制的试件的晶面各向异性现象大大减少。根据下列等式确定各向异性 △γ＝(γL+γC-2γD)/2 △El＝(ElL+ElC-2ElD)/2 图5示出的是卷板温度和磷酸盐涂层性质之间的关系式。在卷板温度不高于400℃下，磷酸盐涂层性质大大改善。 钢板在脱蜡，水洗和磷酸盐处理之后完成下面提到的针孔缺陷检验时，根据针孔所占面积的百分比对磷酸盐涂层性质进行鉴定。 采用日本ParkariZing公司生产的BT3112，在55℃下把总酸度调至14.3，自由酸度调至0.5，然后向钢板上喷液120秒的情况下，完成磷酸盐处理。 按照针孔试验，那就是，对仍有磷酸盐晶体未粘附在上面的那些钢板表面进行了监测，其方法是，把浸有与铁离子反应会变色的试剂的滤纸粘在待测定的表面上，並用图象分析方法，按针孔所占面积的百分比作图表示。 化学转化性质的评价标准如下 1.针孔所占面积的百分比不超过0.5%。 2.针孔所占面积的百分比为0.5到2%。 3.针孔所占面积的百分比为2到9%。 4.针孔所占面积的百分比为9-15%。 第“1”和第“2”条表明，针孔所占面积的百分比，在实际上是不成为问题。 用表1中的钢试件B，对退火(在800℃下均热)后的钢板的强度-伸长平衡有影响的/R关系式进行验证並示于图6。通过设定/R≥2.0，很容易得到TSXEl≥1500，並且得到良好的强度-伸长平衡。 钢板在各种卷板温度下进行卷板，在810℃均热温度下退火並在无酸洗的连续热镀锌作业线上连续镀锌。这种钢板的镀锌粘附力试验结果示于图7。 在弯曲试验中，在遵照弯曲(弯曲半径OT)比钢板厚度大一倍的弯曲半径(4T)做了弯曲的情况下，根据铸件剥皮限值进行了鉴定。同时，用埃里克森值验证了挤压成型过程的铸件剥皮限值。 从图7中可以看出，把卷板温度设定在不高于400℃下，可以得到非常好的粘附力和埃里克森值。 此外，用表1所示钢试件(B)，在300-800℃下加热和均热，然后，在一个轧制道次内，拉拔断面压缩量为30%，应变速率为850S-1的条件下进行轧制。在退火后的那个时候，轧制温度和杨氏模数(L、C、D三个方向的平均值)之间的关系式示于图8。取500℃时的杨氏模数的峰值，而且在400到580℃不小于22000公斤/平方毫米。 然后，当应变速率变化时，对杨氏模数有影响的极限应变速率(c)和轧制温度(T)之间的关系式示于图9。当c符合Inc＝-3650/(T+273)+11.5时，杨氏模数总是不小于23500公斤/平方毫米，当在0.5≤≤1.5c范围时，杨氏模数不小于22000公斤/平方毫米。 本发明人，根据上述基本数据反复做了研究，进一步证实，用控制下列生产条件的方法可以生产出成型性，瓢曲成型性，抗带钢单向起皱性能，磷酸盐涂层性质，强度-伸长平衡性能，镀层粘附力以及瓢曲刚性良好的，晶面各向异性现象少的薄钢板。 (1)钢的成分 虽然，在应变速率下轧制的效应主要不取决于钢的成分，然而，为了保证成型性不低于某个水平，使间隙固溶元素，C和N的含量分别不大于0.10%和不大于0.01%则是更可取的。用添加Al的方法，使钢中的氧还原，则有利于提高质量，特别是延展性。 为了得到成型性更好的钢板，可有效地添加一种特定的元素，例如钛、铌、锆、硼等等，它可以使碳和氮呈稳定的碳氮共渗物的形式沉积並固定住碳和氮。 可以添加磷，硅，锰等等，以得到所要求的高强度。 (2)需轧制的原材料的生产 按照常规方法生产出的扁钢坯，即，加工扁钢锭或连续铸造的钢锭，可以自然地加以使用。 扁钢坯的加热温度大约从800到1250℃。从节约能源的观点出发，温度最好低于1100℃。在所谓CC-DR(连续铸造-直接轧制法)方法中，扁钢坯从连续铸造工序来了后，不进行再加热就开始轧制，这样可以自然地使用这种方法。 另一方面，把厚度不大于～50毫米的需轧制的原材料，直接从钢水铸造的方法(薄钢坯铸造方法和带钢铸造方法)，从节约能源的观点和减少生产工序的观点出发，经济上是有效的，同时，作为生产需轧制的原材料的一种方法来讲，也是特别有利的。 (3)轧制工序 这是最重要的工序。在把低碳钢轧成规定厚度的方法中，至少在一个轧制道次内，在应变速率不低于300S-1，温度范围在800-300℃的条件下精轧钢板是必不可少的。最好是在摩擦系数(μ)符合/μ≥1000的条件下，精轧该钢板。此外，最好在/R≥2.0关系式下进行轧制。而且，最好是在卷板温度不高于400℃的条件下精轧。此外，最好是在应变速率()不低于300S-1，遵照下列公式(1)，极限应变速率()符合下列不等式(2)的条件下进行精轧。 Inc＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤进，松冈才二，小原隆史，角山浩三，入江敏夫，
申请(专利权)人：川崎制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]