超低碳钢板及其制造方法技术

一种厚度至少为０．３０毫米的钢板，用化学组成包含Ｃ：最多０．０１０％、Ｓｉ：最多０．５％、Ｍｎ：最多１．５％，Ｐ：最多０．１２％，Ｓ：最多０．０３０％，Ｔｉ：最多０．１０％，Ａｌ：最多０．０８％，Ｎ：最多０．００８０％的超低碳钢制造。在根据ＪＩＳ Ｇ０５５５制备的试样中，在６０个视场中在显微镜下观察的非金属就杂物的总数为最多２０个。在该钢的制造过程中，连铸时钢包中的炉渣中ＦｅＯ＋ＭｎＯ量控制为最多１５％，使浇铸时的产量最多为５吨／分钟。该钢板在用于要求深度冲压成形的电动机外壳或滤油器外壳等用途时，不产生由于夹杂物引起的视场针孔缺陷和冲压开裂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。更特别地，它涉及一种超低碳钢板，厚度至少为0.30毫米，即使经过大变形量的复杂形状产品的冲压成形，例如在电动机外壳或滤油器外壳等产品的冲压成形过程中，形成如针孔缺陷或在夹杂物处产生冲压开裂等缺陷的趋势也小，并涉及制造这种超低碳钢板的方法。近年来，在冲压成形用冷轧钢板的制造过程中，由于其更高的生产率，趋于使用连续退火的方法。此外，在大变形量成形的产品应用中，趋于使用具有良好成形性能的超低碳钢板。然而，在使用超低碳钢制造要求高压制程度的电动机外壳或滤油器外壳等产品时，存在产生成形缺陷(如针孔缺陷)和冲压成形裂纹的情况。罐的制造，类似于电动机外壳或滤油器外壳等产品的制造，一般使用厚度小于0.30毫米的冷轧钢板。罐的制造甚至承受比电动机外壳或滤油器外壳更高的成形程度，已经提出了许多措施抑制罐制造过程中的成形缺陷。例如，日本公开未审专利申请平6-172925/1994和平7-207403/1995公开了一种使厚板坯中的夹杂物细分散的方法。日本公开未审专利申请平6-17111/1994公开了一种通过使用含Ca或Mg的合金或还原剂减少炉渣中FeO和MnO含量来减少钢中夹杂物量的方法。日本公开未审专利申请平11-36045/1999和平11-279678/1999也公开了控制夹杂物组成来作为一种防止缺陷的方法。然而，上述公开内容涉及低碳铝脱氧钢。这些钢在许多方面使其不适合于作为例如汽车部件等具有复杂形状的产品制造过程中经过深度变形(severe forming)的冷轧钢板。在本说明书中，用于这种用途的深度变形将称为复杂深冲压。日本公开未审专利申请平11-279721/1999公开了一种降低低碳钢中的夹杂物的方法，但是，这种钢用作厚度最大0.26毫米的罐制造用镀锡钢板或无锡钢。日本公开未审专利申请2000-1746公开了一种防止形成夹杂物的方法，但是该方法需要加入Ca和/或稀土金属，所以，其缺点是即使减少了主要含有FeO或MnO的氧化物夹杂物，含Ca夹杂物或含稀土金属夹杂物增多。RH真空处理设备常用于超低碳钢制造过程中的二次精炼，如日本公开未审专利申请平11-36045/1999和日本公开未审专利申请2000-1746。真空脱碳和使用RH真空处理设备进行脱碳后的脱氧是典型的二次精炼方法。本专利技术的另一个目的是提供一种制造这种钢板的方法。对于为什么厚度至少0.30毫米的冷轧钢板在其用超低碳钢制造时比用低碳铝脱氧钢制造时，用于冲压成形更容易形成针孔和冲压开裂，本专利技术人进行了研究。结果，他们得到了关于抑制这种缺陷的措施的下列发现。(1)低碳铝脱氧钢在从转炉排出时经过了强力脱氧处理。此外，在钢包移动或其它操作过程中在出钢与开始真空脱气之间经过了相当长的时间。结果，在出钢过程中形成的大部分脱氧产物在真空脱气开始前的过程中已经飘浮到钢包中的钢水顶部，并且它们被钢水表面上的炉渣吸收并除掉。在真空脱气过程中，夹杂物被除去。相反，超低碳钢从转炉排出时，不经过任何脱氧处理，或者仅经过加入少量铝的轻微脱氧，脱氧在通过真空脱气处理脱碳后进行。为此，在脱氧和浇铸之间的时间短，与低碳铝脱氧钢的情况相比，在钢中残留大量氧化物夹杂物。这种氧化物夹杂物作为产生针孔和冲压成形开裂的开始点。(2)在深冲压时针孔等缺陷的产生不仅是由于在上述(1)的精炼步骤中在钢中残留夹杂物的存在，而且由于浇铸过程中炉渣中卷入的夹杂物的存在。这些夹杂物来自钢包中的炉渣或连续浇铸时使用的粉末。本专利技术人使用在解决(1)和(2)中的上述问题条件下制造的厚板坯获得了热轧的钢板。在去氧化皮后，进行冷轧，然后进行退火处理，获得冷轧钢板。发现这种钢板即使经过大变形量复杂形状产品的冲压成形，也能抑制起源于夹杂物的例如针孔缺陷和压制开裂等冲压缺陷的形成。根据本专利技术的一个方面，超低碳钢用一种化学组成含有(用质量％表示)C最多0.010％、Si最多0.5％、Mn最多1.5％，P最多0.12％，S最多0.030％，Al最多0.080％，N最多0.0080％，以及Ti和Nb的至少一种，Ti最多0.10％和Nb最多0.05％的钢制成，其中，在根据JIS G0555制备的钢试样中，在显微镜下观察，在60个视场内观察的非金属夹杂物数量最多20个。该钢还可能含有B最多0.0050％，V最多0.05％，和Ca最多0.0050％。该钢一般包含这种不可避免的成分。在本专利技术中，Cu、Cr、Sn和Sb可能作为不可避免的杂质存在，每种的最大量为0.1％。本专利技术还提供一种制造超低碳钢板的方法。根据本专利技术的这个方面，在转炉中生产具有上述化学组成的钢水。钢水经过二次精炼，然后经过连铸、热轧、冷轧，然后连续退火，形成超低碳钢板。在转炉中精炼后，钢水流入精炼容器，例如钢包，把内部可以控制到负压的真空沉浸管浸在精炼容器的钢水中，使搅拌气体吹入钢水。在二次精炼后，进行连铸。钢包中的炉渣中的(FeO)+(MnO)量优选的是控制到最多15质量％，浇铸过程中的产量优选的是最多5吨/分钟。由于这种处理法，可以使厚板坯中直径至少35微米的簇团型夹杂物数量为15,000个/10kg或更少，可以使厚板坯中颗粒直径至少35微米的球形夹杂物数量为400个/10kg或更少。根据本专利技术的一种实施方案，具有上述化学组成的连铸板坯的热轧开始于厚板坯平均温度至少为1100℃，终轧过程中的终轧温度至少为Ar3点，卷取温度为450-750℃。在上述热轧中，在粗轧后，可以进行加热或短时间保温过程，终轧优选的是在热轧卷材的整个长度上在至少为Ar3的终轧温度下完成。用这种方法获得的热轧钢板经过去氧化皮，然后用至少45％的压下量冷轧，然后退火。此时，在进行分批退火时，可以在至少650℃的温度进行均热处理，在进行连续退火时，可以在至少750℃的温度进行均热处理。随后，可以进行表面光轧。根据本专利技术，获得即使用于要求深度冲压成型的用途中，也可以防止例如针孔缺陷和冲压开裂等成形缺陷的钢板。图2是表示在连铸过程中的产量与从连铸形成的厚板中提取的球形夹杂物量的关系图。图3是RH真空脱气设备的示意图。图4是有单管沉浸管的真空脱气设备的示意图。图5是表示沉浸管直径D与钢包直径D0的比例与从厚板中提取出的夹杂物量的关系图。优选的实施方案描述下面将解释在根据本专利技术的钢中限制化学组成的原因、制造条件和夹杂物的形式。在本说明书中，在描述钢或炉渣的化学组成中的成分时，除非另外说明，否则，“百分数”是指质量百分数。(A)钢的化学组成C本专利技术使用其中利用真空脱气设备进行脱碳反应的钢水，所以，C量限制在0.010％或更少，这是只用转炉不可能达到的范围。没有特定的下限。优选的是，C量最多0.007％。SiSi用作脱氧剂和强化成分。在本专利技术中，在使用真空脱气设备完成脱碳反应后，Si以硅铁合金部分的形式加入。如果硅铁合金的加入量太大，由于硅铁合金中的C量，导致钢水中的总C量太大，超低碳钢在成形成产品时的性能恶化，所以，Si的上限为0.5％。优选的是该上限为0.3％。没有特定的下限。MnMn的作用与Si的作用相似，上限为1.5％，优选的是，Mn的上限为1.3％。PP广泛用作冷轧产品的固溶强化成分。在本专利技术中，在脱碳反应完成后，P以含磷铁基合金形式加入。如果以铁基合金形式加入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用具有下列化学组成的钢制造的超低碳钢板，用质量百分数表示，该组成包含：Ｃ：最多０．０１０％、Ｓｉ：最多０．５％、Ｍｎ：最多１．５％，Ｐ：最多０．１２％，Ｓ：最多０．０３０％，Ａｌ：最多０．０８０％，Ｎ：最多０．００８０％，以及Ｔｉ和Ｎｂ中的一种或两种，其中Ｔｉ：最多０．１０％和Ｎｂ：最多０．０５％，Ｂ：０－０．００５０％，Ｖ：０－０．０５％，Ｃａ：０－０．００５０％，和Ｃｕ、Ｃｒ、Ｓｎ和Ｓｂ作为不可避免的杂质：每一种最多０．１％，其中，在根据ＪＩＳ Ｇ０５５５制备的钢试样中，在显微镜下在６０个视场内观察的非金属夹杂物的总数为最多２０个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中居修二，金井达生，樋口善彦，平城正，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]