一种抗拉强度2GPa级超高强极薄带的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法，首先通过连续可逆异步冷轧工艺得到不锈钢极薄带，接着对其进行加热、保温并通过多组柔性辊冷却，最后可制得抗拉强度为2GPa级的超高强度极薄带。该方法通过冷轧的方式将热轧态的304，430或201不锈钢带大压下量轧制成不锈钢极薄带，加热、保温后，由多组柔性辊进行冷却，且柔性辊的冷却速度和冷却介质可以调整，更精确的控制极薄带的冷却时间和冷却温度，使不锈钢极薄带组织由原来低强度的奥氏体或～铁素体组织直接转化为高强度的珠光体组织，因此极薄带材的整体抗拉强度提高到2GPa，有利于不锈钢极薄带在微机电、微制造、机器人、智能制造等高新制造技术领域的应用。智能制造等高新制造技术领域的应用。智能制造等高新制造技术领域的应用。

A preparation method of ultra-high strength ultra thin strip with tensile strength of 2gpa

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉强度2GPa级超高强极薄带的制备方法


[0001]本专利技术涉及钢铁材料深加工
，特别涉及一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法。

技术介绍

[0002]极薄带材也称箔材，指厚度在＜0.1mm以下的金属带材，目前被广泛应用于电子、光电子、电脑、精密机械制造、机器人制造等行业。随着《中国制造2025》中提出微机电、微制造、机器人、智能制造等高新制造
，相应应用产品对多品种、高品质金属极薄带会提出更高的技术要求。
[0003]经检索，中国专利申请号201410035057.5于2014年4月30日公开介绍了一种抗拉强度≥1250MPa的薄带连铸经济性超高强捆带及其制造方法，该方法是通过合理的化学成分设计薄带后进行连铸和在线热轧工艺，再进行铅浴等温退火，省去了加热奥氏体化步骤成为珠光体，从而获得抗拉强度≥1250MPa的薄带。
[0004]中国专利申请号201710703342.3于2017年11月21日公开介绍了一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法及应用，该方法是将原料连铸后进行多道次粗轧，粗轧结束后将原料通过加热炉加热到一定温度，再进行多道次精轧和层流冷却系统冷却至一定温度后卷曲，卷曲的薄带强度在700MPa～750MPa。
[0005]中国专利申请号201910379428.4于2019年7月12日公开介绍了一种高强度无取向硅钢薄带的制备方法，该方法是合理的调配化学成分冶炼后浇注成板坯，将板坯先进行热轧至0.8～1.5mm厚的热轧板，常化处理后再冷轧至0.1～0.3mm，最后进行再结晶退火，再结晶退火后的薄带即可获得超高强度。
[0006]中国专利申请号202110702320.1于2021年09月24日公开介绍了一种薄规格1400MPa级贝氏体钢及其制造方法，该方法是在惰性气体中双辊铸轧工艺进行薄带连铸，连铸后的薄带厚度为1.5mm～2mm，经过大压下量的热轧和气雾冷却系统冷却后可以获得厚度为0.8mm～1.8mm，抗拉强度≥1400MPa的贝氏体钢薄带。
[0007]上述专利均从不同的加工工艺和热处理方案来提高钢薄带的抗拉强度，前两者专利仅介绍了薄带强度的提高，并没有具体量化薄带的厚度；后者虽然量化了薄带的厚度，但相对所需极薄带的厚度和强度来说还是有一定的差距。四个专利虽然没有能让不锈钢薄带的强度和厚度达到预期，但其中所提供的方法和工艺具有一定的参考价值。
[0008]专利技术人课题组一直致力于高强度极薄带的研究，中国专利申请号201910986061.2于2020年1月17日公开介绍了一种制备高强度极薄带的组合成形方法，该方法采用四辊轧机通过粗轧和精轧制备出高强度不锈钢极薄带，具体步骤为：步骤一、焊接轧件和牵引带，将轧件在四辊轧机上穿带；步骤二、对轧件施加张力和预压紧力；步骤三、设置辊速，使用异步+张力+预压紧力组合成型工艺对轧件粗轧；步骤四、调节对扎件施加的张力和预压紧力；步骤五、再次设置辊速使用组合成型工艺对轧件精轧。但是，该方法制备的极薄带厚度有待进一步优化，并且仅通过异步轧制成形，不锈钢极薄带的晶粒变形严重，位错增多，内应力
大，极薄带的产品性能也有待提高。
[0009]不锈钢作为一种结构功能一体化材料，不同类型的不锈钢因其化学成分的差异，有着不同的抗拉强度特性，数值一般在500～1000MPa。但不锈钢若轧制至极薄带程度，其抗拉强度较少达到2GPa级的超高强度。考虑到微制造领域中用于元器件的某些不锈钢零件需要高抗拉强度，如何解决抗拉强度为2GPa级超高强度极薄带的制备的问题，已经成为本
技术人员迫切解决的技术难题。

技术实现思路

[0010]1.专利技术要解决的技术问题
[0011]本专利技术针对上述存在的不足，提出了一种抗拉强度为2GPa级超高强度极薄带的制备方法。
[0012]2.技术方案
[0013]目前，不锈钢极薄带的抗拉强度已不再满足后期微制造零件的使用要求，存在着一定的局限性。为了制备抗拉强度为2GPa级超高强度极薄带，需要对其轧制生产工艺过程以及热处理方式进行探究。
[0014]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0015]一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法，首先通过连续可逆异步冷轧工艺得到不锈钢极薄带，接着对其进行加热、保温并通过多组柔性辊冷却，最后可制得抗拉强度为2GPa级的超高强度极薄带，有利于不锈钢极薄带在微机电、微制造、机器人、智能制造等高新制造
的应用。
[0016]具体来说，一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法，步骤为：首先将不锈钢通过连续可逆异步冷轧工艺得到厚度为0.005～0.05mm的不锈钢极薄带，然后加热至450～1150℃，保温1.5～6min，利用1～5组柔性冷却辊将不锈钢极薄带的温度冷却至50～80℃，得到抗拉强度为2GPa级超高强度极薄带。
[0017]更进一步地，包括如下步骤：
[0018](1)将厚度为0.1～2mm，热轧态的304，430或201不锈钢经连续可逆异步冷轧工艺，制备得到厚度为0.005～0.05mm的不锈钢极薄带。
[0019](2)将步骤(1)中的304，430或201冷轧态不锈钢极薄带，加热至450～1150℃，保温1.5～6min，利用1～5组柔性冷却辊将极薄带温度冷却至50～80℃，制备得到抗拉强度为2GPa级、断后延伸率≥10％的超高强度极薄带。
[0020]更进一步地，柔性辊的组数与极薄带的厚度、温度有关，三者大致呈线性关系，即薄带越薄，温度越低，柔性辊组数越少，同时不锈钢极薄带的厚度、加热温度与柔性冷却辊的组数之间存在以下关系：
[0021]不锈钢极薄带的厚度为0.005～0.014mm，加热温度为450～490℃，柔性冷却辊的组数为1；
[0022]不锈钢极薄带的厚度为0.014～0.023mm，加热温度590～730℃，柔性冷却辊的组数为2；
[0023]不锈钢极薄带的厚度为0.023～0.032mm，加热温度730～870℃，柔性冷却辊的组数为3；
[0024]不锈钢极薄带的厚度为0.032～0.041mm，加热温度870～1010℃，柔性冷却辊的组数为4；
[0025]不锈钢极薄带的厚度为0.041～0.050mm，加热温度1010～1150℃，柔性冷却辊的组数为5。
[0026]更进一步地，所述不锈钢为热轧态的304，430或201不锈钢。
[0027]更进一步地，所述热轧态的304，430或201不锈钢的厚度为0.1～2mm。
[0028]更进一步地，所述连续可逆异步冷轧工艺中，形变量最高达99.75％，异速比为1.1～1.3，轧制力为10～30t，轧制速度为2～30m/min。
[0029]更进一步地，极薄带的抗拉强度σ随着加工硬化会逐渐增加，因此每一道次的抗拉强度是不同的，所述连续可逆异步冷轧工艺中，前后张力分别为N1、N2，张力的计算公式为：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法，其特征在于：步骤为：首先将不锈钢通过连续可逆异步冷轧工艺得到厚度为0.005～0.05mm的不锈钢极薄带，然后加热至450～1150℃，保温1.5～6min，利用1～5组柔性冷却辊将不锈钢极薄带的温度冷却至50～80℃，得到抗拉强度为2GPa级超高强度极薄带。2.根据权利要求1所述的一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法，其特征在于：不锈钢极薄带的厚度、加热温度与柔性冷却辊的组数之间存在以下关系：不锈钢极薄带的厚度为0.005～0.014mm，加热温度为450～490℃，柔性冷却辊的组数为1；不锈钢极薄带的厚度为0.014～0.023mm，加热温度590～730℃，柔性冷却辊的组数为2；不锈钢极薄带的厚度为0.023～0.032mm，加热温度730～870℃，柔性冷却辊的组数为3；不锈钢极薄带的厚度为0.032～0.041mm，加热温度870～1010℃，柔性冷却辊的组数为4；不锈钢极薄带的厚度为0.041～0.050mm，加热温度1010～1150℃，柔性冷却辊的组数为5。3.根据权利要求1所述的一种抗拉强度2GPa级超高强度极薄带的制备方法，其特征在于：所述不锈钢为热轧态的304，430或201不锈钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋孟，陈旭阳，刘雨薇，刘相华，黄贞益，梁倩，
申请(专利权)人：宣城市安工大工业技术研究院有限公司宣城市益超金属箔材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：