用于包装的冷轧的扁钢产品制造技术

本发明专利技术涉及一种用于包装的扁钢产品，包括厚度(d)小于0.5mm的冷轧钢板和以重量计的以下组分：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包装的冷轧的扁钢产品


[0001]本专利技术涉及一种由厚度小于0.5mm的冷轧的钢板构成的、用于包装的扁钢产品。

技术介绍

[0002]出于资源效率和降低成本的原因，寻求减少用于制造包装(以下也称为包装钢)的扁钢产品(钢板和钢带)的厚度。冷轧包装钢的典型厚度处于极细板范围内，即在0.1和0.5mm之间。但是，由于厚度减少会导致材料刚度的降低，因此必须提高包装钢的强度，以便在制造包装时、例如在深冲或拉伸时材料可以经受住对于在成型工艺中的可冷变形性的要求。然而同时，必须保证钢板在冷变形时的可成型性。因此，存在对于抗拉强度超过600MPa的高强度钢板的需求，所述钢板同时即使在0.14至0.5mm的范围内且特别是0.20至0.35mm之间的低厚度情况下，也具有对于可成型性的良好的特征变量、例如高的断裂伸长率和/或高的埃里克森指数(根据DIN 50101也称为埃里克森深度值，根据DIN EN ISO 20482中标准化的、根据埃里克森的压痕试验测量；术语“埃里克森深度值”和“埃里克森指数”或“埃里克森值”视作为是同义的)。
[0003]从EP 2 835 438 B1中已知一种用于罐的易开盖的可良好成型的钢板，所述钢板具有0.020至0.040重量％的碳含量和0.013至0.017重量％的氮含量，以及在轧制方向上的抗拉强度至少为520MPa和埃里克森指数(埃里克森深度值)至少为5.0mm，其中，该钢板包含厚度为5至100μm的由树脂膜构成的覆层。在示例中，公开了用树脂膜覆层的钢板，所述钢板在埃里克森指数大于5mm的情况下具有直至591MPa的拉伸强度。然而，对于包装钢的许多应用，并且尤其对于厚度小于0.3mm的冷轧钢板的许多应用而言，小于600MPa的拉伸强度不足够可以从中在成型方法中以非常高的变形度制造稳定的包装。尤其对于制造罐的易开盖(“易开盖(easy open ends)”，EOE)或气溶胶罐或气溶胶罐部件、例如气溶胶罐底座，需要厚度范围在0.14至0.28mm(用于易开盖)的钢板和厚度范围在0.22至0.49mm(例如用于气溶胶罐底座)的钢板，以便满足对于原始材料的可成型性和最终产品的稳定性的要求，其中所述钢板具有大于600MPa抗拉强度和对于易开盖至少为4.3mm的埃里克森指数和对于气溶胶罐底座的大于5mm的埃里克森指数。
[0004]提高钢板强度的可行性有很多，例如冷作硬化、混合晶体强化(通过在添加碳、氮、磷、锰和/或硅)、沉淀强化、通过设置多相钢结构或细晶粒硬化来提高强度。然而，用于提高钢强度的许多这种措施都有不期望的副作用。
[0005]例如，随着冷作硬化的增加，冷轧钢板生产中的纵向和横向差异进而各向异性增加，并且同时延展性不成比例地降低。
[0006]在混合晶体强化中，外来原子(例如N、C、P、Mn、Si)以间隙或替代的方式嵌入钢的主晶格中。当然，许多可能的合金元素都有负面的伴随影响(因此，例如P是一种钢害虫，Mn和Si劣化表面质量)，这就是为什么通过添加这些合金元素来增加强度并不是目标导向的。
[0007]尽管添加碳使钢的强度会随着碳含量的增加而增加，然而同时在处理钢板期间形成条形形式的显著的各向异性，因为碳由于在钢的铁素体晶格中的溶解度低而主要以渗碳
体的形式存在。此外，随着碳含量的增加，表面质量劣化，并且板坯裂纹的风险随着接近包晶点而增加。此外，钢的成型性随着碳含量增加而劣化。因此，将碳含量限制在最多0.1重量％是目标导向的，因为仅可以有效地避免板坯裂纹的形成和由此产生的点状氧化(氧扩散到裂缝中)以及埃里克森深度值的强烈降低。
[0008]从现有技术已知用于包装的钢板及其制造方法，其中向钢熔体中添加对于混合晶体强化足够量的碳和氮，以实现超过500MPa的强度。因此，例如，US2011/0076177A1示出一种用于罐制造的高强度的钢板，以重量计，所述钢板的碳含量为0.02％至0.10％，并且氮含量为0.012％至0.0250％，其抗拉强度超过500MPa，其中未结合的、即间隙嵌入钢中的氮重量分数为至少0.0100重量％。在US 2011/0076177 A1的示例中实施如下钢板，所述钢板在时效处理后在断裂伸长率为至少10％的情况下具有高达540MPa的抗拉强度。在此，已经确定：尤其未结合的氮有助于通过混合晶体强化和时效硬化来提高钢的强度。当然在此，通过氮的间隙嵌入可实现的强度增加一方面受限于氮部分地结合成氮化物，特别是AlN，并且另一方面受限于，在氮含量大于0.025重量％的情况下，在热轧时板坯断裂的风险显着增加。
[0009]在沉淀硬化的情况下，例如通过添加Ti或Nb，存在以下问题：在热轧时由于高温已经形成沉淀物。因此，所述沉淀物参与所有后续生产阶段，例如冷轧、退火和必要时的再轧或平整，并且在此，与渗碳体类似，尤其当沉淀优选在晶界上进行时产生显著的各向异性。此外，沉淀物形成物Ti和Nb有助于提高再结晶温度。
[0010]在包装钢的情况下，由于在钢的合金组成部分方面的规范预设，通过在钢中形成多相结构的强度提高从一开始就非常受限。因此，常规的多相钢、例如在汽车工业中使用的多相钢无法用于包装钢，因为由于通过包装钢标准(DIN EN 10202)的规范预设，仅可使用最大重量分数的例如用于包装钢中的形成多相结构的合金组成部分、如锰和硅。甚至在包装钢中，可以借助于专用的冷却技术来设置多相结构。然而，产生的结构状态的特点在于高度不稳定性，并且强度增加通常伴随着可成型的降低。如果多相结构主要基于合金元素碳，那么还存在以下风险，渗碳体的各向异性传递给多相结构，并且由此增强。
[0011]在细晶粒硬化的情况下，尽管在可成型性保持不变的情况下可以经由细晶粒结构的设置来提高钢的强度，其中，细晶粒结构在工艺方面可以经由低卷绕温度(热轧后的卷取温度)、高的冷轧度和通过在连续退火装置中将冷轧钢板退火来实现。此外，细晶粒结构的形成可以经由微合金化和热轧带材中沉淀行为的影响来设置。然而，为此所需的合金元素是昂贵的，并且增加了再结晶所需的退火温度。此外，由于热轧带材的基本强度增加，可冷轧性劣化，并且钢板表面更容易出现缺陷。
[0012]因此，用于在保持可成型性的情况下增加钢板强度的所提到的可行性尤其在各向同性方面、即关于材料特性的方向相关性方面会导致问题。由于包装，例如气溶胶罐、饮料罐或储藏罐大多是(旋转)对称部件，因此用于制造包装的钢板通常以如下圆坯(即平面的、圆形的板坯料)的形式存在，所述圆坯在深冲和拉伸方法中成型为柱形的罐体或圆形的罐底座或盖。因此，由于最终产品的对称性，对于板需要尽可能各向同性的材料特性，即包装板的特性应在板平面的所有方向上尽可能相同。在以制造决定的以钢带形式存在的冷轧钢板的情况下，这是非常苛刻的，因为由于在热轧和冷轧时的轧制方向制造决定地总是存在材料特性的方向相关性。因此，由于制造决定，冷轧钢板总是具有显著的各向异性。这主要是由于高冷轧度，所述高冷轧度又是实现极薄板厚度所必需的。由于在包装制造时冷轧钢
板的加工基本与轧制方向无关，因此在成型工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于包装的扁钢产品，所述扁钢产品包括厚度(d)小于0.5mm的冷轧钢板和以重量计的以下组分：
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C：大于0.03％，优选大于0.04％，
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Si：小于0.10％，
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Mn：0.10％至0.60％，
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P：小于0.10％，
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S：小于0.03％，
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Al：小于0.05％，优选小于0.018％，
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N：大于0.014％，优选大于0.015％，
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剩余的铁和不可避免的杂质，其中，以重量计的碳份额(C)和氮份额(N)的总和至少为0.050％，并且所述扁钢产品具有至少600MPa的抗拉强度(Rm)和与所述钢板的所述厚度(d，以mm计)、所述碳份额(C，以重量％计)和所述氮份额(N，以重量％计)以及所述抗拉强度(Rm，以MPa计)相关的埃里克森深度值，ET≥11.1
·
(C+N)+11.01
·
d
‑
0.00864
·
Rm+7.524，其中，ET是以mm计的所述埃里克森深度值。2.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述钢板具有以重量计的以下组分：
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C：大于0.04％且小于0.1％，
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Si：大于0.003％且小于0.03％，
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Mn：大于0.17％且小于0.5％，
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P：大于0.003％且小于0.03％，
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S：大于0.001％且小于0.03％，
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Al：大于0.002％且小于0.018％，
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N：大于0.014％且小于0.07％，
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可选Cr：小于0.1％，优选0.01％至0.05％，
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可选Ni：小于0.1％，优选0.01％至0.05％，
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可选Cu：小于0.1％，优选0.002％至0.05％，
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可选Ti：小于0.01％，
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可选B：小于0.005％，
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可选Nb：小于0.01％，
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可选Mo：小于0.02％，
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可选Sn：小于0.03％。3.根据前述权利要求中任一项所述的扁钢产品，其特征在于，所述钢板的厚度大于0.14mm。4.根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：布克哈德，
申请(专利权)人：蒂森克虏拉塞斯坦有限公司，
类型：发明
国别省市：