冷锻用钢板及其制造方法技术

技术编号:7862255 阅读:216 留言:0更新日期:2012-10-14 21:13
本发明专利技术的冷锻用钢板具备热轧钢板,所述热轧钢板以质量%计含有C:0.13~0.20%、Si:0.01~0.8%、Mn:0.1~2.5%、P:0.003~0.030%、S:0.0001~0.008%、Al:0.01~0.07%、N:0.0001~0.02%及O:0.0001~0.0030%,残余部分包含Fe及不可避免的杂质,下述(1)式所示的A值为0.0080以下,所述热轧钢板的厚度为2mm以上且25mm以下,在所述热轧钢板的与轧制方向平行的板厚的截面中,在将板厚设为t时的4/10t~6/10t的范围的截面上,长度为1mm以上的珠光体带的面积百分率为下述(2)式所示的K值以下。A值=O%+S%+0.033Al%(1)K值=25.5×C%+4.5×Mn%-6(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为用于通过冷加工(板锻压)来制造汽车的发动机或变速箱等部件的原材料的。详细来说,涉及具备可加工性的各向异性小的热轧钢板的冷锻用钢板、进ー步具备能够承受冷锻并具有优良的润滑性的表面处理皮膜的冷锻用钢板及这些钢板的制造方法。本申请基于2010年I月25日在日本申请的日本特愿2010-013446号及2010年I月25日在日本申请的日本特愿2010-013447号主张优先权,在此援引其内容。
技术介绍
作为使钢铁材料或不锈钢等金属材料发生塑性变形来进行加工的方法,主要有一边对钢材进行加热ー边进行成型的热锻、使用模具在常温下对钢材进行成型的冷锻。 近年来,从保护地球环境的观点出发,以降低汽车的CO2排出量等为目的,正在对汽车车身进行轻量化,从而正在使用440MPa以上的高强度钢板。另外,汽车公司和部件生产厂家通过将以往用热锻来制造的部件用冷锻压来制造等,进行エ序的简略化。由于エ序的简略化推动制造エ艺本身的节能化和低成本化,从而推动效率化。特别是,从制造エ艺的效率化的观点出发,对于以往通过对棒钢等材料进行热锻并进行切削加工来确保部件精度的部件,采用了省略热锻而对板材施加冷锻压来制造的方法、即所谓板锻压。然而,如果对上述的440MPa级以上的板材施加冷板锻压,则与热锻相比较显著地产生材料破裂的问题。另外,观察到由于由轧制引起的板面内的各向异性而产生的成型性的不均匀性。该成型性的不均匀性难以在棒钢这样的轴对称材料中产生。如在这样的特定方向上发生破裂或加工后的形状的不均匀性等,需要解决的问题很多。现状是需要变更为不发生破裂那样的形状,或需要实施对拉深加工后产生的不均匀部、即被称为所谓边部的部位进行切除的エ序,要求可加工性更优良且具有均匀特性的材料。如上所述,在制造部件吋,为了比以往更大幅度地使エ序简略化,需要改善原材料所要求的可加工性。特别是,为了将材料从棒钢变更为钢板,期望改善轧制方向和其垂直方向的各向异性。特别是,在冷板锻压中,与现有的Imm左右的钢板的冲压不同,作为发动机或变速箱等部件用的材料比现有的用于车身部件的钢板厚,从而将2mm 25mm左右的热轧钢板作为对象。因此,加工时所要求的极限应变能是重要的特性。作为极限应变能和形状冻结性优良的高強度热轧钢板,提出了对集合组织进行控制并对延展性的各向异性进行控制而得的热轧钢板(例如參照专利文献I)。但是,专利文献I中,没有具体公开冷板锻压。另外,冷锻的生产率和尺寸精度非常高。并且,通过冷锻加工而成的加工品的耐磨性良好,有通过冷加工硬化使强度提高等优点。但是,在冷锻中,以高面压使金属材料与模具等接触来进行冲压,因此在冲压时由于金属材料与模具之间的摩擦,金属材料与模具的接触部分的温度为较高温(大概为300°C以上)。因此,如对未实施表面处理的金属材料等进行冷锻时等,在金属材料与模具之间的润滑性不充分时,金属材料(原材料)与模具之间有时会产生烧伤或粘着。烧伤或粘着是使模具局部破损或剧烈磨损的原因,不仅使模具的寿命明显缩短,还有时使加工本身也变得不能进行。为了防止这样的烧伤或粘着,通常对金属材料实施用于赋予进行冷锻的金属材料的表面以润滑性的表面处理(以下有时也称为“润滑处理”)。作为这样的润滑处理,一直以来已知有在金属材料的表面上形成由磷酸盐化合物(磷酸锌、磷酸锰、磷酸钙、磷酸铁等)形成的磷酸盐皮膜的磷酸盐处理(粘接处理)。磷酸盐处理的烧伤、粘着防止性能较高。但是,如上所述,以近年来的环境对策为背景,正在从能源消耗多的热锻和产生大量材料损失的切削加工等形状变形大的加工领域向冷锻转移,从而在冷锻中要求更严格的塑性加工。从这样的观点出发,进一歩在磷酸盐皮膜上层叠由金属肥皂(例如硬脂酸钠等)形成的层而成的复合皮膜被广为使用。该复合皮膜即使在由于冷锻时高面压的冲压而产生的苛刻的摩擦条件下也具有优良的烧伤、粘着防止 性能。通过使用了该复合皮膜的润滑处理,由于金属肥皂与磷酸盐皮膜反应而发挥高润滑性。但是,该润滑处理需要清洗エ序和使金属肥皂与磷酸盐皮膜反应的反应エ序等繁多复杂的处理工序。在所述反应エ序中,还需要对处理液进行管理、对反应时的温度进行管理等。另外,由于是批处理,因此还有生产率降低这样的问题。另外,在使用了复合皮膜的润滑处理中,还有处理时产生的废液处理等问题,从而从环境保护的观点出发也不优选。因此,最近提出了各种用于代替使用了上述的复合皮膜的润滑处理的润滑处理的方法。例如,专利文献2中提出了如下的润滑剂组合物等包含水溶性高分子或其水性乳胶作为基材,进一歩配合固体润滑剂和化成皮膜形成剂。但是,专利文献2的润滑剂组合物等没有得到能够与上述的复合皮膜匹敌那样的润滑性和烧伤、粘着防止性能。另外,例如专利文献3中提出了如下的金属的冷塑性加工用水系润滑剂由(A)水溶性无机盐、(B)固体润滑剤、(C)选自矿物油、动植物油脂及合成油中的至少I种油成分、(D)表面活性剂以及(E)水形成,使固体润滑剂及油成分分别均匀地分散及乳化。但是,由于油成分乳化,因此通过该技术得到的润滑剂在エ业上使用时不稳定,从而不能稳定地发挥高润滑性。与此相对,例如专利文献4中提出了具备由基础层和润滑层形成的倾斜型双层润滑皮膜的塑性加工用金属材料。该专利文献4中,记载了以简单的处理能够生成具有高润滑性的皮膜。然而,在上述专利文献4的技术中,皮膜与作为基材的金属之间的密合性不充分,因此在加工时,特别是在强加工时,皮膜容易从金属剥离。由于模具与金属在皮膜剥离的位置接触,因此有容易在该剥离位置产生烧伤这样的问题。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2005-15854号公报专利文献2 :日本特开昭52-20967号公报专利文献3 日本特开平10-8085号公报专利文献4 日本特开2002-264252公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是鉴于上述情况而进行的,其目的在于,提供能够改善将以往用热锻等制造而成的发动机或变速箱用的部件通过被称为板锻压的冷成型来制造时的可加工性的。用于解决问题的手段 本专利技术人等对于解决上述问题的方法进行了认真研究。其结果是,本专利技术人等发现,为了降低可加工性的各向异性,仅通过变更轧制条件是不能实现的,对成分和与其关联的组织控制进行优化以使其在到热轧エ序为止始終进行是重要的。具体来说,规定熔炼时的氧化物量、S量及Al量,并且对从热轧到卷取的条件进行优化,从而进行组织控制。由此可知,能够解决上述问题,稳定地改善可加工性的各向异性。特别是,如果由板厚中心区域的非金属夹杂物和被称为珠光体带的碳化物以密集状态存在的部位而引起塑性应变能降低,则轧制方向和其垂直方向的可加工性的各向异性变大。采用通过轧制使珠光体带在轧制方向上形成一长排的形态有助于塑性应变能的各向异性。发现通过规定珠光体带的面积百分率与成分之间的关系,能够抑制可加工性的各向异性増大。另外,发现通过ー并控制热轧的轧制条件、冷却条件及卷取条件,能够对光体带在轧制方向上的延伸度和比率进行控制。另外,对表面处理皮膜也进行了认真研究。其结果是,发现通过如下的方法,能够赋予钢板以优良的润滑性通过不产生废液处理的问题的简单的处理方法,设置由用于确保与作为基材的钢板之间的密合性的密合层、用于保持润滑剂的基础层和用于提高润滑性的本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.25 JP 2010-013447;2010.01.25 JP 2010-013441.ー种冷锻用钢板,其特征在于,具备热乳钢板, 所述热乳钢板以质量%计含有C :0. 13 O. 20%、Si :0. 01 O. 8%、Mn :0· I 2. 5%、P :0. 003 O. 030%、S :0. 0001 O. 008%、Al :0. 01 O. 07%、N :0. 0001 O. 02% 及O:0. 0001 O. 0030%, 残余部分包含Fe及不可避免的杂质, 下述(I)式所示的A值为O. 0080以下; 所述热轧钢板的厚度为2mm以上且25mm以下, 在所述热轧钢板的与轧制方向平行的板厚的截面中,在将板厚设为t时的4/10t 6/10t的范围的截面上,长度为Imm以上的珠光体带的面积百分率为下述(2)式所示的K值以下, A 值=0%+S%+0. 033A1%(I)K 值=25. 5 X C%+4. 5 X Mn%-6 (2 )。2.如权利要求I所述的冷锻用钢板,其特征在于,所述热轧钢板进一步以质量%计含有选自由Nb 0. 001 O. 1%、Ti :0. 001 O. 05%、V 0. 001 O. 05%、Ta :0. 01 O. 5% 及 W :0. 01 O. 5%组成的组中的I种或2种以上。3.如权利要求I所述的冷锻用钢板,其特征在于,所述热轧钢板进一步以质量%计含有Cr :0. 01 2. 0%, 所述长度为Imm以上的珠光体带的面积百分率为下述(3)式所示的K’值以下,K,值=15 X C%+4. 5 XMn%+3. 2 X Cr%-3. 3 (3)。4.如权利要求I所述的冷锻用钢板,其特征在于,所述热轧钢板进一步以质量%计含有选自由Ni :0. 01 I. 0%、Cu :0. 01 I. 0%、Mo :0. 005 O. 5%、及 B :0. 0005 O. 01%组成的组中的I种或2种以上。5.如权利要求I所述的冷锻用钢板,其特征在于,所述热轧钢板进一步以质量%计含有选自由Mg 0.0005 O. 003%、Ca 0.0005 O. 003%、Y :0. 001 O. 03%、Zr 0. 001 O. 03%、La 0. 001 O. 03% 及 Ce :0. 001 O. 03%组成的组中的I种或2种以上。6.如权利要求I所述的冷锻用钢板,其特征在于,进ー步具备表面处理皮膜,其设置在所述热轧钢板的主表面的任ー个或者两个上,且包含由Si-O-X表示的硅烷醇键形成的成分、耐热树脂、无机酸盐及润滑剂,其中,X是作为所述热轧钢板的构成成分的金属; 在所述表面处理皮膜中,通过使所述各成分在膜厚方向上具有浓度梯度,使所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿部雅之竹田健悟山本修治塚野保嗣山口伸一
申请(专利权)人:新日本制铁株式会社
类型:发明
国别省市:

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