本發(fā)明涉及一種熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的制備方法，屬于酸洗鋼帶的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱軋酸洗板是以優(yōu)質(zhì)熱軋薄板為原料，經(jīng)酸洗機(jī)組去除氧化層、切邊、精整，主要工序有熱軋?jiān)祥_(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→在線平整→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)，表面質(zhì)量和使用要求(主要是冷彎成形或沖壓性能)介于熱軋板和冷軋板之間的中間產(chǎn)品，是部分熱軋板和冷軋板的理想替代產(chǎn)品。熱軋酸洗板是板材市場(chǎng)的新興產(chǎn)品，其市場(chǎng)發(fā)展方向主要在于替代冷軋板和替代熱軋板，尤其是近年來(lái)，高表面質(zhì)量、高成形性酸洗板替代厚規(guī)格冷軋板已成為國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。
與熱軋板相比，熱軋酸洗板的優(yōu)勢(shì)主要在于：表面質(zhì)量好、尺寸精度高、表面光潔度高、能減少用戶分散酸洗造成的環(huán)境污染；與冷軋板相比，酸洗板的優(yōu)勢(shì)在于在保證表面質(zhì)量使用要求的前提下，有效降低成本。
熱成形技術(shù)是近年來(lái)開(kāi)發(fā)推廣的用于生產(chǎn)先進(jìn)高強(qiáng)鋼沖壓件的新技術(shù)。將鋼板在奧氏體溫度以上高溫加熱，然后快速轉(zhuǎn)移至模塊內(nèi)沖壓成形并淬火，獲得馬氏體組織或多項(xiàng)組織，沖壓后的部件強(qiáng)度最高達(dá)1700MPa級(jí)，由于其高強(qiáng)度，可應(yīng)用于汽車前后保險(xiǎn)杠、車門(mén)防撞梁以及A柱、B柱、C柱、中通道等車體安全部件。由于減重、提高安全性和成型性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這一技術(shù)在歐洲、美國(guó)等地區(qū)發(fā)展速度，高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度部件在車身上的應(yīng)用越來(lái)越多，2015年全球的熱沖壓部件需求超過(guò)6億件，而我國(guó)作為全球的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，需求量也急劇攀升。
現(xiàn)有的熱成形用鋼一般為添加Ti、Nb、B等合金元素，得到超高強(qiáng)度的合金鋼。比如，專利CN104195443A“汽車用高強(qiáng)抗彎性能熱成形鋼及其制造方法”公布了一種高抗彎性熱成形鋼及其制造方法，該鋼種的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：0.18％≤Cwt.≤0.30％，Siwt.≤0.50％，1.00％≤Mnwt.≤1.60％，Pwt.≤0.015％，Swt.≤0.002％，0.1％≤Crwt.≤0.3％，0.02％≤Tiwt.≤0.06％，0.02％≤Als wt≤0.06％，0.0005％≤Bwt.≤0.004％，[N]≤0.004％，[O]≤0.003％，其余為Fe及不可避免的不純物。其制造方法為低溫加熱鑄坯、兩階段控制軋制，快速冷卻、低溫卷取，經(jīng)冷軋及臨界退火制備鋼卷，剪切制備零件料片、熱壓成型。通過(guò)該制造方法可細(xì)化晶粒，提高材料塑性和韌性，使其在變形過(guò)程中吸收更多的能量，提高汽車安全性。但該制造方法需加入Ti、B合金元素，方可達(dá)到提高材料強(qiáng)度的目的，最終屈服強(qiáng)度達(dá)到1000MPa以上，抗拉強(qiáng)度1300MPa以上，延伸率達(dá)到5％以上，為超高強(qiáng)度熱成形鋼，雖然強(qiáng)度較高，但延伸率較低，通常在10％以下，加入Cr合金元素后可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大軋制工藝窗口的目的，但這將增加材料設(shè)計(jì)成本。
而對(duì)于低成本、中高強(qiáng)度熱成形鋼的研究相對(duì)較少，目前常用的汽車結(jié)構(gòu)件中強(qiáng)度鋼為QSTE420或QSTE500，這些牌號(hào)的鋼，多為冷變形用熱軋鋼，其抗拉強(qiáng)度為400～600MPa，但成分中依舊添加了Ti、Nb等合金元素，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供低成本的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的制備方法。
本發(fā)明熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的制備方法，依次包括熱連軋、熱軋?jiān)祥_(kāi)卷、破鱗和酸洗，得到高碳熱連軋酸洗鋼帶，其中，熱連軋前鋼坯的化學(xué)成分由以下重量百分比的組分組成：0.20≤C≤0.45％，Si≤1.00％，1.00≤Mn≤1.80％，P≤0.015％，S≤0.005％，0.010≤Als≤0.060％，N≤0.0050％，O≤0.0040％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
所述熱連軋時(shí)，鋼坯加熱溫度為1180～1240℃，終軋溫度為820～900℃，卷取溫度為580～680℃；
所述破鱗采用拉矯機(jī)組破磷，拉矯機(jī)組延伸率為1.0～2.0％。
優(yōu)選的，所述熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶屈服強(qiáng)度ReH≥355MPa，抗拉強(qiáng)度Rm490～680MPa，延伸率A80≥20％。經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度小于20μm，且力學(xué)性能均滿足要求。
進(jìn)一步的，本發(fā)明方法的具體步驟為：鐵水提釩→脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→RH精煉→連鑄→加熱爐加熱→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→空冷至室溫→熱軋?jiān)祥_(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)。
優(yōu)選的，所述加熱爐加熱時(shí)，鑄坯入爐溫度≤300℃。
優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)進(jìn)行吹氬處理，所述RH精煉末期進(jìn)行鈣處理。
進(jìn)一步的，優(yōu)選所述熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于1.0級(jí)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明以C、Mn元素為主，提高C含量，在不添加Nb、Ti、V、B、Mo、La、Cr等合金元素的條件下，冶煉工序保證鑄坯鋼質(zhì)純凈度、化學(xué)成分均勻的前提下，配以合理的控軋控冷技術(shù)工藝，獲得強(qiáng)度適中、延伸率較高的熱軋鋼板，經(jīng)裁剪、落料、加熱后，進(jìn)行熱成形，熱處理后，最終獲得中等強(qiáng)度，塑韌性較高的零部件，廣泛應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件，可替代部分合金含量和生產(chǎn)成本較高的高強(qiáng)度汽車結(jié)構(gòu)用熱軋及冷軋連退鋼板及鋼帶。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的制備方法，依次包括熱連軋、熱軋?jiān)祥_(kāi)卷、破鱗和酸洗，得到高碳熱連軋酸洗鋼帶，其中，熱連軋前鋼坯的化學(xué)成分由以下重量百分比的組分組成：0.20≤C≤0.45％，Si≤1.00％，1.00≤Mn≤1.80％，P≤0.015％，S≤0.005％，0.010≤Als≤0.060％，N≤0.0050％，O≤0.0040％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
所述熱連軋時(shí)，鋼坯加熱溫度為1180～1240℃，終軋溫度為820～900℃，卷取溫度為580～680℃；
所述破鱗采用拉矯機(jī)組破磷，拉矯機(jī)組延伸率為1.0～2.0％。
優(yōu)選的，所述熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶屈服強(qiáng)度ReH≥355MPa，抗拉強(qiáng)度Rm490～680MPa，延伸率A80≥20％。經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度小于20μm，且力學(xué)性能均滿足要求。
進(jìn)一步的，本發(fā)明方法的具體步驟為：鐵水提釩→脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→RH精煉→連鑄→加熱爐加熱→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→空冷至室溫→熱軋?jiān)祥_(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)。
優(yōu)選的，所述加熱爐加熱時(shí)，鑄坯入爐溫度≤300℃。
優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)進(jìn)行吹氬處理，所述RH精煉末期進(jìn)行鈣處理。
進(jìn)一步的，所述熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的非金屬夾雜物滿足表1要求。
表1帶非金屬夾雜物要求
優(yōu)選所述熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于1.0級(jí)。
具體的，本發(fā)明方法為鐵水依次經(jīng)提釩、脫硫、轉(zhuǎn)爐(需吹氬處理)、LF精煉、RH精煉(該工序末期進(jìn)行鈣處理)、連鑄成板坯；鑄坯溫度降至300℃以下方可裝爐，加熱至1180～1240℃，經(jīng)單機(jī)架可逆式粗軋機(jī)5道次軋制成中間坯，再經(jīng)熱卷箱保溫后進(jìn)入7機(jī)架熱連軋精軋機(jī)組，開(kāi)軋溫度為980～1050℃，終軋溫度為820～900℃，然后經(jīng)層流冷卻后進(jìn)入卷取機(jī)卷取得帶鋼，卷取溫度為580～680℃；鋼卷空冷至室溫方可開(kāi)卷，鋼卷開(kāi)卷需用防皺輥，經(jīng)拉矯機(jī)組破鱗(拉矯機(jī)組延伸率為1.0～2.0％)、再經(jīng)酸洗機(jī)組酸洗，然后涂油包裝成成品。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
實(shí)施例1
采用2050熱軋機(jī)組(7機(jī)架連軋精軋機(jī)組)生產(chǎn)低成本熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。起始的鋼坯的化學(xué)成分重量百分比為：Cwt.：0.41％、Siwt.：0.25％、Mnwt.：1.18％，Pwt.：0.007％，Swt.：0.002％，Alswt.：0.036％，[N]：0.0040％，[O]：0.0029％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)過(guò)程為：鐵水提釩→脫硫→轉(zhuǎn)爐(需吹氬處理)→LF精煉→RH精煉(該工序末期進(jìn)行鈣處理)→連鑄→加熱爐加熱(鑄坯入爐溫度≤300℃)→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→空冷至室溫→原料開(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)。鋼坯230mm×1450mm×Cmm，經(jīng)1210℃加熱后，出爐后后除鱗，經(jīng)單機(jī)架可逆式粗軋機(jī)5道次軋制成42mm×1450mm×C1mm的中間坯，再經(jīng)熱卷箱保溫，隨后進(jìn)入7連軋精軋機(jī)組，軋制成5.0mm×1450mm×C2mm的鋼卷，開(kāi)軋溫度為1020℃，終軋溫度為835℃。經(jīng)層流冷卻后進(jìn)入卷取機(jī)卷取得帶鋼，卷取溫度為586℃。鋼卷冷卻至室溫(≤40℃)，經(jīng)開(kāi)卷(需用防皺輥)，與前一卷的尾部焊接在一起，再經(jīng)拉矯機(jī)組破鱗，隨后進(jìn)入酸槽酸洗，酸洗速度80m/min，再涂油分卷，得到規(guī)格為5.0mm×1450mm×C2mm的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。
經(jīng)測(cè)定，生產(chǎn)的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的性能如下：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率分別為475MPa、670MPa、21.5％；非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于1.0級(jí)。經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度小于20μm，且力學(xué)性能均滿足要求。
本發(fā)明實(shí)例中的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、非金屬夾雜物級(jí)別的測(cè)定方法都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定的。
實(shí)施例2
采用2050熱軋機(jī)組(7機(jī)架連軋精軋機(jī)組)生產(chǎn)低成本熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。起始的鋼坯的化學(xué)成分重量百分比為：Cwt.：0.22％、Siwt.：0.22％、Mnwt.：1.76％，Pwt.：0.009％，Swt.：0.003％，Alswt.：0.043％，[N]：0.0049％，[O]：0.0033％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)過(guò)程為：鐵水提釩→脫硫→轉(zhuǎn)爐(需吹氬處理)→LF精煉→RH精煉(該工序末期進(jìn)行鈣處理)→連鑄→加熱爐加熱(鑄坯入爐溫度≤300℃)→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→空冷至室溫→原料開(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)。鋼坯230mm×1450mm×Cmm，經(jīng)1210℃加熱后，出爐后后除鱗，經(jīng)單機(jī)架可逆式粗軋機(jī)5道次軋制成42mm×1400mm×C1mm的中間坯，再經(jīng)熱卷箱保溫，隨后進(jìn)入7連軋精軋機(jī)組，軋制成6.0mm×1400mm×C2mm的鋼卷，開(kāi)軋溫度為1000℃，終軋溫度為881℃。經(jīng)層流冷卻后進(jìn)入卷取機(jī)卷取得帶鋼，卷取溫度為620℃。鋼卷冷卻至室溫(≤40℃)，經(jīng)開(kāi)卷(需用防皺輥)，與前一卷的尾部焊接在一起，再經(jīng)拉矯機(jī)組破鱗，隨后進(jìn)入酸槽酸洗，酸洗速度70m/min，再涂油分卷，得到規(guī)格為6.0mm×1400mm×C2mm的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。
經(jīng)測(cè)定，生產(chǎn)的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的性能如下：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率分別為462MPa、654MPa、25.0％；非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于1.0級(jí)。經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度小于20μm，且力學(xué)性能均滿足要求。
本發(fā)明實(shí)例中的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、非金屬夾雜物級(jí)別的測(cè)定方法都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定的。
實(shí)施例3
采用2050熱軋機(jī)組(7機(jī)架連軋精軋機(jī)組)生產(chǎn)低成本熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。起始的鋼坯的化學(xué)成分重量百分比為：Cwt.：0.30％、Siwt.：0.38％、Mnwt.：1.45％，Pwt.：0.005％，Swt.：0.004％，Alswt.：0.031％，[N]：0.0038％，[O]：0.0026％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)過(guò)程為：鐵水提釩→脫硫→轉(zhuǎn)爐(需吹氬處理)→LF精煉→RH精煉(該工序末期進(jìn)行鈣處理)→連鑄→加熱爐加熱(鑄坯入爐溫度≤300℃)→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→空冷至室溫→原料開(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)。鋼坯230mm×1250mm×Cmm，經(jīng)1210℃加熱后，出爐后后除鱗，經(jīng)單機(jī)架可逆式粗軋機(jī)5道次軋制成42mm×1250mm×C1mm的中間坯，再經(jīng)熱卷箱保溫，隨后進(jìn)入7連軋精軋機(jī)組，軋制成3.0mm×1250mm×C2mm的鋼卷，開(kāi)軋溫度為1000℃，終軋溫度為842℃。經(jīng)層流冷卻后進(jìn)入卷取機(jī)卷取得帶鋼，卷取溫度為656℃。鋼卷冷卻至室溫(≤40℃)，經(jīng)開(kāi)卷(需用防皺輥)，與前一卷的尾部焊接在一起，再經(jīng)拉矯機(jī)組破鱗，隨后進(jìn)入酸槽酸洗，酸洗速度90m/min，再涂油分卷，得到規(guī)格為3.0mm×1250mm×C2mm的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。
經(jīng)測(cè)定，生產(chǎn)的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的性能如下：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率分別為408MPa、590MPa、23.5％；非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于0.5級(jí)。經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度小于20μm，且力學(xué)性能均滿足要求。
本發(fā)明實(shí)例中的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、非金屬夾雜物級(jí)別的測(cè)定方法都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定的。
實(shí)施例4
采用2050熱軋機(jī)組(7機(jī)架連軋精軋機(jī)組)生產(chǎn)低成本熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。起始的鋼坯的化學(xué)成分重量百分比為：Cwt.：0.26％、Siwt.：0.38％、Mnwt.：1.35％，Pwt.：0.005％，Swt.：0.002％，Alswt.：0.031％，[N]：0.0038％，[O]：0.0026％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)過(guò)程為：鐵水提釩→脫硫→轉(zhuǎn)爐(需吹氬處理)→LF精煉→RH精煉(該工序末期進(jìn)行鈣處理)→連鑄→加熱爐加熱(鑄坯入爐溫度≤300℃)→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→空冷至室溫→原料開(kāi)卷→激光焊接→拉矯機(jī)組破鱗→酸洗→漂洗→切邊→在線涂油→打捆→包裝入庫(kù)。鋼坯230mm×1250mm×Cmm，經(jīng)1210℃加熱后，出爐后后除鱗，經(jīng)單機(jī)架可逆式粗軋機(jī)5道次軋制成42mm×1250mm×C1mm的中間坯，再經(jīng)熱卷箱保溫，隨后進(jìn)入7連軋精軋機(jī)組，軋制成3.0mm×1250mm×C2mm的鋼卷，開(kāi)軋溫度為1000℃，終軋溫度為834℃。經(jīng)層流冷卻后進(jìn)入卷取機(jī)卷取得帶鋼，卷取溫度為588℃。鋼卷冷卻至室溫(≤40℃)，經(jīng)開(kāi)卷(需用防皺輥)，與前一卷的尾部焊接在一起，再經(jīng)拉矯機(jī)組破鱗，隨后進(jìn)入酸槽酸洗，酸洗速度90m/min，再涂油分卷，得到規(guī)格為3.0mm×1250mm×C2mm的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶。
經(jīng)測(cè)定，生產(chǎn)的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的性能如下：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率分別為428MPa、612MPa、27.5％；非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于0.5級(jí)。經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度小于20μm，且力學(xué)性能均滿足要求。
本發(fā)明實(shí)例中的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、非金屬夾雜物級(jí)別的測(cè)定方法都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定的。
對(duì)比例1
采用實(shí)施例2的方法，僅改變起始的鋼坯的化學(xué)成分，其化學(xué)成分重量百分比為：Cwt.：0.16％、Siwt.：0.32％、Mnwt.：1.78％，Pwt.：0.010％，Swt.：0.004％，Alswt.：0.029％，[N]：0.0033％，[O]：0.0021％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
經(jīng)測(cè)定，生產(chǎn)的熱成形用高碳熱連軋酸洗鋼帶的性能如下：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率分別為409MPa、588MPa、30.2％；非金屬夾雜物A類、B類、C類、D類和DS類均小于0.5級(jí)。但經(jīng)880～950℃范圍內(nèi)熱處理后表面脫碳層厚度達(dá)30μm以上，且熱處理后的屈服強(qiáng)度均低于355MPa，不滿足要求。