CN106702278A - 无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法 - Google Patents

无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，该方法包括按重量百分比含量，控制钢板的化学成分为：C：0.19～0.27％，Mn：0.1～1.5％；Si<0.8％；Al<0.5％；Cr<0.4％；Mo<0.5％；Ni<0.5％；Ti<0.1％；B：0.0005～0.0040％；P<0.03％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。本发明采用预制氧化铁皮的方法，控制料片氧化铁锈层结构，进而实现冲压过程无氧化铁皮脱落的效果。

Description

无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法。
背景技术
因热成形钢生产特性，冲压前需对钢板进行重新奥氏体化处理，即二次加热，加热温度一般在850～950℃，在没有任何处理情况下，氧化铁皮的形成无法规避，这也是困扰热成形工艺生产的瓶颈。目前主要采用两种方法进行生产。一种是在冲压前钢板进行涂镀处理，如镀Al-Si涂层等方法阻碍氧化铁皮形成，但成本高。另一种，不进行预处理，直接采用裸板生产，采用加热炉气氛保护减少氧化铁皮形成，但料片出炉冲压过程，氧化铁皮不可避免，因此冲压过程需要停机对模具进行清理，并且冲压后的零件需后续采用喷丸处理，去除氧化铁皮。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，采用预制氧化铁皮的方法，控制料片氧化铁锈层结构，进而实现冲压过程无氧化铁皮脱落的效果。
本发明是这样实现的，无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，该方法包括，按重量百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.19～0.27％，Mn：0.1～1.5％；Si<0.8％；Al<0.5％；Cr<0.4％；Mo<0.5％；Ni<0.5％；Ti<0.1％；B：0.0005～0.0040％；P<0.03％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
进一步地，该方法包括采用如下的工艺流程：
铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热→控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→机能检验→包装出厂；
其中，连续退火工艺参数如下表所示：
，
过时效段炉内气氛的氧气含量控制在18～22ppm，炉内露点温度控制在-20℃，最终避免了FeO层的产生,使表面直接产生Fe3O4预氧化膜。
进一步地，轧钢时，钢包Als按0.005～0.015％控制；钢包N≤25ppm；脱S结束后进行钛合金化，采用硅钙线钙处理，最后用硼线或硼铁进行硼合金化，硼线或硼铁加入后软吹氩10-15min，严格避免钢液裸露；合金化顺序为Si-Mn-Cr-Ti-B，Al随造渣过程加入。
进一步地，连铸工艺全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按15～30℃控制；大包余90t时取中包及结晶器气体样做N含量分析；铸坯优化切割，长度7.0-7.5m。
进一步地，加热工序中加热温度1200～1300℃，目标出炉温度1200～1280℃。
进一步地，热轧工序中，荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度为850～910℃；卷取温度为650～720℃，冷却模式采用间隔冷却方式；根据带钢表面的实际情况，投入F1、F2机后小除鳞。
进一步地，酸洗工艺中酸洗温度为70～85℃，酸洗速度120-150m/min。
进一步地，钢板用于热成形时加热温度850～900℃，保温时间5～10min。
与现有技术相比，本发明的优点在于，在不增加生产成本的前提下，改变热成形钢加热和冲压过程中氧化铁皮的结构，解决其加热和冲压过程中脱落问题，最终使冲压零件表面形成一层相对稳定、厚度较薄、结构致密的氧化层。经济型较好，表面质量好，环境友好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
正常退火板表面无氧化铁，经过光亮退火，获得几乎100％纯铁表面，然后经过涂油供应给客户。
热成形钢使用过程中，需先将料片(退火板)加热至奥氏体化，即850℃以上，然后转移至模具，进行冲压，冲压温度一般大于700℃，在这个过程中，钢板表面将被氧化，形成氧化亚铁(FeO)，氧化亚铁致密性非常差，且不稳定，易分解，因此所形成的氧化铁皮极易脱落。加热炉进行气氛保护，只能减轻氧化铁皮的形成，而在转移至模具后，无法避免氧化亚铁的形成，也就无法解决氧化铁皮脱落这一问题。
本技术采用预制锈层方法，在出厂前，通过特殊控制，使得表面形成一层致密的四氧化三铁(Fe3O4)薄膜，四氧化三铁结构致密，与铁基体呈宫格关系，稳定，且不易脱落，在二次加热过程中，可以有效阻碍进一步氧化，进而起到控制氧化铁皮厚度，并抑制锈层脱落的目的。
具体实施是在冷轧工艺段，采用特殊的过时效工艺，通过特定过时效温度和炉内气氛的氧气含量控制，将氧气的含量控制在20ppm左右，过时效温度控制在370℃，炉内露点控制在-20℃，避免水影响表面氧化层，最终避免了FeO层的产生,使表面直接产生Fe3O4预氧化膜。
这层预氧化的Fe3O4氧化膜，在热冲压的二次加热的时候，防止氧化铁皮产生，避免氧化铁皮的脱落。
实施例1、
无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，该方法包括，按重量百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.19％，Mn：0.1％；Si<0.8％；Al<0.5％；Cr<0.4％；Mo<0.5％；Ni<0.5％；Ti<0.1％；B：0.0005％；P<0.03％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
该方法包括采用如下的工艺流程：
铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热→控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→机能检验→包装出厂；
其中，连续退火工艺参数如下表所示：
，
过时效段炉内气氛的氧气含量控制在18ppm，炉内露点温度控制在-20℃，最终避免了FeO层的产生,使表面直接产生Fe3O4预氧化膜。
炼钢工序中，钢包Als按0.005％控制；钢包N≤25ppm；脱S结束后进行钛合金化，采用硅钙线钙处理，最后用硼线或硼铁进行硼合金化，硼线或硼铁加入后软吹氩10min，严格避免钢液裸露；合金化顺序为Si-Mn-Cr-Ti-B，Al随造渣过程加入。
连铸工艺全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按15～30℃控制；大包余90t时取中包及结晶器气体样做N含量分析；铸坯优化切割，长度7.0m。
加热工序中加热温度1200℃，目标出炉温度1200℃。
热轧工序中，荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度为850℃；卷取温度为650℃，冷却模式采用间隔冷却方式；根据带钢表面的实际情况，投入F1、F2机后小除鳞。
酸洗工艺中酸洗温度为70℃，酸洗速度120m/min。
钢板用于热成形时加热温度850℃，保温时间5min。
实施例2、
无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，该方法包括，按重量百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.27％，Mn：1.5％；Si<0.8％；Al<0.5％；Cr<0.4％；Mo<0.5％；Ni<0.5％；Ti<0.1％；B：0.0040％；P<0.03％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
该方法包括采用如下的工艺流程：
铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热→控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→机能检验→包装出厂；
其中，连续退火工艺参数如下表所示：
，
炉内气氛的氧气含量控制在22ppm，炉内露点温度控制在-20℃，最终避免了FeO层的产生,使表面直接产生Fe3O4预氧化膜。
炼钢工序中，钢包Als按0.015％控制；钢包N≤25ppm；脱S结束后进行钛合金化，采用硅钙线钙处理，最后用硼线或硼铁进行硼合金化，硼线或硼铁加入后软吹氩15min，严格避免钢液裸露；合金化顺序为Si-Mn-Cr-Ti-B，Al随造渣过程加入。
连铸工艺全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按30℃控制；大包余90t时取中包及结晶器气体样做N含量分析；铸坯优化切割，长度7.5m。
加热工序中加热温度1300℃，目标出炉温度1280℃。
热轧工序中，荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度为910℃；卷取温度为720℃，冷却模式采用间隔冷却方式；根据带钢表面的实际情况，投入F1、F2机后小除鳞。
酸洗工艺中酸洗温度为85℃，酸洗150m/min。
钢板用于热成形时加热温度900℃，保温时间10min。
实施例3、
无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，该方法包括，按重量百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.23％，Mn：0.8％；Si<0.8％；Al<0.5％；Cr<0.4％；Mo<0.5％；Ni<0.5％；Ti<0.1％；B：0.004％；P<0.03％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
该方法包括采用如下的工艺流程：
铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热→控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→机能检验→包装出厂；
其中，连续退火工艺参数如下表所示：
，
炉内气氛的氧气含量控制在20ppm，炉内露点温度控制在-20℃，最终避免了FeO层的产生,使表面直接产生Fe3O4预氧化膜。
炼钢工序中，钢包Als按0.01％控制；钢包N≤25ppm；脱S结束后进行钛合金化，采用硅钙线钙处理，最后用硼线或硼铁进行硼合金化，硼线或硼铁加入后软吹氩13min，严格避免钢液裸露；合金化顺序为Si-Mn-Cr-Ti-B，Al随造渣过程加入。
连铸工艺全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按23℃控制；大包余90t时取中包及结晶器气体样做N含量分析；铸坯优化切割，长度7.2m。
加热工序中加热温度1250℃，目标出炉温度1240℃。
热轧工序中，荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度为880℃；卷取温度为690℃，冷却模式采用间隔冷却方式；根据带钢表面的实际情况，投入F1、F2机后小除鳞。
酸洗工艺中酸洗温度为77℃，酸洗速度135m/min。
钢板用于热成形时加热温度870℃，保温时间7min。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.无涂层控制氧化铁皮脱落的热冲压成形用钢板生产方法，其特征在于，该方法包括，按重量百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.19～0.27％，Mn：0.1～1.5％；Si<0.8％；Al<0.5％；Cr<0.4％；Mo<0.5％；Ni<0.5％；Ti<0.1％；B：0.0005～0.0040％；P<0.03％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
2.按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于，包括采用如下的工艺流程：
铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热→控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→机能检验→包装出厂；
其中，连续退火工艺参数如下表所示：
，
过时效段炉内气氛的氧气含量控制在18～22ppm，炉内露点温度控制在-20℃，最终避免了FeO层的产生,使表面直接产生Fe3O4预氧化膜。
3.按照权利要求2所述的生产方法，其特征在于，轧钢时，钢包Als按0.005～0.015％控制；钢包N≤25ppm；脱S结束后进行钛合金化，采用硅钙线钙处理，最后用硼线或硼铁进行硼合金化，硼线或硼铁加入后软吹氩≥10～15min，严格避免钢液裸露；合金化顺序为Si-Mn-Cr-Ti-B，Al随造渣过程加入。
4.按照权利要求2所述的生产方法，其特征在于，连铸工艺全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按15～30℃控制；大包余90t时取中包及结晶器气体样做N含量分析；铸坯优化切割，长度7.0-7.5m。
5.按照权利要求2所述的生产方法，其特征在于，加热工序中加热温度1200～1300℃，目标出炉温度1200～1280℃。
6.按照权利要求2所述的生产方法，其特征在于，在热轧工序中，荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度为850～910℃；卷取温度为650～720℃，冷却模式采用间隔冷却方式；根据带钢表面的实际情况，投入F1、F2机后小除鳞。
7.按照权利要求2所述的生产方法，其特征在于，酸洗工艺中酸洗温度为70～85℃，酸洗速度120-150m/min。
8.按照权利要求2所述的生产方法，其特征在于，钢板用于热成形时加热温度850～900℃，保温时间5～10min。
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