CN115125454B - 一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板及其生产方法,成分:C:0.0002~0.003wt%,Si:≤0.030wt%,Mn:0.08~0.15wt%,Als:0.015~0.050wt%,P≤0.015wt%、S≤0.015wt%,Nb+Ti≤0.06wt%,余量为Fe和不可避免的杂质。通过成分设计配合炼钢、热轧、酸轧、退火各工序的协同控制,实现最终成品的组织细小均匀实现变形后波纹度保证在较低的水平。经过5%塑性变形后波纹度Wsa≤0.30μm,具备成形后良好的低波纹度特性。
Description
技术领域
本发明属于冷轧汽车用钢技术领域,具体涉及一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板及其生产方法。
背景技术
近年来,出于环保、能耗、成本的考虑,越来越多的车企开始使用免中涂的短工艺流程,又称2C1B工艺。这造成漆膜的厚度的下降、钢板表面结构向油漆表面的传递增加。
新型涂装工艺下,如何实现钢板低波纹度的控制,实现钢板成形涂漆后获得良好的外观质量是钢厂必须掌握的核心技术。目前大众汽车等要求低波纹度外板在5%的变形情况下Wsa≤0.35μm。
2021年3月23日公开的公开号为CN 112538593 A的专利公开了一种控制表面波纹度的热镀锌IF钢板生产方法,发明通过合理设计钢板化学成分、调整热连轧及退火工艺过程参数,以及控制光整辊的表面粗糙度等综合措施,最终实现热镀锌IF钢板冲压后表面纹理的改善,满足2C1B涂漆工艺的要求。该方法生产出来的钢板原板波纹度Wsa≤0.35μm,波纹度值偏高,且未公开成形后波纹度值,存在成形后波纹度不满足标准要求的可能,并且该方法未研究晶粒组织对成品变形后波纹度的影响。
2018年12月13日公开的公开号为CN 109022736 A的专利公开了一种无间隙原子钢连退薄板的冷轧工艺调控方法,当无间隙原子钢的碳含量质量百分比在0.0005-0.0050%范围内时,对厚度为0.8mm的无间隙原子钢连退薄板,所述冷轧的总压下量设定为68.0-77.2%,采用的热轧卷厚度2.5-3.5mm,冷轧分五道次完成。该方法只针对厚度为0.8mm钢板采取了措施,目前出于轻量化的要求外板厚度基本在0.6~0.8mm之间,且波纹度的影响因素众多,单纯通过控制酸轧压下率的控制很难实现成形后钢板低波纹度的稳定控制。本专利通过炼钢、热轧、酸轧、退火各工序的协同控制,实现最终成品的组织细小均匀实现变形后波纹度保证在较低的水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板及其生产方法,通过成分设计及生产方法,解决了钢板在冲压变形后波纹度过高导致在客户处采用免中涂的2C1B涂装工艺产生的长波超标的问题,可极大改善钢板成形涂装后的鲜艳性。
本发明具体技术方案如下:
一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板,包括以下质量百分比成分:
C:0.0002~0.003wt%,Si:≤0.030wt%,Mn:0.08~0.15wt%,Als:0.015~0.050wt%,P≤0.015wt%、S≤0.015wt%,余量为Fe和不可避免的杂质,该产品为外板产品,过多的微合金添加会导致回复再结晶的温度升高,后续退火需要较高的退火温度实现回复再结晶,较高的退火温度会导致成品表面质量变差,同时会导致钢板在变形后波纹度的增加加大,因此要求Nb+Ti≤0.06wt%。
本发明成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的组织晶粒细小均匀,组织为纯铁素体,晶粒度级别8.5~9.5级,产品经过5%塑性变形后波纹度Wsa≤0.30μm,更优选的:经过5%塑性变形后波纹度Wsa≤0.26μm,具备成形后良好的低波纹度特性。
本发明成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的性能为:产品的屈服强度140~180MPa,抗拉强度270~350Mpa,延伸率A80≥38,n值≥0.21,r值≥2.1。
本发明提供的一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的生产方法,包括以下工艺流程:冶炼→连铸→铸坯热连轧→酸洗冷轧→连续退火→平整→成品。
所述冶炼:适用于转炉、电炉和感应炉冶炼,获得目标钢水;
所述连铸:采用连铸生产铸坯,钢水在结晶器作用下,成形并迅速凝固结晶,形成板坯;
所述铸坯热连轧:对连铸板坯进行热轧,得到热轧板坯;热轧过程中,加热温度控制在1160-1200℃,终轧温度控制在930±20℃。采用较低的板坯加热温度,容易得到粗大的析出物,有利于产品成形性能的提升,采用较高的终轧温度,有利于避开两相区轧制,导致混晶的产生。后续对热轧板坯进行卷取,得到热轧钢卷;卷取温度控制在630±20℃,较低的卷取可获得相对细小均匀的热轧组织同时可避免带钢表层产生粗晶组织;
所述酸洗冷轧:采用常规酸洗工艺,充分去除带钢表面的氧化铁皮,然后冷轧至成品所需厚度规格,冷轧压下率控制在78-82%,采用较低的酸轧压下率使表层剪切织构比例降低,同时较低酸轧压下率在随后的退火过程中因储存能较低,晶粒长大的驱动力减少,成品组织晶粒更为细小;
所述连续退火:将酸洗冷轧步骤处理好的钢板,控制退火温度为780~810℃;
所述平整:平整采用的轧辊粗糙度控制在1.6~2.5μm之间,平整延伸率控制为0.6~1.0%,平整后得到所需钢板。
本发明成分设计思路为:
C:最有效的强化元素,是最经济且强化作用最强的元素。当C含量较低时,其成形性与焊接性能较好;微量的固溶碳可增强晶界强度,改善二次加工脆性,碳含量过高不利于成形性能。本发明中,C含量为0.0002~0.003wt%。
Si:在钢中有较强的强化作用,但Si易形成氧化物,不利于酸洗以及退火后表面容易形成氧化色,因此本发明添加少量的Si或不添加Si,其上限控制在0.03wt%。
Mn:在钢中起固溶强化作用(溶入钢中的Mn造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使滑移难以进行,从而使合金钢的强度与硬度增加),同时降低钢的屈强比(韧性和塑性);另外与钢中的S作用,防止钢的热脆产生。在本专利中Mn主要与S发生作用,防止钢的热脆产生,同时起固溶强化作用,其上限控制在0.15%。
Als:Al在钢中主要起脱氧作用,同时Al还可形成AlN析出,起到一定的细化晶粒的作用。少量Al的存在,保证强度性能的前提下,可使钢的延性提高。但是Al含量过高,结晶器容易堵塞,同时铸坯容易产生裂纹等缺陷,还增加成本。所以本发明Al重量百分比含量控制在0.015%~0.050%。
P:为钢中不可避免的有害杂质,对钢的冲压性能、冷脆性、二次加工脆性等均有不良影响,应严格控制钢中的P含量。
S:为钢中不可避免的有害杂质,对钢的各向同性、热脆性、冲压性能、冷弯性、翻边成形性能等有不利影响,严格控制钢中的S含量将增加钢的冶炼成本,因此本发明中将S含量上限控制在0.015%。
余量为Fe及不可避免的杂质元素,杂质元素在不增加额外成本的基础上越少越好。
本发明通过添加Ti、Nb实现对间隙原子C、N、S的固定作用,通过控制合适的Ti、Nb的添加量即保证间隙原子全部固定,又不会因为添加过量导致表面状态变差以及成形后波纹度的增高。并且由于Ti的添加,在热轧板坯加热过程中会发生Ti(CN)的溶解,采用较低的板坯加热温度可有效的减少Ti(CN)的溶解,最后成品未溶解的碳氮化物必定较为粗大,这样有利于成品r值的提升,对产品的深冲性能有利。Nb的加入有利于细化晶粒,对成形后波纹度增量的降低也有明显的改善。
本发明通过成分设计,通过炼钢、热轧、酸轧、退火各工序的协同控制,实现最终成品的组织细小均匀实现变形后波纹度保证在较低的水平。经过5%塑性变形后波纹度Wsa≤0.26μm,具备成形后良好的低波纹度特性。
附图说明
图1为本发明钢典型实施例的组织状态;
图2为本发明钢典型对比例的组织状态。
具体实施方式
实施例1-实施例6
一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板,包括以下质量百分比成分:如表1所示,表1没有显示的余量为Fe和不可避免的杂质。
表1各实施例钢成分
各实施例的生产方法,包括以下工艺流程:冶炼→连铸→铸坯热连轧→酸洗冷轧→连续退火→平整→成品。
所述冶炼:适用于转炉、电炉和感应炉冶炼,获得目标钢水;
所述连铸:采用连铸生产铸坯,钢水在结晶器作用下,成形并迅速凝固结晶,形成板坯;
所述铸坯热连轧:对连铸板坯进行热轧,得到热轧板坯;热轧过程中,加热温度控制在1160-1200℃,终轧温度控制在930±20℃。对热轧板坯进行卷取,得到热轧钢卷;卷取温度控制在630±20℃,较低的卷取可获得相对细小均匀的热轧组织同时可避免带钢表层产生粗晶组织;
所述酸洗冷轧:采用常规酸洗工艺,充分去除带钢表面的氧化铁皮,然后冷轧至成品所需厚度规格,冷轧压下率控制在78~82%,采用较为适中的酸轧压下率避免较高的压下率导致表层剪切织构比例降低,同时适中的酸轧压下率在随后的退火过程中因储存能较低,晶粒长大的驱动力减少,成品组织晶粒更为细小;
所述连续退火:将酸洗冷轧步骤处理好的钢板,控制退火温度为780~810℃;
所述平整:平整采用的轧辊粗糙度控制在1.6~2.5μm之间,平整延伸率控制为0.6~1.0%,平整后得到所需钢板。
各实施例具体工艺参数如表2所示
表2各实施例生产工艺参数
上述实施方式对本发明的目的、实施效果进行了详细阐述,所应理解的是,上述实施方式仅是本发明的具体实施方式,本发明并不受上述方式的限制,凡在本发明的精神和原则之内,或采用了本发明的技术构思和技术方案进行的各种修改、等同替换、改进等,均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板,其特征在于,所述成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板包括以下质量百分比成分:
C:0.0002~0.003wt%,Si:≤0.030wt%,Mn:0.08~0.15wt%,Als:0.015~0.050wt%,P≤0.015wt%、S≤0.015wt%,Nb+Ti≤0.06wt%,余量为Fe和不可避免的杂质;
所述的成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的生产方法,包括以下工艺流程:冶炼→连铸→铸坯热连轧→酸洗冷轧→连续退火→平整→成品;
所述铸坯热连轧:加热温度控制在 1160-1220℃;
所述铸坯热连轧:终轧温度控制在 930±20℃,卷取温度控制在630±20℃;
所述酸洗冷轧:冷轧压下率控制在78~82%;
所述连续退火:将酸洗冷轧步骤处理好的钢板,控制退火温度为780~810℃;
所述平整:平整采用的轧辊粗糙度控制在1.6~2.5μm之间;平整延伸率控制为0.6~1.0%。
2.根据权利要求1所述的成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板,其特征在于,所述成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的组织晶粒细小均匀,晶粒度级别达到8.5~9.5级,产品经过5%塑性变形后波纹度Wsa≤0.26μm。
3.根据权利要求1或2所述的成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板,其特征在于,所述成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的性能为:产品的屈服强度140~180MPa,抗拉强度270~350Mpa,延伸率A80≥38,n值≥0.21,r值≥2.1。
4.一种权利要求1-3任一项所述的成形后具备低波纹度的冷轧汽车外板的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括以下工艺流程:冶炼→连铸→铸坯热连轧→酸洗冷轧→连续退火→平整→成品;
所述铸坯热连轧:加热温度控制在 1160-1220℃;
所述铸坯热连轧:终轧温度控制在 930±20℃,卷取温度控制在630±20℃;
所述酸洗冷轧:冷轧压下率控制在78~82%;
所述连续退火:将酸洗冷轧步骤处理好的钢板,控制退火温度为780~810℃;
所述平整:平整采用的轧辊粗糙度控制在1.6~2.5μm之间;
所述平整:平整延伸率控制为0.6~1.0%。
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