DE10055338C1 - Verfahren zum Herstellen eines bei niedrigen Verformungsgraden kaltverformten Kaltbandes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines rekristallisationsgeglühten Kaltbandes, bei dem ein aus einem (in Gew.-%) 0,2% C, 1,0% Si, 1,0% Mn, 0,2% P, 0,2% S, 0,2% Al, 0,2% N, 0,2% Ti, 0,2% V, 0,2% Nb, 0,01% B und als Rest Eisen sowie unvermeidbare Verunreinigungen aufweisenden Stahl erzeugtes Vormaterial, wie Brammen, Dünnbrammen oder gegossenen Bändern, zu einem Warmband warmgewalzt wird, bei dem das Warmband zu einem Kaltband kaltgewalzt wird, bei dem das Kaltband bei einer Glühtemperatur kristallerholend geglüht wird, die niedriger ist als die Rekristallisationstemperatur, bei dem das kristallerholend geglühte Kaltband einer Kaltverformung bei niedrigen Verformungsgraden unterzogen wird und bei dem das kaltverformte Kaltband in einer zweiten Glühung rekristallisierend geglüht wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich rekristallisierend geglühte, kaltverformte Kaltbänder aus weichen Stählen bekannter Zusammensetzung ohne die Gefahr der Entstehung von Grobkornbildung herstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines bei niedrigen Verformungsgraden kaltverformten, aus einem Stahl bekannter Zusammensetzung erzeugten Kaltbandes.

Bei bekannten Verfahren dieser Art wird zunächst aus einem Vormaterial, wie Brammen, Dünnbrammen oder gegossenen Bändern, ein Warmband warmgewalzt. Aus dem Warmband wird dann ein Kaltband kaltgewalzt. Nach dem Kaltwalzen wird dieses Kaltband dann weiteren Kaltverformungsschritten, wie einem Richten, Dressieren, Nachwalzen und Umformen unterzogen. Unter diese Kaltverformung fallen dabei auch die Arbeitsschritte, die in der Fachwelt unter dem Oberbegriff "flexibles Walzen" zusammengefaßt werden. Ein solches "flexibles Walzen", bei dem der Walzspalt während des Walzprozesses variabel verstellt wird, ermöglicht die prozeßverkürzende Herstellung von Blechen mit einem definierten, bauteilindividuell an den Belastungsfall angepaßten Dickenprofil in Walzrichtung.

Üblicherweise werden die Kaltbänder nach dem Kaltwalzen und vor ihrer Kaltverformung rekristallisierend geglüht, um die für die Kaltverformung erforderliche Verformbarkeit zu erreichen. So wird beispielsweise gemäß einem aus der DE 38 03 064 C1 bekannten Verfahren zur Herstellung gut tiefziehfähiger Bleche oder Bänder ein Stahl mit bis 0,06% C, bis 0,4% Si, bis 0,8% Mn, bis 0,08% P, bis 0,02% S, bis 0,08% A1, bis 0,009% N, bis 0,04% Ti, bis 0,15% V und Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen zu einer Bramme vergossen, aus der dann ein Warmband warmgewalzt wird. Anschließend wird das Warmband kaltgewalzt. Das so erhaltene Kaltband wird schließlich rekristallisierend geglüht.

Um auch nach der Kaltverformung für darauf folgende Verarbeitungsschritte günstige Eigenschaften des erhaltenen kaltverformten Bauteils herzustellen, wäre eine weitere rekristallisierende Glühung vorteilhaft. Auf eine solche Glühung wird jedoch in der Regel dann verzichtet, wenn im Zuge der Kaltverformung nur geringe Verformungsgrade erreicht worden sind. Andernfalls muß nämlich mit der Entstehung von Grobkorn im Gefüge der kaltverfomten Bänder gerechnet werden. Die Entstehung von Grobkorn führt zu einer Verminderung der Verformbarkeit, wodurch insbesondere eine Tiefziehverformung erschwert wird und eine narbige Oberflächenstruktur (sog. "Apfelsinenhaut") am Ziehteil entsteht.

Indem in der Praxis eine rekristalliserende Glühung nach der Kaltverformung umgangen wird, kann zwar die Grobkornbildung vermieden werden. Dabei muß jedoch eine Einschränkung der Duktilität und damit einhergehend der Verwertbarkeit, insbesondere der Verformbarkeit beim Tiefziehen des Kaltbandes oder bei vergleichbaren Verfomungsschritten, in Kauf genommen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend vom voranstehend erläuterten Stand der Technik ein Verfahren anzugeben, mit dem sich rekristallisierend geglühte, kaltverformte Kaltbänder aus weichen Stählen bekannter Zusammensetzung ohne die Gefahr der Entstehung von Grobkornbildung herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein aus einem max. 0,2 Gew.-% C, max. 1,0 Gew.-% Si, max. 1,0 Gew.-% Mn, max. 0,2 Gew.-% P, max. 0,2 Gew.-% S, max. 0,2 Gew.-% Al, max. 0,02 Gew.-% N, max. 0,2 Gew.-% Ti, max. 0,2 Gew.-% V, max. 0,2 Gew.-% Nb, max. 0,01 Gew.-% B und als Rest Eisen sowie unvermeidbare Verunreinigungen aufweisenden Stahl erzeugtes Vormaterial, wie Brammen, Dünnbrammen oder gegossenen Bändern, zu einem Warmband warmgewalzt wird, bei dem das Warmband zu einem Kaltband kaltgewalzt wird, bei dem das Kaltband bei einer Glühtemperatur kristallerholend geglüht wird, die niedriger ist als die Rekrisallisationstemperatur, bei dem das kristallerholend geglühte Kaltband einer Kaltverformung bei niedrigen Verformungsgraden unterzogen wird und bei dem das kaltverformte Kaltband in einer zweiten Glühung rekristallisierend geglüht wird.

Indem das Kaltband nach dem Kaltwalzen in einem nur für eine Kristallerholung ausreichenden Temperaturbereich geglüht wird, wird eine vollständige Rekristallisation seines Gefüges in diesem Verfahrensschritt vermieden. Überraschend hat sich gezeigt, daß das derart bei Temperaturen unterhalb der Rekristallisations- Glühtemperatur geglühte Kaltband einerseits eine für die nachfolgend durchgeführten Verformungsschritte ausreichende Duktilität besitzt und sich andererseits nach Abschluß der Kaltverformung rekristallisierend Glühen läßt, ohne daß es dabei zu einer Grobkornbildung kommt. So ermöglicht es die Erfindung durch eine gezielte Beschränkung der Temperatur bei der vor der Kaltverformung durchgeführten Glühung, ein rekristallisierend geglühtes Kaltband zu erzeugen, ohne daß es zur Entstehung eines für die Gebrauchseigenschaften ungünstigen Gefüges kommt.

Vorzugsweise wird die Temperatur während des vor der Kaltverformung durchgeführten Glühens so eingestellt, daß sie im oberen Bereich der Kristallerholung liegt. Auf diese Weise läßt sich eine optimierte Duktilität ohne die Gefahr einer Grobkornbildung bei der abschließenden Rekristallisationsglühung erreichen. Handelt es sich bei dem verarbeiteten Stahl um einen Weichstahl, so sollte die Glühtemperatur während des kristallerholenden Glühens dementsprechend mindestens 450°C und höchstens 550°C betragen. Handelt es sich dagegen um einen IF-Stahl, so beträgt die Glühtemperatur während des kristallerholenden Glühens für denselben Zweck mindestens 550°C und höchstens 650°C. Unabhängig davon, um welche Stahlsorte es sich handelt, sollte die Glühtemperatur jedoch stets so gewählt werden, daß das Kaltband nach der kristallerholenden Glühung zu höchstens 90% rekristallisiert ist.

Die Glühtemperatur während des nach der Kaltverformung durchgeführten rekristallisierenden Glühens wird so gewählt, daß eine vollständige Rekristallisation sicher erreicht wird. Erfahrungsgemäß liegen die dazu erforderlichen Glühtemperaturen bei Stählen der in Rede stehenden Art zwischen mindestens 650°C und höchstens 850°C.

Die im Zuge der Kaltverformung erreichten Verformungsgrade betragen üblicherweise höchstens 40%.

Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren dann anwenden, wenn die Kaltverformung als flexibles Walzen ausgeführt wird. Mit dieser Kaltverformung lassen sich Bleche für belastungsorientierte Bauteile erzeugen.

Bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise lassen sich kaltverformte Kaltbänder herstellen, deren Gefüge eine Korngröße von höchstens 6 ASTM aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Tabelle sind die Legierungsgehalte eines konventionellen Weichstahls A und eines IF-Stahls B angegeben.

Aus den Stählen A, B sind Brammen gegossen worden, die zu Warmband warmgewalzt worden sind.

Anschließend sind die aus dem Stahl A erzeugten Warmbänder zu Kaltbändern A1, A2 und die aus dem Stahl B erzeugten Warmbänder zu Kaltbändern B1, B2 kaltgewalzt worden.

Die ersten Kaltbänder A1 und B1 sind dann jeweils einer kristallerholenden Glühung unterzogen worden. Im Fall des Kaltbands A1 betrug die Glühtemperatur bei dieser kristallerholenden Glühung 500°C, während sie beim Kaltband B1 bei 600°C lag. Der Grad der dabei erreichten Rekristallisation lag bei weniger als 90%.

Zu Vergleichszwecken ist das jeweils zweite Kaltband A2 bzw. B2 vollständig rekristallisierend geglüht worden. Die Glühtemperatur lag dazu bei jeweils 720°C.

Nach der kristallerholenden bzw. rekristallisierenden Glühung sind die Kaltbänder A1, A2 bzw. B1, B2 bei verschiedenen, zwischen 0% und 50% liegenden Verformungsgraden kaltverformt worden. Diese Kaltverformung umfaßte ein "flexibles Walzen", bei dem differenzierte Abwalzgrade zwischen ca. 5% bis 50% eingestellt wurden.

Schließlich sind die kaltverformten Kaltbänder A1, A2 bzw. B1, B2 bei einer Glühtemperatur von 720°C rekristallierend geglüht worden.

In Diag. 1 sind für die aus dem Stahl A erzeugten, kaltverformten Kaltbänder A1, A2 die sich nach dem abschließenden Rekristallisationsglühen ergebenden Korngrößen Gs in ASTM über den Verformungsgrad ε in % aufgetragen worden. Die einzelnen Meßwerte sind dabei durch Kreise symbolisiert. Es zeigte sich, daß die Korngrößen beim vor der Kaltverformung bis zur vollständigen Rekristallisierung geglühten Kaltband A2 bei allen Verformunggraden deutlich höher liegen als bei dem erfindungsgemäß vor der Kaltverformung lediglich kristallerholend geglühten Kaltband A1. Besonders signifikant ist die Abweichung bei sehr geringen Verformungsgraden im Bereich von weniger als 15%.

Diag. 2 zeigt für die aus dem Stahl B erzeugten Kaltbänder B1, B2 eine dem Diag. 1 entsprechende Darstellung der Korngröße bezogen auf den Kaltwalzgrad. Auch in diesem Fall steigt die Korngröße beim Kaltband B2 mit abnehmendem Verformungsgrad deutlich an, während beim erfindungsgemäß hergestellten Kaltband B1 die Korngröße auf einem gleichmäßigen, deutlich niedrigerem Niveau liegt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines rekrisallisationsgeglühten Kaltbandes,
bei dem ein aus einem
max. 0,2 Gew.-% C,
max. 1,0 Gew.-% Si,
max. 1,0 Gew.-% Mn,
max. 0,2 Gew.-% P,
max. 0,2 Gew.-% S,
max. 0,2 Gew.-% Al,
max. 0,02 Gew.-% N,
max. 0,2 Gew.-% Ti,
max. 0,2 Gew.-% V,
max. 0,2 Gew.-% Nb,
max. 0,01 Gew.-% B und
als Rest Eisen sowie unvermeidbare Verunreinigungen aufweisenden Stahl erzeugtes Vormaterial, wie Brammen, Dünnbrammen oder gegossenen Bändern, zu einem Warmband warmgewalzt wird,
bei dem das Warmband zu einem Kaltband kaltgewalzt wird,
bei dem das Kaltband bei einer Glühtemperatur kristallerholend geglüht wird, die niedriger ist als die Rekristallisationstemperatur,
bei dem das kristallerholend geglühte Kaltband einer Kaltverformung bei niedrigen Verformungsgraden unterzogen wird und
bei dem das kaltverformte Kaltband in einer zweiten Glühung rekristallisierend geglüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Weichstahl ist und daß die Glühtemperatur während des kristallerholenden Glühens mindestens 450°C und höchstens 550°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein IF-Stahl ist und daß die Glühtemperatur während des kristallerholenden Glühens mindestens 550°C und höchstens 650°C beträgt.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltband nach der kristallerholenden Glühung zu höchstens 90% rekrisallisiert ist.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühtemperatur während des rekristallisierenden Glühens mindestens 650°C und höchstens 850°C beträgt.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Zuge der Kaltverformung erreichte Verformungsgrad höchstens 40% beträgt.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung als flexibles Walzen ausgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefüge des erhaltenen Kaltbands eine Korngröße von höchstens 6 ASTM aufweist.