专利名称：：搪瓷用冷轧高强度钢板及其制造方法
技术领域：
：本发明属于钢铁材料领域，具体地，本发明涉及搪瓷用冷轧高强度钢用钢铁材料。
背景技术：
：搪瓷钢板在国民经济中发挥着十分重要的作用，在工业生产和日常生活中与人们的关系十分密切，广泛应用于轻工、家电、冶金、化工、建筑等行业，制作厨房用具、卫生洁具、烧烤炉、热水器内胆、建筑饰面板、化工反应罐等等。搪瓷钢板的种类很多，按生产工艺分有热轧板(酸洗板)、冷轧板和覆层板等；按搪瓷工艺分有一次搪瓷和两次搪瓷，单面搪瓷和双面搪瓷，湿法搪瓷和静电干粉搪瓷等。搪瓷钢板的性能要求主要包括强度、成形性、抗鳞爆性、密着性和焊接性等方面，不同用途的搪瓷钢板，要求具备不同的综合性能。其中，抗鳞爆性能是搪瓷钢板应有的最基本、最重要的性能指标之一。导致搪瓷制品产生鳞爆是由氢造成的，氢主要是在酸洗和搪烧过程中进入钢板的。如果氢在钢板中扩散得慢，在相同的搪瓷工艺下进入钢板中的氢就少，这将有利于防止搪瓷制品的鳞爆。所以，除了改进搪瓷工艺外，还应改善钢板本身的抗鳞爆性能。钢中的晶界、位错、空穴、夹杂物和析出相等都是良好的氢陷阱，针对不同的搪瓷用途，需要调整钢的成分和生产工艺，以保证刚中有足够的氢陷阱，实现良好的抗鳞爆性能。目前有关搪瓷用冷轧高强钢及其制造方法已有如下相关专利/专利申请，见表1和表2。表l有关冷轧高强度搪瓷钢专利的化学成分(Wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>表2有关高强度搪瓷钢专利/专利申请的工艺比较<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>从表1和表2可以看出，各专利文献所公开的技术方案主要采取在低碳钢中加硅、锰和铜的方法来提高钢板的强度。硅和锰是常用的强化元素，铜的析出强化能显著提高钢的强度。加钛、铌和硼等合金元素既可以提高钢板的强度又可以提高钢板的抗鳞爆性，钛可以与碳、氮和硫结合形成化合物，从而提高钢的抗鳞爆性能，同样铌和硼也与碳和氮结合形成化合物起着提高抗鳞爆性能的作用。在所检索的专利中依靠氮和钒来提高强度和抗鳞爆性的专利不多，目前仅有US5906690，该文献公开的技术方案是采用加钛或钒或铌或锆的方法，合金的加入量按Ti或V》3N，或Nb或Zr》6N的方法，其中氮含量《0.008%，成品钢板的强度为200-420MPa。本发明者通过不断摸索，减少合金元素的加入量，并且调整制造方法，最终获得一种搪瓷用冷轧高强度钢板，从而完成了本发明。因此，本发明第一个目的在于提供一种搪瓷用冷轧高强度钢板。本发明第二个目的在于提供这种搪瓷用冷轧高强度钢板的制造方法。发明概述本发明一方面提供一种搪瓷用冷轧高强度钢板，所述钢板包含以下化学成分(wt%):碳《0.15、硅《1.0、锰0.5~2.0、磷《0.05、硫《0.05、铝0.01~0.10、氮0.008-0.015、钛《0.05、钒0.02~0.2、其余为残余元素和铁。以上各化学成分的作用如下碳碳是确保钢板所定强度的关键元素，碳量增加，强度上升，塑性下降。碳分别与钒、钛生成第二相粒子。为确保钢板的成形性、焊接性以及涂搪性，碳含量不高于0.15%。当碳含量高于0.15%时，不仅钢的塑性降低，且在搪瓷过程中会产生大量气泡损害搪瓷质量。锰加入锰的目的主要在于提高钢的强度，但锰含量过高会严重降低钢的塑性，锰在钢中还和铝共同起到脱氧的作用。钒和氮在高温热轧后钒首先与氮然后与碳结合，大量析出VN和VC等，这些第二相粒子起着析出强化的作用，而且也是有效的贮氢陷阱，可在搪瓷过程中防止鳞爆的发生。当钢中的氮含量较高时，钒主要与氮结合，于高温析出较为稳定的VN粒子，具有良好的强化效果和抗鳞爆作用。在成分设计中采用加钒的优势在于V(CN)的溶解度大，尤其在高温，这意味着它的溶解温度可以持续到比较低的温度，或者说在给定的温度下可以溶解高得多的V。与Nb相反而与Ti相似的是，VC与VN固溶度相差很大，VN的固溶度积比VC大约低两个数量级，VN优于VC先期形成，因此加N可以有效地增强它们的沉淀强化效果。由于钒氮钢中在高温下V(CN)的溶解度大，通常采取高温再结晶轧制的方法，轧制变形增加了V(CN)的析出形核，使得V(CN)在轧制以后才大量地析出，也更加有利于形成细小弥散的V(CN)粒子，既保证了析出相对基体的沉淀强化效果，又降低了热轧的轧制负荷，缩短了轧制时间，同时细小弥散的V(CN)粒于有利于提高钢板的抗鳞爆作用。增加N含量在一定程度上可以减少V的加入量而达到同样的强化作用，同时也节约了钒合金。由于钛是强氮化物形成元素，根据溶度积计算可知，钢中氮先与钛结合，然后才与钒结合，所以钢中必须有足量的氮，才能保证与钒结合形成VN和V(CN)，因此设计钢中的氮含量大于等于0.008%。钛钢中加入微量的钛会产生一种细小弥散分布而且十分稳定的TiN粒子，它既可以有效地防止高温奥氏体晶粒粗化，又对保证钢的强度、塑性、抗鳞爆性和焊接性都是十分有利。当钛含量超过0.05%时，由于钢中氮含量高，会在很高温度时析出TiN，并且TiN颗粒粗大，损害钢板的塑性和表面质量。铝是强脱氧元素。为保证钢中的氧含量尽量低，铝的含量控制在0.010.10%。本发明另一个方面提供这种搪瓷用冷轧高强度钢板的制造方法，包括冶炼、浇铸、热车L、冷车L、退火，其中在热轧工艺中，加热温度为1100-130(TC。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为，在热轧工艺中，终轧温度为8001050。C。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为分段水冷，冷却速率为15~45°C/s。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为优选水冷前后进行空冷，水冷的冷却速率为15~45°C/s。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为为550~750。C。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为下率大于50%。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为为550~850°C。本发明提供的这种制造方法，一个优选的实施方式为为连续退火或罩式退火。总的来说，生产工艺过程详述如下-转炉吹炼和真空处理目的是确保钢液的基本成分要求，去除钢中的氢等有害气体，并加入钒、钛、氮等必要的合金元素，进行合金元素的调整。连铸或模铸保证铸坯内部成分均匀和表面质量良好，模铸的钢锭需轧制成钢坯。热轧连铸坯或钢坯在1100130(TC温度范围内加热，一方面获得均匀的奥氏体化组织，另一方面使钒和钛的化合物部分或全部溶解。随后于Ar3以上，即800~1050°C的温度范围内完成热轧，然后釆用控制冷却至巻取温度，冷却可以分段水冷，水冷前后进行空冷，水冷的冷却速率为15~45°C/s。巻取温度为550~750°C。在热轧和冷却过程中，钒和钛会以化合物的形式析出，呈细小弥散状态均匀地分布在基体中。同时通过控制冷却钢中的铁素体组织得到细化。冷轧钢板经酸洗或抛丸等方法去除氧化铁皮后进行冷轧，冷轧的总压下率在50%以上，确保在钢中储存足够的形变能，这样在退火时完成再结晶。退火可以采用连续退火或罩式退火的方式，退火温度为55085(TC，退火工艺确保钢板完成再结晶及晶粒长大。综上所述，本发明者在钢冶炼和真空脱气过程中加入适量的锰、一定含量的钒和微量的钛元素，增加氮并严格控制氮、硫和碳等元素的含量；通过高温再结晶轧制和控制冷却来控制钒和钛的第二相粒子(VN、VC、V(CN)和TiN等)的数量和尺寸。钢中碳、锰、钒、钛和氮的范围既决定了钢的强度级别，也决定了钢的塑性和涂，在热轧工艺中，冷却优选，在热轧工艺中，分段水冷，在热轧工艺中，巻取温度，在冷轧工艺中，冷轧总压，在退火工艺中，退火温度,在退火工艺中，退火方式搪性。控制钒、钛、碳、氮和硫等元素的含量范围，基本确定了钢中第二相粒子的含量，通过控制热轧工艺和冷却速率，确保钒和钛在钢中生成细小弥散的第二相粒子，从而提高钢板的抗鳞爆性和密着性。同时细小弥散的第二相粒子析出有利于强化基体，而且控制热轧工艺和冷却速率可以细化组织，提高钢板的强度和塑性。有益效果本发明提供的搪瓷用冷轧高强度钢板具有较高的强度、良好的塑性、焊接性、良好的抗鳞爆性和搪瓷密着性，满足搪瓷制品的成形、焊接、搪瓷等加工要求，在经过搪烧以后制品仍然保持较高的强度。可应用于制造建筑面板、化工产品、厨具、洁具等搪瓷制品，并可以推广应用到其他搪瓷制品的生产。具体实施例方式下面用实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。实施例1通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表3所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表3。表3实施例1钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例2通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表4所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表4。表4实施例2钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例3通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表5所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表5。表5实施例3钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例4通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表6所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表6。表6实施例4钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例5通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表7所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表7。表7实施例5钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例6通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表8所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表8。表8实施例6钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例7通过冶炼、浇铸、热轧、冷轧和退火步骤，获得具有如下表9所述化学成分的成品钢，其中工艺参数及成品性能见如下表IO。表9实施例7钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表io各实施例所用工艺参数及成品性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>工业实用性本发明提供的搪瓷用冷轧高强度钢，其成分稳定且易于控制，热轧负荷低，因此对热轧机的适应性强，冷轧机组需具备较大的轧制能力，对退火工艺的适应性也较强，总体来说本发明提供的这种搪瓷用冷轧高强度钢及其制造方法具有较强的工业应用可行性，具有广阔的应用前景。权利要求1.一种搪瓷用冷轧高强度钢板，其特征在于，包含以下化学成分(wt％)碳≤0.15、硅≤1.0、锰0.5～2.0、磷≤0.05、硫≤0.05、铝0.01～0.10、氮0.008～0.015、钛≤0.05、钒0.02～0.2、其余为残余元素和铁。2.权利要求1所述的搪瓷用冷轧高强度钢板的制造方法，包括冶炼、浇铸、热轧、冷轧、退火，其特征在于热轧工艺中，加热温度为1100130(TC。3.如权利要求2所述的制造方法，其中所述热轧工艺中的终轧温度为800-1050。C。4.如权利要求2所述的制造方法，其中所述热轧工艺中的冷却选用分段水冷，冷却速率为15~45°C/s。5.如权利要求4所述的制造方法，其中所述的分段水冷选用水冷前后进行空冷，水冷的冷却速率为15~45°C/s。6.如权利要求2所述的制造方法，其中所述热轧工艺中的巻取温度为5S075(TC。7.如权利要求2所述的制造方法，其中所述冷轧工艺中的冷轧总压下率大于50%。8.如权利要求2所述的制造方法，其中所述退火工艺中的退火温度为550~850°C。9.如权利要求2所述的制造方法，其中所述退火工艺中的退火方式为连续退火或罩式退火。全文摘要本发明提供一种搪瓷用冷轧高强度钢板，其特征在于，包含以下化学成分(wt％)碳≤0.15、硅≤1.0、锰0.5～2.0、磷≤0.05、硫≤0.05、铝0.01～0.10、氮0.008～0.015、钛≤0.05、钒0.02～0.2、其余为残余元素和铁。本发明还提供这种钢板的制造方法。本发明提供的这种钢板具有较高的强度、良好的塑性、焊接性、良好的抗鳞爆性和搪瓷密着性，满足搪瓷制品的成形、焊接、搪瓷等加工要求，在经过搪烧以后制品仍然保持较高的强度。可应用于制造建筑面板、化工产品、厨具、洁具等搪瓷制品，并可以推广应用到其他搪瓷制品的生产。文档编号C22C38/14GK101353756SQ20071009396公开日2009年1月28日申请日期2007年7月23日优先权日2007年7月23日发明者孙全社申请人:宝山钢铁股份有限公司