专利名称：冲速每分钟≥150个的耐腐蚀电池壳用钢及制备方法
技术领域：
本发明涉及电池壳用钢及制备方法，具体属于快速冲压成型的电池壳用钢及制备方法。
背景技术：
干式电池和充电式电池外壳主要采用冲床冲制冷轧钢带而成，电池壳产品不得有裂纹、沙眼、雪花点等缺陷，且要求平面各向同性优良和抗内压变，电池外壳用钢带材质要求具有高纯净度、高延展性、高表面质量、低△!·值，加工成形时不产生开裂、雪花点状缺陷。1990年以前，高能电池全部进口，1990年后国内相继引进了高能电池生产线，电池生产厂所用冷轧钢带主要从日本、韩国进口。由于电池外壳用的进口高精度，超深冲冷轧钢带价格贵，而用量又较大，因而使得生产成本增高，实现原材料的国产化是必然趋势。在本发明以前，有授权公告号为CN1174109C的“电池壳用极薄钢带及其制造方法”，该专利采用超低碳Ti-Nb-IF钢生产电池壳钢材，工艺流程为铁水脱硫、转炉吹炼、 RH真空处理、连铸、热轧、卷取、酸洗、冷轧、连续退火、纵剪和涂油包装，为达到无间隙原子 (IF)状态，采用Ti、Nb复合添加处理固定C、N间隙原子，使C与Nb结合成NbC，N与Ti结合成TiN ；但钢中Al参与N间隙原子的固定，Ti合金加入较多，不好控制，生产成本较高， 平面各向异性(△!·值)较大，且过剩Ti、Nb量过高则反而会对成品钢板深冲性能带来不利影响，同时该专利没有平整工序，无法消除或减轻上工序产生的轻微的表面缺陷，无法精确控制用户所要求的粗糙度和板形，很难提高电池外壳镀层的附着力。授权公告号为 CN100560770C的“平面各向同性优良的电池壳用钢及其制造方法”，该专利采用铝镇静钢生产电池壳钢材，工艺流程为铁水预处理、转炉冶炼、炉后精练、热轧、酸洗、冷轧轧制、罩式炉退火、精整成成品卷；但碳含量较高，C在材料中以间隙原子和渗碳体的形态存在，塑性变差，会产生大量的渗碳体在晶界析出，夹杂物较多，冲压加工时容易开裂，使深冲性能下降， 影响电池壳的外观质量和使用，生产效率低，同时在材料中存在间隙原子C，耐时效性也差。
发明内容
本发明的目的在于克服目前存在的不足，提供一种不仅能满足高速加工成型性能，耐腐蚀性好，并且成品厚度为0.20 0.35mm，硬度值(HV)为90 100，抗拉强度彡300MPa，延伸率彡36%，屈强比彡0.6，酸浸时滞值(PL)彡1秒，平面各向异性
Δγ| ^O. 3，且生产成本低的冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢及制备方法。实现上述目的的技术措施冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C :0. 0001 0. 0050%, Mn 0. 10 0. 20%, Al :0. 010 0. 050%, N :0. 0001 0. 0040%, Nb :0. 010 0. 030%，并控制P 彡 0. 020%, S 彡 0. 015%, Cu 彡 0. 05%, Ni 彡 0. 05%, Cr 彡 0. 08%, Mo彡0. 05%, Si彡0. 020%，其余为!^e及不可避免的杂质。
其特征在于C的重量百分比为0. 0008 0. 0025%。制备冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1170 12300C ；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1060 1100°C ；4)在单相奥氏体区进行精扎，并控制终轧温度在900 940°C，累计压下率在 90 95% ；5)进行卷取，卷取温度控制在630 670°C ；6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在80 90% ；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在620 700°C ；10)平整并待用。各化学元素组成成分控制原理如下C是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，随着碳含量的增加，钢中!^e3C增加，冷加工(冲压、拉拔)和焊接性能变坏。渗碳体相对于碳钢(基体为铁素体)是阴极，当碳量增加时，增加了阴极数量及面积，相应地其腐蚀电流增加了，导致其耐腐蚀性降低。对超深冲用钢而言，碳含量要求低，且随着钢中碳含量的降低，钢板的各项成型性能指标迅速提高。无时效性是高级深冲用钢的重要特征。因此为保证高耐蚀性、深冲性和无时效性，控制碳含量在0. 0001 0. 0050% O基材中的Si对耐蚀性影响显著，耐蚀性随Si含量的上升而下降，因此，Si在本发明中作为控制元素。当Si含量高于0. 020%时，易生成难酸洗的氧化铁皮，使钢板表面质量变差，因此，为保证基材的高耐蚀性和高表面质量，故对Si含量严格控制在< 0. 020%。Mn在本发明中能强化铁素体，增加基材的硬度，此外，钢中加入锰能防止硫引起钢的脆化。但原板Mn的含量越高，基材的耐腐蚀性下降且对冲压加工不利。因此，Mn含量控制为 0. 10 0. 20%。对于要求具有良好耐蚀性的电池壳用钢而言，磷的含量最好尽可能低，因为磷容易发生偏析，并导致耐蚀性能降低。因此，在本发明中P含量严格控制在< 0. 020%。一般来说，硫的含量是越小耐蚀性越好。钢中S的偏析倾向大，脱S是必要的。因此，S含量严格控制在彡0.015%。采用铝脱氧，去除冶炼时溶在钢液中的氧。钢中Al的加入则会形成酸溶铝(Als)， Als包括固溶铝和A1N，弥散的AlN粒子能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。固溶N是造成成品时效，铝可抑制氮的固溶，消除应变时效。但随着Als的增加，钢中的夹杂物数量增多， 夹杂物尺寸也将变大，将导致基材的耐蚀性变差。因此，Al含量确定为0. 010 0. 050%。固溶N是造成成品时效的主要原因，特别是对于平整后的应变时效作用，氮的影响尤其大，随着钢中N含量的增加，将导致其冲压加工性能变坏(如n、r值下降)，因此，将 N 确定在 0. 0001 0. 0040% ο为达到无间隙原子(IF)状态，须固定C、N间隙原子，本发明采用Nb添加处理。因此，Nb含量为0. 010 0. 030%。
本发明具有如下突出的优点1、本发明的成品力学性能稳定，通过合理设计钢的化学成分，优化热轧和冷轧罩式炉退火等工艺参数，硬度值(HV)为90 100，抗拉强度彡300MPa，延伸率彡36%，屈强比 (0.6，冲制电池壳不易破裂，筒身形状固定性好。2、本发明采用Nb固定间隙C、N原子，平面各向异性I ΔΓ I彡0. 3。3、本发明的成品耐蚀性高。通过合理设计钢的化学成分，钢包渣改质，钢液钙处理，转炉出钢控氧，RH真空处理，高效连铸，防止增氮，控制残余元素的含量，使钢中氮含量 ^ 30ppm,使夹杂物尺寸< 10 μ tm,使基板的酸洗时滞值(PL)小于1. 5秒，耐蚀性优于国内外同类产品。
具体实施例方式下面对本发明作进一步的描述实施例1冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C :0. 0001%, Mn :0. 10%, Al :0. 010%, N :0. 0040%, Nb :0. 030%，并控制P :0. 020%, S :0. 014%, Cu 0. 04%, Ni 0. 05%, Cr 0. 07%, Mo :0. 04%, Si :0. 018%，其余为!^e 及不可避免的杂质。制备冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1170 11800C ；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1060 1070°C ；4)在单相奥氏体区进行精扎，并控制终轧温度在900 910°C，累计压下率在 90% ； 5)进行卷取，卷取温度控制在630 640 V ；6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在80% ；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在620 630°C ；10)平整并待用。实施例2冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C :0. 0005%, Mn :0. 12%, Al :0. 022%, N :0. 0001%, Nb :0. 023%，并控制P :0. 019%, S :0. 015%, Cu 0. 03%, Ni 0. 04%, Cr 0. 08%, Mo :0. 05%, Si :0. 017%，其余为!^e 及不可避免的杂质。制备冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1190 12000C ；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1075 1085°C ；4)在单相奥氏体区进行精扎，并控制终轧温度在905 915°C，累计压下率在 90% ；5)进行卷取，卷取温度控制在640 650°C ；
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6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在82% ；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在630 640°C ；10)平整并待用。实施例3冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C :0. 0009%, Mn :0. 20%, Al :0. 050%, N :0. 0010%, Nb :0. 010%，并控制:P :0. 018%, S :0. 014%, Cu 0. 05%, Ni 0. 03%, Cr 0. 06%, Mo :0. 03%, Si :0. 020%，其余为!^e 及不可避免的杂质。制备冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1195 1205°C ；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1080 1090°C ；4)在单相奥氏体区进行精扎，并控制终轧温度在915 925°C，累计压下率在 95% ；5)进行卷取，卷取温度控制在650 660°C ；6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在85% ；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在640 650°C ；10)平整并待用。实施例4冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C :0. 0025%, Mn :0. 18%, Al :0. 038%, N :0. 0025%, Nb :0. 015%，并控制:P :0. 018%, S :0. 014%, Cu 0. 02%, Ni 0. 03%, Cr 0. 06%, Mo :0. 02%, Si :0. 015%，其余为!^e 及不可避免的杂质。制备冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1205 1215°C ；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1090 1100°C ；4)在单相奥氏体区进行精扎，并控制终轧温度在930 940°C，累计压下率在 95% ；5)进行卷取，卷取温度控制在660 670°C ；6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在90% ；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在670 680°C ；10)平整并待用。实施例5冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C :0. 0050%,Mn 0. 20%, Al :0. 049%, N :0. 0040%, Nb :0. 010%，并控制P :0. 018%, S :0. 014%, Cu 0. 02%, Ni 0. 03%, Cr 0. 05%, Mo :0. 02%, Si :0. 012%，其余为!^e 及不可避免的杂质。制备冲速每分钟> 150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1220 1230°C ；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1075 1085°C ；4)在单相奥氏体区进行精扎，并控制终轧温度在935 940°C，累计压下率在 95% ；5)进行卷取，卷取温度控制在660 670°C ；6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在90% ；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在690 700°C ；10)平整并待用。表1为各实施例的性能检测表。表1各实施例的性能
权利要求
1.冲速每分钟彡150个的耐腐蚀电池壳用钢，其组分及重量百分比为C:0. 0001 0. 0050%, Mn 0. 10 0. 20%, Al :0. 010 0. 050%, N :0. 0001 0. 0040%, Nb :0. 010 0. 030%，并控制P 彡 0. 020%, S 彡 0. 015%, Cu 彡 0. 05%, Ni 彡 0. 05%, Cr 彡 0. 08%, Mo彡0. 05%, Si彡0. 020%，其余为!^e及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的冲速每分钟>150个的耐腐蚀电池壳用钢，其特征在于C的重量百分比为0. 0008 0. 0025 %。
3.制备权利要求1所述的冲速每分钟>150个的耐腐蚀电池壳用钢的方法，其步骤1)按照纯净钢的工艺冶炼并连铸成坯；2)将连铸坯加热到1170 12300C；3)进行粗轧，并控制粗轧出口温度在1060 1100°C；4)在单相奥氏体区进行精轧，并控制终轧温度在900 940°C，累计压下率在90 95% ；5)进行卷取，卷取温度控制在630 670°C；6)进行常规酸洗；7)进行冷轧，控制累计压下率在80 90%；8)进行常规脱脂；9)在全氢罩式炉中退火，控制退火温度在620 700°C；10)平整并待用。
全文摘要
本发明涉及快速冲压成型的电池壳用钢及制备方法。其组分及重量百分比为C0.0001～0.0050％，Mn0.10～0.20％，Al0.010～0.050％，N0.0001～0.0040％，Nb0.010～0.030％，并控制P≤0.020％，S≤0.015％，Cu≤0.05％，Ni≤0.05％，Cr≤0.08％，Mo≤0.05％，Si≤0.020％；步骤按纯净钢工艺冶炼并连铸成坯；连铸坯加热；粗轧；在单相奥氏体区精轧；卷取；酸洗；冷轧；脱脂；全氢罩式炉中退火；平整并待用。本发明的成品力学性能稳定，硬度值为90～100，抗拉强度≥300MPa，延伸率≥36％，屈强比≤0.6，冲制电池壳不易破裂，筒身形状固定性好，成品耐蚀性高。
文档编号C22C38/26GK102286699SQ20111023276
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者何锐, 余海, 刘建容, 卫扬帆, 柳长福, 汤小兰, 涂元强, 王岭, 石争鸣, 袁伟, 高智平, 黄先球 申请人:武汉钢铁(集团)公司