专利名称：高延伸的二次冷轧板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及二次冷轧板，特别是涉及一种高延伸二次冷轧板及其制造方法，所述冷轧板用于制作易开盖、冲压罐等具有高延伸要求的钢品。
背景技术：
镀锡板、镀铬板广泛应用于食品包装行业的罐身、罐盖。近几年发展起来的二次冷轧型镀锡(镀铬)产品更是以它的高强度、极薄厚度、高延伸率等特性而成为广大钢罐生产商降低成本、保证质量的首选。由于三片罐制作复杂，取而代之采用冲压罐DRD和冲拔罐DI，它们主要应用在食品罐和饮料罐领域。二次冷轧材DR材如果用做三片罐没有问题， 但若用来做部分DRD食品罐或易开盖等用途时，由于二次冷轧薄板的延展性不足容易导致开裂现象。有些二次冷轧镀锡产品制造技术可以生产出高硬度的二次冷轧产品，但由于二次冷轧的变形率普遍比较大，生产的材料延伸率也都比较低，一般都在0-4%左右，特别是二次冷轧变形率大于30%的情况，材料的延伸率基本接近0%，如图1所示普通的DR7MCA、 DR8CA、DR9CA (分别参见 GB/T 2520-2008、JIS G3303 :2008、ASTMA623M-08)达到产品标准要求的硬度，而材料的延伸率基本小于3%。CN101649381A公开了一种二次冷轧镀锡原板的生产方法。该方法包括以下步骤铁水脱硫后经转炉复吹冶炼和真空处理，再经热轧后控制钢材化学成分的重量百分比满足C 0. 05-0. 13、Si ( O. 030、Mn ( O. 60、P彡O. 020、 S ( O. 050，其余为Fe及不可避免的杂质；钢材经稀酸清洗再用HC轧机进行第一次冷轧，累计压下率控制在85-90% ;然后经全氢炉罩式退火，退火温度控制在510-560°C之间；再用 HC轧机进行第二次冷轧，累计压下率控制在30-40%;最后经双机平整即得二次冷轧镀锡原板。用此方法生产的镀锡原板的材料未涉及拉伸延伸率大于5%。
因此，需要提供具有高延伸、高硬度、低成本、加工性能好的二次冷轧板，以广泛用作食品和饮料 等包装材料。发明内容
本发明的目的是提供一种具有高延伸的二次冷轧板，以解决制罐冲压开裂现象。
本发明通过控制一定的成分、热轧温度、一次冷轧率、退火温度和二次冷轧率，以提高二次冷轧材料的延伸率。
为了实现上述目的，本发明的高延伸二次冷轧板的化学组成重量百分比为 C 0. 15-0. 20 %, Si ^ O. 030 %, Mn 0. 10-0. 50 %, P ^ O. 020 %, S ^ O. 020 %, Al O. 01-0. 05%, N :0. 0030-0. 0080%，其余为铁和不可避免的杂质。
优选地，Si0. 005-0. 025%。
优选地，Mn0. 14-0. 50%。
优选地，Al0. 02-0. 049% ο
优选地，N:0· 0033-0. 0079%。
本发明中，除非另有指明，含量均指重量百分比含量。
本发明的另一个目的是提供上述高延伸二次冷轧板的制造方法，该方法包括按上述配比材料经铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧轧制、连续退火、二次冷轧、精整成成品卷。其中热轧控制加热温度1150-1270°C，终轧温度为Ar3以上，卷取温度为彡6000C ;冷轧变形量控制在彡60%，连续退火温度为600-700°C ;退火时间为40-100 秒；二次冷轧压下率为5-15%，其它按常规工艺进行。得到产品的性能为硬度为HR30T 66-80，拉伸延伸率> 5%。
其中，优选热轧中控制加热温度为1180_1250°C。
优选地，终轧温度为840_900°C。
优选地，卷取温度为500_580°C
优选地，退火温度为620_680°C。
优选地，退火时间为50-90秒。
优选地，二次冷轧压下率为7-13%。
本发明是通过合适的成分设计和二次冷轧及退火工艺的设计制造出具有高延伸、 高硬度、低成本、加工性能好的二次冷轧板，可广泛用作食品和饮料等包装材料。本发明的钢种具有优良的延展性、高硬度等特点，用于制作易开盖、冲压罐等具有高延伸要求的用途。本发明主要用C、N强化，Mn等较贵的合金加入较少，采用连续退火生产、以及较低的二次冷轧率，所以相应生产成本也较低。
图1为二次冷轧材料延伸率和二次冷轧率的关系。
具体实施方式
以下通过结合具体实施例对本发明的特点和效果进行较为详细的说明。
为了实现本发明的提供高延伸二次冷轧板的目的，本发明的成分和工艺进行如下控制由于二次冷轧材主要用于硬度较高的易开盖、冲压罐等用途，不仅要求硬度高、而且需要拉延冲压性能好，根据此用途特性和要求，本发明材料成分控制如下
C :由于C在材料中以间隙原子和渗碳体的形态存在，在钢中具有很强的强化作用，为了强化材料，因此需要在材料中保留一定量的碳来提高硬度，碳含量太低硬度不足， 碳含量太高塑性变差，对二次冷轧后成品加工不利。碳在O. 08-0. 14%左右的包晶区范围内特别容易产生板坯裂纹，炼钢制造比较困难，因此C控制应在O. 15-0. 20%的范围内比较合适。
Si =Si容易在热轧时产生低熔点的SiO2 ^FeO共晶系的氧化铁皮，在热轧用高压水难以清除，从而残留在热轧钢板上呈红色氧化铁皮，这种氧化铁皮深深地咬合在热轧钢板上难以酸洗洗掉，因而产生冷轧表面质量不良，影响钢板的外观，甚至导致冲压开裂，所以 Si尽量控制在O. 030%以下。优选地，Si 0. 005-0. 025%
Mn Mn和C 一样是材料的强化元素，适当在材料中加入少量Mn有利于强度的提高，同时加入少量Mn可以和S结合生成MnS，减少表面热脆，避免表面质量问题；但加入过多对冲压加工不利，所以Mn应控制在O. 10-0. 50%。优选地，Mn :0. 14-0. 50%。
P、S :P、S越低加工性越好，P可以提高材料的强度，但P会导致材料的脆性且对耐蚀性不利。S对本发明材料是有害元素，会产生夹杂物，影响材料的韧性,对耐蚀性也不利。 所以P、S的含量要尽量的低。一般P控制在O. 020%以下；S控制在O. 020%以下。
Al A1作为脱氧剂在炼钢时添加，同时作为提高材料加工性有利，小于O. 01%时脱氧不充分会导致材料内部和表面质量问题，Al大于O. 05%使材料中N元素析出过多、析出物过粗，会导致N的强化效果减弱。优选地，Al :0. 02-0. 049%。
N:氮和铝化合形成AlN的析出物和游离可以使材料强度上升，提高材料硬度， 太低强化效果不好，太高强化程度太大、同时对材料延展性也不利，所以N控制应控制在 O. 0030-0. 0080 %。优选地，N 0. 0033-0. 0079 %。
本发明的钢种经连铸制成板坯，接着进行热轧，热轧工艺控制如下
加热温度热轧加热目的是促进材料中C、N原子尽量充分固溶，为后续精轧、卷取冷却材料析出控制提供基础，一般来说加热温度高，冷轧材料硬度也较高，但加热温度太高对材料的表面质量不利，所以热轧加热温度控制在1150-1270°C。
热轧终轧温度热轧终轧温度采用高于Ar3的温度进行轧制，终轧温度过高容易产生氧化铁皮，过低进入二相区轧制，会产生材料组织不均而导致硬度不均匀、加工性能变差，影响制罐加工。
卷取温度卷取温度如果大于600°C时，材料中C、N化合物的析出物析出过多，导致成品硬度过低，但温度过低热轧卷取冷却控制困难，所以卷取温度控制在< 600°C，优选为 500-580 0C ο
冷轧工艺控制如下
一次冷轧变形量随着一次冷轧变形量的增加，材料的退火再结晶温度下降，若一次冷轧率过小，材料再结晶温度提高，势必需要提高退火温度，导致连续退火生产困难等， 所以轧制变形量控制在60 %以上。
退火温度退火温度对材料延展性能影响较大，退火温度太低退火不充分，硬度过高，延展性变差。但退火温度过高硬度偏低，所以退火温度控制范围在600-700°C，优选 620-6800C ο退火时间为40-100秒，优选为50-90秒。
二次冷轧率二次冷轧变形量对材料的延展性影响显著，随二次冷轧变形量的增加，其材料的延伸率降低，二次冷轧压下率过分大使材料延伸率下降幅度较大，太小则得不到所需要的硬度。所以二次冷轧压下率控制在5-15 %，优选7-13 %。
实施例
本发明的四个实施例(A E)和二个比较例(F、G)的化学成分见下表I。
表 IWt %
权利要求
1.一种具有高延伸的二次冷轧板，其按重量百分比计的化学成分为c 0. 15-0. 20%,Si ( O. 030 %, Mn :0. 10-0. 50 %, P ^ O. 020 %, S ^ O. 020 %, Al :0. 01-0. 05 %, N O. 0030-0. 0080%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的具有高延伸的二次冷轧板，其特征在于，S1:0. 005-0. 025%。
3.如权利要求1或2所述的具有高延伸的二次冷轧板，其特征在于，Mn:0. 14-0. 50%。
4.如权利要求1-3任一所述的具有高延伸的二次冷轧板，其特征在于，AlO.02-0. 049% ο
5.如权利要求1-4任一所述的具有高延伸的二次冷轧板，其特征在于，N:O.0033-0. 0079%。
6.如权利要求1-5任一所述的具有高延伸的二次冷轧板，其硬度为HR30T66 80，拉伸延伸率为≥5%。
7.如权利要求1-6任一所述的具有高延伸的二次冷轧板的制造方法，包括材料经铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧轧制、连续退火、二次冷轧、精整成成品卷；其中，在热轧中控制加热温度为1150-1270°C，终轧温度为Ar3以上，卷取温度为≤6000C ;冷轧变形量为≥60%，连续退火温度为600-700°C ;退火时间为40-100秒；二次冷轧率为5-15%。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，热轧中控制加热温度为1180-1250°C。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，终轧温度为820-890°C。
10.如权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，卷取温度为500-580°C。
11.如权利要求7-10任一所述的方法，其特征在于，二次冷轧率为7-13%。
12.如权利要求7-11任一所述的方法，其特征在于，退火温度为620-680°C。
13.如权利要求7-12任一所述的方法，其特征在于，退火时间为50-90秒。
14.如权利要求7-13任一所述的方法，其特征在于，一次冷轧压下率为60%以上。
全文摘要
本发明涉及一种具有高延伸的二次冷轧板，其按重量百分比计的化学成分为C0.15-0.20％，Si≤0.030％，Mn0.10-0.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，Al0.01-0.05％，N0.0030-0.0080％，其余为铁和不可避免的杂质。其制造方法，包括材料经铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧轧制、连续退火、二次冷轧、精整成成品卷；其中，在热轧中控制加热温度为1150-1270℃，终轧温度为Ar3以上，卷取温度为≤600℃；冷轧变形量为≥60％，连续退火温度为600-700℃；退火时间为40-100秒；二次冷轧率5-15％。所得到的二次冷轧板硬度为HR30T66-80，拉伸延伸率为≥5％。
文档编号C22C38/04GK103014483SQ20111028896
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者班必俊 申请人:宝山钢铁股份有限公司