直接热成形用薄规格热轧钢板及其制造方法与流程

本发明涉及热轧高强钢制造技术领域，具体地指一种直接热成形用薄规格热轧钢板及其制造方法。

背景技术：

随着能源危机和环境问题的日益加剧，轻量化已经成为汽车工业可持续发展的必然选择。车身高强化，既可以减轻车身重量，又能提高安全性，是同时实现车身轻量化和提高碰撞安全性的最好途径。为满足车身高强化发展需求，汽车结构用钢的强度也越来越高，但与此同时，超高强钢在冷冲压成形时成形性能差，零件回弹严重及尺寸精度差的问题也越来越突出，在此背景下，热冲压成形技术和热成形钢应运而生。20世纪80年代汽车工业开始使用热成形技术，最早由在Lule的瑞典公司Plannja申请专利，第一个安全部件是萨博9000的防冲击侧梁。热成形技术已广泛应用于汽车车身安全零件的制造。

国内外热成形钢的的主要生产厂家和产品牌号有ARCELOR的USIBOR1500，SSAB的DOMEX 024B，NIPPON STEEL的BORON钢以及宝钢的BR1500HS等。热成形钢的传统生产工艺流程为：脱硫铁水→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→板坯加热→热连轧→酸洗+冷连轧→连续退火→(预涂层)→精整包装。主要存在以下缺点：1)生产流程长，工艺复杂，成本过高；2)热成形过程中氧化铁皮容易脱落，热成形之前还需额外增加开卷酸洗工序。如：中国专利CN103361560A公开了一种冷轧热成形钢板及其生产方法，该方法将钢水通过精炼后连铸获得板坯，然后进行热轧，并将热轧板进行层流冷却成热轧卷；再通过冷轧获得冷硬卷，最后将冷硬卷经过罩式退火处理获得带钢，从而成功生产高强度热成形钢板。采用该工艺，生产流程长，成本高。为解决此问题，中国专利CN 105441786 A公开了一种抗拉强度1500MPa级热冲压成形用薄钢板及其CSP生产方法，其工艺路线为：钢水冶炼、立弯式CSP薄板坯连铸、除鳞、辊底式隧道炉均热、TMCP六机架热连轧、层流冷却、卷取、开卷酸洗、平整、卷取。采用该工艺流程可以热轧薄板替代冷轧薄板，从而取消板料冷轧和退火热处理等工序。不足之处在于：需要采用特殊的生产工艺流程，推广应用受到一定限制；另外，由于生产过程中对表面氧化铁皮缺乏控制，为避免热成形过程氧化铁皮脱落，热成形之前还需要先进行开卷酸洗，在一定程度增加了生产成本和对环境的污染。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种直接热成形用薄规格热轧钢板及其制造方法，该钢板缩短了热成形钢的制造流程，并省去了酸洗工序，进而大幅降低了成本与环境污染。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直接热成形用薄规格热轧钢板，其特征在于：该钢板的化学成分及其重量百分比如下：C：0.12～0.50％，Si：0.15～0.65％，Mn：0.70～2.0％，P≤0.015％，S≤0.008％，Als：0.015～0.06％，N≤0.005％，B≤0.005％，Cr：0.15～0.65％，Nb：0.005～0.060％，或Ti：0.005～0.06％，或V:0.005～0.06％，或Nb，Ti及V中两种或三种元素以任意比例混合，且混合后的总重量百分比≤0.10％，其余为铁和不可避免的杂质。

进一步地，该钢板的化学成分及其重量百分比如下：C：0.25～0.50％，Si：0.30～0.65％，Mn：1.20～2.0％，P：0.01～0.015％，S：0.005～0.008％，Als：0.02～0.06％，N:0.004～0.005％，B：0.004～0.005％，Cr：0.25～0.65％，Nb：0.03～0.060％，Ti：0.02～0.05％，且Nb和Ti混合后的总重量百分比≤0.10％，其余为铁和不可避免的杂质。

进一步地，该钢板的化学成分及其重量百分比如下：C：0.40～0.50％，Si：0.44～0.65％，Mn：1.7.0％，P：0.01～0.015％，S：0.005～0.008％，Als：0.02～0.06％，N:0.004～0.005％，B：0.004～0.005％，Cr：0.5～0.65％，Nb：0.05～0.060％，Ti：0.02～0.03％，V:0.01～0.02％，且Nb，Ti及V混合后的总重量百分比≤0.10％，其余为铁和不可避免的杂质。

进一步地，所述钢板厚度为1.5～3.0mm。

上述直接热成形用薄规格热轧钢板的制造方法，包括转炉冶炼，精炼，连铸，铸坯加热，粗轧，精轧，层流冷却及卷取步骤，所述铸坯加热步骤中，加热温度为1250～1350℃；所述粗轧步骤中，粗轧后的中间坯厚度为25～45mm，粗轧除鳞温度≥1170℃；所述精轧步骤中，精轧前两道次的压下率分别为43～48％和40～45％，末道次压下率为10～15％，精轧后带钢厚度为1.5～3.0mm，终轧温度为850～920℃；所述卷取步骤中，卷取温度为500～680℃。

进一步地，所述连铸步骤中，铸坯厚度为210～250mm；所述粗轧步骤中，粗轧过程为5或7道次；所述精轧步骤中，精轧过程为7道次，精轧前三道次采用机架间冷却。

进一步地，在粗轧和精轧之间增加保温罩或热卷箱，粗轧后的中间坯头尾温差≤±15℃。

进一步地，所述精轧步骤中，采用润滑轧制，其中油压为0.5～0.8MPa，水压为0.4～0.6MPa，乳化液的浓度为0.3～0.6％。

进一步地，所述精轧步骤中，终轧温度为880～920℃。

更进一步地，所述卷取步骤中，卷取温度为540～580℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

其一，本发明实现了厚度为1.5～3.0mm薄规格热成形用热轧钢板的生产，其可用于替代冷轧板作为热成形原料，从而免去了板料冷轧和退火热处理等工序，不但缩短了热成形钢的制造流程，解决了传统热成形钢制造工艺流程长而复杂的问题，也使得最终得到的热成形钢力学性能优良。

其二，本发明通过对热轧过程工艺参数的优化控制，实现了对热轧带钢表面氧化铁皮厚度和结构的精细化控制，从而提高氧化铁皮的附着力，进而可取消酸洗工序，不但提高了生产效率，降低了生产成本，也避免了酸洗对环境造成污染。

其三，本发明是基于传统热连轧流程进行的，对目前国内外同类产线适应性强，具有良好的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明薄规格热轧板的氧化铁皮形貌图片。

图2为本发明薄规格热轧板热成形之后的氧化铁皮形貌图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

实施例1～6

以下实施例中的直接热成形用薄规格热轧钢板按如下步骤制造：

1)转炉冶炼；

2)精炼；

3)连铸：所述铸坯厚度为210～250mm；

4)铸坯加热：入炉温度≤550℃，加热温度为1250～1350℃；

5)粗轧：粗轧过程为5道次或7道次，粗轧后的中间坯厚度为25～45mm；粗轧除鳞温度≥1170℃；

6)精轧：精轧过程为7道次，精轧前两道次的压下率分别为43～48％和40～45％，末道次压下率为10～15％，精轧后带钢厚度为1.5～3.0mm；精轧过程前三道次采用机架间冷却；终轧温度为850～920℃，优选880～920℃；精轧过程采用润滑轧制，其中油压设定0.5～0.8MPa，水压设定0.4～0.6MPa，乳化液的浓度为0.3～0.6％；在粗轧和精轧之间增加保温罩或热卷箱，中间坯头尾温差≤±15℃；

7)层流冷却；

8)卷取；卷取温度为500～680℃，优选540～580℃

9)平整。

实施例1～6中精炼后钢水的化学成分及其重量百分比见下表1；

实施例1～6中热轧过程涉及的主要工艺参数见下表2；

实施例1得到的薄规格热轧板直接进行热成形，热成形前表面典型氧化铁皮形貌见图1，成形前表面氧化铁皮厚度为5.0～8.0μm，铁皮较为完整，热成形后铁皮厚度为8.0～11.0μm；热成形后表面典型氧化铁皮形貌见图2，热铁皮略微破碎但较少脱落，不用酸洗，可以满足直接热成形的要求。

实施例1～6得到的薄规格热轧板热成形后的力学性能数据见表3。

表1(wt.％)

表2

表3

从表3可以看出，用实施例1～6得到的1.5～3.0mm的薄规格热轧钢替代冷轧板作为热成形原料，得到的热成形钢屈服强度达880MPa以上，抗拉强度达1150以上，伸长率达5.0以上，力学性能优良。