本发明属于钢铁冶炼
技术领域：
，具体涉及一种超低碳电池外壳用冷轧钢板及生产方法。
背景技术：
随着国家的发展与进步，人民的生活水平不断提高，蓄电式数码产商品、智能家居等产品逐渐进入千家万户，特别是国家大力扶持新能源汽车的推广与应用，钢制蓄电池作为家用电器和新能源汽车的关键组件其需求量逐年增加，市场潜力巨大。钢制电池壳对不仅对钢水纯净度要求极高，且要求其具有良好的高速冲压性能和涂镀性能，同时具备一定的耐腐蚀性，冲压成形后的电池壳表面严禁出现开裂、沙眼、起皱、凹坑等缺陷。目前市场上电池壳钢有铝镇静钢和if钢两种成分体系，现有的铝镇静钢的通卷性能波动较大，冲压性能较差，现有的if钢中通常选择加入nb等贵重金属元素，成本较高。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种超低碳电池外壳用冷轧钢板及生产方法。通过精确控制钢中的成分，并通过热轧、酸洗、五机架全六辊冷连轧及连续退火、平整工序生产出低碳深冲电池壳用冷轧钢板。该钢板具有优良的冲压性能、表面质量、耐腐蚀性以及良好的电镀性。本发明采取的技术方案为：一种超低碳电池外壳用冷轧钢板，所述冷轧钢板包括如下化学成分及重量百分比：c：0.002％～0.006％、si≤0.030％、mn：0.30％～0.40％、p≤0.018％、s≤0.012％、ti：0.035％～0.055％、als：0.030％～0.060％、[n]≤0.004％、[o]≤0.004％，其余为fe及不可避免的杂质。本发明中钢种合金元素的作用主要基于以下原理：1)碳(c)：随着c元素的降低，钢板强度下降，延伸率、n值和r值提高，钢板的深冲性能会逐渐提高。因此超低碳是生产电池壳钢的前提条件，同时微量c元素有助于提高钢的强度，保证电池壳不易变形。因此本发明采用超低碳成分设计，控制c：0.002％～0.006％。2)硅(si)：si含量过高，钢板表面氧化铁皮不易去除，表面容易形成由于氧化物压入的微裂纹，在钢带高速深冲过程中，微裂纹可作为裂纹原而导致钢板开裂。此外si元素的含量过高影响钢板电镀性能，因此本发明中si≤0.030％。3)锰(mn)：mn能降低奥氏体→铁素体的相变温度(可以弥补因c元素含量降低带来的奥氏体→铁素体的相变温度升高)，扩大热加工温度范围，有利于细化铁素体晶粒尺寸；但mn含量过高，对塑性、冲压性能、疲劳性能都不利，综合考虑，本发明中mn百分含量控制范围为0.30％～0.40％。4)磷(p)：p在γ-fe和α-fe中的扩散速度小，易形成偏析，对钢板成形性能和焊接性能不利，因此炼钢过程中尽量降低p含量保证p≤0.018％。5)硫(s)：s元素在电池壳钢中是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在轧制时易造成裂纹。此外s对焊接性能也不利，且降低耐腐蚀性。因此本发明尽量将钢中s含量控制在s≤0.012％范围内。6)铝(al)：al作为主要脱氧剂，同时铝对细化晶粒也有一定作用。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。本发明将al百分含量控制在0.030％～0.060％范围内。7)钛(ti)：ti元素是强的碳化物、硫化物和氮化物形成元素，该类化合物在高温下不易溶于奥氏体，起到阻碍奥氏体晶粒长大，细化晶粒，提高钢板的深冲性能的作用。但第二相析出物过多也会影响到钢板的深冲性能，因此本发明将钢种的ti元素控制在0.035％～0.055％范围内。8)氮(n)：n元素在钢中易与ti形成tin，n元素过高会造成微量ti元素功能失效。因此本发明将n含量控制在[n]≤0.004％范围内。9)氧(o)：o元素在钢中易与al形成氧化铝夹杂，而夹杂物会影响到电池壳钢的冲压性能，造成冲压开裂、沙眼数量增多。因此本发明控制[o]≤0.004％。进一步地，所述冷轧钢板优选为包括如下化学成分及重量百分比：c：0.0025％～0.0032％、si≤0.020％、mn：0.33％～0.35％、p≤0.015％、s≤0.006％、ti：0.038％～0.042％、als：0.033％～0.036％、[n]≤0.0020％、[o]≤0.0018％，其余为fe及不可避免的杂质。进一步地，所述冷轧钢板优选为包括如下化学成分及重量百分比：c：0.0036％～0.0055％、si≤0.020％、mn：0.36％～0.38％、p≤0.015％、s≤0.006％、ti：0.048％～0.053％、als：0.038％～0.053％、[n]≤0.002％、[o]≤0.0018％，其余为fe及不可避免的杂质。本发明还提供了所述超低碳电池外壳用冷轧钢板的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：铁水冶炼→板坯连铸→火焰清理→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→成品。所述铁水冶炼步骤中，采取前扒渣和后扒渣措施，调整[s]元素含量，能够减少钢水中的有害元素；脱碳前中期加入自循环废钢，进行钢包顶渣改质，该措施有助于减少钢水中的杂质元素。所述热连轧控轧控冷步骤中，热轧加热温度为1210℃～1250℃，能够保证钢坯充分奥氏体化，化合物充分溶解；终轧温度控制在880℃～920℃，该温度可以保证终轧温度控制在奥氏体以上温度，避免出现两相区轧制导致的混晶现象；热轧凸度控制为0～40μm，楔形控制为-20μm～20μm，能够有效改善最终成品薄边情况；热轧后采用层流冷却。所述卷取步骤中，卷取温度控制在660℃～720℃，该卷取温度有助于细化热轧卷晶粒。所述冷轧步骤中，冷轧总压下率控制在75％～85％，大的压下率可以提高钢中晶粒畸变能，降低再结晶温度，有利于细化晶粒，提高钢板的深冲性能。所述连续退火步骤中，均热温度控制在770℃～790℃，退火时间为60s～180s，该温度和时间可以保证再结晶完全，而过高的退火温度和过长的退火时间会降低生产效益，使晶粒粗大，降低钢板的深冲性能。所述平整步骤中，平整延伸率控制在0.6～2.0％，并且采用ra为2.0μm的平整辊，保证板面粗糙度为0.5μm≤ra≤1.0μm，该粗糙度有利于电镀后电池壳表面光洁。本发明是通过精确控制钢中的成分，并通过热轧、酸洗、五机架全六辊冷连轧及连续退火、平整工序生产出低碳深冲电池壳用冷轧钢板。按本发明方法生产的冷轧钢板，其组织形貌为铁素体，晶粒度等级为9级；其屈服强度为180mpa～240mpa，抗拉强度为300mpa～390mpa，a50≥33％，r值≥1.3，n值≥0.18。该钢板具有优良的冲压性能、表面质量、耐腐蚀性以及良好的电镀性。附图说明图1为实施例1中的超低碳电池外壳用冷轧钢板的200倍金相组织图；图2为实施例2中的超低碳电池外壳用冷轧钢板的200倍金相组织图。具体实施方式下面结合实施例对发明进行详细说明。一种超低碳电池外壳用冷轧钢板，各实施例和对比例中的钢水的化学成分如表1所示。实施例1、2和对比例1的生产工艺为：铁水冶炼→板坯连铸→火焰清理→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→成品；对比例2的生产工艺为：铁水冶炼→板坯连铸→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整→成品。表1化学成分，wt％类别csimnpsalstin实施例10.0025≤0.02000.330≤0.01200.00600.04500.05200.0017实施例20.0055≤0.02000.350≤0.01500.00400.03500.05000.0015对比例10.0210≤0.02000.180≤0.01100.00300.05300.01300.0017对比例20.0023≤0.02000.2300≤0.01300.03800.02400.07500.0035所有铸坯按照表2工艺进行试制加工，成品厚度规格均为0.5mm。表2生产工艺最终成品力学性能值见表3所示。表3力学性能类别方向rp0.2/mparm/mpaa50/％n值r值实施例10°191315480.221.92实施例20°221346450.231.80对比例10°209326380.211.44对比例20°214295410.201.63从上述内容可以看出，本发明所生产的钢板，厚度规格均为0.5mm，其屈服强度180mpa～240mpa，抗拉强度为300mpa～390mpa，a50≥33％，r值≥1.3，n值≥0.18。虽然对比例1、2强度方面与实施例1、2相当，但是r值较低，冲压性能较差。分别用实施例和对比例试冲电池壳产品，实施例1、2可以满足30个/分钟，冲压10000个的缺陷率为0.089％，主要缺陷是凹坑；对比例1冲压速度达到30个/分钟，冲压缺陷率为0.403％，主要缺陷为拉丝；对比例2冲压速度达到30个/分钟，冲压缺陷率为0.614％，主要缺陷为沙眼。综上，实施例1、2冲压合格率较对比例1、2合格率高。上述参照实施例对一种超低碳电池外壳用冷轧钢板及生产方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。当前第1页12