压制成型性优异的冷轧钢板的制造方法及冷轧钢板的制作方法

专利名称：压制成型性优异的冷轧钢板的制造方法及冷轧钢板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压制成型性优异的冷轧钢板的制造方法及通过该制造方法制造的冷轧钢板。
背景技术：
用于移动电话和笔记本电脑等的液晶框架部件和汽车发动机用密封垫部件等大多以冷压成型，因此，所使用的薄板的冷轧钢板要求压制成型性。另外，在以笔记本电脑和移动电话、数字照相机为代表的电子部件和汽车发动机用密封垫等部件中，也要求轻量化及小型化，为了将这些部件轻量化、小型化，需要将钢板减薄，另外，由于相同的强度不能确保作为压制部件的强度，因此，需要提供一种薄尺寸且具有高强度的高强度钢板。从这种技术背景出发，针对作为汽车的保险缸或车门的增强部件的用途，提出一种具有马氏体或贝氏体组织的抗拉强度为IlSOMPa以上的超高强度钢板(参照专利文献 1)。另外，在专利文献2中，提出了一种在连续退火中将钢板加热至再结晶温度以上， 均热后退火、实施了两次冷轧的弹性优异的密封垫材料用冷轧钢板。现有技术文献专利文献专利文献1 特许第3254106号公报专利文献2 特开平9-194935号公报

发明内容
发明所要解决的课题但是，如专利文献1及专利文献2中记载的高强度钢板，为了实现高强度化而使得延性降低，存在压制成型时产生裂纹，压制成型性差这样的问题。另外，在高强度热轧钢板的冷轧中，由于薄尺寸化，冷轧时的负荷增大，也存在因操作性降低、产量损失增加而损害生产率这样的问题。本发明的目的在于，为了解决上述课题，提供一种冷轧时的负荷小，并且压制成型性优异的高强度的冷轧钢板及其制造方法。用于解决课题的手段(1)本发明的冷轧钢板的制造方法的特征在于，将抗拉强度为IOOOMPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率合计为60%以上的冷轧，制成冷轧钢板，将均热温度设定为750°C以上，冷却速度设定为3°C /s 100°C /s, 进行最终的连续退火处理，制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3%以上、厚度为 0. 05 0. 60mm的冷轧钢板，其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分C :0· 10 0.30、
Mn :0. 2 以上、Ni:0.01 以上、Mn+Ni :0· 5 2· 5、Cr: 1· 2 9.0，剩余部分为铁及不可避免的杂质。(2)本发明的冷轧钢板的制造方法的特征在于，在所述(1)中，所述热轧钢板的厚度为1. 2 3. 0mm。(3)本发明的冷轧钢板的特征在于，将抗拉强度为IOOOMPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率合计为60%以上的冷轧，制成冷轧钢板，将均热温度设定为750°C以上，冷却速度设定为3°C /s 100°C /s, 进行最终的连续退火处理，制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3%以上、厚度为 0. 05 0. 60mm的冷轧钢板，其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分C 0. 10 0. 30、Mn :0· 2 以上、Ni 0. 01 以上、Mn+Ni :0· 5 2. 5、Cr: 1.2 9.0，剩余部分为铁及不可避免的杂质。(4)本发明的冷轧钢板的特征在于，在所述(3)中，所述热轧钢板的厚度为1. 2 3. Omm0发明的效果根据本发明，能够提供一种减轻冷轧时的负荷，高强度且确保了延性的压制成型优异的冷轧钢板。另外，根据本发明的冷轧钢板的制造方法，能够提供一种具有作为用于汽车的汽油发动机的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数字照相机的液晶框架或框架部件等的原材料所要求的厚度0. 05mm 0. 6mm、抗拉强度1280MPa以上、断裂伸长率3%以上的、同时具备强度和加工性的冷轧钢板。
具体实施例方式<热轧钢板的成分>热轧钢板的成分以质量％计，设定为下述的范围。C 0. 10 0. 30、Mn 0. 2 以上、Ni 0. 01 以上、Mn+Ni 0. 5 2. 5、Cr 1. 2 9. 0、
剩余部分Fe及不可避免的元素。C为使钢板中生成马氏体等低温相变组织，获得高的抗拉强度的重要元素。C量少时，得不到需要的抗拉强度，因此，将下限设定为0. 10。另一方面，当过多时，则使热轧及冷轧时的轧制负荷增大，形状劣化等，阻碍生产率，因此将上限设定为0. 30。 更优选的C的范围为0. 15 0. 25。在本发明中，Mn及Ni均为提高淬火性、在连续退火时使低温相变组织生成的元素，赋予连续退火后的冷轧钢板高的抗拉强度。当两种成分的合计量过少时，在连续退火后得不到强度，所以将下限设定为0.5。另一方面，当过多时，则效果饱和，并且因偏析等使加工性降低，所以将上限设定为2. 5。另外，关于Mn和Ni各自的范围，由于Mn防止作为杂质的S造成的赤热，因此需要使其含有0. 20以上，由于Ni确保热处理后的韧性，因此需要添加0. 01以上。由于Ni的价格高，因此，用Mn进行调整对成本有利。Cr也为提高淬火性的元素，在连续退火时使低温相变组织生成，得到高的抗拉强度。含量少时，在连续退火后得不到抗拉强度，因此将下限设定为1. 2。过多时则效果饱和， 并且引起无谓的成本提高，因此将上限设定为9. 0。更优选为2. 0 5. 5。Si为对使冷轧钢板高强度化有效的元素，虽然为了达到该目的越多越好，但超过 2.0%时，导致冷轧的负荷增大、形状劣化，因此，将上限值设定为2.0%。P为使晶粒微细化的成分，虽然从提高冷轧钢板的强度出发，期望按一定比例进行添加，但另一方面，由于在晶界偏析而引起脆化，因此设定为0. 06%以下。S为在热轧中产生赤热脆性的杂质成分，期望尽量少，但不能完全防止来自原料等的混入，工序中的脱硫也是有限度的，因此，某种程度的残留也是不可避免的。由于少量的残留S引起的赤热脆性可由Mn减轻，因此，将S成分的上限值设定为0. 06%。由于Cu通过固溶强化或析出强化使强度提高，因此可添加一定的量，但另一方面有可能引起热轧时的脆化。因此，将上限设定为0.5%。Al在制钢时作为脱氧剂添加在钢熔液中，与固溶N反应作为AlN而析出，有助于晶粒的细化。另一方面，添加超过0. 10%时，N的固定变得明显，N的固溶强化降低，所以设定为0. 10%以下。Ti虽然具有细化晶粒、抑制晶粒成长、提高耐蚀性等效果，但添加过多效果也会饱和，所以设定为0. 30%以下。N与C、Mn —样，是为了赋予冷轧钢板高的强度，使屈服强度得到强化所需要的成分，比0. 002%少时，制钢上产生困难，另一方面，添加超过0.015%时，在制钢时添加的铁氮化物的有效利用率明显降低，稳定性差，同时使压制成型时的各向异性明显劣化。进而在连续铸造片的表面产生裂纹，成为铸造缺陷，因此，在本发明中，理想的是将N成分范围设定为0. 015%以下。<制造工序>下面，对本发明的冷轧钢板的制造方法进行描述。< 制钢 >用转炉或电炉进行熔炼，在上述成分范围进行成分调整，制成板坯片。< 热轧 >将成分调整完的板坯片通过热轧制成板厚1. 2 3. Omm的薄板。板厚薄时，引起热轧时的负荷增大，因此将下限设定为1.2。另外，板厚厚时，在其后的冷轧时引起负荷增大，因此将上限设定为3.0。在热轧工序中，对上述成分范围的板坯片将加热温度设定为1100°C以上、卷绕温度设定为600°c以上进行热轧。板坯片的加热温度不足1100°C时，因为N的积极分解固溶不足，热轧负荷变高，故不优选。另外，将卷绕温度设定为600°C 800°C。卷绕温度低时，引起热轧钢板高强度化，故在冷轧时不优选，因此将卷绕温度的下限设定为600°C。另一方面，卷绕温度超过800°C时，在热轧时促进鳞片生成，在酸洗中脱鳞片时引起负荷增大，因此将上限设定为800°C。在如上所述的条件下所制造的热轧钢板，可使抗拉强度达到IOOOMPa以下。这是因为抗拉强度超过IOOOMPa时，冷轧时的轧制负荷增大，故不优选。< 酸洗 >按照常用方法在酸浴中除去热轧时生成的表面鳞片后，进行冷轧、连续退火。< 冷轧 >冷轧分为一次或多次，以合计60%以上的轧制率进行轧制，直至规定的产品厚度 0. 05 0. 6mm。该厚度变得比0. 05mm还薄时，刚性变小，在用于汽车的汽油发动机的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数字照相机的液晶框架或框架部件等产品时，有时形状变得容易变形，不能制造产品。另外，该厚度变得比0.6mm还厚时，则在用于汽车的汽油发动机的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数字照相机的液晶框架或框架部件等产品时，有时重量变得比设计值还大，不能实现小型化。虽然冷轧中的合计轧制率的上限没有特别规定，但设定为98%。另外，在冷轧后，通过进行500°C以上的连续退火或500°C以上的分批退火，可以使加工硬化的轧制板软化，可再次进行冷轧。冷轧的方法及冷轧次数没有特别指定，可以根据目标板厚适当选择。<连续退火>连续退火是除去冷轧时的板的形变的退火，该连续退火在进行多次冷轧的情况下可以每次都进行。另外，在本发明中，最终的连续退火中，以均热温度750°C以上进行Is以上IOOs以下的均热保持。均热温度不足750°C时，由于没有超过Ae3相变温度，因此得不到充分的抗
拉强度。另外，即使均热温度超过1000°C，也没有特别的优点，在工业上也是无益的，因此将上限设定为1000°C。该最终的连续退火是通过加热使一部分或全部奥氏体化，通过其后的冷却，使它们相变为马氏体等。在本发明中，可以根据该马氏体的量和合金元素的量而得到规定的强度。在以上述均热温度为750°C以上、均热保持Is以上IOOs以下后，以冷却速度；TC / s 100°C /s进行冷却。通过该冷却，使板的奥氏体组织成为马氏体、回火马氏体、贝氏体等组织。在上述冷却速度不足;TC/s时，马氏体等的低温相变组织的生成变得不充分，得不到需要的强度。另外，冷却速度超过100°C /s时，虽然得到了需要的强度，但钢板的形状变差，因此，不适于压制用途等。在本发明中，对于连续退火后的冷却速度，为了确保形状，以与使用一般的水等的淬火相比非常慢的冷却速度进行冷却，使低温相变组织生成，得到高强度钢板。对于作为一般的淬火元素有效的奥氏体稳定化元素即Mn及Ni，虽然为了以上述的冷却速度得到需要的强度需要添加等效量，但由于等效量的添加会在热轧后带来高的强度，使冷轧时负荷增大，阻碍生产率，引起生产成本的增加。因此，在本发明中，通过将Mn及M添加量设定得较少，且复合添加作为铁素体稳定元素的Cr，可使得热轧后为比较软质，在冷轧后的连续退火中制造高强度钢板，能够显著减少制造负荷。另外，在最终的连续退火后的冷却后，根据需要也可以进行600°C以下的回火处理，本发明以比较低的冷却速度形成淬火组织，因此，在冷却时也可得到与回火处理同等的效果，可省略回火工序。通过可省略回火工序，能够有助于大幅度削减制造负荷。通过上述的连续退火，能够使通过本发明的制造方法所得到的冷轧钢板的抗拉强度为1280MPa以上。通过具有这样的强度，将冷轧钢板作为汽车的汽油发动机的密封垫使用时，不会引起漏气。另外，为了轻量化使板厚变薄，在应用于笔记本电脑、移动电话、数字照相机的液晶框架或框架部件的情况中，特别是在移动用途中使用的情况下，也能够确保作为部件的刚性。另外，通过本发明中的制造方法，能够使冷轧钢板的断裂伸长率为3%以上。表示延性的断裂伸长率的值在作为汽车发动机用密封垫或电子部件等用途而进行压制成型的情况下是重要的。断裂伸长率不足3%时，在轻度的膨胀成形或90°弯曲等加工部容易产生裂纹。通过上述的制造方法所制造的钢板具有体积率为60 %以上的马氏体、回火马氏体、贝氏体组织等的组织，即使是薄钢板也能够制造具有1280MPa以上的高的抗拉强度且确保了延性的钢板。<表面光轧等>这样操作所得到的钢板根据需要可进行用于调节表面粗糙度的表面光轧，或用于防锈的ZruNi等的电镀及化学转化处理。<压制成型>通过本发明的制造方法所得到的钢板，虽然能够作为压制成型用的原材料使用， 但与一般的冷轧钢板的强度区域有很大的不同，因此，需要考虑弹性变形回复等。实施例为了用实施例及比较例进一步详细说明本发明的冷轧钢板，准备了表1所示的试料1 18中所示成分的板坯片。试料1 11，17，18为进入本发明的成分范围的板坯片， 试料12 16为本发明的成分范围外的板坯片。在热轧工序中，将调整为试料1 18所示成分的板坯片加热至1230°C，在表2所示的卷绕温度下制造板厚2. Omm的热轧钢板。将该热轧钢板的特性表示于表2。接着，酸洗该热轧钢板后，冷轧至0.5mm，然后，在连续退火工序中，在使均热温度为900°C均热保持20s后，以冷却速度20°C /s进行冷却，制成冷轧钢板。将该冷轧钢板的特性表示于表2。由表2可知，在实施例1 15中，热轧钢板的抗拉强度为IOOOMPa以下，在其后的冷轧中能够变薄至作为目标厚度的0. 5mm,并且能够使冷轧钢板的抗拉强度为1280MPa以上，使断裂伸长率为3%以上。另外，在实施例3、4中，使均热后的冷却速度分别变化为3°C /sU00°C /s，分别能够得到具有1320MPa、1405MPa的抗拉强度、6. 2%,6. 0%的断裂伸长率的冷轧钢板。比较例1为由与实施例1相同的成分，即试料1制造的热轧钢板，由于将卷绕温度降低至480°C，热轧钢板的抗拉强度提高至1108MPa，由于较硬，在其后的冷轧中不能变薄至作为目标厚度的0. 5mm，使轧制的负荷增大和使轧制次数增多时产生裂纹，因此，中止冷轧。比较例2的热轧钢板是由与实施例2 4相同的成分，即试料2制造的热轧钢板， 由于将卷绕温度降低至500°C，热轧钢板的抗拉强度提高至1216MPa，由于较硬，在其后的冷轧中不能变薄至作为目标厚度的0. 5mm，使轧制的负荷增大和使轧制次数增多时产生裂纹，因此，中止冷轧。在比较例3、4中，C为0. 10以下，在比较例5中，Cr为1. 2%以下，在比较例7中， Mn及Ni少，Mn+Ni为0. 5%以下，因此，冷轧钢板的抗拉强度分别变为1280MPa以下，在作为密封垫及框架部件使用的情况下，强度不足，不可适用。在比较例6中，Mn+Ni的合计含量增多至3. 4，因此，热轧钢板的抗拉强度提高，在其后的冷轧中不能轧制到作为目标厚度的0. 5mm。具体而言，即使轧制，由于较硬也不能变薄，或在使轧制的负荷增大和使轧制次数增多时产生裂纹，不能进行生产。表1
权利要求
1.一种冷轧钢板的制造方法，其特征在于，将抗拉强度为IOOOMPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率合计为60%以上的冷轧，制成冷轧钢板，将均热温度设定为750°C以上，冷却速度设定为3°C /s 100°C /s, 进行最终的连续退火处理，制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3%以上、厚度为 0. 05 0. 60mm的冷轧钢板，其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分 C 0. 10 0. 30、 Mn 0. 2 以上、 Ni 0. 01 以上、 Mn+Ni :0· 5 2. 5、 Cr 1. 2 9· 0，剩余部分为铁及不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的冷轧钢板的制造方法，其特征在于，所述热轧钢板的厚度为1.2 3. Omm0
3.一种冷轧钢板，其特征在于，将抗拉强度为IOOOMPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率合计为60%以上的冷轧，制成冷轧钢板，将均热温度设定为750°C以上，冷却速度设定为3°C /s 100°C /s, 进行最终的连续退火处理，制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3%以上、厚度为 0. 05 0. 60mm的冷轧钢板，其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分 C 0. 10 0. 30、 Mn 0. 2 以上、 Ni 0. 01 以上、 Mn+Ni 0. 5 2. 5、 Cr 1. 2 9· 0，剩余部分为铁及不可避免的杂质。
4.权利要求3所述的冷轧钢板，所述热轧钢板的厚度为1.2 3. 0mm。
全文摘要
本发明提供一种冷轧时的负荷小，并且压制成型性优异的高强度的冷轧钢板及其制造方法。将抗拉强度为1000MPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率合计为60％以上的冷轧，形成冷轧钢板，将均热温度设定为750℃以上，冷却速度设定为3℃/s～100℃/s，进行最终的连续退火处理，制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3％以上、厚度为0.05～0.60mm的冷轧钢板。其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分，C0.10～0.30、Mn0.2以上、Ni0.01以上、Mn+Ni0.5～2.5、Cr1.2～9.0、剩余部分为铁及不可避免的杂质。
文档编号C22C38/00GK102471821SQ20108002802
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月17日 优先权日2009年7月8日
发明者吉田冬树, 大井聪史, 楠本雄二, 秋末治, 西山茂嘉 申请人:东洋钢钣株式会社, 株式会社中山制钢所