具有优良冲裁性能的300MPa级垫片钢及其制备方法与流程

本发明属于冷轧板带生产，具体涉及一种具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢及其制备方法。

背景技术：

1、垫片的作用主要为增大连接件或者紧固件的接触面积、减小压力、防止松动、保护零件和螺丝，还有一定的密封作用。因此垫片中孔的精度对垫片的主要作用影响极为明显。垫片中的孔是通过冲孔工艺来完成的。冲裁产品断面质量是保证其尺寸精度的一个重要指标，冲孔的断面包括：塌角带、光亮带、断裂带、毛刺区四部分。光亮带是材料被挤入下模而产生塑性剪切变形产生的，光亮带是五金冲压件断面质量最好的区域，光亮平整而且又和钢板平面垂直。精密冲压一般就是追求的光亮带。断裂带的表面比较粗糙，而且有大约5度的倾斜，是由于冲压时形成的裂纹扩展而成。如果断裂带在冲孔表面的所占的比例过大，将对垫片的密封作用和保护零件的作用有很大的弱化，因此具有优良冲裁性能的垫片钢材料在垫片生产中显得尤为重要。

2、普通结构用钢在冲孔工艺生产过程中，冲孔断面的光亮带宽度较小，断裂带宽度较大(图3)，这样的冲孔工艺及冲孔产品是不利于垫片零件的使用，断裂带宽度较大的垫片往往会导致更大的噪音，也可能在疲劳应用场景中是疲劳失效的裂纹源。

3、cn114058941a公开了一种冷轧钢板及制造方法和汽车用冲裁件，该冷轧钢板的化学元素质量百分比为：c:0.14～0.25wt％，si:0.01～0.5wt％，mn:0.3～1.6wt％，p≤0.015wt％，0＜s≤0.01wt％，al:0.01～0.07wt％，cr:0.1～1.0wt％，b:0.0001～0.005wt％，0＜n≤0.006wt％和fe。其屈服强度为240～360mpa，抗拉强度为360～480mpa，断后伸长率a50mm≥25％。

4、现有技术中为了获得具有良好塑形和较低强度的冷轧钢板时，大多通过添加nb、v、ti等微合金元素，合金成本较高；且制备过程中工艺要求较多，生产难度大。

5、因此亟需研究一种生产成本低、难度小，且具有优良冲裁性能的专用垫片钢，以解决冲孔断裂带区域过大的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有垫片钢的冲裁性能较差，为了能够解决冲孔断裂带区域过大的问题，本发明提供一种新的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢及其制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢，其化学成分按质量百分比为：c 0.03％～0.10％，si 0.01％～0.05％，mn 0.10％～0.30％，p≤0.035％，s≤0.040％，als 0.03％～0.08％，其余元素为fe及不可避免的杂质。

3、上述具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢，其屈服强度为≥200mpa，抗拉强度≥320mpa，a80≥30％。

4、上述具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢，其金相组织为97％的铁素体+3％的渗碳体，晶粒度为11级。

5、具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法为：通过冶炼→热轧→酸轧→罩式退火→平整→精整的工艺流程制备得到具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢。

6、进一步的是，上述热轧工序为将铸坯加热、除磷、粗轧、精轧、冷却、卷取。

7、进一步的是，上述热轧工序中，中间坯厚度为30～36mm，热轧板厚度≥4mm，热轧开轧温度为1100℃～1200℃，终轧温度为850℃～900℃。

8、进一步的是，上述热轧工序中，冷却方式为前段层冷，卷取温度为510～560℃。

9、进一步的是，上述酸轧工序中，冷轧压下率为50-60％。

10、进一步的是，上述罩式退火工序中，退火保温温度为600～650℃，保温时间为10～14h，升温速率为70～95℃/h，冷却速率为120～160℃/h。

11、进一步的是，上述平整工序中，平整延伸率为0.5～1％。

12、本发明的有益效果是：本发明提供一种具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢及其制备方法，得到的300mpa级垫片钢有铁素体和渗碳体构成，铁素体组织均匀，渗碳体均匀弥散的分布于晶内，使得材料延伸率更高，各向异性更好，因此得到了优良的冲裁性能。

13、本发明形成了在罩式退火炉生产垫片钢的关键技术，本发明生产的垫片钢充分利用罩式炉退火工艺的特点，利用其加热均匀性的特点，生产出的垫片钢冲裁性能优良，冲孔后孔内断面断裂带大幅度降低，具有良好的经济效益。本发明能够有效的消除钢板在冲孔时，孔内壁断裂带过大的问题，有效的增大垫片钢的断面精度，优化垫片钢在各种场所的使用效果。

14、本发明生产的300mpa级垫片钢化学成分简单，与现有技术相比不含有重金属和贵金属；现有的冲裁性能较好的冷轧钢一般用于汽车件等，造价较高，不适合用做垫片。而本发明的垫片钢在满足强度以及冲裁性能的同时，具有更低的成本且生产难度更小，具有较高的推广应用价值。

技术特征：

1.具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢，其特征在于，其化学成分按质量百分比为：c0.03％～0.10％，si 0.01％～0.05％，mn 0.10％～0.30％，p≤0.035％，s≤0.040％，als0.03％～0.08％，其余元素为fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢，其特征在于：其屈服强度为≥200mpa，抗拉强度≥320mpa，a80≥30％。

3.根据权利要求1所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢，其特征在于：其金相组织为97％的铁素体+3％的渗碳体，晶粒度为11级。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：通过冶炼→热轧→酸轧→罩式退火→平整→精整的工艺流程制备得到具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢。

5.根据权利要求4所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：热轧工序为将铸坯加热、除磷、粗轧、精轧、冷却、卷取。

6.根据权利要求5所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：热轧工序中，中间坯厚度为30～36mm，热轧板厚度≥4mm，热轧开轧温度为1100℃～1200℃，终轧温度为850℃～900℃。

7.根据权利要求5所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：热轧工序中，冷却方式为前段层冷，卷取温度为510～560℃。

8.根据权利要求4所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：酸轧工序中，冷轧压下率为50-60％。

9.根据权利要求4所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：罩式退火工序中，退火保温温度为600～650℃，保温时间为10～14h，升温速率为70～95℃/h，冷却速率为120～160℃/h。

10.根据权利要求4所述的具有优良冲裁性能的300mpa级垫片钢的制备方法，其特征在于：平整工序中，平整延伸率为0.5～1％。

技术总结
本发明公开了一种具有优良冲裁性能的300MPa级垫片钢及其制备方法，属于冷轧板带生产技术领域。具有优良冲裁性能的300MPa级垫片钢，其化学成分按质量百分比为：C0.03％～0.10％，Si 0.01％～0.05％，Mn 0.10％～0.30％，P≤0.035％，S≤0.040％，Als 0.03％～0.08％，其余元素为Fe及不可避免的杂质。制备方法为通过冶炼→热轧→酸轧→罩式退火→平整→精整的工艺流程制备得到垫片钢。本发明的300MPa级垫片钢具有优良的冲裁性能，可有效解决现有垫片钢的冲裁性能较差，解决冲孔断裂带区域过大的问题。

技术研发人员：靳阳,王飞龙,王敏莉,郑昊青,胡晓,苏冠侨
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31