CN104046889A - 一种导轨用冷轧连续退火带钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导轨用冷轧连续退火带钢及其生产方法，该方法包括：铁水进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸获得连铸板坯；对连铸板坯进行热轧，得到热轧板坯；对热轧板坯进行卷取，得到热轧钢卷；对热轧钢卷进行开卷酸洗；对酸洗后的热轧钢卷进行冷轧，得到冷轧钢板；在连续退火炉内对冷轧钢板进行退火；对退火后的冷轧钢板进行平整；由该方法生产出来的导轨用冷轧连续退火带钢具有强度高和良好成形性能，能替代淬火钢作为导轨制作材料，为导轨制造商带来可观的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料加工技术领域，特别涉及一种导轨用冷轧连续退火带钢及其生产方法。
背景技术
工业用导轨大都由钢或铸铁制成，传统材料如铸铁制成的导轨，导轨性能差、耐磨性差，摩擦性能也较差，在长期的使用过程中，由于两个接触面间存在不同程度的摩擦，会造成导轨表面产生不同程度的划伤及拉伤，严重影响设备的加工精度和生产效率，修复需要的工序多，工期长，成本高。而利用钢制成的钢导轨具有耐磨性好，工艺性好和成本低等优点，并能改善摩擦的特性，可以极大地提高生产效率，可以大大降低成本。随着科技的飞跃，钢导轨已经迎来一个新的发展时期，向着更加节能环保、更具智能化，且价格低廉功能完备的高性价比钢导轨产品方向发展，钢导轨制造商竞争激烈，因此降低成本是各制造商的必经之路。
一直以来，钢导轨一直采用淬火钢，可以大幅度地提高导轨的耐磨性，为钢导轨制造商降低一定的成本。通过控制冷轧连续退火冲压用钢的工艺参数，可以用低碳退火冲压用钢代替淬火钢，但对低碳退火冲压用钢性能要求比较严格。现有技术中还没有关于用低碳退火冲压用钢代替淬火钢的生产方法的文献。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种强度高并具有良好成形性能的导轨用冷轧连续退火带钢及其生产方法。特别是一种能替代淬火钢的导轨用冷轧连续退火带钢。
本发明提供的一种导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法包括以下步骤：
步骤1：铁水进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸获得连铸板坯；所述连铸板坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.17～0.20％、Si≤0.03％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.20％、S≤0.02％、Als：0.015～0.045％、N：0.004～0.006％，余量由Fe及不可避免的杂质构成；
步骤2：对所述连铸板坯进行热轧，得到热轧板坯；
步骤3：对所述热轧板坯进行卷取，得到热轧钢卷；卷取温度控制在600±20℃；
步骤4：对所述热轧钢卷进行开卷酸洗；
步骤5：对酸洗后的所述热轧钢卷进行冷轧，得到冷轧钢板；
步骤6：在连续退火炉内对所述冷轧钢板进行退火；所述连续退火炉内加热段温度控制在720±20℃，退火温度控制在720±20℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃；
步骤7：对退火后的所述冷轧钢板进行平整，平整延伸率为1.0％。
作为优选，所述步骤2中的连铸板坯加热至1250±30℃，进行热轧；终轧温度控制在870±20℃。
作为优选，所述步骤5中冷轧压下率控制在73～80％。
本发明提供的导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法通过采用较低的卷取温度，能够抑制AIN析出长大，在冷轧变形后的再结晶和退火过程中利于{111}织构的形成；通过在连续退火过程中采用平衡退火均热温度，避免晶粒过分粗大，保持一定量的碳化物析出强化晶界，同时降低快冷段出口温度，保证冷却过程中，增大细小第二相在晶界的结合力，抗二次加工脆性能力提高；在平整过程中，将延伸率控制在1.0％，能够消除产品的屈服平台，防止产品在冲压过程中出现吕德斯带，并提高产品的抗时效性能。
本发明提供的一种导轨用冷轧连续退火带钢是按照所述生产方法生产出来的；
所述导轨用冷轧连续退火带钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.17～0.20％、Si≤0.03％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.20％、S≤0.02％、Als：0.015～0.045％、N：0.004～0.006％以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成。
作为优选，所述导轨用冷轧连续退火带钢的屈服强度在320-355MPa、延伸率A50％≥42、成形性能r≥1.6。
本发明提供的导轨用冷轧连续退火带钢由导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法生产出来，该生产方法通过优化化学组成成分，调整碳含量，优化热轧、冷轧、退火以及平整工艺参数，生产出屈服强度在320-355MPa、延伸率A50％≥42、成形性能r≥1.6的钢板，该钢板可以替代淬火钢作为导轨制作材料，为导轨制造商带来可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法的工艺流程图。
图2为本发明实施例提供的导轨用冷轧连续退火带钢的金相显微组织照片。
具体实施方式
参见附图1，本发明提供的一种导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：铁水进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸获得连铸板坯；连铸板坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.17～0.20％、Si≤0.03％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.20％、S≤0.02％、Als：0.015～0.045％、N：0.004～0.006％以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成。
步骤2：对连铸板坯进行热轧，得到热轧板坯。
步骤3：对热轧板坯进行卷取，得到热轧钢卷；卷取温度控制在600±20℃。
步骤4：对热轧钢卷进行开卷酸洗。
步骤5：对酸洗后的热轧钢卷进行冷轧，得到冷轧钢板。
步骤6：在连续退火炉内对冷轧钢板进行退火；连续退火炉内加热段温度控制在720±20℃，退火温度控制在720±20℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。
步骤7：对退火后的冷轧钢板进行平整，平整延伸率为1.0％。
上述钢坯组成成分的说明如下：
C：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23％超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20％。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
Si是在钢的高强度化方面有效的元素。但是由于Si在热轧和退火过程中向容易偏析，并且其氧化物难于去除，后续的酸洗和焊接制造困难，因此为了限制其不良作用，要限制其加入量。
Mn：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50％。在碳素钢中加入0.70％以上时就算“锰钢”，不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。
P：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，但一定量的磷能提高钢的强度，因此要控制钢中磷含量。
S在通常情况下是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要控制硫含量。
Al是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。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。
N能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
其中对于步骤2和3，将连铸板坯加热至1250±30℃，进行热轧，终轧温度控制在870±20℃，并在600±20℃的温度下卷取，得热轧钢卷。热轧后的卷取温度：680℃以下。该卷取温度能够抑制AIN析出长大，在冷轧变形后的再结晶和退火过程中利于{111}织构的形成。
步骤5，将热轧钢卷开卷酸洗后冷轧，冷轧压下率控制在73％-80％，得冷轧钢板；从加工性的观点出发，控制压下率在73％-80％。为了提高成型性、特别是深拉伸性。
对于步骤6，在连续退火炉内对冷轧钢板进行退火，连续退火炉内加热段温度控制在720±20℃，退火温度控制在720±20℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。上述退火工艺参数的设置能避免晶粒过分粗大，保持一定量的碳化物析出强化晶界，同时降低快冷段出口温度，保证冷却过程中，增大细小第二相在晶界的结合力，抗二次加工脆性能力提高。
对于步骤7平整工艺的延伸率控制在1.0％，能够消除产品的屈服平台，防止产品在冲压过程中出现吕德斯带，并提高产品的抗时效性能。
本发明提供的一种导轨用冷轧连续退火带钢是按照所述生产方法生产出来的。
该带钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.17～0.20％、Si≤0.03％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.20％、S≤0.02％、Als：0.015～0.045％、N：0.004～0.006％以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成。
其中，带钢的屈服强度在320-355MPa、延伸率A50％≥42、成形性能r≥1.6。
下面结合实施例1-5对本发明作进一步说明：
实施例1
按照钢种成分的设计为C：0.185％、Si：0.027％、Mn：0.73％、P：0.018％、S：0.018％、Als：0.019％、N：0.005％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，采用铁水脱硫，转炉吹炼，RH真空精炼，连铸得到连铸板坯。
连铸板坯经过加热炉加热到1250℃后，在连续热连轧轧机上轧制，并控制冷却，终扎温度控制为890℃，然后进行卷取，热轧后的卷取温度控制为：610℃，从而生产出合格的热轧钢卷。
将热轧钢卷重新开卷经过酸洗洗掉表面的氧化铁皮后，在冷连轧机上进行冷轧，控制冷轧压下率为76.2％，得冷轧钢板。
将冷轧钢板在连续退火炉内连续退火，加热段温度控制在740℃，退火温度控制在740℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。退火后采用平整工艺，平整后得到所需钢板。
制得的钢板的屈服强度ReL为331MPa、拉伸强度ReL为461MPa、延伸率A50％为43.5、r值为1.85。
实施例2
按照钢种成分的设计为C：0.190％、Si：0.029％、Mn：0.77％、P：0.014％、S：0.019％、Als：0.025％、N：0.004％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，采用铁水脱硫，转炉吹炼，RH真空精炼，连铸得到连铸板坯。
连铸板坯经过加热炉加热到1250℃后，在连续热连轧轧机上轧制，并控制冷却，终扎温度控制为883℃，然后进行卷取，热轧后的卷取温度控制为：595℃，从而生产出合格的热轧钢卷。
将热轧钢卷重新开卷经过酸洗洗掉表面的氧化铁皮后，在冷连轧机上进行冷轧，控制冷轧压下率为77.3％，得冷轧钢板。
将冷轧钢板在连续退火炉内连续退火，加热段温度控制在735℃，退火温度控制在735℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。退火后采用平整工艺，平整后得到所需钢板。
制得的钢板的屈服强度ReL为335MPa、拉伸强度ReL为465MPa、延伸率A50％为42.7、r值为1.76。
实施例3
按照钢种成分的设计为C：0.175％、Si：0.03％、Mn：0.75％、P：0.015％、S：0.017％、Als：0.045％、N：0.005％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，采用铁水脱硫，转炉吹炼，RH真空精炼，连铸得到连铸板坯。
连铸板坯经过加热炉加热到1240℃后，在连续热连轧轧机上轧制，并控制冷却，终扎温度控制为887℃，然后进行卷取，热轧后的卷取温度控制为：594℃，从而生产出合格的热轧钢卷。
将热轧钢卷重新开卷经过酸洗洗掉表面的氧化铁皮后，在冷连轧机上进行冷轧，控制冷轧压下率为79.4％，得冷轧钢板。
将冷轧钢板在连续退火炉内连续退火，加热段温度控制在730℃，退火温度控制在730℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。退火后采用平整工艺，平整后得到所需钢板。
制得的钢板的屈服强度ReL为340MPa、拉伸强度ReL为470MPa、延伸率A50％为42.6、r值为1.71。
实施例4
按照钢种成分的设计为C：0.185％、Si：0.025％、Mn：0.76％、P：0.019％、S：0.016％、Als：0.029％、N：0.006％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，采用铁水脱硫，转炉吹炼，RH真空精炼，连铸得到连铸板坯。
连铸板坯经过加热炉加热到1270℃后，在连续热连轧轧机上轧制，并控制冷却，终扎温度控制为886℃，然后进行卷取，热轧后的卷取温度控制为：616℃，从而生产出合格的热轧钢卷。
将热轧钢卷重新开卷经过酸洗洗掉表面的氧化铁皮后，在冷连轧机上进行冷轧，控制冷轧压下率为78.8％，得冷轧钢板。
将冷轧钢板在连续退火炉内连续退火，加热段温度控制在735℃，退火温度控制在735℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。退火后采用平整工艺，平整后得到所需钢板。
制得的钢板的屈服强度ReL为335MPa、拉伸强度ReL为466MPa、延伸率A50％为43.3、r值为1.82。
实施例5
按照钢种成分的设计为C：0.195％、Si：0.028％、Mn：0.79％、P：0.016％、S：0.018％、Als：0.041％、N：0.005％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，采用铁水脱硫，转炉吹炼，RH真空精炼，连铸得到连铸板坯。
连铸板坯经过加热炉加热到1250℃后，在连续热连轧轧机上轧制，并控制冷却，终扎温度控制为879℃，然后进行卷取，热轧后的卷取温度控制为：609℃，从而生产出合格的热轧钢卷。
将热轧钢卷重新开卷经过酸洗洗掉表面的氧化铁皮后，在冷连轧机上进行冷轧，控制冷轧压下率为76.7％，得冷轧钢板。
将冷轧钢板在连续退火炉内连续退火，加热段温度控制在740℃，退火温度控制在740℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃。退火后采用平整工艺，平整后得到所需钢板。
制得的钢板的屈服强度ReL为332MPa、拉伸强度ReL为472MPa、延伸率A50％为42.8、r值为1.78。
从实施例1-5得到的导轨用冷轧连续退火带钢的力学性能，可以看出，所生产的钢板具有一定的屈服强度(ReL320-355MPa)、高的延伸率(A50％≥42)、良好的成形性能(r≥1.6)，参见附图2，通过控制本发明提供的生产方法中的工艺参数而得到的导轨用冷轧连续退火带钢的金相显微组织照片来看，带钢金相组织为典型的铁素体等轴晶粒，晶粒度为13.5级，晶粒上分布着弥散的渗碳体颗粒，和少量沿晶界析出的块状珠光体，该带钢可以替代淬火钢作为导轨制造材料，为导轨制造商带来可观的经济效益。
本发明提供的导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法通过采用较低的卷取温度，能够抑制AIN析出长大，在冷轧变形后的再结晶和退火过程中利于{111}织构的形成；通过在连续退火过程中采用平衡退火均热温度，避免晶粒过分粗大，保持一定量的碳化物析出强化晶界，同时降低快冷段出口温度，保证冷却过程中，增大细小第二相在晶界的结合力，抗二次加工脆性能力提高；在平整过程中，将延伸率控制在1.0％，能够消除产品的屈服平台，防止产品在冲压过程中出现吕德斯带，并提高产品的抗时效性能。
本发明提供的导轨用冷轧连续退火带钢由导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法生产出来，该生产方法通过优化化学组成成分，调整碳含量，优化热轧、冷轧、退火以及平整工艺参数，生产出屈服强度在320-355MPa、延伸率A50％≥42、成形性能r≥1.6的钢板，该钢板可以替代淬火钢作为导轨制作材料，为导轨制造商带来可观的经济效益。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种导轨用冷轧连续退火带钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：铁水进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸获得连铸板坯；所述连铸板坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.17～0.20％、Si≤0.03％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.20％、S≤0.02％、Als：0.015～0.045％、N：0.004～0.006％，余量由Fe及不可避免的杂质构成；
步骤2：对所述连铸板坯进行热轧，得到热轧板坯；
步骤3：对所述热轧板坯进行卷取，得到热轧钢卷；卷取温度控制在600±20℃；
步骤4：对所述热轧钢卷进行开卷酸洗；
步骤5：对酸洗后的所述热轧钢卷进行冷轧，得到冷轧钢板；
步骤6：在连续退火炉内对所述冷轧钢板进行退火；所述连续退火炉内加热段温度控制在720±20℃，退火温度控制在720±20℃，缓冷出口温度为465±5℃，过时效温度为380±10℃，终冷出口温度为160℃；
步骤7：对退火后的所述冷轧钢板进行平整，平整延伸率为1.0％。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：
所述步骤2中的连铸板坯加热至1250±30℃，进行热轧；终轧温度控制在870±20℃。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：
所述步骤5中冷轧压下率控制在73～80％。
4.一种导轨用冷轧连续退火带钢，其特征在于：
所述导轨用冷轧连续退火带钢是按照权利要求1～3任一项所述的生产方法生产出来的；
所述导轨用冷轧连续退火带钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.17～0.20％、Si≤0.03％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.20％、S≤0.02％、Als：0.015～0.045％、N：0.004～0.006％以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成。
5.根据权利要求4所述的导轨用冷轧连续退火带钢，其特征在于：
所述导轨用冷轧连续退火带钢的屈服强度在320-355MPa、延伸率A50％≥42、成形性能r≥1.6。
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