專利名稱：藥芯焊絲用冷軋帶鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種冷軋帶鋼，尤其是ー種藥芯焊絲用冷軋帶鋼，同時還涉及其制造方法。
背景技術(shù)：
焊接材料主要分為手工焊條、鍍銅實芯焊絲、埋弧焊劑和藥芯焊絲。藥芯焊絲作為新一代聞效率、聞性能的焊接材料，深受:各行業(yè)的歡迎。目如，多數(shù)焊接材料生廣廠家在選用藥芯焊絲用冷軋帶鋼時，一般使用SPCC，但SPCC含碳量范圍較寬，碳含量控制在O. 04-0. 15%既符合要求，碳含量波動較大，從而導(dǎo)致材料的強度和塑韌性不能很好的匹配，性能的穩(wěn)定性也較差，増加了生產(chǎn)藥芯焊絲產(chǎn)品設(shè)備的控制難度，生產(chǎn)過程中，藥芯焊絲產(chǎn)品的直徑不能保持恒定，粗細不均，對產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大，也直接影響了藥芯焊絲產(chǎn)品的焊接效果，所以生產(chǎn)具有強度和塑韌性很好匹配的藥芯焊絲用冷軋帶鋼具有重要意義。 檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請?zhí)枮镃N200910272955. I名稱為“ー種藥芯焊絲外殼用鋼及其生產(chǎn)方法”的中國專利申請?zhí)峁┝艘环N藥芯焊絲外殼用鋼，該焊絲按重量百分比含有C :0. 012 O. 038%, Si :0. 003 O. 009%, Mn :0. 20 O. 29%, Cu :0. 015 O. 05%, Al O. 015 O. 019%,RE 0. 001 O. 005%,P :彡 O. 01%,S :彡 O. 008%,N :彡 O. 002。但是該對比專利在成分設(shè)計和エ藝控制方面還是存在一些問題(I)化學(xué)成分對比專利鋼材中含有一定量的Cu及RE等元素，Mn含量也較高，從而導(dǎo)致該鋼材原材料成本較高；其次,對比專利鋼中[C]及碳當(dāng)量較高，對提高鋼的成型性、焊接性、韌性和塑性不利；另外，由于其冷軋后采用的退火方式是罩式爐退火，為了保證最終板卷具有一定的強度，其[C]含量無法再進ー步降低，還必須加入一定量的Mn、Cu及RE等元素。(2)煉鋼生產(chǎn)控制對比專利鋼中[P]、[S]含量上限要求較為苛刻，特別是[P]含量要求く O. 01%，極大地増加了煉鋼生產(chǎn)的難度，并且需要消耗更多的煉鋼生產(chǎn)輔料，増加了生產(chǎn)成本；另外，RH精煉爐處理后鋼中的[C]含量<0.01%，要滿足對比專利[C]含量O. 012 O. 038%的要求，需加入一定量的C粉進行增C處理，既延長了生產(chǎn)時間，又増加了材料消耗，使生產(chǎn)成本進ー步提高。(3)退火方式對比專利冷軋后采用罩式爐退火，將整個冷軋后的鋼卷在不開卷的情況下整卷放入罩式爐，為了消除經(jīng)冷形變后被拉長的形變晶粒和殘余應(yīng)力，使形變晶粒重新結(jié)晶成均勻的等軸晶粒，必須經(jīng)過長達幾十小時的退火處理，加熱、冷卻效率極低，生產(chǎn)成本較高，帶鋼的板形也較差，浪形較為嚴(yán)重。(4)熱軋板坯加熱溫度板坯的加熱溫度是影響鋁鎮(zhèn)靜鋼中AlN析出和固溶的重要因素，對比專利冷軋后采用罩式爐退火，為了保證退火后的板卷具有一定的強度，不至于太軟，必須使熱軋板坯中的AlN處于固溶狀態(tài)，并一直保留到退火冷卻時控制其析出，雖然對比專利中沒有提及板坯的加熱溫度，但根據(jù)上述要求，板坯的加熱溫度必須大于1220°C，能耗高，不利于節(jié)能降耗。(5)精軋開軋溫度對比專利由于采用較高的板坯加熱溫度，所以開軋溫度也較高，為1030-1090°C。(6)熱軋卷取溫度熱軋卷取溫度是影響機械性能的關(guān)鍵因素之一，因為卷取溫度影響到氮化物及碳化物的析出過程，特別是AlN的析出，對比專利冷軋后采用罩式爐退火，為了保證退火后的板卷具有一定的強度，卷取溫度較低，為520-580°C。(7)冷軋對比專利采用單機架冷軋機，軋制時帶鋼的張カ不能很好地控制，冷軋壓下率較小，板形較差，生產(chǎn)厚度受限，不能生產(chǎn)薄規(guī)格的產(chǎn)品，其說明書中的厚度為O. 8-1. Omm。(8)板卷強度對比專利冷軋后采用罩式爐退火，致使冷軋卷的強度偏低，屈服強度均小于180MPa，材質(zhì)太軟，在焊絲拉拔生產(chǎn)過程中，易出現(xiàn)焊絲粗細不均、斷帶等現(xiàn)象，増加了焊絲的生產(chǎn)難度和成本；即使小于ISOMPa的屈服強度，對比專利仍然需要較高的[C]、[Mn]含量，并需要含有一定量的Cu及RE等元素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種屈服強度為190_240MPa范圍內(nèi)、硬度HR30T在30-50范圍內(nèi)的藥芯焊絲用冷軋帶鋼，同時給出其制造方法，主要解決現(xiàn)有藥芯焊絲用冷軋帶鋼強度和塑性不能良好匹配，加工成型性能較差等技術(shù)問題。本發(fā)明采用低碳、低硅并采用鋁脫氧及作為晶粒細化元素，并利用夾雜物形態(tài)控制、熱連軋控制冷卻及連續(xù)退火溫度 控制技術(shù)進行生產(chǎn)，從而有助于保證本發(fā)明的鋼材屈服強度和硬度在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時具有高斷后伸長率、良好的加工成型性能、良好的焊接性能、高性價比等優(yōu)良綜合性能。為了達到以上目的，申請人通過反復(fù)試驗和不斷理論分析，設(shè)計出本發(fā)明的藥芯焊絲用冷軋帶鋼化學(xué)成分(重量百分比)如下c O. 005 O. 010%, Si ^ O. 03%, MnO. 10 O. 19%, P ^ O. 015%, S ^ O. 010%, Alt O. 015 O. 050%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素。在本發(fā)明的藥芯焊絲用冷軋帶鋼中，各元素成分確定的緣由如下[碳]:碳含量影響產(chǎn)品的強度、塑性、沖壓性能。碳含量高時，延伸率低，并且變形后形成不均勻的變形區(qū)，在再結(jié)晶過程中，這些變形區(qū)促進了隨機取向再結(jié)晶晶粒的形核，有利織構(gòu){111}相應(yīng)減小，沖壓性能下降。碳含量低冷軋退火后不能滿足強度、硬度要求。根據(jù)材料的強度、硬度要求，碳含量設(shè)計在O. 005 O. 010%。[硅]:低碳冷成型用鋼一般要求低的硅含量，一方面有利于產(chǎn)品后續(xù)的涂鍍性能，另ー方面，產(chǎn)品已經(jīng)要求較高的Al含量，不依賴Si元素脫氧。因此硅元素要求小于等于 O. 03%。[錳]:錳在冷軋用鋼中的作用主要是強化和進ー步消除S的不利影響的作用，Mn的設(shè)計范圍是O. 10 O. 19%。[硫、磷]:硫、磷均是鋼中的有害元素，在冷軋用鋼中均希望這兩種元素控制在較低的水平，考慮到實際エ藝控制能力，S含量要求< O. 010%，P < O. 015%，尤其本發(fā)明P含量在O. 011 O. 015%仍能滿足材料性能要求，降低了煉鋼難度。[鋁]:鋁在冷軋用鋼中的作用非常重要，Al和N結(jié)合生成A1N，A1N是在冷軋板退火過程中獲得對冷拔性能有利的{111}織構(gòu)和餅形晶粒的關(guān)鍵因素，同時由于AlN對N原子的固定作用，使冷軋板具有良好的抗時效性能，Alt含量要求O. 015 O. 050%。本發(fā)明藥芯焊絲用冷軋帶鋼的生產(chǎn)方法采用常規(guī)鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH爐精煉，保證純脫氣時間大于8分鐘，連鑄采用低碳鋼保護渣，全程吹A(chǔ)r保護澆鋳，獲得前述化學(xué)成分的藥芯焊絲用冷軋帶鋼板坯。其エ藝步驟依次為鐵水脫硫預(yù)處理、扒渣、轉(zhuǎn)爐冶煉、RH爐精煉、連鑄。
上述藥芯焊絲用冷軋帶鋼的熱軋エ藝方法為，將上述成分要求的連鑄板坯加熱至1000°C 1050°C，熱軋分為兩段式軋制エ藝，其中粗軋在再結(jié)晶溫度以上軋制，精軋在非再結(jié)晶溫度區(qū)間軋制。粗軋階段為5道次連軋，粗軋結(jié)束溫度為950°C 1000°C。精軋為7道次連軋，精軋開軋溫度為900°C 950°C，精軋結(jié)束溫度為840°C 900°C。精軋階段壓縮比80 86%，精軋后，層流冷卻階段采用后段冷卻，卷取溫度為650°C 700°C。上述藥芯焊絲用冷軋帶鋼的冷軋エ藝和連續(xù)退火エ藝方法為，將上述成分并經(jīng)過熱軋的藥芯焊絲用熱軋鋼卷重新開卷經(jīng)過酸洗掉表面氧化鐵皮后，在5機架冷連軋機上進行冷軋，冷軋的壓下率為80 90%，經(jīng)過冷軋后的軋硬狀態(tài)的鋼帶經(jīng)過連續(xù)退火后得到厚度為O. 3 O. 5_的成品冷軋鋼板，退火エ藝為，鋼帶在連續(xù)退火爐的均熱段的退火溫度范圍為730 750°C，帶鋼在均熱段的時間為60 160s，退火后采用平整エ藝，平整延伸率為O. 8 I. 6%。本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用低碳、低硅并采用鋁脫氧及作為晶粒細化元素， 并利用夾雜物形態(tài)控制、熱連軋控制冷卻及連續(xù)退火溫度控制技術(shù)進行生產(chǎn)，使板卷的屈服強度和硬度達到規(guī)定的范圍，同時具有高斷后伸長率、良好的加工成型性能、良好的焊接性能、高性價比等優(yōu)良綜合性能。和對比文件CN200910272955. I相比從成分設(shè)計和控制，本發(fā)明的[C]含量為
O.005 O. 010%, RH精煉爐處理后無須進行增C處理。從退火處理對比本發(fā)明采用連續(xù)爐退火，將冷軋后的鋼卷開卷后，在帶鋼有張カ的情況下連續(xù)不斷的通過保溫區(qū)，帶鋼在保溫區(qū)的時間僅為60 160s，就可達到使形變晶粒重新結(jié)晶成均勻的等軸晶粒并消除殘余應(yīng)カ的效果，連續(xù)爐退火具有帶鋼運動速度快、生產(chǎn)能力高、成材率高、加熱效率高、能耗低、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，退火后的板形遠遠好于罩式爐退火，更方便下游焊絲生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)控制，生產(chǎn)出更為優(yōu)良的焊絲產(chǎn)品。從板坯加熱處理對比本發(fā)明采用連續(xù)爐退火，可以使AlN在連續(xù)退火之前完成析出，熱軋時可以采用較低的板坯加熱溫度，從而可阻止連鑄冷卻過程中已析出的AlN再次溶解，為此，將板坯的加熱溫度設(shè)計為1000°C 1050°C，降低了能耗。從精軋開軋溫度對比本發(fā)明精軋開軋溫度為900°C 950°C，處于非再結(jié)晶溫度區(qū)間，有利于提高產(chǎn)品的綜合性能。從熱軋卷取溫度對比本發(fā)明采用連續(xù)爐退火，保溫時間短，為了提高板卷的塑性，將熱軋卷取溫度設(shè)計為650 700°C。從冷軋對比本發(fā)明在5機架冷連軋機上進行冷軋，可以對帶鋼的張力進行有效地控制，冷軋壓下率80 90%，板形較好，生產(chǎn)的帶鋼厚度為O. 3-0. 5mm。從板卷強度對比本發(fā)明在[C]含量較低的情況下，通過合理的設(shè)計熱軋溫度制度及連續(xù)退火エ藝制度，使生產(chǎn)出的板卷的屈服強度控制在190-240MPa范圍內(nèi)，此屈服強度非常適合焊絲生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)要求。本發(fā)明藥芯焊絲用冷軋帶鋼具有以下特點I、具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，屈服強度在190_240MPa范圍內(nèi)，硬度HR30T在30-50范圍內(nèi)，板形較好，強度和塑性得到較好匹配，適合藥芯焊絲機組的生產(chǎn)。2、具有高斷后伸長率，良好的加工成型性能，保證了生產(chǎn)的藥芯焊絲產(chǎn)品粗細均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品的使用性能，使焊接質(zhì)量得以較大改善。3、成分設(shè)計合理，不含貴重合金元素，采用控軋控冷エ藝及連續(xù)退火溫度控制技術(shù)進行生產(chǎn)，生產(chǎn)エ藝簡單，生產(chǎn)成本較低，該技術(shù)可以較方便地推廣到其他相關(guān)企業(yè)。本發(fā)明得到的藥芯焊絲用冷軋帶鋼經(jīng)過730 750°C，時間為60 160s均熱段的連續(xù)退火后，鋼帶的力學(xué)性能為屈服強度Rel為190 240MPa，抗拉強度Rm為320 350MPa，斷后伸長率彡40%，硬度HR30T為30-50，顯微組織晶粒度級別為17. 5 18. 5級。


圖I為本發(fā)明藥芯焊絲用冷軋帶鋼的金相顯微組織照片。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例1-4對本發(fā)明作進ー步說明，見表I。表I實施例1-4化學(xué)成分(重量百分比％ )，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種藥芯焊絲用冷軋帶鋼，其特征是化學(xué)成分重量百分比如下C 0.005 0. 010 %, Si ^ 0. 03 %, Mn 0. 10 0. 19 %，P 彡 0. 015 %，S 彡 0. 010 %, Alt 0. 015 0.050%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
2.一種制造權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲用冷軋帶鋼的方法，其特征是包括以下步驟 a、冶煉連鑄依次采用常規(guī)鐵水脫硫預(yù)處理、扒渣、轉(zhuǎn)爐冶煉、RH爐精煉、連鑄獲得符合成分要求的連鑄板還; b、熱軋將符合成分要求的連鑄板坯加熱至1000°C 1050°C，熱軋分為兩段式軋制工藝，其中粗軋階段為5道次連軋，粗軋結(jié)束溫度為950°C 1000°C;精軋為7道次連軋，精軋開軋溫度為900°C 950°C，精軋結(jié)束溫度為840°C 900°C ;精軋階段壓縮比80-86%，精軋后，層流冷卻階段采用后段冷卻，卷取溫度為650°C 700°C ； C、冷軋和連續(xù)退火將上述成分并經(jīng)過熱軋的藥芯焊絲用熱軋鋼卷重新開卷經(jīng)過酸洗掉表面氧化鐵皮后，在5機架冷連軋機上進行冷軋，冷軋的壓下率為80 90%，經(jīng)過冷軋后的軋硬狀態(tài)的鋼帶經(jīng)過連續(xù)退火后得到厚度為0. 3 0. 5_的成品冷軋鋼板，退火工藝為，鋼帶在連續(xù)退火爐的均熱段的退火溫度范圍為730 750°C，帶鋼在均熱段的時間為60 160s，退火后采用平整工藝，平整延伸率為0. 8 I. 6%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷軋帶鋼，尤其是一種藥芯焊絲用冷軋帶鋼，同時還涉及其制造方法。主要解決現(xiàn)有藥芯焊絲用冷軋帶鋼強度和塑性不能良好匹配，加工成型性能較差等技術(shù)問題。本發(fā)明的藥芯焊絲用冷軋帶鋼化學(xué)成分(重量百分比)如下C 0.005～0.010％，Si≤0.03％，Mn 0.10～0.19％，P≤0.015％，S≤0.010％，Alt 0.015～0.050％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明采用低碳、低硅并采用鋁脫氧及作為晶粒細化元素，并利用夾雜物形態(tài)控制、熱連軋控制冷卻及連續(xù)退火溫度控制技術(shù)進行生產(chǎn)，從而有助于保證本發(fā)明的鋼材屈服強度和硬度在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時具有高斷后伸長率、良好的加工成型性能、良好的焊接性能、高性價比等優(yōu)良綜合性能。
文檔編號C22C38/04GK102676913SQ20111005553
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者吳浩杰, 夏小明, 韓孝永 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司