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一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500MPa热成型钢的方法与流程

2022-11-19 11:35:34 来源:中国专利 TAG:
一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法
技术领域
1.本发明涉及钢材制造技术领域,尤其涉及一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法。


背景技术:

2.热成型技术是近年来出现的一项专门用于成形超高强度钢板冲压件的新技术。热成型是将成型和强化分为两个步骤生产超高强度汽车零部件的一种新工艺,其优点在于具有超高强度,成型精确,还可避免高强度钢冷成型的回弹问题,广泛用于车门防撞梁、前后保险杠等安全件以及a柱、b柱、c柱、中通道等车体结构件的生产。热成型工艺的关键步骤之一是将钢板料加热到奥氏体温度保温,在模具内冷却淬火。在处理过程中,裸板板料表面易产生氧化、脱碳,导致零部件精度、模具寿命降低。裸板进行镀层处理,可有效避免其在热成型工艺中出现表面氧化、脱碳等缺陷,使成型后工件具有一定程度的抗腐蚀能力,防止成型过程中表面氧化和脱碳,还能提高漆装后的防腐蚀性能。热成型钢的镀层有两种:zn或zn合金镀层和al-si镀层。镀锌是最成熟应用最广泛的镀层技术,但在热成型工艺中,由于奥氏体化加热温度高,表层的锌会氧化,镀层容易形成裂纹,实际应用受到限制。al-si镀层主要由铝铁和铝硅铁等金属化合物构成,形成的保护层可以阻止铁向镀层的扩散,al-si镀层技术被广泛地应用于热成型钢。但al-si镀层工艺受国外专利保护,生产需要支付大量专利费用,造成生产成本增加。同时,采用传统镀层工艺生产流程长、能耗高、污染大。为此,亟需一种短流程、高效节能、环保绿色的低成本热成型钢的生产方法,克服原有技术的不足。


技术实现要素:

3.基于现有技术的不足,本发明提供一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特点在于用双辊铸轧与热轧结合生产薄板;利用无酸酸洗设备去掉钢带在热轧时形成的氧化皮,通过真空镀膜在酸洗板表面镀一层cr膜,利用cr的高熔点以及耐蚀性能,起到防止板料在热成型加热与淬火时氧化、脱碳与掉皮等缺陷的作用,以提高产品的耐蚀性能及寿命,实现热成型钢生产及加工的高效、低成本与绿色制造。
4.本发明采用如下技术方案:一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,包括以下工艺步骤:(1)转炉冶炼:全程底吹氩,终点温度控制在1645~1685℃,终点钢水中c:0.05%~0.12%,p≤0.012%;挡渣出钢,控制下渣量≤30mm,出钢过程中加入中碳锰铁、硅铁进行脱氧和合金化。
5.(2)lf精炼:进站钢水造白渣脱硫,成分调整;用精炼渣、活性石灰和铝丸造白渣精炼脱硫,控制钢包顶渣碱度4~7,出站渣样feo mno≤1.0%,白渣保持时间≥16min。精炼后期依次喂入钛线、硼线与钙线,喂线过程中软吹氩进行搅拌,出站温度为1630~1650℃。
si镀层受国外专利保护的现状;采用无酸酸洗、真空镀膜、电磁感应加热等工艺,生产过程不产生污染物,环境友好,绿色高效,是一种先进的热成型钢生产技术,对汽车轻量化、节能降耗、保护环境有良好的作用。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释说明,但本发明的实施方式不限于此。
21.用薄带铸轧法生产厚度为1.0mm耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢薄带的工艺包括如下步骤:转炉冶炼:终点温度1675℃,终点钢水c:0.06%,p:0.008%,挡渣出钢,出钢下渣量25mm,出钢过程中根据成品成分要求加入中碳锰铁、硅铁进行脱氧及合金化。
22.lf炉精炼:钢包加入精炼渣4.8kg/吨钢,活性石灰3.2kg/吨钢,铝丸加入量1.05kg/吨钢造白渣、脱硫;渣碱度5~6,出站渣样tfe mno≤1.0%,白渣保持时间18min;精炼25分钟之后依次喂入钛线、硼线及钙线调整钢水成分,出站温度1645℃。
23.钢水成分:c:0.201%,si:0.24%,mn:1.24%,s≤0.008%,p≤0.016%,als:0.030%,ti:0.028%,b:0.0035%,n:0.0026%。
24.中间包:钢水过热度40℃,加入钢包覆盖剂6~7袋,确保钢水无裸露。
25.双辊铸轧:钢水通过浸入式水口注入到双辊铸轧机中,铸轧辊预设辊缝为3.0mm,钢水流动过程中采用氩气进行保护,保护气体压力0.4mpa;铸轧辊内钢水凝固的冷却速率160℃/s,钢坯铸速76m/min;铸轧后得到的带坯厚度为3.0mm。
26.轧制:在氩气保护下进行热轧,保护气体压力0.4mpa;带坯通过夹送辊后进行恒张力轧制,轧制速度135m/min,轧制温度1030℃,压下率67%,热轧后带钢厚度为1.0mm。
27.控冷:热轧后960℃的带钢经层流冷却装置冷却到650℃,层流装置水压为0.8mpa,钢带冷却速度30℃/min。
28.卷取:切除头尾后的钢带经夹送辊送到卷取机进行卷取,得到热轧成品薄带钢卷。
29.平整处理:采用强力辊矫平钢带,板面平直度3i。
30.热轧带除鳞:除鳞介质为水 钢砂 防锈剂,钢砂粒度0.50mm,硬度54hrc,钢砂抛射速度42m/s;防锈剂采用l190-a防锈剂,水温22℃;除鳞速度24米/分钟。
31.镀前预处理:对除鳞钢带进行刷洗、电解脱脂、漂洗、烘干等表面预处理,之后进行高压离子清洁。
32.镀膜:镀前对靶预溅射15min进行除污。采用磁控溅射沉积法对处理干净的钢带镀膜:靶材材质为cr板,纯度99.99%;溅射气体为高纯ar气,纯度99.99%,流量为16m3/h(标况),气压0.9pa;溅射功率密度8w/cm2,靶与基带间距50mm,钢带温度80℃,镀后钢带cr膜厚度15
µ
m。
33.热成型处理:板料加热到860℃保温3min,在模具内冲压成型后快速放到含0.5%食盐的95℃热水中淬火。
34.产品表面质量与力学性能:冲压成型后部件表面无氧化、无掉皮,表面质量良好;按国标要求进行力学性能检验,其屈服强度r
el
=920mpa,抗拉强度rm=1540mpa,伸长率a
80
=8.0%,符合标准要求。


技术特征:
1.一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于,包括以下工艺步骤:(1)转炉冶炼:全程底吹氩,终点温度控制在1645~1685℃,终点钢水中c:0.05%~0.12%,p≤0.012%;挡渣出钢,控制下渣量≤30mm;出钢过程中加入中碳锰铁、硅铁进行脱氧和合金化;(2)lf精炼:进站钢水造白渣脱硫,成分调整;用精炼渣、活性石灰和铝丸造白渣精炼脱硫,控制钢包顶渣碱度4~7,出站渣样feo mno≤1.0%,白渣保持时间≥16min;精炼后期依次喂入钛线、硼线与钙线,喂线过程中软吹氩进行搅拌,出站温度为1630~1650℃;(3)钢包转运:处理后的钢水吊运至钢包回转台,镇静8~10min后注入中间包,过热度控制在20℃~40℃,保温处理;(4)双辊铸轧:钢水通过浸入式水口注入双辊铸轧机中,铸轧辊辊缝在2.0~4.0mm之间可调,钢水凝固速率控制在200~450℃/s,铸坯拉速控制在60~120m/min,在铸轧过程中钢坯采用氩气或氮气进行保护;(5)坯料轧制:在氩气或氮气保护下进行热轧;采用微张力轧制,轧制速度为80~200m/min,轧制温度为900~1150℃,压下量为36~85%,带坯热轧后带钢厚度控制范围为0.6~2.5mm;(6)钢带控冷:轧后的钢带采用层流冷却方式进行水幕冷却,冷却水压为0.5~0.8mpa,控制钢带的冷却速度20~45℃/min,终冷温度550~700℃;(7)钢带卷取:切除头尾后的钢带经夹送辊送到卷取机进行卷取,得到热轧成品薄带钢卷;(8)平整处理:强力辊矫平,确保钢带表面平整,控制板面平直度≤5i;(9)无酸除鳞:采用eps系统清除钢带表面的氧化皮;(10)镀前处理:对除鳞钢带进行刷洗、脱脂、漂洗、烘干,之后再进行高压离子清洁;(11)镀膜:采用磁控溅射沉积法对处理干净的钢带镀膜,镀膜前对靶材预溅射12~18min进行除污;(12)部件热成型:据汽车零件尺寸,将薄带加工成相应的尺寸,采用电磁感应加热装置将板料加热进行奥氏体化,在带有冷却装置的模具内进行冲压,并进行淬火,得到表面质量良好的超高强度部件。2.根据权利要求1所述一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于:经lf精炼处理后的钢水成分的质量百分比为:c:0.20~0.23%,si:0.20~0.35%,mn:1.15~1.30%,s≤0.010%,p≤0.020%,als:0.025~0.040%,ti:0.025~0.045%,b:0.0020~0.0040%,n≤0.0045%。3.根据权利要求1所述用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于:所述精炼渣主要成分为cao:50~55%,al2o3:30~35%,sio2:1~6%,mgo:4~8%,精炼渣加入量为4~5kg/吨钢;所述活性石灰的活性度≥350ml,粒度:5~50mm,主要成分:cao≥92%,s≤0.045%,k2o na2o<0.35%;活性石灰加入量为1.6~2.5kg/吨钢;所述铝丸加入量为0.6~1.5kg/吨钢。4.根据权利要求1所述一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于:所述步骤(4)和(5)中,保护气体压力为0.2~0.5mpa,保护气体纯度为99.99%。
5.根据权利要求1所述一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于:所述步骤(9)中,除鳞介质为水 钢砂 防锈剂,钢砂粒度0.30~0.70mm,硬度50~60hrc,钢砂抛射速度40~45m/s;防锈剂为 l190-a防锈剂,水温10℃~45℃;单台设备除鳞速度10~35m/min。6.根据权利要求1所述一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于:所述步骤(11)中,靶材材质为cr板,纯度99.99%;溅射气体为高纯ar气,纯度99.99%;流量为4~30m3/h,气压0.3~0.9pa;溅射功率密度1~10w/cm2,靶与基带间距20~200mm,钢带温度50~150℃,钢带镀膜厚度10~30
µ
m。7.根据权利要求1所述一种用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化1500mpa热成型钢的方法,其特征在于:步骤(12)中,奥氏体化温度为820~930℃,保温3~5min;淬火冷却介质为含有≤1%食盐的92~100℃的热水。

技术总结
本发明涉及钢材生产制造技术领域,更具体地公开了一种采用薄带铸轧工艺生产耐蚀抗氧化的1500MPa热成型钢的方法。其生产工艺如下:钢水经转炉冶炼、LF炉精炼后,依次通过大包、中间包、钢水分配器注入到结晶器,采用双辊铸轧、热轧与控制冷却后直接生产厚度0.6-2.5mm的薄带,利用无酸酸洗设备去掉钢带在热轧时形成的氧化皮,通过真空镀膜在酸洗板表面镀一层Cr膜,利用Cr的高熔点以及耐蚀性能,起到防止板料在热成型加热与淬火时产生氧化、脱碳和掉皮等缺陷的作用,提高产品的耐蚀性能及寿命,实现热成型钢生产及加工的高效、低成本与绿色制造。造。


技术研发人员:杨作宏 刘国平 王作奇
受保护的技术使用者:酒泉钢铁(集团)有限责任公司
技术研发日:2022.08.16
技术公布日:2022/11/18
再多了解一些

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