一种提高430铁素体不锈带钢成形性能的方法 【技术领域】
本发明涉及不锈带钢制造工艺，特别涉及一种提高430铁素体不锈带钢成形性能的方法。
背景技术
以430为代表的铁素体不锈钢被广泛应用于厨房设备、家电、汽车等部件，其大多是作为冲压加工的部件使用，随着美观性和功能性的要求及形状越来越复杂，这就要求铁素体不锈钢需进一步提高冲压成形性。
近年来，由于铁素体不锈钢成本远低于含Ni的奥氏体不锈钢，且在某些领域及性能方面可取代奥氏体不锈钢的使用，因而在日常生活用具、食品、装演、汽车排气管、电梯面板等领域具有广阔的应用前景，因此提高铁素体不锈钢的冷成形性和防止冲压产品的表面起皱问题极其重要。
有关铁素体不锈钢的成形性有两方面大的研究内容：第一是抗起皱性，起皱的产生既严重损害了产品的美观，又增大了研磨负担，因此非常有必要抑制其产生；第二是提高代表深冲指标的塑性应变比r值。铁素休不锈钢在提高延伸率和加工硬化指数n值上有极限，由提高r值来改善其深冲性就显得非常重要。所以要改善铁素体不锈钢的冲压成形性就同时要求抑制起皱的产生和提高塑性应变比r值。
起皱的产生机理有几种看法：合金元素的偏析、碳化物分布不均等。但现在普遍认为是由于与带钢轧制方向平行延伸的、结晶方位近的晶粒群的塑性变形不同而产生的。这个聚集组织被认为是起因于凝固柱状晶在热轧带钢上形成条状组织，残留于冷轧退火板上而产生的。因此有效地抑制起皱的产生，就要分割此条状组织，抑制冷轧退火板上聚集组织的形成。
传统的生产430铁素体不锈带钢的主要工艺过程是：终轧温度控制在800-950℃，轧出热卷按600-800℃的正常卷取温度卷取后缓慢冷却，进行罩式炉退火热处理，然后酸洗，单轧程或多轧程加中间退火冷轧到成品规格后进入连续退火酸洗线或光亮退火线，最终得到冷轧退火成品卷。
抑制430起皱的方法有：在铁素体+奥氏体两相温度区热轧完后进行急冷的在线处理，该方法对卷取设备要求很高，且未结合多次冷轧加中间退火方法；或者由在热轧板的铁素体+奥氏体两相温度区进行热处理，使马氏体相在铁素体基体中分散生成，冷轧时进行退火，该方法未利用热轧余热在线热处理；或者冷轧采用多轧程加中间退火，该方法未利用马氏体相的生成可分割聚集组织。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种提高430铁素体不锈带钢成形性能的方法，利用热轧余热进行在线热处理结合多次冷轧和中问退火的430带钢制造方法，综合提高430的成形性能，抑制起皱的产生同时又提高r值。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，
一种提高430铁素体不锈带钢成形性能的方法，其包括如下步骤：
a.热轧，终轧温度控制在900-1000℃，轧出热卷按750-850℃的卷取温度卷取后，直接在线水槽冷却钢卷；
b.然后将冷却钢卷不退火直接酸洗，进行第一轧程冷轧，累计压下率控制在30-50％；
c.将轧硬态钢卷进行罩式炉中间退火，退火温度保持800-900℃，保温时间保持5-15h；
d.中间退火卷酸洗后，进行第二轧程冷轧，累汁压下率控制在60-67％；
e.进行最终成品连续退火酸洗处理，退火温度控制在800-900℃，保温时间控制在2t-10t min，t为退火时冷轧带钢的厚度，单位为mm。
传统的生产430铁素体不锈带钢工艺，容易导致最终430成品带钢中存在与带钢轧制方向平行延伸的、结晶方位近的{001}晶粒群聚集组织，且容易存在小角度晶界，由于{001}晶粒群聚集组织塑性应变比低，与基体塑性变形不同而导致产生冲压起皱。这个聚集组织被认为是起因于凝固柱状晶在热轧带钢上形成条状组织，残留于冷轧退火板上而产生的。由于塑性应变比低的{001}晶粒群聚集组织和小角度晶界的存在，成品带钢塑性应变比r值偏低。
本发明工艺中，第一轧程冷轧可充分利用热卷在线热处理后马氏体相的生成，分割带状聚集组织。在线热处理后，基体保持为铁素体+马氏体双相组织，一经冷轧，因铁素体比马氏体软，所以与马氏体相邻的铁素体会受到大的塑性变形，这个变形由于马氏体的分布被不均匀导入，成为产生随即的再结晶晶粒核的场所，将带状组织分割，可抑制聚集组织的形成，从而改善抗起皱性能。
本发明工艺中，长时间的中间退火以及随后的第二轧程冷轧和最终退火可进一步分割消除热轧板带来的带状组织，抑制{001}晶粒群聚集组织地形成，碳化物充分析出，得到再结晶完善的大角度晶界等轴金属组织，形成充分的{111}织构，从而获得抗起皱性能的改善和塑性应变比r值的提高。
本发明的特点是：
1.利用热轧余热进行在线热处理，节约工序和成本；
2.利用高温卷取后热卷直接在线水槽冷却，避免低温或超低温卷取对卷取设备的高要求；
3.第一轧程冷轧可充分利用热卷在线热处理后马氏体相的生成，分割热轧板带来的带状聚集组织，从而改善抗起皱性能；
4.长时间的中间退火以及随后的第二轧程冷轧和最终退火可进一步消除聚集组织，抑制{001}晶粒群聚集组织的形成，得到充分的{111}织构，从而获得抗起皱性能的改善和塑性应变比r值的提高。
【具体实施方式】
现结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提高430铁素体不锈带钢成形性能的制造方法，热轧终轧温度控制在1000℃，轧出热卷按850℃的卷取温度卷取后，直接在线水槽冷却钢卷：然后将冷却钢卷不退火直接酸洗，进行第一轧程冷轧，累计压下率控制在50％；接着，将轧硬态钢卷进行罩式炉中间退火，退火温度保持900℃，保温时间保持5h；中间退火卷酸洗后，进行第二轧程冷轧，累计压下率控制在60％；最后，进行最终成品连续退火酸洗处理，退火温度控制在900℃，保温时间控制在2t min。
塑性应变比r值的测定是通过万能拉力试验机进行，采用JIS 5号试样，将与轧制方向成0度、45度及90度3个方向作为拉伸方向，分别测得r0、r45、r90，由公式r＝(r0+2r45+r90)/4计算得出。起皱特性的表征是通过带引伸计的万能拉力试验机将与轧制方向成0度试样拉伸变形15％后，采用粗糙度仪测量试样表面的起皱高度。
测量及计算结果列于表1，为了对比分析，表中同时列出了经传统工艺生产的430带钢的测试结果。
上述实施例1所获得430钢板的成型性能有显著提高，其r值为1..2，15％拉伸变形后的起皱高度为9.52um，而经传统工艺制备的430钢板的r值仅为1.02，15％拉伸变形后的起皱高度高达26.84um。由表1中数据分析可见，用本发明方法制备430铁素体不锈钢，能够使成形性能显著提高。430不锈钢是铁素体钢中最为典型的一种，该处理方法可应用于400系列的其它不锈钢。
表1不同制造工艺下430钢板的成型性能
实 施 例 终轧 温度 ℃ 卷取 温度 ℃ 在线 水槽 冷却 罩式 炉退 火 第一 轧程 累计 压下 率/％ 中间 退火 第二 轧程 累计 压下 率/％ 最终 退火 r值 起皱 高度 /um 1 1000 850 使用 / 50 900℃ +5h 60 900℃ +2t 1.42 9.52 2 970 820 使用 / 47 870℃ +8h 62 870℃ +4t 1.45 9.33 3 950 800 使用 / 45 850℃ +10h 64 850℃ +6t 1.50 9.05 4 930 780 使用 / 43 830℃ +12h 65 830℃ +8t 1.48 9.21
实 施 例 终轧 温度 ℃ 卷取 温度 ℃ 在线 水槽 冷却 罩式 炉退 火 第一 轧程 累计 压下 率/％ 中间 退火 第二 轧程 累计 压下 率/％ 最终 退火 r值 起皱 高度 /um 5 900 750 使用 / 40 800℃ +15h 67 800℃ +10t 1.52 8.93 对 比 例 930 680 / 820℃ +17h 80 / / 860℃ +2t 1.02 26.84