具有良好成形性能的钢带及其生产方法 本发明首先涉及到钢带的生产方法,钢带是用来通过深冲和轧冲而生产钢带制件的,用该方法,热钢带在至少86°的冷轧度下被一次或多次冷变形,而且带材至少有一面具有电镀镀层,电镀层含有镍、钴、铜、铁、锡、铟、钯、铋和/或它们的合金,或者具有一轧镀层,轧镀层含有铜和/或黄铜和/或它们的合金。
冷轧了的钢带被用作生产多种旋转对称的冷变形部件,例如,电池壳。冷变形所用的方法一种是深冲,另一种是轧冲,后者也被称为DI-方法(冲压轧平法)。
由于随着对这种带钢的应用和使用性能的要求逐渐提高,要求带钢有更好的机械性能,特别是更好的变形性能。对于各向异性来说,良好的可变形性能可通过尽可能高的r-值为特征值地可深冲性能显示出来,也可通过高的、以n-值为特征值的可轧冲性能以及高的应变值显示出来。还有一个优点是,变形性能在各个方向尽可能一致,所以在很大程度上是各向同性的,各个方向指的是纵向、横向和斜向。薄钢板的各向同性优点根本上说明了在深冲和轧冲过程中的材料运动的均匀性,这样在冲轧制品中就不会形成或只有一点点折角,这就减少了薄板再次载剪次数。
此外,为了达到几乎各向同性变形的目的,使用这种钢板,它在一种尽可能结构游离的和均匀轧制了的条材或板材中具有较小的厚度公差。
不希望形成的折角和它的形成原因在“板、管、型材”杂志9/1997,341至346页中深入解释了。在该文中还阐述了,要得到无折角材料,通常只有通过在连续退火炉中、温度大约为1000℃下的正常退火才能达到。然而在这么高的温度下,连续炉的运行需要高的投资和运行成本。
从DE-3803064C1中得知,用圆晶钢,因其有低的各向异性值,所以用此类钢可得到小的折角,该种钢在冷轧度超过80%时,其钛含量上限可提高到0.04重量%。然而以这么高的轧度,远远超过了钢的轧制边界的边界值250N/mm2。另外,众所周知,要使得钢坚固,就要求高的重结晶温度,然而这种钢带要在卷绕的状态下退火(卷绕退火),这将导致个别带层明显的粘连倾向。随之出现的带材表面的损伤对这么昂贵的产品是不希望的,也就是说用这种方法要导致高废品率。
通过深冲和轧冲而生产钢带构件所需的钢带生产中,使用连续运行的带退火炉方法也可以从出版物US-5078809、WO98/06881和EP0822266A1中得知。在最后提到的出版物中描述了一种含有少量碳的钢,经过钢分析表明含有硼,其含量在0.0005至0.0015重量%。上述的下限基于如下的要求,通过在钢熔液中添加硼,可以提高钢板的抗腐蚀能力。在EP0822266A1的0.0015重量%上限是根据下述情况为依据的,即考虑到较高的硼含量在生产圆柱形构件时的变形损伤。
最后,在DE-19547181C1中描述了一种钛、钒或铌的钢,为此基于在铁-碳图的伽玛区域下特定的热轧条件和基于在热的卷绕温度,要产生一种混晶。在50%至85%的轧度之间,这种混晶虽然可减小产生折角的倾向,然而也会形成粗糙的、行状的渗碳体,该渗碳体在高表面要求的薄构件的深冲过程中,要在带材表面形成不希望的结构,在实际生产中就要成为废品。
所以本发明的任务是,研发一种新型方法,该方法考虑到各向异性,通过正常退火而得到非常接近的材料性能,与此同时可用较少的生产成本,并且用尽可能少的工艺步骤。退火以后可能会生成球状晶体,此外,根据本发明的方法生产的钢带,基于时效化或者较高的机械工艺值,在高的轧度下没有不足之处。
对此,根据本发明,用上述的方法,在热轧之后所要进行的方法步骤包括
—浸蚀
—一次或多次冷轧
—在卷绕状态下带材的退火
—必要时带材的后轧。
优选地,热带材含有0.0013至0.0060重量%的硼,在此硼和氮的重量比为0.5至2.5,特别要求硼含量为0.0013至0.0030重量%。
为了获得带材的均匀结构,首先热轧温度要在870℃以上,卷绕温度在710℃以下。
为了在深冲以及轧冲过程中获得较小的折角高度,尤其是一个相对的最大2.5%的折角高度,带材经过卷绕退火后,其垂直各向异性值Δr不能超过+/-0.12。
最后,本发明提出了一种能深冲-或者轧冲的钢带,它按照方法权利要求中至少一个方法而制备。
根据本发明的方法以及一种按照本发明方法能深冲-或者轧冲的钢带通过下面的例子来解释。
起始材料是起始厚度为1.2至8mm热带材,最好是2.0至2.5mm厚度。在第一个实施方案中,所应用的热钢带材的钢分析的结果如下: 重量百分比,下限 重量百分比,上限碳 0.010 0.065锰 0.100 0.275磷 0.040硫 0.040硅 0.050氮 0.0040铝(酸溶的) 0.070硼ppm 0.0013 0.0060铜 0.100铬 0.100锡 0.100镍 0.100钼 0.030铁 余量硼/氮(比例) 0.5 2.5
根据第二个实施方案,特别优选的钢成分如下: 重量百分比,下限 重量百分比,上限碳 0.010 0.040锰 0.140 0.200磷 0.020硫 0.020硅 0.030氮 0.0025铝(酸溶的) 0.035硼ppm 0.0013 0.0030铜 0.040锡 0.010铬 0.040镍 0.040钼 0.010铁 余量硼/氮(比例) 0.8
为了保证钢带的这样一种均匀结构,带材的热轧轧制温度要在870℃以上,卷绕温度在710℃以下。经过试验可以确定在带材的边缘和中间之间屈服极限值要控制在小于15N/mm2。
在硼含量高于给定的含量时,所需要的热轧力明显增加。在硼含量低于0.006ppm时,可以以与此相对应的中间热轧力进行轧制。这将导致基于这样明显低的轧材完全弯曲的原因,可阻止带材厚度公差超过其幅面。
接着,热轧了的带材被浸蚀,接着就进行一次或二次冷轧。这里,冷轧度为86%或更高。具有1.2至8mm厚度的起始材料以这种方式最后被冷轧成0.1至1.0mm的最终厚度。冷轧以后接着以卷绕的方式进行重结晶退火。这样一种重结晶退火就是一种正常退火,象那种被拉伸了的带材在连续炉中的退火那样,在效果上非常接近。为了改善带材的表面和调整机械技术值,在卷绕退火后,带材接着还要进行后轧制。
钢带还要在二面中的至少一面进行电镀而生成电镀层。电镀层可以含镍、钴、铜、铁、锡、铟、钯、铋和/或它们的合金。在整个过程流程中,接着完美电镀的是第一次或者还有第二次冷轧,然后下一步是卷绕退火及带材的后轧。在二次冷轧之间一次附加的退火也是可能的。
钢带上至少一面的镀层也可以通过金属薄膜的轧镀来代替上述的电镀方法。在这种情况下,钢带在热轧和浸蚀后,首先进轧镀,然后进行卷绕退火。在可能的情况下,在为了改善表面而进行后轧过程之前,接着卷绕退火进行一次新的冷轧和第二次退火。
由铜和/或黄铜和/或它们的合金制成的金属层适合于轧镀。为了得到特别的效果和性能,带材还可以再用非金属或电镀再进行一次镀层。
由于增加了电镀过程,总的电镀层使得在钢板的一面或二面的厚度增加了0.1至8微米。而在轧镀的情况下,在钢板一面或两面上所镀金属的总厚度达到带板的总厚度的50%。
为了得到钢带的较小的折角,在冷轧过程中的参数要如下设置,即在一次卷绕退火后,其垂直各向异性值Δr最大只能为+/-0.12,该值与最高为2.5%的相对折角高度相对应。这样对于以后的深冲以及轧冲后,钢板构件会生成优越的圆晶结构。