СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА IF-СТАЛИ Российский патент 2009 года по МПК C21D8/04 C22C38/14 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали.

Известен способ получения листовой стали, обладающей высокой способностью к глубокой вытяжке и растяжению и содержащей вольфрам, хром и ванадий, в котором горячекатаную заготовку толщиной 2,3 мм подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 70%, а затем отжигают в восстановительной или нейтральной атмосфере (см. пат. США №3642468, кл. С22С 39/26 и 39/50, опубл. 15.02.1972). Однако этот способ непригоден для производства сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали (типа IF), идущей на глубокую штамповку.

Наиболее близким аналогом к заявляемой технологии является способ производства листа для особо сложной вытяжки, описанный в а.с. СССР №456 007, кл.С21D 1/26, опубл. 05.03.1975.

Этот способ изготовления листа из нестареющей кипящей стали 08Фкп включает горячую прокатку, смотку, травление, отжиг подката, холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг. Известная технология также непригодна для производства сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали.

Технической задачей настоящего изобретения является получение тонколистовой стали для глубокой вытяжки (штамповки) с высокими потребительскими свойствами.

Для решения этой задачи предлагаемый способ производства IF-стали, включающий горячую прокатку, смотку и холодную прокатку отличается тем, что при производстве стали, содержащей 0,006 мас.% углерода, а также титан и ниобий, горячую прокатку начинают при температуре 1150…1180°С и заканчивают при 870…900°С, осуществляя смотку горячекатаных полос при температуре 700…740°С, холодную прокатку ведут с суммарным обжатием 66…70%, а дрессировку осуществляют с обжатием 0,4…0,6% в насеченных валках с микрогеометрией R_a=3,0…3,5 мкм при количестве пиков микронеровностей не менее 50 на 1 см.

Проведенные параметры технологии получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке оптимальных параметров технологии получения сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали, обеспечивающей ее высокие потребительские свойства.

Опытную проверку предлагаемой технологии осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью варьировали параметры горячей прокатки (температуры начала прокатки t₀, ее t_кп и температуру смотки полос t_см), величины суммарного обжатия ε_∑ при холодной прокатке и установки толщины h_к в последней клети стана, а также величину обжатия при дрессировке в валках с различной микрогеометрией. Результаты опытов оценивали по выходу качественной холоднокатаной стали, пригодной для глубокой штамповки таких сложных деталей как, например, «картер масляный» грузового автомобиля.

Наилучшие результаты (выход высококачественного листа до 98,5%) получены с использованием заявляемой технологии. Отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так, например, при t₀<1150°С, t_кп<870°С и t_см<700°C до 6% готового проката не соответствовали нормам свойств, необходимых для осуществления глубокой штамповки. Повышение температурных режимов горячей прокатки (t₀>1180°С,

t_кп >900°С и t_см >740°С) приводили к образованию крупного зерна феррита и перлита, что отрицательно сказывается на получении готовых изделий в процессе штамповки.

Установлено, что только величина ε_∑=66…70% при холодной прокатке обеспечивает получение максимального значения коэффициента нормальной пластической анизотропии (R≥2,0) и коэффициента деформационного упрочнения (n≥0,23), причем при ε_∑≠66…70% ухудшалась штампуемость стали. При величине ε_∑ свыше 70% увеличивается предел текучести до 200 Н/мм², снижается относительное удлинение до 36%, а также снижаются R до 1,4…1,6 и n до 0,19…0,20. При величине ε_∑ ниже 66% происходит снижение R до 1,4…1,6 и n до 0,19…0,20.

Величина обжатия при дрессировке более 0,6% повышает предел текучести металла до 20 Н/мм² (т.е. до недопустимого предела), а при обжатии менее 0,4% не обеспечивается требуемая шероховатость полосы (R_a=1,46…1,60 мкм), возможны пробуксовки полосы относительно валков с образованием поверхностных дефектов. Аналогичные результаты (отсутствие требуемой шероховатости полосы) получены при микрогеометрии валков дрессировочного стана с R_a≠3,0…3,5 мкм и с количеством пиков микронеровностей менее 50 на 1 см. При шероховатости поверхности бочки рабочего валка R_a менее 3 мкм с учетом коэффициента отпечатываемости шероховатости на полосу при нанесении смазки во время штамповки на поверхности металла остается недостаточное количество смазки, используемой при штамповке, что приводит к увеличению брака при штамповке, а если R_a поверхности валка более 3,5, то с учетом коэффициента отпечатываемости шероховатости на полосу формируется шероховатость на ее поверхности, превышающая требования потребителя (R_a не более 1,6 мкм).

Известная технология, выбранная в качестве ближайшего аналога (см.выше), в опытах не проверялась ввиду заведомой ее непригодности для получения сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали типа IF, предназначенной для глубокой штамповки сложных деталей. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения позволит получать тонколистовую сталь для глубокой вытяжки с высокими потребительскими свойствами, реализуемую по более высокой цене.

Пример конкретного выполнения

Холоднокатаная сталь с номинальными толщиной 1,5 мм и шириной 1200 мм, содержащая 0,006 мас.% углерода, 0,047% титана и 0,049% ниобия получается холодной прокаткой из горячекатаной полосовой заготовки толщиной 4,5 мм.

Параметры горячей прокатки:

Т₀=1160°С, t_кп=880°С, t_см=720°С.

Холодная прокатка ведется с установкой толщины в последней клети h_к=1,52 мм и с ε_Σ=66,3%.

Дрессировка после рекристаллизационного отжига осуществляется с обжатием 0,5% в насеченных валках с микрогеометрией R_a=3,2 мкм при количестве пиков микронеровностей 53 на 1 см.

Готовый листовой прокат имеет коэффициент нормальной пластической анизотропии R=2,2 и коэффициент деформационного упрочнения n=0,24.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к производству холоднокатаной IF-стали, содержащей 0,006 мас.% углерода, а также титан и ниобий. Горячую прокатку начинают при температуре 1150-1180°С и заканчивают при 870-900°С. Смотку горячекатаных полос осуществляют при температуре 700-740°С. Холодную прокатку ведут с суммарным обжатием 66-70%. Проводят дрессировку с обжатием 0,4-0,6% в насеченных валках с микрогеометрией R_a=3,0-3,5 мкм при количестве пиков микронеровностей не менее 50 на 1 см. Повышается выход качественной холоднокатаной тонколистовой стали, пригодной для глубокой штамповки.

Способ производства IF-стали, содержащей 0,006 мас.% углерода, титан и ниобий, включающий горячую прокатку, смотку и холодную прокатку, отличающийся тем, что горячую прокатку начинают при температуре 1150-1180°С и заканчивают при 870-900°С, осуществляя смотку горячекатаных полос при температуре 700-740°С, холодную прокатку ведут с суммарным обжатием 66-70%, и осуществляют дрессировку с обжатием 0,4-0,6% в насеченных валках с микрогеометрией R_a=3,0-3,5 мкм при количестве пиков микронеровностей не менее 50 на 1 см.