本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種瓶蓋用鋼及制造方法。
背景技術(shù)：
瓶蓋用鋼對(duì)冷軋基料的成分及制造工藝要求苛刻，既需要有足夠的強(qiáng)度，還需要冷軋后具備相應(yīng)的延展性能，對(duì)板面質(zhì)量的要求也非常嚴(yán)格。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的瓶蓋用鋼一般成分為C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％，此成分區(qū)間的鋼處于包晶區(qū)，連鑄工藝不易控制且易出現(xiàn)表面裂紋，最終造成過(guò)程成本增加并影響帶鋼成品質(zhì)量。
為滿(mǎn)足瓶蓋用鋼的性能要求，一般鋼廠有兩種生產(chǎn)方式：一種是按照包晶鋼生產(chǎn)，但不易操作且易出現(xiàn)角部缺陷造成修復(fù)成本增加和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；另一種是改善鋼的成分，使C含量≤0.10％且提高M(jìn)n含量并加入少量Ti可以在保證力學(xué)性能的基礎(chǔ)上避開(kāi)包晶區(qū)，但此方法會(huì)造成冷軋帶鋼各向異性增加且提高成本。
P元素對(duì)大多數(shù)鋼種來(lái)說(shuō)屬于有害元素，冶煉時(shí)需要控制到0.02％以下，但P元素在鋼中有固溶強(qiáng)化作用，可增加鋼的強(qiáng)度，在冷軋時(shí)改善鋼的加工性能，且P元素在低含量時(shí)不存在包晶區(qū)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種瓶蓋用鋼及制造方法，通過(guò)改變成分設(shè)計(jì)和后期增加二次冷軋壓下率的方法，使冷軋基料的性能符合使用要求，且在冶煉時(shí)避開(kāi)包晶區(qū)，解決了鑄坯表面易產(chǎn)生裂紋的缺陷，也能夠改善瓶蓋用鋼在二次軋制后的機(jī)械加工性能。
本發(fā)明利用P元素代替C元素的強(qiáng)化作用并在平整時(shí)靠10-18％的變形量進(jìn)一步提高帶鋼的機(jī)械加工性能，最終達(dá)到避開(kāi)瓶蓋用鋼包晶區(qū)和優(yōu)化冷軋帶鋼加工性能的目的，且降低了成本。
本發(fā)明的瓶蓋用鋼的熔煉成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：C：0.06-0.08％，Mn：0.4-0.6％，Si：≤0.04％，P：0.05-0.09％，S：≤0.02％，Als：0.015-0.055％，余量為Fe，經(jīng)熱軋、冷軋、退火后平整，以10-18％變形量軋制，獲得需要的強(qiáng)度和加工性能。生產(chǎn)的工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下：
(1)轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)低槍位操作，使鐵水溫度迅速升溫到1400℃以上，降低渣中氧化鐵，抑制脫磷反應(yīng)的進(jìn)行，減少白灰用量至25Kg/t,降低了25％-30％的渣量，終點(diǎn)C控制在0.06-0.08％、P控制在0.05-0.09％、S≤0.02％，爐后加硅錳合金控制Mn含量在0.4-0.6％、Si含量≤0.04％，控制C含量在0.06-0.08％，控制Al含量在0.015-0.055％。
(2)連鑄時(shí)中包過(guò)熱度控制在10-25℃，開(kāi)啟電磁攪拌，避免鋼中P偏析。
(3)熱軋的終軋溫度控制在880±10℃，卷取溫度控制在570℃±10℃；成品目標(biāo)厚度為2.5-3.0mm。
(4)酸洗后冷軋，壓下率88-92％，目標(biāo)厚度0.27-0.28mm。
(5)軋后經(jīng)全氫罩式爐退火，退火后平整，壓下率10-18％，最終板厚0.23mm。
本發(fā)明的主要原理在于成分設(shè)計(jì)上利用P元素在鋼種起固溶強(qiáng)化作用且具有細(xì)化晶粒的作用，退火后經(jīng)大變形量軋制可獲得符合要求的強(qiáng)度和機(jī)械性能。
磷在鋼中起固溶強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化作用提高鋼的強(qiáng)度，0.1％的P可使屈服強(qiáng)度提高68MPa，并且不降低延伸率。P含量提高后在退火過(guò)程中變形織構(gòu)變?nèi)醺飨虍愋燥@著降低，所以在要求強(qiáng)度又要塑性的冷軋用鋼中選用P元素代替部分C元素具有很大的優(yōu)勢(shì)。
轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)由氧勢(shì)圖可知，碳、磷在1400℃上下氧化反應(yīng)截然不同，高于1400℃后鐵水中P的反應(yīng)停止，幾乎沒(méi)有脫磷效果。脫磷過(guò)程加入白灰會(huì)形成3CaO.P2O5進(jìn)入渣中來(lái)降低鐵水中的磷含量，冶煉含磷鋼時(shí)加25Kg/t的白灰，造成了渣量減少30％，再降低槍位吹煉，加快前期爐內(nèi)反應(yīng)，使?fàn)t內(nèi)溫度迅速升高到1400℃以上，抑制了脫磷反應(yīng)的進(jìn)行，可提高終點(diǎn)P含量。
P元素易在鋼坯澆鑄過(guò)程中形成中心偏析和晶間偏析，所以連鑄過(guò)程要低溫澆鑄，過(guò)熱度控制在10-25℃，開(kāi)啟電磁攪拌，使P元素在鋼坯凝固過(guò)程中的盡可能的均勻彌散分布。
為獲得晶粒細(xì)小且力學(xué)性能較好的帶鋼組織，需控制熱軋帶鋼高溫軋制和低溫卷取。
為使平整后0.23厚的冷軋帶鋼具備瓶蓋使用的機(jī)械性能，需要在退火后加大軋制量，P含量提高后基本消除了變形織構(gòu)有利于帶鋼的均勻變形，再結(jié)合P元素在鋼中的強(qiáng)化作用，使冷軋帶鋼獲得良好的加工硬化性能和冷加工性能。
本發(fā)明控制以重量百分比計(jì)0.03-0.05％磷元素含量，代替部分碳元素的固溶強(qiáng)化作用，避開(kāi)了在包晶區(qū)連鑄，從而減少了鑄坯因在包晶區(qū)連鑄所導(dǎo)致的表面裂紋缺陷的形成幾率；同時(shí)在平整工序采用10-18％的壓下率優(yōu)化冷軋帶鋼性能，使所制造的目標(biāo)成品的應(yīng)用性能指標(biāo)也與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相同，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量和低成本的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特征在于利用P元素取代C元素在鋼種的強(qiáng)化作用，在不影響帶鋼力學(xué)性能的情況下避開(kāi)包晶區(qū)以減少表面裂紋的出現(xiàn)，還能改善二次冷軋后的機(jī)械加工性能。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，實(shí)施例1：
1)轉(zhuǎn)爐冶煉：轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)控制低槍位加快爐內(nèi)反應(yīng)，加快脫氧抑制脫磷反應(yīng)的進(jìn)行，降低渣量，終點(diǎn)C控制在0.08％、P控制在0.056％、S≤0.02％，爐后加合金控制成分，最終的熔煉成分如下表：
2)連鑄：中包過(guò)熱度控制在10-25℃，開(kāi)啟電磁攪拌，避免鋼中P偏析。
3)軋制：熱軋和冷軋等工藝如下表：
4)性能：以上實(shí)施例所生產(chǎn)的成品瓶蓋實(shí)際抗折彎力在125-149N范圍內(nèi)，滿(mǎn)足瓶蓋力學(xué)性能要求，與現(xiàn)有成分為C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％的瓶蓋用鋼力學(xué)性能指標(biāo)相當(dāng)。
5)鑄坯縱裂發(fā)生率：以上實(shí)施例所生產(chǎn)的鑄坯橫縱裂紋發(fā)生率為＜0.02％，遠(yuǎn)小于現(xiàn)有成分為C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％的瓶蓋用鋼的3-10％。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。