[发明专利]一种焊接加工性及成形性优良的冷轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧钢板及其制造方法，具体涉及一种焊接加工性及成形性优良的冷轧钢板及其制造方法。

背景技术

冷轧钢板广泛应用于家电、汽车、包装等材料，特别是镀锡钢板用于化工用桶的扩方桶、花篮桶和食品三片罐在弯曲成形焊接后，在后续扩径、翻边过程以及装运过程中容易产生由于焊接不良导致的开裂现象。以往用低碳铝镇静钢焊接加工开裂问题较少，随着加工制品变形越来越复杂，对材料要求也越来越高，超低碳钢使用也频繁，相应加工焊接变形开裂问题越发突出。由于超低碳材料C、N原子较少，难以阻碍铁素体晶粒长大，在电阻焊时由于焊接温度较高使晶粒成长迅速，粗大和过分不均匀的铁素体晶粒塑性较差，在翻边、扩径等变形过程中容易开裂。

目前生产加工性和焊接性都较好的材料一般采用低碳钢采用罩式炉退火等方法。但由于罩式退火工艺本身固有的缺点，使退火后的材料力学性能不均匀，金相组织时常不均匀，特别是钢卷头尾和边部容易产生混晶，也会导致焊接不良。

由于低碳铝镇静钢和罩式炉退火工艺的局限性，生产的材料不能用在更高拉伸、深冲压等加工要求的用途。用超低碳IF钢材料可以解决更高拉伸、冲压加工的要求，但普通超低碳IF钢一般都尽量控制使碳低于20ppm以下，且有的不加硼或由于别的缘故加入硼量太少或加入硼没有控制有效过剩硼的含量，这样的材料容易在高温电阻焊接后出现铁素体晶粒粗大、过分不均匀从而导致后续加工开裂问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接加工性和成形性优良的钢板及其制造方法，在到达高拉伸、深冲压加工性前提下提高焊接性能，同时设计配套的热轧、冷轧工艺避免铁素体组织和硼、碳析出物的粗大，解决了高拉伸、深冲压钢的焊接性问题；冷轧钢板硬度HR30T为45～65，材料的r_ave即平均塑性应变比大于等于1.2。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种焊接加工性及成形性优良的冷轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.0021％～0.010％、Si≤0.03％、Mn：0.3％～1.0％、P≤0.02％、Al：0.02％～0.06％、Ti:0.005％～0.08％、N≤0.005％、B^*:0.0020％～0.0080％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中，B^*＝B-0.77×N^*、N^*＝N-0.29×Ti，当N^*≤0时，N^*取值为0。

进一步，还包含Nb，0.005％～0.03％，以重量百分比计。

本发明钢的成分设计中：

碳：碳是间隙固溶元素，碳可以提高晶界强度，阻碍再结晶过程中晶粒长大；对钢板焊接后热影响区域铁素体组织长大有抑制作用，具有细化铁素体组织的效果；为了更好的加工性在材料需要添加一定量的合金元素固定碳，碳含量越高，需添加的合金越多，对材料的加工性能亦有不利的影响。因此，碳含量优选0.0021％～0.010％。

硅：硅可以强化材料，但因为硅对电镀等有不利的影响，容易在热轧产生红色氧化铁皮等缺陷，因此，硅含量优选≤0.03％。

锰：锰也是材料的强化元素，在材料中加入一定量锰可以提高强度，也可以阻碍材料再结晶过程的晶粒长大，对焊接后控制晶粒长大有利，但Mn含量过高对生产、成本及表面质量不利，而且过高的Mn对点焊等的焊核形成不利，因此，Mn含量优选0.3％～1.0％。

磷：磷可以提高材料强度，可以阻碍材料晶粒长大，但是磷含量过高会提高Ar3温度，容易导致材料晶粒粗大对焊接不利。另外，磷不仅会产生偏析，而且对耐蚀性不好，所以磷含量要尽量地低。因此，磷含量优选≤0.020％。

铝：铝是钢中的脱氧剂，若含量太低则脱氧不彻底，钢水纯净度变差，若含量太高则对材料塑性不利，因此，铝含量优选0.02％～0.06％。

氮：氮在钢种和钛结合，过量氮会消耗钛或硼，氮越低越好，因此，氮含量优选≤0.005％。

钛：钛作为固定氮、碳的合金元素，若钛含量过高会提高材料二次脆性转变温度，对材料加工性能不利，若钛含量(铌也较低的情况下)过低氮、碳不能完全固定，则必然影响材料中固溶硼含量，对焊接组织抑制不利，而且过低的话材料的成形性变差也容易时效。因此，钛含量优选：0.005％～0.08％。