專利名稱：化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)施磷酸鹽處理等化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后進(jìn)行涂裝而被使用的汽車用高Si冷軋鋼板的制造方法。特別是，本發(fā)明涉及實(shí)施磷酸鹽處理等化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后進(jìn)行涂裝而被使用的、利用了 Si的固溶強(qiáng)化能力的拉伸強(qiáng)度為590MPa以上、TSXEL為18000MPa ·%以上且加工性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造。
背景技術(shù)：
近年來，從汽車輕量化的觀點(diǎn)出發(fā)，對具有拉伸強(qiáng)度為590MPa以上的高強(qiáng)度的冷軋鋼板的需求正在日益增加。汽車用冷軋鋼板進(jìn)行涂裝后而被使用，作為該涂裝的前處理，可實(shí)施稱為磷酸鹽處理的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。冷軋鋼板的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是用于確保涂裝后的耐腐蝕性的重要處理之一。 為了提高冷軋鋼板的強(qiáng)度，添加Si是有效的。但是，在連續(xù)退火時，即使在含有不引起Fe的氧化(還原Fe氧化物)的還原性的N2和H2的氣體組成下，Si也會被氧化，從而在鋼板最表面上形成Si氧化物(SiO2)薄膜。該Si氧化物在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中阻礙化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的生成反應(yīng)，因此，形成未生成化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的微小區(qū)域(未覆蓋(7 ’ ))，從而使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性降低。作為用于改善高Si冷軋鋼板的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的現(xiàn)有技術(shù)，專利文獻(xiàn)I中記載了如下方法在氧化性氣體中使鋼板溫度達(dá)到35(T650°C，在鋼板表面上形成氧化膜，然后，在還原性氣體中將鋼板加熱至再結(jié)晶溫度并進(jìn)行冷卻。另外，專利文獻(xiàn)2中記載了如下方法對于以質(zhì)量％計含有O. 1%以上的Si和/或I. 0%以上的Mn的冷軋鋼板，在400°C以上的鋼板溫度下并在鐵的氧化性氣體組成下在鋼板表面上形成氧化膜，然后，在鐵的還原性氣體中使上述鋼板表面的氧化膜還原。另外，專利文獻(xiàn)3中記載了一種高強(qiáng)度冷軋鋼板，其特征在于，在含有O. I重量％以上且3. O重量％以下的Si的高強(qiáng)度冷軋鋼板表層的晶界和/或晶粒內(nèi)，具有對改善化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性等有效的氧化物。專利文獻(xiàn)4中記載了一種磷酸鹽處理性優(yōu)良的鋼板，其中，使用電子顯微鏡在50000倍以上的倍率下對與鋼板表面垂直的方向上的截面進(jìn)行觀察時，含Si氧化物在鋼板表面上ΙΟμπι長度內(nèi)所占的比例以任意選擇的五個位置處的平均值計為80%以下。專利文獻(xiàn)5中記載了一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，以質(zhì)量％計含有C :大于O. l%、Si 0. 4%以上，Si含量(質(zhì)量％)/Mn含量(質(zhì)量％)為O. 4以上，拉伸強(qiáng)度為700MPa以上，以Si為主要成分的Si基氧化物在鋼板表面上的表面覆蓋率為20面積％以下，并且上述Si基氧化物的覆蓋區(qū)域中與該區(qū)域內(nèi)切的最大圓的直徑為5μπι以下。專利文獻(xiàn)6中記載了一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高張力鋼板，以質(zhì)量％計含有C :0. 0Γ0. 3%、Si :0. 2 3. 0%、Mn :0. I 3. 0%、Al :0. 01 2. 0%，拉伸強(qiáng)度為500MPa以上，其特征在于，該鋼板表面的晶粒的平均粒徑為O. 5 μ m以下，并且通過將該鋼板表面的寬度為10 μ m以上的觀察區(qū)域加工成截面TEM觀察用薄片并在能觀察到IOnm以下的氧化物的條件下通過TEM觀察對該薄片試樣進(jìn)行測定時，氧化硅和硅酸錳中的一種或兩種以它們的合計量計含有70質(zhì)量％以上的氧化物類相對于從上述截面觀察到的晶界區(qū)域表面存在30%以下，且存在于距該鋼板表面的深度為O. Γ .Ομπι的范圍內(nèi)的上述氧化物類的粒徑為O. I μ m以下。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開昭55-145122號公報專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-45615號公報專利文獻(xiàn)3 :日本專利第3386657號公報專利文獻(xiàn)4 :日本專利第3840392號公報專利文獻(xiàn)5 :日本特開2004-323969號公報專利文獻(xiàn)6 :日本特開2008-69445號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題專利文獻(xiàn)I的制造方法中，通過進(jìn)行氧化的方法形成在鋼板表面上的氧化膜的厚度存在差異，氧化膜過薄時，在鋼板表面上生成Si氧化物或者不會充分進(jìn)行氧化，氧化膜過厚時，在之后的還原性氣體中的退火中，產(chǎn)生氧化膜的殘留或剝離，從而有時使表面性狀變差。在實(shí)施例中記載了在大氣中進(jìn)行氧化的技術(shù)，但在大氣中進(jìn)行的氧化存在如下問題氧化物生成得厚而難以進(jìn)行之后的還原，或者需要?dú)錃鉂舛雀叩倪€原氣氛等。專利文獻(xiàn)2的制造方法中，使用空氣比為O. 93以上且I. 10以下的直火燃燒器在4000C以上對鋼板表面的Fe進(jìn)行氧化,然后利用用于還原Fe氧化物的含有N2和H2的氣體進(jìn)行退火。由此，抑制使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性降低的SiO2在最表面上的氧化，并在表面上形成Fe的還原層。專利文獻(xiàn)2沒有具體記載直火燃燒器的加熱溫度。但是，在含有大量(0.6%以上)Si的情況下，比Fe更容易被氧化的Si的氧化量增多從而使Fe的氧化受到抑制，或者使Fe的氧化本身變得過少。結(jié)果，還原后的表面Fe還原層的形成不充分，在還原后的鋼板表面上存在SiO2,從而有時會產(chǎn)生化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的未覆蓋。專利文獻(xiàn)3的鋼板是通過使Si氧化物在鋼板的內(nèi)部形成并除去表面的Si氧化物來改善化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的鋼板。制造方法中，在對鋼板進(jìn)行冷軋的前階段的熱軋時，在高溫(實(shí)施例中620°C以上時為良好)下進(jìn)行卷取，并利用該熱量使Si氧化物在鋼板的內(nèi)部形成，但卷取后的卷材的外側(cè)的冷卻速度快且該卷材的內(nèi)側(cè)的冷卻速度慢，因此，存在在鋼板長度方向上的溫度偏差大而難以在卷材整個長度上得到均勻的表面質(zhì)量的問題。專利文獻(xiàn)4、5、6中，雖然規(guī)定的方法不同，但均涉及規(guī)定了覆蓋表面的Si氧化物量的上限的鋼板。作為制造方法，在連續(xù)退火的升溫中或均熱中，將還原性的含有N2和H2的氣體組成的露點(diǎn)(或水蒸氣氫氣分壓比)控制在一定范圍內(nèi)，使鋼板內(nèi)部的Si氧化。關(guān)于這些氣體的露點(diǎn)范圍，在專利文獻(xiàn)4中記載了 _25°C以上，在專利文獻(xiàn)5中記載了 -20°C、°C。專利文獻(xiàn)6中，對預(yù)熱、升溫、再結(jié)晶化各工序中水蒸氣氫氣分壓比的范圍進(jìn)行規(guī)定。這些方法中，一般而言，需要通過引入水蒸氣、空氣等將露點(diǎn)為_25°C以下的含有隊和仏的組成的氣體的露點(diǎn)控制在較高水平。因此，從操作控制性的觀點(diǎn)出發(fā)存在問題，結(jié)果，無法穩(wěn)定地得到良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。另外，提高露點(diǎn)(或提高水蒸氣氫氣分壓比)時，會使氣體的氧化性提高，因此有時會加速爐壁和爐內(nèi)的軋輥劣化，或者在鋼板表面產(chǎn)生稱為啄印(77:/ )的氧化皮缺陷。本發(fā)明的目的在于解決上述問題，并提供一種高Si冷軋鋼板的制造方法，無需控制對鋼板進(jìn)行均熱退火的均熱爐的還原性組成的氣體的露點(diǎn)或水蒸氣氫氣分壓比，并且所制造的高Si冷軋鋼板即使含有O. 6%以上的Si也具有良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性、拉伸強(qiáng)度為590MPa以上、TSXEL為18000MPa · %以上且加工性優(yōu)良。用于解決問題的方法
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用于解決上述問題的本發(fā)明的方法如下。(I)第一發(fā)明為一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，具有在冷軋鋼板升溫時，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器㈧在上述冷軋鋼板的溫度為300°C以上且低于Ta°C的溫度范圍進(jìn)行加熱的工序；然后接著使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器⑶在上述冷軋鋼板的溫度為Ta°C以上且低于Tb°C的溫度范圍進(jìn)行加熱的工序；以及然后接著在露點(diǎn)為_25°C以下且氣體組成為f 10體積％H2和余量N2的爐中對上述冷軋鋼板進(jìn)行均熱退火的工序，其中，45(TC彡 Ta0C^ 550 °C, 650 °C ^ Tb O 彡 800 °C,所述冷軋鋼板具有如下成分組成含有C 0. 05 O. 3 質(zhì)量 ％、Si 0. 6 3. O 質(zhì)量 ％、Mn :1. 0 3. O 質(zhì)量 ％、P :0. I 質(zhì)量 ％ 以
下、S :0. 05質(zhì)量％以下、Al :0. ΟΓ 質(zhì)量％、N 0. 01質(zhì)量％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。(2)第二發(fā)明為一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，具有在冷軋鋼板升溫時，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器㈧在上述冷軋鋼板的溫度為300°C以上且低于Ta°C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱的工序；然后接著使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器(B)在上述冷軋鋼板的溫度為Ta°C以上且低于Tb°C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱的工序；以及然后接著使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)在上述冷軋鋼板的溫度為Tb°C以上且IVC以下的溫度范圍對上述冷軋鋼板進(jìn)行加熱升溫，然后在露點(diǎn)為_25°C以下且氣體組成為f 10體積％H2和余量N2的爐中進(jìn)行均熱退火的工序，其中，45(TC彡 Ta0C^ 550 °C, 650 °C ^ Tb O 彡 800 °C, 700 °C ^ Tc0C^ 850 °C, Tb°C< Tc0C,所述冷軋鋼板具有如下成分組成含有C 0. 05 O. 3 質(zhì)量 ％、Si 0. 6 3. O 質(zhì)量 ％、Μη :1· 0 3· O 質(zhì)量 ％、P :0. I 質(zhì)量 ％ 以
下、S :0. 05質(zhì)量％以下、Al :0. ΟΓ 質(zhì)量％、N 0. 01質(zhì)量％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。(3)第三發(fā)明為第一發(fā)明或第二發(fā)明所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，上述冷軋鋼板還含有Cr 0. 0Γ1質(zhì)量％、Μο 0. ΟΓ 質(zhì)量％、Ni O. 0Γ1質(zhì)量％、Cu ο. 0Γ1質(zhì)量％中的一種或兩種以上。(4)第四發(fā)明為第一發(fā)明至第三發(fā)明中任一項所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，上述冷軋鋼板還含有Ti :0. 00Γ0. I質(zhì)量％、Nb O. οοΓο. I質(zhì)量％、V :ο. 00Γ0.1質(zhì)量％中的一種或兩種以上。
(5)第五發(fā)明為第一發(fā)明至第四發(fā)明中任一項所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，上述冷軋鋼板還含有B :0. 0003、. 005質(zhì)量％。(6)第六發(fā)明為第二發(fā)明至第五發(fā)明中任一項所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器(B)的鋼板加熱時間不短于使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)的鋼板加熱時間。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，利用使用直火燃燒器進(jìn)行的冷軋鋼板表面上的Fe的氧化及隨后的還原而使冷軋鋼板內(nèi)部的Si氧化。由此，對于含有O. 6%以上的Si的高Si冷軋鋼板，能夠在改善化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的同時，制造拉伸強(qiáng)度為590MPa以上、TSXEL為18000MPa · %以上且加工性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板。另外，本發(fā)明方法不需要進(jìn)行退火時的氣體組成的控制，特別是不需要將露點(diǎn)控制在較高水平。因此，在操作控制性的方面是有利的，此外，還能夠使加速爐壁和爐內(nèi)的軋輥劣化、或者在鋼板表面產(chǎn)生稱為啄印的氧化皮缺陷的問題得到改 盡
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具體實(shí)施例方式對作為本發(fā)明對象的鋼板的化學(xué)成分的限定理由進(jìn)行說明。需要說明的是，涉及成分的“％”在沒有特別說明的情況下表示質(zhì)量％。Si為在不使鋼板的加工性降低的情況下使強(qiáng)度提高的元素，低于O. 6%時，加工性即TSXEL變差。而且優(yōu)選含有超過I. 10%。但是，超過3.0%時，鋼板的脆化顯著、加工性變差并且化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差，因此使上限為3. 0%。對于鋼板的化學(xué)成分而言，除了 Si以外，為了將金屬組織控制為鐵素體-馬氏體、鐵素體-貝氏體-殘余奧氏體等而得到期望的材質(zhì)，還含有具有固溶強(qiáng)化能力和馬氏體生成能力的C、Mn，其中含有O. 05%以上、優(yōu)選O. 10%以上的C，而且含有I. 0%以上的Mn。另一方面，過量添加C、Mn時，鋼板的加工性顯著降低，因此，使C為O. 3%以下，使Mn為3. 0%以下。Al作為脫氧材料而添加。低于O. 01%時，其效果不充分。另一方面，超過1%時，其效果飽和且不經(jīng)濟(jì)。因此，使Al量為O. 0Γ %ο另外，作為不可避免的雜質(zhì)，含有P、S、N。P為O. 1%以下，優(yōu)選為O. 015%以下。S為O. 05%以下，優(yōu)選為O. 003%以下。N為O. 01%以下。另夕卜，為了控制材質(zhì)和金屬組織，可以含有Cr :0. 01 1%、Mo :0. 01 1%、Ni O. Of 1%、Cu :0. 0Γ1%中的一種或兩種以上。為了提高鋼板的強(qiáng)度，可以含有Ti :O. 001 O. 1%、Nb :0. 001 O. 1%、V :0. 001 O. 1%中的一種或兩種以上。為了提高原材料的強(qiáng)度和涂裝燒結(jié)后的強(qiáng)度，可以含有B :0. 0003、. 005%。低于各自的下限時，無法得到期望的效果，另外，超過上限而進(jìn)行添加時效果飽和，因此將各自的下限和上限以上述方式進(jìn)行規(guī)定。上述以外的余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。接下來對制造方法進(jìn)行說明。對上述成分組成的鋼進(jìn)行熱軋，接著，進(jìn)行酸洗之后，實(shí)施冷軋，然后在連續(xù)退火線中進(jìn)行連續(xù)退火。直到連續(xù)退火前的冷軋鋼板的制造方法沒有特別限定，可以使用公知的方法。在連續(xù)退火線中進(jìn)行升溫、均熱、冷卻這三個連續(xù)的工序。一般的連續(xù)退火線具備對鋼板進(jìn)行加熱升溫的加熱爐、進(jìn)行均熱的均熱爐、進(jìn)行冷卻的冷卻爐，或者在加熱爐之前還具備預(yù)熱爐。
在加熱爐中，使用直火燃燒器對鋼板進(jìn)行加熱升溫。將加熱爐中使用的直火燃燒器的空氣比調(diào)節(jié)至O. 95以上而使鋼板升溫，由此，在鋼板表面上形成氧化鐵(Fe氧化物)，然后在接下來的均熱爐中氧化鐵被還原，從而使氧向鋼板內(nèi)部擴(kuò)散。結(jié)果，Si在鋼板內(nèi)部被氧化而不會到達(dá)鋼板表面，因此化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性良好。本發(fā)明中，升溫時氧化鐵的形成是重要的。不存在足夠量的氧化鐵時，Si在鋼板表面被氧化而形成SiO2，因此化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差。使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器在鋼板溫度為300°C以上且低于Ta°C (其中，450°C彡Ta°C彡5500C )的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱，接著使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器在鋼板溫度為Ta°C以上且低于Tb°C (其中，650°C彡Tb°C彡800°C)的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱。由此使氧化鐵量增多。憑直覺認(rèn)為在全部溫度范圍使用作為氧化氣氛的空氣比為O. 95以上的直火燃燒器時氧化鐵量增多。但是，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器在300°C以上且低于Ta°C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱時，得到了大量的氧化鐵量。在此，空氣比是指導(dǎo)入空氣量相對于完全燃燒所需的空氣量的比。其理由并不明確，但可以以如下方式考慮。能夠有助于鋼板氧化的主要元素有Fe、Si、0，作為使用上述元素的氧化物，認(rèn)為有SiO2, Fe2SiO4等Fe-Si復(fù)合氧化物。SiO2作為透氧屏障發(fā)揮作用，因此，SiO2形成后，氧化鐵的増加速度大幅度降低。另一方面，F(xiàn)e2SiO4等Fe-Si復(fù)合氧化物不作為透氧屏障發(fā)揮作用，因此，復(fù)合氧化物形成后，不會抑制氧化鐵的増加。由此可以說，在希望得到大量氧化鐵的情況下，優(yōu)選形成Fe-Si復(fù)合氧化物。從平衡論而言，SiO2與Fe-Si復(fù)合氧化物的形成條件中，低溫時容易形成SiO2,隨著溫度升高而變得容易形成Fe-Si復(fù)合氧化物。另外，氧勢越高則越容易形成SiO2,氧勢越低則越容易形成Fe-Si復(fù)合氧化物。在容易形成SiO2的300°C以上且低于Ta°C的低溫度范圍內(nèi)，通過使氧勢降低(使空氣比為O. 89以下)而不形成SiO2,因此可以認(rèn)為氧化鐵量增多。在使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器的加熱中，加熱結(jié)束時的鋼板溫度Ta°C為低于450°C或超過550°C時，抑制SiO2形成的作用不充分，因此，需要使加熱結(jié)束時的鋼板溫度Ta°C為450°C以上且550°C以下。從形成Fe氧化物的觀點(diǎn)出發(fā)，在使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器的加熱中，需要使加熱結(jié)束時的鋼板溫度Tb°c為650°C以上。優(yōu)選使加熱結(jié)束時的鋼板溫度Tb°C達(dá)到盡可能高的溫度，優(yōu)選升溫至700°C以上，更優(yōu)選升溫至750°C以上。但是，過度進(jìn)行氧化時，在接下來的還原性氣氛爐中，F(xiàn)e氧化物會剝離而成為啄印的原因。因此，需要使加熱結(jié)束時的鋼板溫度Tb°C為800°C以下?；谝陨侠碛桑景l(fā)明中規(guī)定升溫時，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(A)在鋼板溫度為300°C以上且低于Ta°C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱，然后，接著使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器(B)在鋼板溫度為Ta°C以上且低于Tb°C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱。其中，45(TC彡 Ta0C^ 550°C,6500C^ Tb0C^ 80(TC。
溫度低于300°C的溫度范圍的鋼板的加熱方法沒有特別限定?？梢岳妙A(yù)熱爐加熱至IVC (其中，To°C< 300°C )，接著使用直火燃燒器進(jìn)行加熱，也可以從最初開始使用直火燃燒器。從防止加熱爐中Fe的過度氧化的觀點(diǎn)出發(fā)，可以通過上述方法使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(A)對鋼板進(jìn)行加熱，接著通過上述方法使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器⑶對鋼板進(jìn)行加熱，然后，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)對鋼板進(jìn)行加熱。這種情況下，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)對鋼板溫度為Tb°C以上的鋼板進(jìn)行加熱。使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)的加熱為基于Fe還原性的氣體組成的加熱。為了抑制Fe在加熱爐出口被過度氧化，并防止從加熱爐出口至均熱爐內(nèi)軋輥與鋼板的接觸部產(chǎn)生稱為啄印的氧化皮缺陷，需要在使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)的加熱中使加熱結(jié)束時的鋼板溫度IVC為700°C以上。但是，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，將鋼板加熱至過高的溫度時，從加熱爐內(nèi)的入口側(cè)到出口側(cè)的溫度差變得過大，弓I起鋼板左右搖擺的所謂蛇行，從而鋼板在爐內(nèi)斷裂。因此，需要使加熱結(jié)束時的鋼板溫度IVC為850°C以 下。因此，本發(fā)明中規(guī)定，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)對鋼板進(jìn)行加熱升溫的情況下，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)在鋼板溫度為Tb°C以上且IVC以下的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱升溫。其中，700°C彡Tc0C^ 850°C, Tb0C< Tc°C。為了得到上述效果，優(yōu)選使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器⑶的鋼板加熱時間不短于使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)的鋼板加熱時間。在此，直火燃燒器是指，將煉鐵廠的副產(chǎn)物氣體即焦?fàn)t煤氣(COG)等燃料與空氣混合并使其燃燒而得到的燃燒器火焰直接接觸鋼板表面來對鋼板進(jìn)行加熱的裝置。對于直火燃燒器而言，與輻射方式的加熱相比，鋼板的升溫速度更快，因此，具有能夠縮短加熱爐的爐長、加快線速度的優(yōu)點(diǎn)。另外，直火燃燒器中，將空氣比設(shè)定為O. 95以上而使空氣相對于燃料的比例增多時，過量的氧殘留在火焰中，從而能夠利用該氧來促進(jìn)鋼板的氧化?？諝獗仍礁邉t氧化性越強(qiáng)，因此，從形成Fe氧化物的觀點(diǎn)出發(fā)，空氣比盡可能越高越好，優(yōu)選空氣比為I. 10以上。但是，空氣比過高時，鋼板過度氧化，在接下來的還原性氣氛爐中，F(xiàn)e氧化物剝離而成為啄印的原因。因此，優(yōu)選使空氣比為I. 30以下。從燃燒效率的觀點(diǎn)出發(fā)，空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(A)的空氣比、空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)的空氣比優(yōu)選為O. 7以上。直火燃燒器的燃料可以使用C0G、液化天然氣(LNG)等。使用直火燃燒器以上述方式對鋼板進(jìn)行加熱升溫后，利用具備輻射管燃燒器的均熱爐進(jìn)行均熱退火。導(dǎo)入到均熱爐中的氣體的組成為廣10體積％h2和余量n2。將導(dǎo)入到均熱爐中的氣體的h2%限定為f 10體積％出于如下的理由。S卩，H2小于I體積％時，H2不足以用于還原連續(xù)通過的鋼板表面的Fe氧化物，即使大于10體積％時，F(xiàn)e氧化物的還原也達(dá)到飽和。因此，過多的H2將浪費(fèi)。露點(diǎn)超過-25°c時，由爐內(nèi)的H2O的氧引起的氧化變得顯著，從而使Si的內(nèi)部氧化過度發(fā)生。因此，露點(diǎn)限定為-25V以下。露點(diǎn)為-25V以下且氣體為f 10體積％H2和余量N2的均熱爐內(nèi)成為Fe還原性的氣體組成，從而使加熱爐中生成的Fe氧化物的還原發(fā)生。此時，通過還原與Fe分離的氧的一部分?jǐn)U散至鋼板內(nèi)部，與Si進(jìn)行反應(yīng)，由此，使SiO2的內(nèi)部氧化發(fā)生。由于Si在鋼板內(nèi)部被氧化，發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化處理反應(yīng)的鋼板最表面上的Si氧化物減少，因此化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變得良好。從調(diào)整材質(zhì)的觀點(diǎn)出發(fā)，均熱退火在鋼板溫度為750°C、00°C的范圍內(nèi)進(jìn)行。均熱時間優(yōu)選20秒 180秒。均熱退火后的工序根據(jù)品種而不同，本發(fā)明中對該工序沒有特別限定。例如，在均熱退火后利用氣體、帶水蒸汽(気水)、水等進(jìn)行冷卻，并根據(jù)需要實(shí)施150°C 40(TC的回火。冷卻后或者回火后，為了調(diào)整表面性狀，可以使用鹽酸、硫酸等進(jìn)行酸洗。酸洗中使用的酸濃度優(yōu)選為廣20質(zhì)量％，溶液溫度優(yōu)選為3(T90°C，酸洗時間優(yōu)選為5 30秒。進(jìn)行上述酸洗時，可以通過向鋼板通電而使陽極溶解。進(jìn)行陽極溶解時，采用未達(dá)到鐵的鈍化電流的電流密度，發(fā)生鈍化的電流密度取決于溶液的溫度、濃度。實(shí)施例I使用公知的方法對具有表I所示的化學(xué)成分的鋼A L進(jìn)行熱軋、酸洗、冷軋，制造厚度為I. 5mm的鋼板。將該鋼板通過具備預(yù)熱爐、具備直火燃燒器的加熱爐、輻射管型均熱爐、冷卻爐的連續(xù)退火線進(jìn)行加熱退火，得到高強(qiáng)度冷軋鋼板。直火燃燒器使用COG作為燃 料，并對空氣比進(jìn)行各種變更。均熱后的冷卻如表2所示，用水、帶水蒸汽或氣體進(jìn)行冷卻。另外，使用表2記載的酸進(jìn)行酸洗，或者直接作為成品。直火燃燒器(A)的加熱從鋼板溫度為150°C開始進(jìn)行。另外，上述酸洗的條件如下。鹽酸酸洗酸濃度10質(zhì)量％、溶液溫度55°C、酸洗時間10秒硫酸酸洗酸濃度10質(zhì)量％、溶液溫度55°C、酸洗時間10秒對所得到的高強(qiáng)度冷軋鋼板的機(jī)械特性和化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性進(jìn)行評價。對于機(jī)械特性，從軋制方向和直角方向裁取JIS5號試驗(yàn)片(JIS Z2201)，按照J(rèn)ISZ2241進(jìn)行試驗(yàn)。加工性以拉伸強(qiáng)度(TS)X伸長率(EL)的值進(jìn)行評價。將機(jī)械特性值中TSXEL為18000以上且TS為590MPa以上的情況記作〇，將其中任意一者或兩者低于上述數(shù)值的情況記作X。接著，將化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的評價方法如下記載。化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液使用日本帕卡瀨精公司制造的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液("^ ^ > VL3080 (注冊商標(biāo)))，以下述方法實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。使用日本帕卡瀨精公司制造的脫脂液7(注冊商標(biāo))進(jìn)行脫脂，然后進(jìn)行水洗，接著，使用日本帕卡瀨精公司制造的表面調(diào)整液7° > > Z(注冊商標(biāo))進(jìn)行30秒的表面調(diào)整，在43°C的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液(> K L3080)中浸潰120秒，然后進(jìn)行水洗，并利用熱風(fēng)進(jìn)行干燥。使用掃描電子顯微鏡(SEM)在倍率500倍下對化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜隨機(jī)地觀察5個視野，并通過圖像處理測定化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的未覆蓋面積率，根據(jù)未覆蓋面積率進(jìn)行以下的評價。〇、◎?yàn)楹细袼?。?5% 以下O :超過5%且在10%以下Δ :超過10%且在25%以下X :超過 25%供于本實(shí)施例的鋼、連續(xù)退火線的制造條件和評價結(jié)果示于表2中。
權(quán)利要求
1.ー種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，具有 在冷軋鋼板升溫時，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(A)在所述冷軋鋼板的溫度為300°C以上且低于Ta°C的溫度范圍進(jìn)行加熱的エ序； 然后接著使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器(B)在所述冷軋鋼板的溫度為Ta°C以上且低于Tb °C的溫度范圍進(jìn)行加熱的エ序；以及 然后接著在露點(diǎn)為-25V以下且氣體組成為f 10體積％H2和余量N2的爐中對所述冷軋鋼板進(jìn)行均熱退火的エ序， 其中，450で彡 Ta0C^ 550°C,6500C^ Tb0C^ 800°C, 所述冷軋鋼板具有如下成分組成 含有C 0. 05 O. 3質(zhì)量％、Si 0. 6 3. O質(zhì)量％、Mn 1. 0 3· O質(zhì)量％、P 0. I質(zhì)量％以下、S :0. 05質(zhì)量％以下、Al :0. ΟΓ 質(zhì)量％、N :0. 01質(zhì)量％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.ー種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，具有 在冷軋鋼板升溫時，使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(A)在所述冷軋鋼板的溫度為300°C以上且低于Ta°C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱的エ序； 然后接著使用空氣比為O. 95以上的直火燃燒器(B)在所述冷軋鋼板的溫度為Ta°C以上且低于Tb °C的溫度范圍對鋼板進(jìn)行加熱的エ序；以及 然后接著使用空氣比為O. 89以下的直火燃燒器(C)在所述冷軋鋼板的溫度為Tb°C以上且IVC以下的溫度范圍對所述冷軋鋼板進(jìn)行加熱升溫，然后在露點(diǎn)為_25°C以下且氣體組成為廣10體積％H2和余量N2的爐中進(jìn)行均熱退火的エ序，其中，450 で彡 Ta V 彡 550 V，650 V ^ Tb °C ^ 800 V，700 V ^ Tc °C ^ 850 V，Tb V< Tc0C, 所述冷軋鋼板具有如下成分組成 含有C 0. 05 O. 3質(zhì)量％、Si 0. 6 3. O質(zhì)量％、Mn 1. 0 3· O質(zhì)量％、P 0. I質(zhì)量％以下、S :0. 05質(zhì)量％以下、Al :0. ΟΓ 質(zhì)量％、N :0. 01質(zhì)量％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，所述冷軋鋼板還含有Cr :0. 01 I質(zhì)量％、Mo 0. 01 I質(zhì)量％、Ni :0. 01 I質(zhì)量％、Cu ο. οΓι質(zhì)量％中的ー種或兩種以上。
4.如權(quán)利要求廣3中任一項所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，所述冷軋鋼板還含有Ti :0. 001 O. I質(zhì)量％、Nb :0. 001 O. I質(zhì)量％、V O.οοΓο. I質(zhì)量％中的ー種或兩種以上。
5.如權(quán)利要求f4中任一項所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，所述冷軋鋼板還含有B :0. 0003、. 005質(zhì)量％。
6.如權(quán)利要求2飛中任一項所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，使用空氣比為0. 95以上的直火燃燒器⑶的鋼板加熱時間不短于使用空氣比為0. 89以下的直火燃燒器(C)的鋼板加熱時間。
全文摘要
本發(fā)明提供具有良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性、拉伸強(qiáng)度為590MPa以上、TS×EL為18000MPa·%以上且加工性優(yōu)良的高Si冷軋鋼板的制造方法。本發(fā)明的制造方法具有在冷軋鋼板升溫時，使用空氣比為0.89以下的直火燃燒器(A)在冷軋鋼板的溫度為300℃以上且低于Ta℃的溫度范圍進(jìn)行加熱的工序；然后接著使用空氣比為0.95以上的直火燃燒器(B)在冷軋鋼板的溫度為Ta℃以上且低于Tb℃的溫度范圍進(jìn)行加熱的工序；以及然后接著在露點(diǎn)為-25℃以下且氣體組成為1~10體積%H2和余量N2的爐中對冷軋鋼板進(jìn)行均熱退火的工序，其中，450℃≤Ta℃≤550℃，650℃≤Tb℃≤800℃，所述冷軋鋼板具有如下成分組成含有C0.05~0.3質(zhì)量%、Si0.6~3.0質(zhì)量%、Mn1.0~3.0質(zhì)量%、P0.1質(zhì)量%以下、S0.05質(zhì)量%以下、Al0.01~1質(zhì)量%、N0.01質(zhì)量%以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
文檔編號C21D9/56GK102834531SQ20118001680
公開日2012年12月19日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者大塚真司, 平澤淳一郎, 高橋秀行, 吉見直人, 永野英樹 申請人:杰富意鋼鐵株式會社