專利名稱：鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明屬于超低碳烘烤硬化鋼板技術領域，特別是涉及鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板及其制造方法。
背景技術：
從20世紀70年代世界石油危機開始，人們逐漸意識到節約能源、降低能耗的必要性和緊迫性。對于汽車工業，增加鋼板強度降低鋼板厚度可以減輕汽車自重，從而達到節能降耗的目的。但是，提高汽車用鋼板強度的同時，鋼板良好的成形性得到了限制，鋼板的高強度和良好的成形性構成了一對矛盾。20世紀70年代，烘烤硬化鋼開始應用于汽車工業，并以其具有較高的強度、良好的抗凹陷性和成形性得到了廣泛的關注，很好的解決了高強度和良好的成形性的矛盾。
烘烤硬化鋼板的基本原理是應變時效，經過熱軋和冷軋后的退火板中保持一定的固溶碳或/和氮原子，對鋼板施以變形后，涂漆烘烤使鋼板強度增加。在過去幾十年里，人們主要研究了添加Ti、Ti+Nb和Nb處理的低碳(或超低碳)烘烤硬化鋼。鈦和鈮復合添加的超低碳烘烤硬化鋼應用最為廣泛，其中Ti用于完全固定鋼中的N和S，Nb用于完全(或部分)固定鋼中的C。V具有與Nb相似的化學性質，易于與C結合形成碳化物，有研究表明V可以提高鋼的抗時效性和降低再結晶溫度。目前，人們更加追求力學性能、BH值和室溫抗時效性均良好的目標。近年來，國外有人研究了Ti和V復合添加的熱鍍鋅低碳烘烤硬化鋼，以及采用罩式退火生產的Ti和V復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板，而對連續退火生產的Ti和V復合添加的超低碳烘烤硬化鋼的研究涉及較少，而且沒能給出熱軋、冷軋和退火的具體成分控制范圍和最佳工藝參數。
發明內容
本發明的目的在于提供一種鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板及其制造方法，使鋼板同時具有較好的力學性能、較高的BH值和較好的抗室溫時效性。
本發明技術方案是通過冶煉爐冶煉出符合設定成分控制范圍的鋼水并鑄成鑄坯。鑄坯經加熱之后進行熱軋、冷軋，熱軋的重點是控制熱軋終軋溫度和卷取溫度，最后采用連續退火生產出本發明所要求的鋼板。獲得的鋼板具有理想的力學性能、合適的BH值和良好的抗室溫時效性。
本發明包括兩方面內容一是鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼的成分控制范圍，二是鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板的制造工藝。
本發明的超低碳烘烤硬化鋼板的組分及重量百分比含量為0.002～0.005％C，0.01～0.04％Si，0.15～0.35％Mn，0.07～0.09％P，0.01～0.04％Ti，0.03～0.06％V，限制元素S≤0.006％，N≤0.004％，Al≤0.04％，其余為Fe。
適量的固溶強化元素Mn能夠提高超低碳烘烤硬化鋼板強度，但添加量過多會使鋼板的深沖性降低，本發明確定其含量為0.15～0.35％。
適量的固溶強化元素P是提高超低碳烘烤硬化鋼板強度的最有效的元素且不影響鋼板深沖性，但添加量過多會使鋼板產生二次加工脆性，本發明確定其含量為0.07～0.09％。
Ti主要用于固定鋼中的N和S，V主要用于控制鋼中的C，其重量百分比值V/C＝6～30。
本發明的鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板的制造工藝為1)熱軋工藝將板坯從室溫加熱至1180～1220℃，保溫1～1.5小時，1150℃開軋，熱軋終軋溫度設定在910～940℃，以20℃/s的速度冷卻至卷取溫度，卷取溫度為700～750℃；2)冷軋工藝熱軋板經酸洗之后進行冷軋，冷軋壓下率為75～85％。
2)退火工藝退火工藝是本發明鋼板獲得理想的力學性能、BH值和抗室溫時效性的關鍵環節。本發明主要采用連續退火工藝過程。退火過程為，將冷軋板從室溫以10℃/s的加熱速度加熱至760～870℃，保溫時間30～120s后以30～40℃/s的速度冷卻至室溫，無過時效處理過程。
本發明的優點是1)通過復合添加鈦和釩來制造超低碳烘烤硬化鋼板；2)采用無過時效處理的連續退火制造超低碳烘烤硬化鋼板，最終的產品具有較好的力學性能、較高的BH值(40MP以上)和較好的抗室溫時效性(AI和YPE)。
圖1為本發明的鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板退火溫度與性能的關系圖。其中，橫坐標為溫度，縱坐標為BH值和r值。
圖2為本發明的鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板退火時間與性能的關系圖。其中，橫坐標為時間，縱坐標為BH值和r值。
具體實施例方式
本發明研究了退火溫度和退火時間對鈦和釩復合添加的超低碳BH鋼板性能的影響。表1是不同的退火工藝參數所對應的鋼板的性能。
表1不同退火溫度和退火時間下的超低碳BH鋼板的性能
可見，按照本發明所述的要求，可以生產出烘烤硬化值大于40MPa，延伸率在39％以上，綜合性能優異的超低碳烘烤硬化鋼板。
權利要求
1.一種鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板，其特征在于，組分及重量百分比含量為0.002～0.005％C，0.01～0.04％Si，0.15～0.35％Mn，0.07～0.09％P，0.01～0.04％Ti，0.03～0.06％V，限制元素S≤0.006％，N≤0.004％，Al≤0.04％，余量為Fe。
2.一種制造權利要求1所述鋼板的方法，其特征在于，(1)熱軋工藝將板坯從室溫加熱至1180～1220℃，保溫1～1.5小時，1150℃開軋，熱軋終軋溫度設定在910～940℃，以20℃/s的速度冷卻至卷取溫度，卷取溫度為700～750℃；(2)冷軋工藝熱軋板經酸洗之后進行冷軋，冷軋壓下率為75～85％。(3)退火工藝連續退火工藝，退火過程為，將冷軋板從室溫以10℃/s的加熱速度加熱至760～870℃，保溫時間30～120s后以30～40℃/s的速度冷卻至室溫，無過時效處理過程。
全文摘要
一種鈦和釩復合添加的超低碳烘烤硬化鋼板及其制造方法，屬于超低碳烘烤硬化鋼板技術領域。超低碳烘烤硬化鋼板組分及重量百分比含量為0.002～0.005％C，0.01～0.04％Si，0.15～0.35％Mn，0.07～0.09％P，0.01～0.04％Ti，0.03～0.06％V，限制元素S≤0.006％，N≤0.004％，Al≤0.04％，余量為Fe。鋼中的微合金Ti用于固定鋼中的N和S，V用于控制鋼中的C。本發明的優點在于，所要求的鋼經過熱軋、冷軋和連續退火能夠使該超低碳烘烤硬化鋼板同時具有較為理想的力學性能、高的BH值和良好的抗室溫時效性。
文檔編號B21B37/74GK1986863SQ200610169850
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月29日 優先權日2006年12月29日
發明者康永林, 劉光明, 趙虎, 熊愛明, 金永春, 陳繼平, 于浩, 滕華湘, 宋仁伯, 薛俊平, 姚舜 申請人:北京科技大學