本發明涉及冷軋鋼帶制備技術領域，更具體地說，涉及一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法。
背景技術：
家電業是改革開放之后形成的新興行業，隨著前幾年家電下鄉政策的推行，內需市場特別是農村市場需求旺盛，生產家電產品的冷軋鋼帶根據其對應家電產品的不同對鋼帶性能的要求也大有不同，如燈泡燈頭制作時要求鋼帶具有較好的深沖性能，再如制作電池殼時，鋼帶的抗拉強度和延伸率也需要達到一定要值，而現有技術中的冷軋鋼帶因其偏硬、延伸率低等缺陷，還不能滿足高深沖產品用鋼質量要求。
關于如何改善冷軋鋼帶的深沖性能，現有技術中已有相關專利公開，如中國專利申請號2013100996268，申請日為2013年3月26日，發明創造名稱為：一種家電面板用鋼帶及制造方法，該申請案公開了一種家電面板用鋼帶及制造方法，該家電面板用鋼帶的化學成分含量如下： 0.01% ≤ C ≤ 0.03% ；0% <Si ≤ 0.02% ；0.1% ≤ Mn ≤ 0.25% ；0% <P ≤ 0.02% ；0% < S ≤ 0.025% ；0.02% ≤ Al ≤ 0.05% ；余量為 Fe 。該家電用高硬度鋼帶經多次試驗和試用完全滿足了冰箱面板用鋼的強度、硬度以及延伸率的質量要求，目前已受到客戶的倍加青睞，由于家電用冷軋鋼帶發展前景非常廣闊，因此其極具推廣應用價值，前景十分廣闊。但通過該申請案制備得到的鋼帶，其深沖性能還不足以與高深沖產品與時俱進，仍需在此基礎上做出更大的改進。
再如中國專利申請號2011101634000，申請日為2011年06月17日，發明創造名稱為：一種冷軋極薄深沖鋼帶的生產工藝，該申請案公開了一種冷軋極薄深沖鋼帶的生產工藝，該冷軋極薄深沖鋼帶用于電池生產行業，包括以下步驟：a、選料 ：選擇冷軋卷為原料，b、精軋 ：利用四輥高精度可逆軋機對冷軋卷原料進行精軋，c、噴淋脫脂 ：利用脫脂機組對精軋后的鋼帶進行噴淋脫脂處理，d、退火 ：對脫脂后的鋼帶進行罩式退火處理，e、平整 ：將罩式退火處理后的鋼帶采用二輥平整機進行干式平整，f、拉彎矯直 ：對平整后鋼帶采用拉矯機進行拉彎矯直，g、裁剪 ：對拉彎矯直后的鋼帶裁剪成各種寬度要求的成品。通過該申請案中的冷軋極薄深沖鋼帶的生產工藝，可使極薄深沖鋼帶產品厚度更薄，表面無粘結所致缺陷，板形平直度好，產品品質顯著提高。雖然通過該申請案的制備方法可制得極薄的鋼帶，但鋼帶的厚度公差波動大，使得鋼帶深沖性能不穩定。
技術實現要素：
1.發明要解決的技術問題
本發明的目的在于克服現有技術中冷軋鋼帶深沖性能差，不能滿足高深沖產品用鋼質量要求的不足，提供了一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，采用本發明技術方案制備的鋼帶厚度薄，且厚度公差波動小，使得鋼帶性能穩定，且有效改善鋼帶的強度、硬度和延伸率，進而滿足高深沖產品用鋼質量要求。
2.技術方案
為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：
本發明的一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，包括以下步驟：
步驟一、原料準備；
步驟二、第一次冷軋；
步驟三、采用罩式爐進行第一次退火；
步驟四、第二次冷軋；
步驟五、立卷；
步驟六、采用罩式爐進行第二次退火；
步驟七、成品檢驗；
步驟八、浸油包裝；
步驟九、入庫。
進一步地，步驟一中的原料為DC03鋼，化學成分含量為：C：0.0236%；S：0.009%；Mn：0.016%；P：0.009%；Si：0.008%，原料規格為0.75-0.95*152mm。
進一步地，步驟二中，通過四輥可逆冷軋機，采用濃度大于2%的乳化液進行軋制，將步驟一中原料厚度為0.75-0.95mm的鋼帶軋制成厚度為0.65mm的半成品，總變形率控制在13-32%，該四輥可逆冷軋機的輥身硬度為：HRC62-63，輥徑差<2mm，上下輥凸度小于0.05mm，軋輥表面粗糙度為0.1μm。
進一步地，步驟三中，具體退火過程為：將步驟二中厚度為0.65mm的半成品投入罩式爐中，升溫至655-665℃保溫，保溫時間控制在14-16小時，接著風冷16小時至300℃，再水冷10小時至80℃出爐。
進一步地，步驟四中，通過四輥可逆冷軋機，采用濃度大于2%的乳化液，進行4道次冷軋，將經步驟三退火后的半成品軋制成厚度為0.16mm的極薄鋼帶，每道次的壓下量分別為0.25mm、0.15mm、0.07mm和 0.02mm，該四輥可逆冷軋機的輥身硬度為：HRC62-63，輥徑差<2mm，上下輥凸度小于0.05mm，前3道次軋輥表面粗糙度為0.1μm，后1道次的軋輥用50#砂輪磨削，使軋輥表面粗糙度調整為0.6μm。
進一步地，步驟六中，具體退火過程為：將經步驟五立卷后的極薄鋼帶投入罩式爐中，升溫至605-615℃保溫，保溫時間控制在11-13小時，接著風冷13小時至300℃，再水冷8小時至80℃出爐。
進一步地，步驟三與步驟六的整個退火過程中，罩式爐內一直通入保護氣體。
進一步地，步驟三與步驟六中，通入罩式爐內的保護氣體均是由氨氣分解成的氮氣和氫氣混合氣體，體積含量百分比為：氮氣占25%，氫氣占75%。
進一步地，步驟七中的成品規格為0.16*152mm，成品厚度偏差為-0.01mm—0.005mm，寬度偏差為-0. 1mm—0. 1mm，杯凸為7.9-8.4mm。
3.有益效果
采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著效果：
（1）本發明的一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，本領域技術人員都知道冷軋后的產品質量主要受軋制過程中的軋制道次以及軋制道次分配量影響，本發明通過具體的軋制道次：4道次以及每道次的壓下量分別為0.25mm、0.15mm、0.07mm和 0.02mm來減少軋制過程中位錯的產生，故軋制過程中采取多道次軋制變形方案可避免鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，有效提高鋼帶的深沖性能。
（2）本發明的一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，其保氣體的進入是否均勻、進入量是否充足都直接影響鋼帶的退火過程，故保護氣體的充入方式對鋼帶的退火性能有顯著影響，技術人員通過理論分析與大量實驗驗證，發現可通過控制流量方式來保證保護氣體的進入量充足，且保護氣體均勻進入。
（3）本發明的一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，其第二次冷軋過程中，前3道次軋輥表面粗糙度為0.1μm，后1道次換用經50#砂輪磨削，軋輥表面粗糙度為0.55-0.65μm的軋輥。需要說明的是：通過將最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.55-0.65μm，對鋼帶進行平整毛化，可稍微增加鋼帶表面粗糙度，提高鋼帶表面油污附著力，有效改善鋼帶的深沖性能，還不會散失產品對鋼帶表面的質量要求；同時現有技術中冷軋鋼帶時，需在軋制后進行平整毛化，因此，本發明通過該技術手段可節省工藝步驟，降低生產成本，提高生產效率。需要注意的是：現有技術中都是通過將軋輥表面粗糙度調整為一個較小值，或者是通過脫脂技術來改善鋼帶表面質量，因此本發明中將最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.55-0.65μm這一技術手段克服了現有技術的偏見，有效提高鋼帶的深沖性能。
（4）本發明的一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，其步驟四與步驟七的兩次退火過程中，退火溫度均分為多個階段，且每個階段以不同的方式進行退火，同時，設置合理的保溫時間，使彈簧鋼帶在退火過程中，不易發生晶界破碎，能夠恢復正常組織，最終獲得我們需要的產品。
具體實施方式
為進一步了解本發明的內容，結合實施例對本發明作詳細描述。
下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
實施例1
本實施例的一種用于高深沖應用的冷軋鋼帶制造方法，具體包含以下步驟：
步驟一、原料準備。
該步驟中的原料為DC03鋼，化學成分含量為：C：0.0236%；S：0.009%；Mn：0.016%；P：0.009%；Si：0.008%，其余為鐵和雜質。原料規格為0.75-0.95*152mm。對準備好的原料進行三步驟檢驗，首先確認鋼廠，再對原料的外觀進行檢驗，要求原料邊部光滑，且邊部無翻邊毛刺，同時用游標卡尺測量寬度，要求寬度偏差在-0. 1mm—0. 1mm內，最后對原料成分進行化驗。具體在本實施例中，原料鋼帶厚度為0.85 mm。
步驟二、第一次冷軋。
軋輥準備：按工藝要求準備好四輥可逆冷軋機，裝輥前清理干凈輥槽兩端，裝好軋輥后檢查輥面是否干凈，并用濃度大于2%的乳化液清洗一遍。要求該四輥可逆冷軋機的輥身硬度為：HRC62-63，輥徑差<2mm，上下輥凸度小于0.05mm，軋輥表面粗糙度為0.1μm。
上卷：上卷應迅速，做到穩、準、快，插口在中心，杜絕表面擦傷。
開卷喂料：檢查來料質量、導位是否擦邊或過松跑偏。
軋制：將步驟一中原料厚度為0.85mm的鋼帶軋制成厚度為0.65mm的半成品，總變形率控制在13-32%。軋制過程中上下輥配合應密切，張力均勻，壓下調節不易頻繁，確保同條差均勻，板型平直鐮刀彎不超1.5mm/m。
測量：測厚儀擺放鋼帶中間，不定期測量兩邊厚差，時刻注意測厚儀數顯動態，以便進行合理調整。
卷取：張力適中，打卷整齊。
卸卷打捆：鋼帶脫尾卸卷時，用行車輕輕將料吊起，平穩拉出卷取，按要求捆扎，內外使用打包帶打包，不松散，外卷打包鋼帶距帶頭不超15cm。
標識：鋼帶上標明鋼號、規格、軋制日期、班次，有質量問題的進行標注，標識要清晰，字跡清楚工整。
步驟三、采用罩式爐進行第一次退火。
將步驟二中厚度為0.65mm的半成品投入罩式爐中，首先對罩式爐進行一次抽真空處理，然后向罩式爐內充入保護氣體，該保護氣體是由氨氣分解成的氮氣和氫氣混合氣體，體積含量百分比為：氮氣占25%，氫氣占75%，充入保護氣體的具體過程為：慢慢打開進氣閥，調整保護氣體的流量至1.5m3/h，且在1小時后作鳴爆試驗，合格后方可吊放熱外罩。該過程的目的是將抽真空后的殘余空氣排出，防止罩式爐內經抽真空后還殘余有空氣，在后續罩式爐加熱過程中，使得在高溫狀態下氫氣和空氣中的氧氣混合后產生爆炸。同時，通過持續充保護氣體，可使罩式爐內達到一定壓強，防止外部空氣的進入，但此過程中保護氣體的流量不易過大，避免罩式爐內壓強過高，使得罩式爐受力嚴重，不利于罩式爐的長期使用。
接著將罩式爐內溫度升至655-665℃后再進行保溫，保溫時間控制在14-16小時，使厚度為0.65mm的半成品能夠均勻達到工藝溫度。具體在本實施例中，將罩式爐內溫度升至660℃保溫，保溫時間控制在15小時。該過程中仍需充入保護氣體，使鋼帶表面不被氧化，保護氣體的具體流量控制過程是：將保護氣體的流量由一開始的1.5m3/h增加至10m3/h。由于本實施例中的保護氣體是由氨氣分解成的氮氣和氫氣混合氣體，體積含量百分比為：氮氣占25%，氫氣占75%，加熱時，保護氣體被風機帶動，在罩式爐內形成穩定流動的保護氣流，環繞在鋼帶的四周，同時，保護氣體還充當傳熱介質，熱外罩產生的熱量傳遞給保護氣，保護氣體再將熱量傳遞給包裹在其內部的鋼帶，從而使厚度為0.65mm的半成品能夠均勻達到工藝溫度，完成退火過程。需要說明的是：由于保護氣體中氫氣含量較高，且氫氣密度小、動力粘度小、還原性強，在風機的帶動下流動快，導熱好，這種間接加熱方式使鋼帶受熱更加均勻，且受熱過程持續穩定，有利于改善鋼帶的退火性能。 同時，需要注意的是：保護氣體的充入方式對鋼帶的退火性能有顯著影響，保護氣體的進入是否均勻、進入量是否充足都直接影響鋼帶的受熱過程，保護氣體的不均勻會導致鋼帶受熱不均，從而使鋼帶組織不均，各部分硬度出現差異，性能不穩定；保護氣體的不充足又會導致鋼帶受熱緩慢，加熱時間延長，降低了生產效率。為了同時保證保護氣體進入均勻，且含量充足，本發明中技術人員采用控制流量方式實現，技術人員通過理論分析與大量實驗驗證，發現將保護氣體的流量由一開始的1.5m3/h增加至10m3/h時退火效果最好，使得保護氣體在罩式爐內形成一層循環流動的加熱層，實現對鋼帶均勻快速加熱，使鋼帶內部結晶質量與晶化程度提高，促進晶粒均勻性長大，改善鋼帶內部組織致密度，降低缺陷密度，改善結晶結構，同時也加快了退火速度，提高了生產效率。
保溫階段結束后，將罩式爐內溫度由660℃風冷至300℃，風冷時間控制在16小時，再將溫度由300℃水冷至80℃才可出爐，避免出爐溫度過高，導致鋼帶高溫氧化，且水冷時間控制在10小時。需要說明的是：本過程中之所以在溫度降為300℃后才開始采用水冷方式進行快速冷卻，是因為鋼帶在300℃以下，性能基本不發生變化，故通過此種冷卻方式可縮短出爐時間，提高生產效率。需要說明的是：該過程中仍需充入保護氣體，此時保護氣體充當冷卻介質，使鋼帶逐漸冷卻，因為鋼帶的冷卻不能經歷驟然降溫過程，冷卻速度過快反而可能導致鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，進而使得鋼帶不滿足高深沖應用這一需求。故在本發明中，技術人員為保證鋼帶的冷卻效果，將保護氣體的流量由加熱保溫階段的10m3/h再次調整為1.5m3/h。
步驟四、第二次冷軋。
同步驟二，不同的是第二次冷軋為4道次冷軋，將經步驟三退火后的半成品軋制成厚度為0.16mm的極薄鋼帶，每道次的壓下量分別為0.25mm、0.15mm、0.07mm和 0.02mm，本領域技術人員都知道冷軋后的產品質量主要受軋制過程中的軋制道次以及軋制道次分配量影響，本發明通過具體的軋制道次：4道次以及每道次的壓下量分別為0.25mm、0.15mm、0.07mm和 0.02mm來減少軋制過程中位錯的產生，故軋制過程中采取多道次軋制變形方案可避免鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，有效提高鋼帶的深沖性能。需要注意的是：鋼帶在冷軋時有加工硬化現象，故每道次的壓下量逐漸減小。同時，本次軋制過程中，前3道次軋輥表面粗糙度為0.1μm，后1道次換用經50#砂輪磨削，軋輥表面粗糙度為0.55-0.65μm的軋輥。需要說明的是：通過將最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.55-0.65μm，對鋼帶進行平整毛化，可稍微增加鋼帶表面粗糙度，提高鋼帶表面油污附著力，有效改善鋼帶的深沖性能，還不會散失產品對鋼帶表面的質量要求；同時現有技術中冷軋鋼帶時，需在軋制后進行平整毛化，因此，本發明通過該技術手段可節省工藝步驟，降低生產成本，提高生產效率。需要注意的是：現有技術中都是通過將軋輥表面粗糙度調整為一個較小值，或者是通過脫脂技術來改善鋼帶表面質量，因此本發明中將最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.55-0.65μm這一技術手段克服了現有技術的偏見。具體在本實施例中，最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.6μm。
步驟五、立卷。
立卷時要求鋼帶卷取速度適中，打卷整齊。該步驟可減少鋼帶張力，防止第二次退火時粘帶。
步驟六、采用罩式爐進行第二次退火。
同步驟三，不同的是第二次退火過程中：需升溫至605-615℃保溫，保溫時間控制在11-13小時，接著風冷13小時至300℃，再水冷8小時至80℃出爐。具體在本實施例中，將罩式爐內溫度升至610℃保溫，保溫時間控制在12小時。
步驟七、成品檢驗。
采用上述工藝步驟制備的鋼帶，其鋼帶規格為0.16*152 mm，厚度偏差為-0.01mm—0.005mm，寬度偏差為-0. 1mm—0. 1mm，杯凸為7.9-8.4mm，由鋼帶達到的各技術指標可看出，采用本發明技術方案制備的鋼帶厚度薄，且厚度公差波動小，使得鋼帶性能穩定，且有效改善鋼帶的強度、硬度和延伸率，進而能夠滿足高深沖產品用鋼質量要求。具體在本實施例中，鋼帶厚度偏差為-0.003mm，寬度偏差為0，杯凸為8.4 mm，此時該杯凸值對應的屈服強度為220MPa，抗拉強度為330MPa，硬度為HV 86，延伸率為40%。需要說明的是：杯凸值越大，深沖性能越好。
步驟八、浸油包裝。
步驟九、入庫。
實施例2
同實施例1，所不同的是，本實施例中的原料鋼帶厚度為0.75 mm，本實施例中第一次退火過程中：需升溫至655℃保溫，保溫時間控制在14小時，第二次退火過程中：需升溫至605℃保溫，保溫時間控制在11小時，本實施例中第二次冷軋過程中：最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.55μm。本實施例中鋼帶厚度偏差為-0.01mm，寬度偏差為-0. 1mm，杯凸為7.9mm，此時該杯凸值對應的屈服強度為220MPa，抗拉強度為315MPa，硬度為HV 90，延伸率為35%。
實施例3
同實施例1，所不同的是，本實施例中的原料鋼帶厚度為0.95 mm，本實施例中第一次退火過程中：需升溫至665℃保溫，保溫時間控制在16小時，第二次退火過程中：需升溫至615℃保溫，保溫時間控制在13小時，本實施例中第二次冷軋過程中：最后一道次的軋輥表面粗糙度調整為0.65μm。本實施例中鋼帶厚度偏差為0.005mm，寬度偏差為0. 1 mm，杯凸為8.2 mm，此時該杯凸值對應的屈服強度為220MPa，抗拉強度為320MPa，硬度為HV 88，延伸率為37%。
以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的生產方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。