[发明专利]抗鳞爆性能优异的热轧双面搪瓷钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于搪瓷钢领域，尤其涉及双面搪瓷钢搪瓷钢及其制造方法。

背景技术

鳞爆是搪瓷制品的致命缺陷，极大的危害搪瓷制品的质量。搪瓷鳞爆是由于溶入钢板中的氢引起的。搪瓷制品在生产过程中经历了两次吸氢的过程，一是在酸洗过程、二是在搪烧过程中。酸洗时首先是氧化铁皮与酸的反应，之后酸主要与金属发生化学反应产生氢，一部分氢逸出，一部分氢以原子形式溶于钢板中。在随后的高温搪烧时，瓷浆内的结晶水及加热炉气中的水蒸气与钢板表面铁和碳发生反应，生成氢原子，以原子和分子的形式溶解于铁。随着钢板冷却,固态铁中氢的溶解度急骤下降(20氢在钢中溶解度仅是900的千分之一)，于是氢原子逸出，在钢表面受到瓷釉层阻隔,以分子状态聚集在钢板与搪瓷界面。当氢原子不断逸出、氢气压力增大至一定程度,产生的压力超过搪瓷层的强度极限而发生搪瓷层的破损。这种破损一般呈坑点形态，形如鳞片，称为鳞爆。由于产生鳞爆的氢主要是在酸洗和搪烧过程中进入钢板的，因此除了改进制品的搪瓷工艺外，还应提高钢板本身的抗鳞爆性能。

搪瓷拼装结构的主体材料是具有良好双面搪瓷性能的热轧钢板。为满足结构设计要求，钢板的厚度一般在3.0mm～16mm，且具有高的屈服强度。冷轧搪瓷钢板厚度规格大多在3mm以下，并且屈服强度不足，规格和强度两方面都不能够满足大型搪瓷拼装构件的装配要求。热轧钢板中，为保障钢板的抗鳞爆性能，往往要将Ti/C比提高到4以上，如日本专利技术“特开昭55-152127”中添加了0.1～0.5%的Ti元素，成本高，生产难度大不适应连铸生产。日本专利“特开平10-121141”、“平2-305926”和“昭58-1013”均提出加入B、N、Cu合金化，生产不易控制，且不足以保障双面搪瓷性能要求。中国专利CN101353758A《一种双面搪瓷用热轧高强度钢板及其制造方法》，C含量偏高（0.05～0.15％），易发生气孔缺陷，抗鳞爆性能差，过度添加V（0.02～0.2％），成本高。由于轧后冷速低（冷速≤50℃/S），V和Ti的化合物容易粗大化，对抗鳞爆性能不利。

在搪瓷工业中，为避免鳞爆，一般采用低碳冷轧钢板进行双面搪瓷。这是由于冷轧钢板中存在大量的细小渗碳体相，以及一些硬的质点在冲压变形过程中产生大量与基体间的缺陷界面，成为储氢的陷阱。

专利CN101535517A介绍了“耐鳞爆性显著优良的搪瓷用钢板及其制造方法”，在此方法中，C：0.003～0.010%、Si：0.001～0.100%、Mn：0.03～1.30%、P：≤0.035%、S：≤0.08%、Nb：0.055～0.250%、O：0.005～0.085%，Al：0.0002～0.010%、N：0.0055%以下，B：0.0003～0.0030%、V：0.003～0.15%、Ni：0.0001～0.05%、Ti：0.0001～0.05%、还含有Ta、W、Mo、La、Ce、Ca、Mg中的1种以上，合计为1.0%以下，以及As、Se、Sn、Sb中的1种以上，合计为1.0%以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。此发明是按照通常的熔炼、连铸、热轧、冷轧、退火工序进行生产的。此专利要求严格控制铸坯厚度1/4层处凝固时的冷速≤10℃控制铸坯中的复合氧化物的直径尺寸在10μm以上，而且在该氧化物中高浓度部的Nb质量浓度与低浓度部的Nb质量浓度之比≥1.2，这在生产过程中控制起来难度很大。而且大量的大颗粒氧化物对钢的性能会产生不利影响。此专利中合金元素种类多，特别是添加了大量的贵重金属Nb，使钢的成本大增。

专利CN101356295A介绍了“抗鳞爆性显著优异的连铸搪瓷用钢板及其制造方法”，其生产方法及抗鳞爆性原理与上一专利相同，只是此专利添加了大量的B元素，大量的B会导致钢的热脆现象，破坏钢的性能。以上两专利均是以冷轧、退火方法生产，生产工序多，成本高。