[发明专利]一种精密冲压用冷轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于精密冲压加工的钢板，特别涉及一种精密冲压用冷轧钢板及其制造方法，属于铁基合金技术领域。

背景技术

热连轧机组生产的热轧钢板，经过冷变形及球化退火处理后，改善了内部组织，使材料的强度和韧性得到良好匹配；从而较好地应用于精密冲压行业，如制造汽车、机械、五金、仪器仪表等精密零件。与传统精密零件的加工方法工序多、精度差相比，精密冲压一个工序就可以完成整个零件的制造，具有零件互换性好、成材率高的特点，经济效益显著。

目前我国精冲行业正处于快速发展阶段，对材料内质要求严格，为了达到良好的精冲性能，要求钢带有较低的强度和高的韧性。但是通过减少合金元素来降低强度，往往不能满足材料热处理后最终使用性能要求，所以开发不同用途的精冲材料成为发展精冲技术的关键。根据汽车行业用户加工和使用需求，其所用冷轧钢板应具有如下特性：材料具有高韧性(A₅₀≥30％)，内部组织均匀，无明显带状偏析(≤2.0级)，显微组织为铁素体+粒状珠光体，珠光体球化率良好(≥90％)，易于实现精冲。

中国专利申请CN200910196007.4，公开了一种精密冲压用热轧钢板及其制造方法，其化学成份：C：0.05～0.30％；Si：≤0.50％；Mn：0.50～1.50％；P≤0.02％；S≤0.01％；Cr：0.5～1.5％；Ni：0.02～0.50％；Al：≤0.04％，还包括Ti：≤0.05％；B：0.0005～0.010％中的一种或两种。该专利通过不同程度更多地添加Ni、Ti、B等合金元素，来改变材料的内部组织，提高材料热处理效果，满足零件性能要求。但添加了较多的贵重合金元素，会增加产品制造成本；且成分设计过于宽泛，未公开与生产控制检测、精冲加工较为关键的指标，且强度偏低，不能满足零件最终热处理使用要求。

中国专利申请CN201110429986.0公开了一种MnCr渗碳齿轮钢及其制造方法，用于制作大型齿轮；其化学成份均为：C：0.25～0.30％；Si：≤0.12％；Mn：0.60～0.80％；Cr：0.80～1.10％P：≤0.035％；S：0.020-0.050％，Alt：0.020～0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明采用电炉冶炼，连续浇铸得到连铸坯，热轧轧制成圆钢。在元素成分设计上添加了较高的C，同时添加一定的S含量来保证易切削性能。

发明内容

本发明目的是提供一种精密冲压用冷轧钢板及其制造方法，主要解决现有用于精密冲压加工的冷轧钢板材料内部组织不均匀、带状偏析明显、球化退火不完全、材料强度偏高、不 能满足高速精密冲压成型要求的技术问题。

本发明通过采用合适的成分设计，热轧、冷轧和退火工艺设计，通过控制片状珠光体球化效果，获得材料强度和韧性的良好匹配，满足了汽车发动机零件的精冲加工需求。

本发明采用的技术方案是：一种精密冲压用冷轧钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.15～0.19％，Si≤0.1％，Mn：1.0～1.2％，P≤0.015％，S≤0.003％，Cr：0.8～1.0％，Alt：0.015～0.045％，余量为铁和不可避免夹杂。

本发明精密冲压用冷轧钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：

碳：碳是影响材料球化退火及淬火后硬度的元素，本发明采用较低的碳含量设定，碳含量为0.15～0.19％。若碳含量小于0.15％时，淬火后不能得到零件所要求的硬度；若碳含量超过0.19％时，则材料硬度过高，不利于精冲成型。

硅：硅作为冶炼时的一种脱氧剂加入钢中，具有一定的脱氧、脱硫效果。但大量含有时会使铁素体相硬化，加工性能降低，并且钢中Si在热轧过程中钢卷表面产生锈红氧化铁皮缺陷，对精冲钢产品外观影响很大。因此本发明限定Si≤0.1％。

锰：锰是固溶强化元素，并且能显著提高淬透性，为了得到此效果，希望含量大于1.0％，但超过1.2％时，随着Mn含量增加，强度过高，加工性能降低。因此本发明限定Mn含量为1.0～1.2％。

磷：磷为杂质元素，偏析于晶界使加工性能下降，希望尽可能减少其含量，但考虑到工艺设备控制能力和脱磷成本，本发明限定P≤0.015％。

硫：硫为杂质元素，在钢中形成MnS等夹杂物，影响精冲性能。希望尽可能减少其含量，但考虑到实际工艺控制能力和脱硫成本，本发明限定S≤0.003％。