一种热冲压成形钢的连续退火方法技术

本发明专利技术公开了一种热冲压成形钢的连续退火方法，其包括退火和平整工序；所述退火工序：均温段温度780～800℃，快冷开始温度670～690℃，快冷终止温度390～410℃，时效终止温度360～380℃，终冷段结束温度140～160℃，水淬后温度43～50℃。本方法采用连退法生产，生产效率更高；不采用Al‑Si镀层设计，生产成本低；采用合理的加热温度、生产速度等生产工艺，配合炉内的露点生产产品，提高后续热冲压形成氧化铁皮与基体的结合牢固度；采用合理的平整工艺，配合一定粗糙度的平整工作辊，控制带钢的表面粗糙度，提高后续热冲压形成氧化铁皮与基体的结合牢固度。采用本方法生产的热冲压成形产品的氧化铁皮不易脱落，与基体结合的牢固程度好。

Continuous annealing method for hot stamping forming steel

The invention discloses a continuous annealing process of hot stamping steel, including annealing and leveling process; the annealing process: temperature temperature 780 to 800 DEG C, fast cooling temperature 670 to 690 DEG C, the rapid cooling end temperature 390 to 410 DEG C, lapse of time temperature 360 to 380 DEG C, final cooling section the end temperature of 140 to 160 DEG C, after water quenching temperature 43 to 50 DEG C. The method adopts continuous annealing production method, the production efficiency is higher; do not use Al Si coating design, the production cost is low; the heating temperature, the speed of production and reasonable production process, with the furnace dew point of production of products, increase the hot stamping formation of iron oxide scale and matrix bonding fastness; the formation process is reasonable the leveling work roll roughness, surface roughness of the control strip, with subsequent hot stamping forming iron oxide and substrate firmness. The iron oxide sheet of the hot stamping product produced by the method is not easy to fall off, and has good firmness of bonding with the substrate.

【技术实现步骤摘要】
一种热冲压成形钢的连续退火方法
本专利技术涉及一种超高强度钢的热处理方法，尤其是一种热冲压成形钢的连续退火方法。
技术介绍
实现汽车轻量化的一种重要途径是使用超高强度钢，但随着其强度的提高，钢板成形性能显著降低，直接加工容易产生开裂，而热冲压成形工艺很好地解决了这一难题。热冲压成形工艺是将钢板的塑性成形和热处理相结合，专门用于成形超高强度硼钢的先进制造技术，采用热成形工艺制造汽车零部件可以使强度达到1500MPa。一般的热冲压成形工艺为：迅速加热至900℃左右→出炉→送料至冲压工位→冲压并冷却→脱模（约200℃）→空冷至室温。在热成形过程中，工件在高温条件下工作，表面的铁及合金元素与空气介质中的氧、水分等反应形成氧化膜，氧化膜在热成形过程中容易脱落。其造成的有害影响主要有：1）在模具和工件之间形成磨粒磨损，影响工件的精度和外观；2）对模具造成磨损，减少模具使用寿命；3）诱发工件本体开裂形成裂纹源，使工件潜伏了质量隐患；4）影响了传热和导热性能，从而影响工件本体相变过程。采用含Al-Si镀层的钢板可有效解决这一问题，使钢板表面具有良好的抗氧化能力，但其制造成本与不带涂层钢板相比较高。而目前不带涂层冷轧钢板多采用罩退法生产，其表面氧化膜不易脱落但生产效率较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种生产效率高的热冲压成形钢的连续退火方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：其包括退火和平整工序；所述退火工序：均温段温度780～800℃，快冷开始温度670～690℃，快冷终止温度390～410℃，时效终止温度360～380℃，终冷段结束温度140～160℃，水淬后温度43～50℃。本专利技术所述退火工序中，加热段、均温段和缓冷段的露点值均控制在+5℃～+20℃。本专利技术所述平整工序：平整延伸率设定值为0.8×d%～1.2×d%，其中d为钢带毫米厚度值；轧制力控制范围为4000～8000KN，平整工作辊的粗糙度为3.0～4.0um。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术采用连退法生产，相对于当前主流生产热冲压钢的方法即罩退法生产效率更高；本专利技术不采用Al-Si镀层设计，生产成本低；本专利技术采用合理的加热温度、生产速度等生产工艺，配合炉内的露点生产产品，提高后续热冲压形成氧化铁皮与基体的结合牢固度；本专利技术采用合理的平整工艺，配合一定粗糙度的平整工作辊，控制带钢的表面粗糙度，提高后续热冲压形成氧化铁皮与基体的结合牢固度。采用本专利技术生产的热冲压成形产品的氧化铁皮不易脱落，与基体结合的牢固程度好。因此，本专利技术具有生产效率高、连续化生产、综合成本低的特点，生产的产品经热冲压成形加工后性能优良且产品在热成形过程中氧化膜不易脱落，具有良好的应用性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的连退工艺示意示意图；图2是高露点与低露点条件下钢带表面Mn、Si元素的析聚程度图；图3是界面较平滑的氧化铁皮形貌示意图；图4是锚状氧化铁皮形貌示意图；图5是常规方法所得热冲压成形产品的表面情况照片；图6是本方法所得热冲压成形产品的表面情况照片。具体实施方式本热冲压成形钢的连续退火方法采用下述工艺过程：（1）生产的热冲压成形钢带化学成分的质量分数为：C0.21～0.25%，Mn1.30～1.50%，Si0.18～0.35%，S≤0.006%，P≤0.022%，Al0.030～0.050%，Cr0.10～0.50%，B0.002～0.005%，余量为铁和不可避免的杂质。（2）退火工序：采用立式连续退火炉，整个退火炉由预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段、终冷段以及水淬设备组成。A、各段的温控制度为：如图1所示，均温段温度780～800℃，快冷开始温度670～690℃，快冷终止温度390～410℃，时效终止温度360～380℃，终冷段结束温度140～160℃，水淬后温度43～50℃。生产产品的厚度范围为1.0～2.5mm，工艺速度为80～100m/min，依据产品厚度调整工艺速度，保证钢带性能合格且均匀。B、露点工艺：退火炉的混合气站氢含量设定4%，炉压设定为1.2mbar；采用缓冷段加湿模式提高露点值，调整加热段炉顶放散开度控制露点提高速度，开度一般在10～60%，从而保证加热段、均温段、缓冷段露点值在+5℃至+20℃之间。采用辉光谱仪对高露点与低露点条件下钢带表面Mn、Si元素的含量分布进行检测，表面Mn、Si元素的析聚程度如图2所示，由图2可见湿气氛下（高露点）表面Mn、Si元素的析聚程度较高，有利于形成复杂的氧化相结构，对提高后续热成形形成的氧化铁皮与基体的牢固度有利。本方法采用合理的加热温度、生产速度等生产工艺，配合炉内的露点，控制带钢近表面元素的析聚程度。近表面元素的析聚影响后续热成形形成的氧化铁皮成分组成，复杂的氧化相结构提高了氧化物与基体的结合牢固度，出现锚状氧化铁皮形貌几率上升。钢板表面不同氧化铁皮形貌示意图如图3、图4所示。（3）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整延伸率设定值为0.8×d%～1.2×d%，其中d为钢带厚度值（单位为毫米）；轧制力控制范围为4000～8000KN，以达到设定的平整延伸率值为适宜；平整工作辊的粗糙度为3.0～4.0um。本方法采用合理的平整工艺，配合一定粗糙度的平整工作辊，控制带钢的表面粗糙度。带钢的表面粗糙度影响后续热成形形成的氧化铁皮的结构与形貌，粗糙度值大，单位长度内峰值数量多，出现锚状氧化铁皮形貌几率上升。图5、6所示，采用上述工艺后，所得热冲压成形产品的氧化铁皮不易脱落，与基体结合的牢固程度好。实施例1：本热冲压成形钢的连续退火方法的具体工艺如下所述。所述热冲压成形钢化学成分的质量分数为：C0.21%，Mn1.40%，Si0.30%，S0.006%，P0.015%，Al0.035%，Cr0.20%，B0.002%，其余为铁和不可避免的杂质。连续退火工艺为：1）退火工序：均温段温度780℃，快冷开始温度680℃，快冷终止温度390℃，时效终止温度360℃，终冷段结束温度150℃，水淬后温度43℃。工艺速度为100m/min。露点值分别为加热段+14℃、均温段+15℃、缓冷段+16℃。2）平整工序：平整延伸率为1.2%，轧制力为6000KN，产品的厚度为1.0mm，平整工作辊的粗糙度为3.0um。所述热冲压成形钢连续退火后的性能为：抗拉强度为642MPa，屈服强度为450MPa，延伸率A80mm为21%。再热冲压成形后的性能为：抗拉强度为1665MPa，延伸率A50mm为6%，满足客户要求；热冲压成形后氧化铁皮牢固度良好。实施例2：本热冲压成形钢的连续退火方法的具体工艺如下所述。所述热冲压成形钢化学成分的质量分数为：C0.22%，Mn1.30%，Si0.35%，S0.006%，P0.020%，Al0.030%，Cr0.50%，B0.005%，其余为铁和不可避免的杂质。连续退火工艺为：1）退火工序：均温段温度790℃，快冷开始温度670℃，快冷终止温度400℃，时效终止温度370℃，终冷段结束温度160℃，水淬后温度45℃。工艺速度为95m/min。露点值分别为加热段+19℃、均温段+19℃、缓冷段+20℃。2）平整工序：平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热冲压成形钢的连续退火方法，其特征在于：其包括退火和平整工序；所述退火工序：均温段温度780～800℃，快冷开始温度670～690℃，快冷终止温度390～410℃，时效终止温度360～380℃，终冷段结束温度140～160℃，水淬后温度43～50℃。

【技术特征摘要】
1.一种热冲压成形钢的连续退火方法，其特征在于：其包括退火和平整工序；所述退火工序：均温段温度780～800℃，快冷开始温度670～690℃，快冷终止温度390～410℃，时效终止温度360～380℃，终冷段结束温度140～160℃，水淬后温度43～50℃。2.根据权利要求1所述的热冲压成形钢的连续退火方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐建群，杜雁冰，张静，孟凡月，孟根巴根，刘庆永，艾兵权，张茜，赵明月，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团有限责任公司，河钢股份有限公司唐山分公司，
类型：发明
国别省市：河北,13