冷轧薄板车间设计 - 图文(3)

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道工序的加工。

4.冷轧带钢具有很好的力学性能和工艺性能(如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等)。

5.可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率。

1.2冷轧薄钢板生产工艺特点

冷轧的生产方法较好的解决了钢板在热轧过程中温度和温度降不均匀，性能不一致的问题，保证良好的板型及表面光洁度。

冷轧带钢的轧制工艺特点有以下3点[2]：

1.在轧制过程中产生不同程度的加工硬化。加工硬化超过一定程度后，带钢因过分硬脆而不适于继续轧制。因此带钢经冷轧一定的道次(即完成一定的冷轧总压下量)之后，往往要经软化热处理(再结晶退火等)，使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便继续轧薄。

在冷轧生产过程中，每次软化退火之前完成的冷轧工作称为一个“轧程”。在一定轧制条件下，钢质愈硬、成品愈薄，所需的轧程愈多。

2.过程必须采用工艺冷却和润滑。冷轧带钢的变形功约有84％~88％转变为热能，使带钢与轧辊的温度升高，故须采用冷却措施。辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度下降，影响带钢的表面质量和轧辊寿命。辊温的升高和辊温分布不均匀会破坏正常的辊形，直接影响带钢的板形和尺寸精度。同时，辊温过高也会使冷轧工艺润滑剂失效(油膜破裂)，使冷轧不能顺利进行。

为了保证冷轧的正常生产，对轧辊和带钢应采取有效的冷却与调节辊温的措施。 水是比较理想的冷却剂，油的冷却能力则比水差得多。因此大多数生产轧机都用以水为主要成分的冷却剂。

冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，这样在已有的轧机能力条件下实现更大的压下，还可使轧机生产出更薄的产品。工艺润滑对降低轧辊的温升也起到良好的作用；采用工艺润滑还可起到防止金属粘辊的作用。常用的工艺润滑剂有乳化液、各种黏度的矿物油(机油等)和动、植物油(牛油、菜油、棕榈油等)。

3.采用张力轧制。张力轧制就是带钢在轧辊中轧制变形是在一定前张力和后张力作用下进行的。

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1.3冷轧钢板的分类

表1-1 冷轧产品主要牌号、标准、规格及用途

品名 普碳钢 （CQ）

牌号

供货标准或 技术条件

规格 厚×宽（mm） 0.3~3.5×800~1550

主要用途

一般成形加工用钢。如：自

行车配件、水箱外壳、制桶等

冲压成形加工用钢。如：汽车门、窗、档泥板、农机配件等

优结钢 （DQ）

深冲钢 （DDQ） 含磷钢 耐候钢

Q195-235A.GB11253

B/F St12 Q/ASB312 SPCC Q/ASB311 A08 Q/ASB 80 08Al Q/ASB 80 10#-50# GB13237 St13 Q/ASB312 SPCD Q/ASB311 SC1 GB5213 St14 Q/ASB312 SPCE Q/ASB311

Q/ASB89 06－08AlP

10AlP Q/ASB264 05CuPCrNi 鞍铁冷2000－1 09CuPCrNi 鞍铁冷2000－1 10CrNiCu(A) 鞍电协89－1

0.3~3.5×800~1550

0.3~3.5×800~1550

0.6~3.0×800~1300 1.5~3.0×800~1550 1.2~1.5×950~1050

深冲压成形加工用钢。

如：汽车油箱、前车灯、门窗、顶盖等。

高强度冲压成形加工用钢。如：汽车顶盖、挡泥板等 铁道车辆车箱板 锅炉空气预热器

1.4冷轧薄板的质量控制

1.4.1 钢的化学成分对成品性能的影响

钢的化学成分对性能的影响，特别是碳、锰、硅对产品力学性能的影响存在下列关系：σb＝25十67C十14Mn十20Si。而抗拉强度、屈服强度、延伸率决定着冷轧产品的使用性能，特别是薄板的成形性能，所以炼钢控制好化学成分，是保证生产出优质冷轧汽车钢板的基础。钢中碳含量对成形性能的影响是通过影响屈服极限和塑性应变比R值来实现的。碳对薄板成形性能的影响可以见图1-1。标准规定08F钢碳含量为0.05％~0.11％．但常常保证不了成形性能，故控碳含量不大于0.07％。

硫有提高屈服强度的趋势，硫化物夹杂促使钢中带状组织形成，恶化深冲性能，其关系见图1-2。适量的铝能消除钢的时效硬化性，提高冲压性能，其关系见图1-3。

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图1-1 塑性应变比R值与含碳量的关系

图1-2 硫对屈服极限的影响

图1-3 铝含量与屈服权限的关系 1—试样1；2—试样2

以同一钢种08Al为例，标准规定磷含量不大于0.035％，硫含量不大于0.040％,而作为复杂冲制零件时必须把磷、硫含量分别控制在0.020％和0.030％以下，因为复杂冲件要求钢板具有很高的塑性。许多工厂的工作经验指出，为了保证必须的工艺性能和力

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学性能，钢的正常夹杂物含量要尽量低。

锰含量下限可以降低，1949年原苏联标准规定锰含量为0.30％~0.45％，1990年原苏联标准改为0.20％~0.35％。日本JISG3141-69规定锰含量没有下限(不大于0.40％)。实际生产中，原苏联札波罗什冶金工厂锰含量下限为0.25％，日本福山、君津厂锰含量下限一般限定为0.23％。我们的生产经验是当把锰含量下限限定在0.20％~0.23％时，虽然钢的性能有些提高，但热轮时边上有拉裂，所以把锰含量下限控制在0.26％。

从冲压性能看，半镇静钢板比沸腾钢板冲废率低3％；沸腾钢板代表了第一代汽车用钢板，它固溶氮含量较高，具有明显的应变时效性，具有较弱的﹛111﹜织构，冲压成形性较差，不适用于深冲压制复杂零件。铝镇静钢板通过控制固溶和析出条件，可以得到强的﹛111﹜织构，从而得到良好的冲压性能，R为1.4~1.8。迄今为止，大工业生产中使用的各类冲压用薄板都是以铝镇静钢为基的，称之为第二代冲压汽车用钢板。

对高强度薄板而言，力学性能波动保持较小具有重要的意义。除了总的加工性能的限制外，较薄的钢板必须考虑深冲部件的回弹、弯折等，屈服极限的离散度反映出成形性能的不同。因此连续退火的带钢要特别注意必须准确地保持化学成分、退火温度和冷却温度的一致。

添加微量合金元素可以有效地提高高强度形板的强度。然而为了达到采用微量元素的目标值，需要综合化学元素的结合机理。在实践中重要微合金化元素的作用见表l-2。

表1-2 冷轧薄板微合金化元素在钢中的作用

微合金化的作用 晶粒细化

通过滞后再结晶的亚结构

强化析出强化 与碳、氮的完全结构

组织的影响 晶粒界面结合

元素，化合物 Nb(C)、Ti(C) Nb(C)、Ti(C) Nb(C)、Ti(C) Nb(C、N)、TiN、TiC Nb(C)、Ti(C) 、(BN)

B偏析

1.4.2 热轧带钢对冷轧钢板性能和组织的影响

冷轧的原料是热轧带钢，其组织和性能直接影响到冷轧钢板的组织和性能。影响热轧带钢组织和性能的因索除钢坯加热温度和保温时间之外，主要因索是终轧温度、卷取温度、末道次压下率。以低碳钢为例，热轧、冷轧低碳钢的组织特征是铁素体晶粒组织和一定数量的渗碳体，所以决定其性能好坏的钢的组织就是铁素体晶粒的大小、形状及

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