DC06冷軋薄板深沖開裂的原因分析及解決對(duì)策

付延宜　周建明

摘要：文章針對(duì)新鋼冷連退DC06冷軋板開發(fā)初期，用戶深沖加工件時(shí)在應(yīng)力集中位置開裂的現(xiàn)象，通過對(duì)退火板的力學(xué)性能、金相組織的比較，對(duì)熱軋、冷軋、連退的工藝分析，與國(guó)內(nèi)品牌DC06退火板的性能和金相組織的比較，找出差距，制訂工藝改進(jìn)措施，措施實(shí)施后，深沖開裂問題得到解決。

關(guān)鍵詞：DC06冷軋板；深沖開裂；應(yīng)力集中；退火板；金相組織 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG142 文章編號(hào)：1009-2374（2016）30-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.034

新鋼冷軋連退1550mm連續(xù)退火線在投產(chǎn)后開發(fā)深沖板初期，用戶用DC06冷軋板沖壓件加工時(shí)，部分產(chǎn)品存在應(yīng)力集中區(qū)局部開裂現(xiàn)象，開裂件比例～0.1%，如圖1所示：

沖壓開裂位置在沖壓件的應(yīng)力集中位置，裂紋角度與軋向～45°方向，沖壓件其他位置未出現(xiàn)沖壓裂紋。由于開裂樣件帶回不便，回廠后重點(diǎn)對(duì)本廠生產(chǎn)的DC06退火卷進(jìn)行三個(gè)方向性能對(duì)比分析，關(guān)注退火卷縱向、橫向、45°方向性能的均勻性，改善45°方向、縱向r值和延伸率指標(biāo)。對(duì)此，我們對(duì)DC06冶煉材質(zhì)成分、熱軋、冷軋的退火工藝進(jìn)行了分析，與國(guó)內(nèi)品牌DC06樣板進(jìn)行檢測(cè)比較分析，本文側(cè)重于退火板的金相和性能分析，找出熱軋、冷軋工藝的改進(jìn)措施，改善退火卷性能均勻性。

1 DC06退火板橫向、45°、縱向三個(gè)方向測(cè)試的r、A80、Rp0.2性能對(duì)比

1.1 r值

圖中數(shù)據(jù)橫向r值最高，縱向r值波動(dòng)偏大，45°方向r值偏低。

附：r值的定義：塑性應(yīng)變比，在單軸拉伸應(yīng)力作用下，試樣厚度方向真實(shí)塑性應(yīng)變和寬度方向真實(shí)塑性應(yīng)變比：

r=εb/εa

式中：

εb——厚度方向真實(shí)塑性應(yīng)變

εa——寬度方向真實(shí)塑性應(yīng)變

1.2 延伸率A80值

1.3 屈服強(qiáng)度 Rp0.2值

1.4 金相

1.4.1 DC06樣板相圖。

1.4.2 金相組織及晶粒度

2 國(guó)內(nèi)某冷軋品牌產(chǎn)品DC06的樣板分析

2.1 DC06的樣板力學(xué)測(cè)試

2.2 某冷軋品牌產(chǎn)品DC06金相分析

3 分析與討論

3.1 金相組織及晶粒度

相圖比較，我廠DC06的金相組織與國(guó)內(nèi)某品牌DC06均為鐵素體+析出物，DC06晶粒度以7.0～8.5級(jí)合適，我廠DC06晶粒度不均勻，且鋼卷的帶頭、帶尾晶粒偏細(xì)。

晶粒度不均勻主要與熱軋的工藝制度相關(guān)，加熱、終軋、卷取溫度。

帶頭、帶尾晶粒與卷中間比偏細(xì)，與熱軋終軋至卷取之間鋼帶的的冷卻有關(guān)，使用“U”冷卻可避免這一問題。

3.2 力學(xué)性能

我廠的DC06性能判定標(biāo)準(zhǔn)如表3，力學(xué)性能按橫向性能判定，檢測(cè)樣板的性能均在判定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（見圖2～圖4），但在使用時(shí)其沖壓性能與國(guó)內(nèi)的品牌產(chǎn)品有差距。橫向、45°方向、縱向力學(xué)性能（見圖2～圖4），相差較大，對(duì)深沖性能產(chǎn)生影響。

45°方向塑性應(yīng)變比r值和延伸率A80比橫向、縱向低，屈服強(qiáng)度偏高，在沖壓件加工時(shí)，45°方向的應(yīng)力集中區(qū)域首先產(chǎn)生開裂。

其中r值是衡量冷板深沖性能的重要指標(biāo)，{1 1 1}晶面平行于板軋面的比例較高，<1 1 0>方向?yàn)橹骰品较颍瑒tr值高、Δr低，板材的抗厚度減薄能力強(qiáng)，深沖性能好，各向異性小。

4 改進(jìn)措施及效果

從改善DC06退火卷的金相組織，晶粒均勻化，提高性能穩(wěn)定性，以減少性能各向異性等實(shí)施改進(jìn)。

4.1 改進(jìn)措施

4.1.1 熱軋：熱軋精軋F(tuán)7的壓下率：13%～17%，避開臨界變形區(qū)，采用較低的鋼坯加熱溫度，開軋溫度：1000℃～1050℃，熱軋終軋溫度：900℃～930℃，在略高于Ar的單相區(qū)軋制，終軋后快冷，卷取溫度：730℃～750℃，以利熱軋得到細(xì)小彌散均勻的鐵素體晶粒和析出物、Ti化合物等粗大的組織，有利于r值提高和塑性的改善，形成{1 1 1}織構(gòu)。

帶頭、帶中、帶尾的晶粒度差，熱軋終軋至卷取采用“U”形冷卻工藝。

適當(dāng)了提高卷取溫度，使再結(jié)晶溫度下降，r值提高，但卷取溫度高于770℃，由于熱卷堆放保溫，容易產(chǎn)生表層晶粒長(zhǎng)大（如圖7）和較厚氧化鐵皮。

4.1.2 酸軋：DC06冷軋壓下率的提高，形變能提高，有利于提高r值，受酸軋?jiān)试S熱卷最大厚度的限制，酸軋壓下率≥70%～85%，條件允許，壓下率最好控制在77%～80%。

4.1.3 連退：采用較高的退火溫度，加熱段/均熱段板溫：840℃，有利于提高r、n值，穩(wěn)定工藝速度，以保證性能的穩(wěn)定性；采用大輥徑平整工作輥，降低平整延伸率至0.4%以下，有利于提高r、n值；選擇合適的酸軋、平整工作輥的粗糙度，深沖板板面粗糙度目標(biāo)值：1.2±0.2μm，提高沖壓變形時(shí)板表面油層的吸附力。

4.2 效果

措施實(shí)施后，提高了DC06退火卷的性能穩(wěn)定性，性能各向異性減小，金相組織如圖8，晶粒均勻度提高。

沖壓加工圖1產(chǎn)品未出現(xiàn)角部開裂，DC06深沖板由最初的試用，轉(zhuǎn)為批量訂單，隨著用戶的拓展，深沖冷軋板成為冷軋廠目前的主導(dǎo)產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1] 康永林.現(xiàn)代汽車板工藝及成形理論與技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

[2] 王野.不同冷軋壓下率和退火條件對(duì)Ti-Nb-IF鋼組織及性能的影響[A].2011年中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集[C].2011.

[3] 高興昌.冷軋帶鋼表面粗糙度的影響因素及復(fù)制率研究[A].2011年中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集[C].2011.