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一种包装带的热处理方法及包装用钢带

阅读:744发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种包装带的热处理方法及包装用钢带专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 包装 用 钢 带的 热处理 方法,包括以下步骤:a)将 钢带 加热至奥氏体化 温度 ;b)在铅液中进行等温淬火;c) 碳 塔刮铅;d) 水 冷;e)自然空冷;其特征在于:所述步骤b)中等温淬火的温度范围为355~365℃,等温淬火的时间为21~28s。本发明还公开了一种采用前述热处理方法得到的包装用钢带,该包装用钢带的成分(重量百分比)如下:C:0.29~0.35%,Si:0.15~0.35%,Mn:1.20~1.55%,P≤0.030%,S≤0.030%,余量为Fe。本发明解决了现在的包装用钢带 抗拉强度 无法突破1250MPa,断后延伸率小于6%,且薄板两相区淬火板型差的的技术问题。,下面是一种包装带的热处理方法及包装用钢带专利的具体信息内容。

1、一种包装带的热处理方法, 包括以下步骤: a)将钢带加热至奥氏体化温度; b)在铅液中进行等温淬火; c)塔刮铅; d)冷; e)自然空冷; 其特征在于:所述的步骤b)中等温淬火的温度范围为355~365℃,等温淬火的时间为21~28s。
2、 根据权利要求1所述的一种包装用钢带的热处理方法,其特征在 于:所述的步骤a)中,在对所述钢带加热时,采用将所述钢带置于保护 气体的保护下加热的方式进行加热。
3、 根据权利要求1所述的一种包装用钢带的热处理方法,其特征在 于:所述的步骤a)中,在对所述钢带加热时,采用电磁感应线圈中频加 热的方式进行加热。
4、 根据权利要求1所述的一种包装用钢带的热处理方法,其特征在 于:所述的步骤a)中,先将所述钢带在所述步骤b)中的铅液中进行预热, 预热时间为6.75〜9秒。
5、 根据权利要求l所述的一种包装用钢带的热处理方法,其特征在 于:所述的步骤a)中,将所述钢带加热至860士2(TC奥氏体化温度,保温 30〜40s。
6、 根据权利要求1所述的一种包装用钢带的热处理方法,其特征在 于:所述的步骤d)中,在60土1(TC的水中进行水冷。
7、 一种采用如权利要求1所述的热处理方法制得的包装用钢带,其 特征在于:所述的钢带的成分及重量百分比为C:0.29〜0.35%,Si:0J5〜 0..35%, Mm 1.20〜1.55%, P《0.030%, S《0.030%,余量为Fe。

说明书全文

一种包装带的热处理方法及包装用钢带

技术领域

发明涉及一种钢带的热处理方法,特别涉及制造包装用钢带过 程中的热处理方法,本发明还涉及利用这种热处理方法制造的包装用 钢带。

背景技术

包装用钢带,也称带或钢带,是一种具有较高抗拉强度和一定 延伸率的窄条状包装材料。它广泛运用于钢工业、建筑工业、有色 金属行业、玻璃业、机械工业等产品的包装打捆。
按照欧洲标准EN13246:2001版中的分类,包装用钢带的最高抗 拉强度级别为1250MPa,在中国黑色冶金行业标准YB/T025-2002包 装用钢带中的"表7钢带的学性能"中最高抗拉强度级别为980MPa。 在宝山钢铁股份有限公司企业标准Q/BQB 908-2006中的技术要求中 的最高抗拉强度亦为1250MPa,故此次宝山钢铁股份有限公司研制的 抗拉强度在1350-1400MPa的钢带定义为超高强度钢带。
目前国内外对高强度、特别是超高强度包装用钢带的需求在不断 的增加,并且早已涉及到造纸工业、烟草工业及国内外压縮花、羊 毛打巻业。但是能够稳定生产高强度、特别是超高强度包装用钢带的 生产厂家在国内外却是寥寥无几。
为方便运输羊毛巻和节省费用, 一般把尽可能多的羊毛捆扎在一 个集装箱内。羊毛经过压縮后,用捆带进行捆绑,扎成1立方米左右的 羊毛,再放入集装箱。由于羊毛在运输中的向外膨胀力很大,因而对 捆带的要求十分高,要求捆带既结实又有韧性。普通的高强度钢带虽然 具有较好的延伸率,但往往因强度不够而不能满足要求。而地处新西 兰的羊毛因饱含分,膨胀力表现为更大,因而宝山钢铁股份有限公 司原有的1250MPa强度的钢带无法满足其要求。
传统的高强度包装用钢带生产工艺一般有两个生产工序。其主要 工序一为:焊接一活套一热处理一巻取;其二为:经过热处理的半成
品一焊接一剪切一毛刺精整一发蓝—涂漆—涂蜡等。生产普通强度和 中高强度包装用钢带只需经一道生产工序即可,高强度以及超高强度 钢带则需经热处理线和纵剪涂漆线两道生产工序。
包装钢带在热处理过程中,在不同温度下能获得不同的组织。按强 度指标排列:氏体>贝氏体〉珠光体>铁素体〉奥氏体,而韧性指标 正好相反。因此想在强韧性上都获得理想值的话必须通过热处理。而薄 板热处理工艺最大难度在于难于控制板型,故通常采用等温淬火工艺。 传统的高强度包装用钢带的热处理生产工艺为:预热一加热至860±20
。C奥氏体化温度一45(TC等温淬火一6(TC水淬一空冷一巻取,钢带运行速 度为20m/s以上。
该工艺下产出的产品得到的是铁素体和下贝氏体组织(参见图1 )。 而少量的先共析铁素体的存在对改善捆带的塑性起到了较好的作用;另 一方面,下贝氏体的存在保证了钢带的强度指标。这两种显微组织的混 合存在,使其达到了高强度钢带的性能要求。
公开号为CN1712552A,公开日为2005年12月28日的中国发明专
申请公开了一种高强度包装钢带,采用下列成份的热轧巻板为原料, 经过纵剪、酸洗冷轧、剖剪;其特征在于:热轧巻板成分的重量百分 数为:C:0.24%, Si:0.013%, Mn:1.3%, P《0.012%, S《0.008%, Als^ 0.020%, Nb: 0.015%,余量为Fe;经过上述处理的钢带,经引料辊进入 浴炉,炉内温度为460〜560°C,钢带的速度15m/min〜30m/min,钢带 在浴炉内加热,钢带经塔:温度升至620〜72(TC以上经冷、水洗后 经S辊进入油槽,制得成品。据说明书称,这种包装钢带的金相组织为 铁素体+粒状贝氏体的混合型组织,其抗拉强度不小于950MPa,伸长率 不小于10%。
授权公告号为CN1189584C,授权公告日为2005年2月16日的中 国发明专利公开了一种高强度包装钢带及其热处理工艺,这种钢带的成 分为(重量百分比):C:0.22〜0.29%, Si《0.015%, Mn:1.30〜1.5%, P 《0.012%, S《0.010%,Als:0.015%, Nb: 0.012%,余量为Fe;它的工艺 过程是钢带经过引料辊进入电加热炉,炉内温度为550°C〜650°C,其钢 带运行的速度为2.5〜3.5m/min,钢带出炉的温度为450°C〜550°C ,钢 带出炉后自然风冷。据说明书称这种钢带的抗拉性能不小于880MPa,伸 长率不小于8%。
授权公告号为CN1318630C,授权公告日为2007年5月30日的中
国发明专利公开了一种高强度包装钢带及其制造工艺,选用碳锰钢热轧
巻板为原料,所述的碳锰钢包含如下组分(重量百分比)..C:0.15〜0.28%, Si0.005〜0.07%, Mn:1.20〜1.7%, P:0.005〜0.025%, S: 0.0005〜 0.015%, Als:0.015〜0.10%,其余为Fe。该巻板经纵剪、酸洗后进行冷轧, 然后将冷轧后的钢带送入连续式加热炉,使钢带加热到400〜60(TC,待 钢带出炉后冷却,得到的高强度包装钢带的抗拉强度不小于930MPa, 伸长率不小于8%。
但是,按照前面所述的传统热处理工艺和上述发明或发明专利申请 制造得到的包装用钢带的抗拉强度都达不到超高强度的标准。

发明内容

本发明目的的第一方面在于提出一种包装用钢带的热处理方法,以 解决经现在的热处理方法制得的包装用钢带抗拉强度无法突破1250MPa, 断后延伸率小于6%的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种包装用钢带的热处理方法,
包括以下步骤:
a) 将钢带加热至奥氏体化温度;
b) 在铅液中进行等温淬火;
c) 碳塔刮铅;
d) 水冷;
e) 自然空冷;
所述的步骤b)中等温淬火的温度范围为355〜365°C,等温淬火的时 间为21〜28s。
所述的步骤a)中,在对钢带加热时,采用将所述钢带置于保护气体 的保护下加热的方式进行加热。保护气体的作用在于:隔绝钢带与空气 的接触,防止钢带在高温下与空气发生化。
所述的步骤a)中,在对钢带加热时,采用电磁感应线圈中频加热的方 式进行加热。相对于其他加热方式,电磁感应线圈中频加热具有加热速 度快和加热透彻、均匀的特点,在连续大生产中起到了良好的效果。
所述的步骤a)中,先将所述钢带在所述步骤b)中的铅液中进行预热, 预热吋间为6.75〜9秒。为了在中频加热前去除附着在钢带表面的油污等 杂物,钢带须在铅液中清洗,同时在中频加热前起到了预热效果,使下
步加热效果更加均匀。
所述的步骤a)中,将所述钢带加热至860土2(TC奥氏体化温度,保持 30〜40s。所述的步骤d)中,在6(TC士1(TC的水中进行水冷。
现有技术相比,本发明通过调整奥氏体化时间、等温淬火温度以 及时间,采用上述热处理方法使钢带内部组织发生相变得到下贝氏体和 马氏体的复相组织(参见图2),在保证钢带塑性的前提下明显提高了其 强度指标。可以通过降低钢带的运行速度来延长保温时间使其奥氏体均 匀化。由于奥氏体的平均碳含量低于珠光体的平均碳含量,所以珠光体 在转变为奥氏体的过程中,珠光体中的铁素体全部消失时,渗碳体还未 完全溶解。故通过降低机组速度来降低钢带的运行速度,使未溶渗碳体 不断地溶入奥氏体中,并通过碳在奥氏体中的扩散而使奥氏体中的碳的 分布均匀化。另一方面,钢带的运行速度的下调延长了钢带等温淬火的 时间。根据钢带的等温淬火曲线可知,等温淬火时间越长,奥氏体向下 贝氏体转变越充分,得到的下贝氏体量就越多,强度性能也就越好。
在等温淬火时即开始实现奥氏体向贝氏体等温淬火转变。下贝氏体的 硬度约为HRC45〜55,同时具有较高的强度及较好的塑性和韧性。影响贝 氏体强度因素主要是贝氏体条的大小及碳化物颗粒的大小。根据Hall-Petch 关系式以及弥散强化机理,贝氏体条的直径愈小及碳化物颗粒直径愈小、 愈多,贝氏体的强度就愈高。而贝氏体形成温度愈低,则贝氏体条的直径 愈小及碳化物颗粒直径愈小、愈多。由上述可以得知贝氏体的抗拉强度随 着形成温度的降低而增加,所以通过调整贝氏体形成温度,即调整等温淬 火来控制半成品的强度。
该热处理方法下生产出的包装用钢带,属于超高强度包装用钢带, 机械性能稳定,有着较好的强韧性,实验测得抗拉强度不小于1350Mpa 延伸率不小于6%,板型较好,完全符合工业和羊毛打巻业超高强度包装 用钢带的要求,各项指标达超国际一流水平的超高强度包装用钢带,成 为当前世界上强度最高的包装用钢带。
本发明的目的的另一方面在于提出一种包装用钢带,该包装用钢带 的抗拉强度超过1350MPa,断后延伸率高于6%,板型较好。
为了实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种采用前述热处理方法制得的包装用钢带,其特征在于:所述的
钢带的成分及重量百分比如下:
C: 0.29〜0.35%, Si: 0.15〜0.35%, Mn: 1.20〜1.55%, P《0.030
% , S《0.030% ,余量为Fe。
实验证明,这种包装用钢带的抗拉强度超过1350MPa,断后延伸 率高于6%,板型较好。
附图说明
图1是传统的热处理方法制得的包装用钢带的金相结构图。 图2是采用本发明所述的热处理方法制得的包装用钢带的金相结 构图。
图3是进行本发明所述的热处理方法的设备的结构示意图。 图4是进行本发明所述的热处理方法的流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 参见图3。图3所示为进行本发明所述的热处理方法的设备。该设备 主要包括:铅槽6中装有铅液5的铅浴炉,保护气体箱l,绝缘辊23、 24,导向辊21、 22、 25、 26,电磁感应线圈4。保护气箱1整体上近似 倒U字型,内部形成空腔,空腔内充有保护气体,保护气体含质量百分 比为5%的氢气,其余95%为氮气。保护气箱1的两头各有一开口,作 为钢带3的进口和出口;保护气箱l的下部浸没在铅槽6的铅液5中, 这样保护气箱1两头的开口也处在铅液5中。在保护气箱1的内壁的两 转处安装有绝缘辊23、 24。在铅槽6内壁钢带运行的转角处也安装有 绝缘辊,如图3中所示,在钢带3进入铅液5处的下方的铅槽6内壁上 安装有导向辊21,在保护气箱1的进口的下方的铅槽6内壁上安装有导 向辊22,在保护气箱1的出口的下方的铅槽6内壁上安装有导向辊25, 在钢带3走出铅液5处的下方的铅槽6内壁上安装有导向辊26。钢带3 架在绝缘辊23、 24和导向辊2K 22、 25、 26上,这样在机组的带动下 钢带3就能按设计的路线运行。在保护气箱1周围设置有电磁感应线圈4, 实现对钢带3的中频加热。
具体生产超高强度的包装用钢带时,先按传统的高强度的包装用钢 带生产工艺,采用热轧巻板为原料,经过纵剪、酸洗、冷轧,再采用 本发明所述的热处理方法进行热处理。又参见图4,热处理时,在绝缘辊 23、 24和导向辊21、 22、 25、 26的带动下,钢带3运行速度为15m/min〜
20m/min,钢带3先进入铅浴炉的铅槽6中的铅液5进行预热,铅液温度 为355〜365。C,预热时间为6.75〜9秒;然后进入气体保护箱l,在保护 气体的保护下由电磁感应线圈4进行中频加热,加热到奥氏体温度860± 2(TC后,保温30〜40s;接着钢带3再次进入铅浴炉铅槽6的铅液5中进 行等温淬火开始发生下贝氏体转变,等温淬火的温度范围为355〜365°C, 时间为21〜28s;然后经碳塔刮铅、60士1(TC水冷、自然空冷后巻取制得 超高强度的包装用钢带的半成品。再按传统的高强度的包装用钢带的纵剪 涂漆生产工艺,将超高强度的包装用钢带的半成品经剪切、毛刺精整、发 蓝、涂漆、涂蜡等工艺制得成品。
作为原材料的热轧巻板,采用成分及重量百分比如下的碳锰钢: C: 0.29〜0.35%, Si: 0.15〜0.35%, Mn: 1.20〜1.55%, P《0.030 %, S《0.030%,余量为Fe。
实施例1
选取一种包含如下化学成分的碳锰钢:C: 0.29%, Si: 0.24%, Mm 1.33%, P:0.015%, S:0.007%,余量为Fe,所述百分数为重量百分比。
选用2.0mm厚的上述碳锰钢热轧板为原料,经过酸洗冷轧成0.9X 199mm的钢带,其冷轧后的力学性能:抗拉强度为975MPa,延伸率为6%。 然后进入进行本发明所述的热处理方法的设备,按本发明所述的热处理方 法进行调质处理,整个热处理过程钢带运行速度为17m/min,加热到860°C 进行奧氏体化,保温时间约为35.3s,铅浴等温淬火温度为362°C,等温淬 火时间约为24.7s,经6(TC水冷后进行空冷,再按传统的纵剪涂漆生产工艺 得到成品入库。
其成品力学性能为:抗拉强度1350Mpa,延伸率为10%。
实施例2
选取一种包含如下化学成分的碳锰钢:C: 0.29%, Si: 0.24%, Mn: 1.33%, P:0.015%, S:0.007%,余量为Fe,所述百分数为重量百分比。
选用2.0mm厚的上述碳锰钢热轧板为原料,经过酸洗冷轧成0.9X 199mm的钢带,其冷轧后的力学性能:抗拉强度为975MPa,延伸率为6%。 然后进入进行本发明所述的热处理方法的设备,进行调质处理,整个热处 理过程钢带运行速度15m/min,加热到86(TC进行奥氏体化,保温时间40s, 铅浴等温淬火温度为357°C,等温淬火时间2Ss,经6(TC水冷后进行空冷,
再按传统的纵剪涂漆生产工序得到成品入库。
其成品力学性能为:抗拉强度1400Mpa,延伸率为8%。 实施例3
选取一种包含如下化学成分的碳锰钢:C: 0.30%, Si: 0.27%, Mn: 1.50%, P:0.012%, S:0.009%,余量为Fe,所述百分数为重量百分比。
选用2.5mm厚的上述碳锰钢热轧板为原料,经过酸洗冷轧成0.9X 199mm的钢带,其冷轧后的力学性能:抗拉强度为970MPa,延伸率为7%。 然后进入进行本发明所述的热处理方法的设备,进行调质处理,整个热处 理过程钢带运行速度17m/min,加热到86(TC进行奥氏体化,保温时间约 35.3s,铅浴等温淬火温度为362'C,等温淬火时间约为24.7s,经6(TC水冷 后进行空冷,再按传统的纵剪涂漆生产工序得到成品入库。
其成品力学性能为:抗拉强度1360Mpa,延伸率为9%。
实施例4
选取一种包含如下化学成分的碳锰钢:C: 0.35%, Si: 0.35%, Mn: 1.55%, P:0.030%, S:0.030%,余量为Fe,所述百分数为重量百分比。
选用2.0mm厚的上述碳锰钢热轧板为原料,经过酸洗冷轧成0.9X 199mm的钢带,其冷轧后的力学性能:抗拉强度为970MPa,延伸率为7%。 然后进入进行本发明所述的热处理方法的设备,进行调质处理,整个热处 理过程钢带运行速度15m/min,加热到84(TC进行奧氏体化,保温时间40s, 铅浴等温淬火温度为355°C,等温淬火时间28s,经50'C水冷后进行空冷, 再按传统的纵剪涂漆生产工序得到成品入库。
其成品力学性能为:抗拉强度1390Mpa,延伸率为8%。
实施例5
选取一种包含如下化学成分的碳锰钢:C: 0.29%, Si: 0.15%, Mn: 1.2%, P:0.010%, S:0.010%,余量为Fe,所述百分数为重量百分比。
选用2.0mm厚的上述碳锰钢热轧板为原料,经过酸洗冷轧成0.9X 199mm的钢带,其冷轧后的力学性能:抗拉强度为975MPa,延伸率为6%。 然后进入进行本发明所述的热处理方法的设备,进行调质处理,整个热处 理过程钢带运行速度20m/min,加热到88(TC进行奥氏体化,保温时间30s, 铅浴等温淬火温度为365°C,等温淬火时间21s,经7(TC水冷后进行空冷,
再按传统的纵剪涂漆生产工序得到成品入库。
其成品力学性能为:抗拉强度1380Mpa,延伸率为8%。
上述实施例中的钢带的力学性能试验在上海宝钢包装钢带有限公司实
验室的XYA105C (CMT5105)微机万能拉力试验机上进行的,试样采用不 经机加工的全矩形截面形状。按照宝山钢铁股份有限公司企业标准 Q\BQB908-2006《捆扎用钢带》标准检测上述实施例中的包装用钢带,上述 包装用钢带力学性能超过QXBQB908-2006《捆扎用钢带》标准的表5中 SUP1250钢带的性能要求,成为抗拉强度不小于1350Mpa,延伸率不小于 6%的包装用钢带,完全符合工业上以及羊毛打巻业超高强度包装钢带的要 求,并成为世界上强度最高的包装钢带。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说 明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围 内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
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