[发明专利]热处理特性优异的高碳钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高碳钢板，更具体地涉及一种通过热轧形成微细的珠光体组织后，继续通过冷轧及球状化退火形成微细的球状化碳化物，从而具有优异的热处理特性的高碳钢板及该钢板的制造方法。

背景技术

高碳钢板是指含有0.3wt％以上的碳，且其结晶组织具有珠光体(pearlite)结晶相的钢板(steel)。高碳钢板经过最终工序后具有高度的强度和高度的硬度。由于高碳钢板如此具有高度的强度和高度的硬度，其被作为要求高度的强度和硬度的工具钢或机械结构钢来使用。

被使用为工具钢的高碳钢板例如有在日本工业标准中分类的JS-SK85钢。JS-SK85钢被使用为汽车零部件或制针用针、剃须刀片或文具用刀片等。

高碳钢板通常由板坯(slab)经过连续式热轧工序而制成所谓热轧钢板的中间产品。热轧钢板是通过由粗轧和精轧按规定的厚度轧制为了热轧而被加热的板坯后，在水冷台(输出辊道(ROT；Run-Out Table))中冷却至适当温度，并将其卷成卷状钢卷而制造的。

这种热轧钢板经过酸洗(pickling)和球状化退火(spheroidizing)工序后经过冷轧而制成冷轧钢板。冷轧钢板再依序反复经过退火工序和冷轧工序后制成具有所需厚度的冷轧钢板。这种冷轧钢板通过冲裁(blanking)或去毛刺(burring)等工序加工成所需产品后，通过QT热处理(萃取和回火，quenching and tempering)加工成最终产品。

发明内容

如此一般用作加工用的高碳钢板被制成热轧钢板后，为了使热轧高碳钢板的珠光体组织成为球状化渗碳体(cementite)，需要进行球状化退火及冷轧过程。

通常为了进行顺利的冷轧，首先进行球状化退火，而后进行冷轧，并反复进行这种球状化退火与冷轧过程，以制造具有球状化渗碳体组织的高碳钢板。

然而在这种工艺中，由于先进行球状化退火，因此为了完整的球状化，需要提高球状化温度，且需要进行较长时间的退火。

如此进行较长时间的退火时，所生成的球状化碳化物的大小会变得过大，且会增加制造成本，因此会导致生产效率的下降。

此外，经过如此的热轧与卷曲后球状化退火以及冷轧的加工用高碳钢经过拉延成形、拉胀成形、延伸凸缘成形、弯曲成形等典型加工后加工成产品。加工产品在后期为了表征高强度，经过萃取和回火(Quenching and Tempering，QT)热处理。

在此，如果高碳钢板组织由铁素体(ferrite)和渗碳体等二相构成，渗碳体的形状和大小及分布将对加工性和QT热处理性产生较大的影响。

即，如果对具有珠光体组织(铁素体和渗碳体的层状组织)的高碳钢板进行球状化退火，经过球状化退火后微球状化的渗碳体(珠光体薄层中的渗碳体)会残留下来，而这种微球状化的渗碳体和粗大化的球状化渗碳体组织会使钢板的成形性变坏，且会降低QT热处理性。

这是因为，在成形中会在粗大而层状组织的渗碳体中产生空孔，容易引起破坏，而粗大的球状化渗碳体在QT热处理中其再熔解速度变慢，进行热处理后难以确保所需硬度。

另一方面，在对由铁素体和珠光体组织构成的高碳钢进行球状化退火时，为了缩短球状化时间，在进行热轧以后，进行退火之前先行冷轧，从而缩短球状化退火时间。

此外，在珠光体组织中渗碳体层状组织的间隔越小，即组织越微细，球状化速度就越快，从而会缩短完成球状化所需时间。虽然有适用此原理的多步骤球状化退火方法，但这种多步骤球状化退火方法具有不易进行多步骤控制且制造费用又高的缺点。

本发明是为了解决这种问题而提出的，其目的是为了在后续工序——球状化退火工序中降低退火温度且缩短退火时间而提供一种具有微细渗碳体薄层(lamella)组织的高碳热轧钢板。

此外，本发明的目的是提供一种具有微细的球状化碳化物，且热处理特性优异的高碳钢板。

此外，本发明的目的是提供一种能够制造热处理特性优异且具有微细的球状化组织的钢板的高碳钢板的制造方法。

为了达到上述目的，本发明的一实施例提供一种高碳钢板，所述高碳钢板以wt％计，由0.3～1.0％的碳；0.1～1.2％的锰；大于0且0.4％以下的硅；0.01～0.1％的铝；大于0且0.01％以下的硫；余量的铁及其他不可避免地被添加的杂质构成，经过热轧后在室温下的组织具有微细的珠光体组织，所述珠光体组织的渗碳体薄层间隔为1.0mm以下，且所述微细珠光体的分数为80％以上。