[发明专利]高温特性和常温加工性优异的冷轧钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高温特性和常温加工性优异的冷轧钢板及其制造方法。本发明的一个实施方式提供一种高温特性和常温加工性优异的冷轧钢板及其制造方法，以重量％计，所述钢板包含：碳(C)：0.0005～0.003％、锰(Mn)：0.20～0.50％、铝(Al)：0.01～0.10％、磷(P)：0.003～0.020％、氮(N)：0.0005～0.004％、硫(S)：0.015％以下、铌(Nb)：0.005～0.040％、铬(Cr)：0.10～0.50％、钨(W)：0.02～0.07％及余量的Fe和其他不可避免的杂质，所述C、Nb和W满足以下关系式1，以面积％计，所述钢板的微细组织包含95％以上的多边形铁素体和5％以下的针状铁素体，并且，所述钢板包含平均尺寸为0.005～0.10μm的(Nb,W)C系析出物，[关系式1]0.00025≤(2×Nb/93)×(W/184)/(C/12)≤0.0015，其中，所述C、Nb和W表示重量％。

技术领域

本发明涉及一种可用于二次电池的电池壳体用罐等的冷轧钢板及其制造方法，更详细地，涉及一种高温特性和常温加工性优异的冷轧钢板及其制造方法。

背景技术

用于一次电池的电池壳体的圆形钢(Steel)罐需要具备根本性的耐腐蚀性以承受作为电池内容物添加的碱性特性，因此在钢板上镀覆镍(Ni)或铜(Cu)。近年来，电池壳体用材料不仅用于一次电池中，而且还广泛用作诸如手机的移动设备、电动工具、储能装置及电动车辆领域等执行充电和放电的二次电池用电池壳体材料。

如上所述，随着使用钢板的电池壳体用材料的使用环境的多样化，对改善电池壳体的特性及提高寿命的需求不断增加。并且，正在积极促进如下技术的研发，即，进一步减小壳体主体部的厚度以增加填充物的容量并提高电池能力，同时确保安全性。

最近，随着利用钢铁的电池壳体的应用从移动设备领域扩展到车辆领域，对改善确保壳体安全性的特性，尤其是对高温物理性质的需求不断增加。在电动车辆或混合动力车辆领域中，以往电池壳体单元(Cell)材料使用不锈钢或铝等，然而从节省成本和提高生产性方面考虑，正积极研讨并推进采用利用钢铁的圆形电池壳体单元。对于作为电池壳体的新应用的车辆用电池而言，从使用环境来看，电池会暴露在瞬间达到几百度(℃)的高温中，因此从操作安全性方面考虑，需要先确保能够应用于高温环境中的耐热特性。

可通过多种方法评价耐热特性，例如，引领电动车辆市场的制造商会采用如下方法，即，将电池装入电池壳体单元中后快速加热至600℃左右的温度，并检查电池单元的断裂特性，从而评价电池的安全性。每个制造商的评价方法均不同，但是为满足上述要求的材料制造商的努力是聚集的。

此外，电动车辆行驶时，如果电池壳体部分因局部温度上升而劣化并发生变形，则会影响车辆行驶，因此，为防止上述情况，需同时严格管理在高温中的应变特性。从上述观点来看，抗凹陷性也可被誉为重要的管理因素。凹陷(Sag)性是指暴露在高温中的部件或材料受反复的热历史而材料劣化，从而产生材料或部件下陷(sagging)的现象。在高温下产生部件下陷现象时，难以保持成型部的形状，并且热应力集中在特定部位时，耐高温性降低，壳体变形，或者严重时壳体部分会发生断裂，并且可演变为壳体连续断裂，因此为了通过确保加工品的形状冻结性而确保部件的稳定性，需要满足部件在管理温度下，如用于电池壳体时，通常在600℃下的高温强度为110MPa以上，材料的下陷为3mm以下。此外，为了抑制加工缺陷，需要在保持高温时防止由钢中的固溶元素等引起的动态应变时效现象。

过去，作为耐热用途，主要使用了不锈钢钢板，然而不锈钢钢板由于添加大量的铬(Cr)和镍(Ni)等昂贵的合金元素，制造成本较高，而且在高温中使用不锈钢钢板时，晶界的铬与碳(C)结合，在晶界以碳化铬形态析出而在形成的Cr耗尽层(Chromium depletedzone)中发生晶界腐蚀，从而导致耐腐蚀性降低。