ES2265908T3 - Procedimiento de fabricacion de una banda de acero laminada en caliente para embuticion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de una banda de acero laminada en caliente para embutición, siendo dicho acero un acero de tipo Ti-IF que contiene menos de 0, 05% en peso de titanio y de 0, 015% a 0, 075% en peso de niobio, en el cual se somete un llantón de acero a una temperatura superior a Ac3 en primer lugar a un laminado de desbastado en el campo austenítico y a continuación a un laminado de acabado, caracterizado porque comprende unas etapas sucesivas siguientes: - después del laminado de desbastado en el campo austenítico del acero, se somete al acero a un enfriado acelerado, a la salida del laminador desbastador, hasta una temperatura que no es inferior a la temperatura de inicio del laminado de acabado; - se efectúa dicho laminado de acabado en parte en la región a baja temperatura del campo austenítico del acero, sin lubrificación de los cilindros y en parte en el campo ferrítico del acero, con unos cilindros lubrificados, con una temperatura de inicio de laminado ferrítico comprendida entre 875ºC y 800ºC, y con un porcentaje de reducción de espesor total de por lo menos 80%, y - se bobina la banda de acero a una temperatura comprendida entre 750ºC y 500ºC.
Description
Procedimiento de fabricación de una banda de
acero laminada en caliente para embutición.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de una banda de acero laminada en
caliente para embutición.
En el momento actual, las bandas de acero
destinadas a operaciones de embutición son generalmente unas bandas
de acero laminadas en frío, que presentan propiedades muy favorables
a este respecto. La fabricación de estas bandas en frío comprende
sin embargo diversas operaciones de reducción de espesor y de
tratamiento térmico que aumentan su coste.
La utilización de bandas de acero laminadas en
caliente por unas operaciones de embutición, reemplazando unas
bandas laminadas en frío tradicionales, suscita por ello un interés
creciente, tanto a nivel de la fabricación como en los
usuarios.
Es bien conocido que los aceros destinados a la
embutición son unos aceros dulces, es decir unos aceros cuyo
contenido de carbono es inferior a 0,2% en peso, y preferentemente
inferior a 0,1% en peso.
Según la práctica habitual, los aceros dulces
son laminados en caliente en el campo austenítico y la temperatura
de final de laminado es superior a la temperatura de transformación
Ar3. Las posibilidades de empleo de estas bandas en caliente
convencionales son sin embargo muy limitadas, en razón de su textura
aleatoria y de su mala aptitud para la embutición. Además, es
imposible en la práctica fabricar unas bandas delgadas laminadas en
caliente por este procedimiento convencional. En efecto, el pequeño
espesor de las bandas provoca un enfriado rápido de estas, incluso
en curso de laminado en caliente, de manera que no es posible
efectuar el laminado de acabado en el campo austenítico. Por estas
diversas razones, existe actualmente un interés creciente para el
laminado llamado ferrítico.
Según este procedimiento de laminado, conocido
en particular por la patente EP-A-0
524 162, así por el documento
BE-A-1010164 o
EP-A-376733, el laminado de
desbastado se efectúa en el campo austenítico, mientras que el
laminado de acabado se efectúa en el campo ferrítico, es decir a
temperatura más baja. Según el documento
DE-A-196 00 990 un laminado de
acabado es posible para aceros ULC, ELC o IF en los campos
austenítico y ferrítico.
En las líneas de fabricación en caliente con
enhornado frío de los llantones de colado continua, esta técnica
resulta particularmente interesante puesto que permite realizar
sustanciales economías de energía. En efecto, la temperatura de
calentamiento es menos elevada que en los procedimientos
convencionales. El laminado de acabo a temperaturas más bajas
permite así fabricar unas bandas laminadas en caliente de pequeño
espesor, que tienen una buena aptitud para la embutición.
La realización de esta técnica está sin embargo
sometida a diversas condiciones y presenta por ello algunos
inconvenientes.
En particular, la cantidad de carbono que se
encuentra en solución durante el laminado ferrítico debe ser
minimizada. Resulta de ello que sólo es posible fabricar unas chapas
para embutición profunda a partir de aceros que no contengan átomos
intersticiales, llamados aceros IF (Interstitial Free). Se ha
propuesto mejorar la situación por unas adiciones de titanio o de
azufre, pero dicha solución puede provocar defectos de superficie y
no resulta siempre interesante desde el punto de vista
económico.
Además, el laminado ferrítico debe ser efectuado
a una temperatura suficientemente baja para evitar cualquier
recristalización en el laminador de acabado. Las fuerzas de laminado
más elevadas en un laminador que opera a baja temperatura pueden
entonces constituir un factor de limitación para el laminado de
bandas delgadas en caliente.
Las bandas delgadas en caliente, fabricadas con
acero Ti+S-IF laminado en la ferrita y
recristalizado, que comprenden unos contenidos incrementados de
titanio y de azufre, presentan ciertamente un coeficiente de
Lankford elevado, con r\approx1,6 - 1,7, pero su anisotropía
planar permanece demasiado importante (\Deltar\approx1) para
permitir la embutición profunda.
Para evitar los inconvenientes citados, la
presente invención propone un procedimiento de fabricación de una
banda de acero laminada en caliente que presenta un contenido de
titanio reducido y una aptitud para la embutición mejorada con
respecto a las bandas de acero mencionadas en la introducción. Una
banda de acero laminada en caliente producida por el procedimiento
de la invención se distingue en particular por el coeficiente de
anisotropía (r_{medio}) mejorado y una anisotropía planar
(\Deltar) sensiblemente reducida con respecto al estado de la
técnica.
De acuerdo con la invención según la
reivindicación 1, un procedimiento de fabricación de una banda de
acero laminada en caliente para embutición, en el cual se somete un
llantón de acero a un temperatura superior a Ac3 a un laminado de
desbastado en el campo austenítico y ulteriormente a un laminado de
acabado, está caracterizado porque el acero es un acero del tipo
Ti-IF que contiene menos de 0,05% en peso de titanio
y de 0,015% a 0,075% en peso de niobio, porque se efectúa dicho
laminado de acabado por lo menos en parte en el campo ferrítico del
acero, con una temperatura de inicio de laminado ferrítico
comprendida entre 875ºC y 800ºC, con unos cilindros lubrificados y
con un porcentaje de reducción de espesor de por lo menos 80% en el
curso de dicho laminado de acabado en el campo ferrítico, y porque
se bobina la banda de acero a una temperatura comprendida entre
750ºC y
500ºC.
500ºC.
El bobinado en el intervalo de temperatura
comprendido entre 680ºC y 750ºC permite producir una banda en
caliente recristalizada y para aplicación directa en embutición. El
bobinado entre 500ºC y 680ºC conduce a la formación de una banda no
recristalizada que necesita un tratamiento de recristalización en
una línea de recocido continuo o de galvanización.
Según la invención, se efectúa dicho laminado de
acabado en parte en la región a baja temperatura del campo
austenítico del acero, sin lubrificación de los cilindros y con un
porcentaje de reducción de espesor superior o igual a 30%,
preferentemente comprendido entre 30% y 80%, y en parte en el campo
ferrítico del acero, con unos cilindros lubrificados y con una
temperatura de inicio de laminado ferrítico comprendida entre 860ºC
y 800ºC y una temperatura de final de laminado ferrítico comprendida
entre 750ºC y 600ºC, se bobina dicha banda a una temperatura
comprendida entre 650ºC y 500ºC y se recuece en continuo a una
temperatura comprendida entre 800ºC y 850ºC durante un tiempo
comprendido entre 30 segundos y 2 minutos.
Para la lubrificación de los cilindros durante
el laminado en el campo ferrítico, se utiliza preferentemente un
aceite a base de ésteres.
Como se ha indicado más arriba, el procedimiento
de la invención se dirige a unos aceros Ti-IF, en
los cuales el titanio está parcialmente reemplazado por niobio. Se
ha constatado, en efecto, que la precipitación del carburo de
niobio (NbC) empezaba a unas temperaturas crecientes, en el campo
austenítico, cuando el contenido de niobio aumenta en el acero.
Resulta de ello que el carbono en solución está casi enteramente
fijado antes del inicio de la deformación en el campo ferrítico. Se
puede así obtener un producto final, es decir una banda laminada en
caliente, que presenta una curva de tracción prácticamente continua
y que se presta entonces de forma destacable a la embutición
profunda.
Además, dicha adición de niobio retarda la
recristalización entre las jaulas del laminador en el campo
ferrítico. La temperatura de entrada en el laminador de acabado
puede por tanto ser más elevada que en la práctica anterior y
alcanzar así un valor de 850ºC a 875ºC como se ha indicado más
arriba.
Los esfuerzos de laminado pueden así ser menos
elevados en el laminador acabador; así mismo, el tiempo de espera
entre el laminador desbastador y el laminador acabador puede ser
acortado, en provecho de un incremento de la productividad. Este
tiempo de espera puede por otra parte ser completamente suprimido,
aplicando un enfriado acelerado del producto a la salida del
laminador desbastador.
La figura 1 única representa la evolución
comparada del valor del coeficiente r para un acero
Ti+S-IF convencional y los aceros
Ti+Nb-IF según la invención.
Se han fabricado unos llantones de aceros que
presentan las composiciones indicadas en la tabla 1 siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
| Acero | C | N | S | Al | Mn | Ti | Nb |
| Alto Ti+S-IF | 2,9 | 2,2 | 10,0 | 38 | 161 | 90 | - |
| NbTi-IF1 | 2,2 | 2,5 | 14,0 | 35 | 107 | 35 | 38 |
| NbTi-IF2 | 2,0 | 2,8 | 9,0 | 34 | 94 | 27 | 52 |
\newpage
Los productos han sido calentados a 1050ºC y
después laminados en caliente en seis pasadas hasta un espesor
final de 1,3 mm. En el curso de este laminado de acabado, las tres
primeras pasadas han sido efectuadas en la región de las bajas
temperaturas del campo austenítico, es decir a unas temperaturas
ligeramente superiores a Ac3, con un porcentaje de reducción de
espesor de 73% y sin lubrificación de los cilindros.
Las otras tres pasadas han sido efectuadas en el
campo ferrítico, con unos cilindros lubrificados por medio de un
aceite a base de ésteres. La temperatura del producto a la entrada
de la primera pasada de laminado ferrítico era de aproximadamente
840ºC y la temperatura de salida de la última pasada era de
aproximadamente 620ºC.
Después del laminado en caliente, la banda ha
sido bobinada a 500ºC y después ha sido recocida en continuo a 820ºC
durante 60 segundos.
Se han medido las propiedades mecánicas de estas
muestras, se han determinado su textura a medio espesor, y después
se ha calculado la evolución de coeficiente de anisotropía r.
La figura 1 única ilustra esta evolución para
los tres aceros de la tabla 1, en función del ángulo \alpha con
respecto a la dirección de laminado.
Las curvas 1 y 2, que corresponden
respectivamente a los aceros Nb+Ti-IF1 y
Nb+Ti-IF2, muestran una neta mejora del coeficiente
de anisotropía r_{medio}, así como de la anisotropía planar
(\Deltar = r_{max} - r_{min}) con respecto al acero
Ti+S-IF convencional (curva 3).
En otro ejemplo (curva 4), se ha fabricado un
llantón de acero Nb+Ti-IF1 que ha sido calentado a
alta temperatura a saber 1250ºC, y después el laminado de
desbastado ha sido efectuado a alta temperatura en el campo
austenítico. El producto, de un espesor de 20 mm, ha sufrido un
enfriado desde su temperatura de final de laminado de desbastado de
1040ºC hasta una temperatura de 900ºC, con una velocidad de enfriado
del orden de 40ºC/s. El laminado de acabado ha sido efectuado en
cuatro pasadas en el campo ferrítico, con una temperatura de entrada
de 870ºC, con unos cilindros lubrificados y con una reducción total
del espesor, en la ferrita, de 80%.
La banda ha sido enfriada al aire quieto, y
después bobinada a 730ºC.
La curva 4 de la figura 1 muestra la evolución
del coeficiente de anisotropía r; aparece también una ligera mejora
del coeficiente r_{medio}, así como de la anisotropía planar
\Deltar, con respecto a la curva 3.
El procedimiento de la invención permite
fabricar unas bandas de acero laminadas en caliente para embutición,
que presentan pocos riesgos de defectos de superficie, en razón de
un bajo contenido de titanio. Además, la presencia de niobio eleva
sensiblemente la temperatura de no recristalización en la austenita.
Resulta de ello una estructura de grano más fino después de la
transformación alotrópica austenita-ferrita y, por
ello, una mejora de la anisotropía planar.
Finalmente, las temperaturas de laminado más
elevadas en el laminador de acabado reducen los esfuerzos de
laminado.
Claims (3)
1. Procedimiento de fabricación de una banda
de acero laminada en caliente para embutición, siendo dicho acero
un acero de tipo Ti-IF que contiene menos de 0,05%
en peso de titanio y de 0,015% a 0,075% en peso de niobio, en el
cual se somete un llantón de acero a una temperatura superior a Ac3
en primer lugar a un laminado de desbastado en el campo austenítico
y a continuación a un laminado de acabado, caracterizado
porque comprende unas etapas sucesivas siguientes:
- -
- después del laminado de desbastado en el campo austenítico del acero, se somete al acero a un enfriado acelerado, a la salida del laminador desbastador, hasta una temperatura que no es inferior a la temperatura de inicio del laminado de acabado;
- -
- se efectúa dicho laminado de acabado en parte en la región a baja temperatura del campo austenítico del acero, sin lubrificación de los cilindros y en parte en el campo ferrítico del acero, con unos cilindros lubrificados, con una temperatura de inicio de laminado ferrítico comprendida entre 875ºC y 800ºC, y con un porcentaje de reducción de espesor total de por lo menos 80%, y
- -
- se bobina la banda de acero a una temperatura comprendida entre 750ºC y 500ºC.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque;
- -
- se efectúa dicho laminado de acabado en parte en la región a baja temperatura del campo austenítico del acero con un porcentaje de reducción de espesor comprendido entre 30% y 80%;
- -
- se efectúa dicho laminado de acabado en parte en el campo ferrítico del acero con una temperatura de inicio de laminado ferrítico comprendida entre 860ºC y 800ºC y una temperatura de fin de laminado ferrítico comprendida entre 750ºC y 600ºC;
- -
- se bobina a continuación dicha banda a una temperatura comprendida entre 650ºC y 500ºC, y
- -
- se recuece la banda en continuo a una temperatura comprendida entre 800ºC y 850ºC durante un tiempo comprendido entre 30 segundos y 2 minutos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque la lubrificación de los cilindros
durante el laminado en el campo ferrítico del acero se efectúa por
medio de un aceite a base de ésteres.
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| EP1070148A1 (fr) | 2001-01-24 |
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