專利名稱：制造有良好搪瓷粘附性的冷軋鋼板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造用于象微波爐的一些部件、煤氣灶、浴缸和建筑物內(nèi)部或外部鑲板之類的搪瓷制品的冷軋鋼板的方法，尤其涉及一種制造不發(fā)生是搪瓷涂層產(chǎn)品致命缺陷的鱗斑缺陷的冷軋鋼板的方法，這種冷軋鋼板搪瓷粘附性極好，且適用于有復(fù)雜形狀的搪瓷涂層產(chǎn)品。
到目前為止，在制造用于搪瓷涂層產(chǎn)品的冷軋鋼板方面，主要通過(guò)在鋼中添加鈦、硼和氧從而析出象硫化鈦、氮化鈦、碳化鈦、氮化硼或氧化錳之類的析出物來(lái)防止鱗斑缺陷。
這些常規(guī)鋼有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，例如，在鋼中添加鈦的情況下，可成形性好從而易于制造形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，但搪瓷粘附性比其它鋼差，在鋼中添加硼的情況下，搪瓷粘附性好，但鋼沒(méi)有好的可成形性且抗鱗斑性較差。
在鋼中添加大量氧的情況下，搪瓷粘附性也是好的，但是可成形性和抗鱗斑性更差，并且因?yàn)樵阡撝刑砑拥难醵?，易于產(chǎn)生各種表面缺陷。因此，提出本發(fā)明以便改善前述常規(guī)鋼的這些缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種制造有好的搪瓷粘附性從而明顯提高了復(fù)雜形狀產(chǎn)品所需的可成形性的冷軋鋼板的方法。
在下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
本發(fā)明是一種利用鋁脫氧鋼制造冷軋鋼板的方法，在這種方法中，鋁脫氧鋼用重量百分?jǐn)?shù)表示，含有碳＜0.01％，錳0.1～0.4％，硫0.03～0.09％，鈦0.04～0.1％，氮＜0.01％，以原子比表示，Ti/(C＋N＋0.4S)為1.0-2.0，其余部分是鐵且包括其它不可避免的雜質(zhì)，這種鋼被熱軋，并使精軋?jiān)诟哂贏r3轉(zhuǎn)變溫度下完成，然后卷取，接著按50～85％壓縮率冷軋，然后連續(xù)退火，從而得到有好的搪瓷粘附性的冷軋鋼板。
在下文將更詳細(xì)地描敘本發(fā)明鋼組成的數(shù)值限制原因。
本發(fā)明中，假如碳含量超過(guò)0.01重量％(在下文僅稱作％)，由于鋼中的溶解碳總量多，在退火過(guò)程中妨礙了織構(gòu)形成或?yàn)榱税讶芙馓脊潭樘蓟仯?xì)小的碳化鈦數(shù)量很多，因此珠光體晶粒將細(xì)小，由于可成形性大大下降，所以上述碳的總含量限制在小于0.01％最理想。
前述的錳是既為了使硫析出為硫化錳防止熱脆性，又為了通過(guò)靠熱軋中析出硫化錳在冷軋時(shí)產(chǎn)生微孔提高抗鱗斑性而添加的一種元素。然而，在錳的添加量小于0.1％的情況下，擔(dān)心由于硫存在于固溶態(tài)中產(chǎn)生熱脆性，在錳的總含量超過(guò)0.4％的情況下，固溶態(tài)錳的數(shù)量和硫化錳的數(shù)目變得很多，從而退火時(shí)再結(jié)晶長(zhǎng)大受到抑制，因此可成形性大大惡化，所以上述錳的總含量限制在0.1～0.4％最理想。于是，錳的總含量處于0.1～0.4％區(qū)間，錳化合物的數(shù)量是足夠的從而抗鱗斑性可以充分保證，并且由于保留在固溶態(tài)的硫全部析出不必?fù)?dān)心熱脆性。
前述的硫通常認(rèn)為是一種干擾鋼的物理性能的元素，但是在本發(fā)明中，硫是一種為了利用其提高搪瓷層與鋼板之間的搪瓷粘附性的優(yōu)點(diǎn)而添加的元素。其中的原因認(rèn)識(shí)得不清楚，可是因?yàn)樵诹虻目偤砍^(guò)0.03％的情況下，搪瓷粘附性大大改善，所以硫含量的下限值限制在0.03％，在硫的總含量超過(guò)0.09％情況下，將會(huì)擔(dān)心固溶的硫引起的熱脆性，并且由于析出太多的硫化錳可成形性惡化，所以硫含量的上限選擇0.09％最理想。
硫的優(yōu)選總含量為0.06～0.08％。
前述的鈦是提高原鋼板可成形性的一種元素，然而在鈦的添加量小于0.04％的情況下，因?yàn)橛欣谝鹂沙尚涡蕴岣叩拟佄龀鑫锏臄?shù)量極小，可成形性差，在添加超過(guò)0.1％的鈦的情況下，鈦析出物的數(shù)量太多且再結(jié)晶晶粒尺寸變得非常細(xì)小，由于可成形性變低，所以上述鈦的添加量限制在0.04～0.1％最理想。
鈦的優(yōu)選總含量為0.06～0.08％。
前述的氮在總含量較少時(shí)是有益的，當(dāng)?shù)目偤砍^(guò)0.01％，固溶態(tài)的氮變多或氮化鈦?zhàn)兌啵瑥亩沙尚涡宰兊?，因此上述氮的含量限制在少?.01％最理想。
另一方面，Ti/(C＋N＋0.4S)原子比率限制在1.0～2.0。
在上述的原子比率小于1.0的情況下，鋼中的碳和氮不能充分析出成析出物而在鋼中保持固溶態(tài)，固溶態(tài)的碳和氮在退火時(shí)阻止有利于可成形性的再結(jié)晶織構(gòu)的形成，從而可成形性變低，在原子比率超過(guò)2.0的情況下，鋼中大量的鈦仍然保持固溶體狀態(tài)，搪瓷粘附性大大惡化，所以上述Ti/(C＋N＋0.4S)原子比率限制在1.0～2.0最理想。
也就是，Ti/(C＋N＋0.4S)原子比率在1.0～2.0范圍內(nèi)，碳和氮依靠鈦全部析出，處于固溶形式的碳和氮基本沒(méi)有了，從而可成形性大大提高，鈦基本以析出狀態(tài)存在從而搪瓷粘附性變強(qiáng)。
在前述的原子比率表達(dá)式里，關(guān)于0.4S項(xiàng)，考慮的是幾乎添加的硫都析出為硫化錳或硫化鈦，通過(guò)電子顯微鏡觀察，大約40％的硫析出物是硫化鈦。
在下文，將描敘本發(fā)明鋼的生產(chǎn)條件。
本發(fā)明中，按前述組成的鋼扁坯應(yīng)熱軋，同時(shí)，精軋溫度應(yīng)控制在高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度。
在上述的熱精軋溫度低于Ar3轉(zhuǎn)變溫度的情況下，由于形成細(xì)長(zhǎng)的晶粒妨礙了{(lán)111}織構(gòu)的形成，所以可成形性降低。
熱軋過(guò)的熱軋鋼板按普通方式卷取，然后進(jìn)行冷軋，此時(shí)，冷壓縮率限制在50％～85％最理想。
前述卷取溫度在大約600～700℃最理想。
原因是析出物在熱軋時(shí)析出且生長(zhǎng)中斷或持續(xù)的過(guò)程中產(chǎn)生微孔，經(jīng)過(guò)冷軋過(guò)程微孔擴(kuò)展，微孔在退火后基本上保留下來(lái)從而起到重要的氫吸收源作用，在冷壓縮率小于50％的情況下，形成的微孔極少?gòu)亩鴼湮漳芰夯吟[斑發(fā)生的可能性大，在按冷壓縮率大于85％進(jìn)行冷軋的情況下，壓縮率太高從而微孔被壓縮和粘附，由于微孔面積頗為減少，所以氫吸收能力急劇降低。因此，在按50～85％冷壓縮率進(jìn)行冷軋的情況下，因?yàn)槟鼙ＷC充分的氫吸收能力，所以不發(fā)生鱗斑缺陷。
然后，冷軋鋼板以普通方式連續(xù)退火，結(jié)果是生產(chǎn)出了搪瓷粘附性好的高可成形性的冷軋鋼板。
前述連續(xù)退火溫度在800～850℃最理想，連續(xù)退火時(shí)間為30秒～10分鐘最理想，優(yōu)選連續(xù)退火時(shí)間為1～5分鐘。
在下文，將通過(guò)實(shí)施例具體地描述本發(fā)明。
實(shí)施例具有后面表1所示組成的本發(fā)明鋼，對(duì)比鋼和常規(guī)鋼的鋼扁坯分別在1250℃的熱處理爐中保溫1小時(shí)，然后進(jìn)行熱軋。此時(shí)，熱精軋溫度是900℃，卷取溫度為650℃。接下來(lái)，按以上所述進(jìn)行熱軋的熱軋過(guò)的鋼板按后面表1所示的40～70％的冷壓縮率進(jìn)行冷軋，然后在830℃連續(xù)退火。
表1鋼的 化學(xué)組成(重量％) Ti/(c+種類N+0.4S)冷壓CMn P S Ti N 原子比例縮比(％)本發(fā)明鋼1 0.0015 0.15 0.010 0.045 0.062 0.00301.43 702 0.0024 0.24 0.012 0.062 0.071 0.00241.29 ″3 0.0033 0.20 0.008 0.079 0.080 0.00221.17 ″4 0.0024 0.30 0.015 0.050 0.060 0.00151.34 ″5 0.0024 0.24 0.012 0.0 62 0.07 1 0.00241.29 556 0.0024 0.24 0.012 0.062 0.071 0.00241.29 80對(duì)比鋼7 0.0172 0.20 0.010 0.020 0.152 0.00601.50 708 0.0053 0.25 0.010 0.008 0.042 0.00301.16 ″9 0.0057 0.25 0.010 0.060 0.032 0.00300.46 4010 0.0033 0.05 0.010 0.080 0.050 0.00400.67 7011 0.0041 0.20 0.008 0.059 0.010 0.00220.17 ″12 0.0015 0.25 0.012 0.035 0.088 0.00122.83 ″13 0.0030 0.25 0.015 0.040 0.095 0.00212.20 ″14 0.0070 0.25 0.015 0.069 0.055 0.00400.66 ″15 0.0085 0.15 0.015 0.085 0.060 0.00380.61 ″常規(guī)鋼16 0.0039 0.15 0.010 0.013 0.122 0.00752.48 ″
按以上所述已完成退火的試樣被去油，然后在70的10％硫酸溶液中放置5分鐘進(jìn)行酸洗，用熱水漂洗，接下來(lái)，在3.6g/l碳化鈉+1.2g/l硼砂的中性溶液里放置10分鐘。試樣被覆蓋上搪瓷(M型，Haekwangof Korea制造)。烘干后的試樣在830℃燒制7分鐘，然后空冷從而完成了搪瓷涂覆過(guò)程。同時(shí)，加熱爐的環(huán)境條件調(diào)節(jié)成露點(diǎn)溫度30℃，這是最易發(fā)生鱗斑缺陷的惡劣條件。完成了搪瓷涂覆過(guò)程的試樣在200℃保溫20小時(shí)作為鱗斑促進(jìn)過(guò)程，然后用肉眼檢查在60mm寬×200mm長(zhǎng)的區(qū)域里出現(xiàn)鱗斑缺陷的數(shù)目，結(jié)果在后面的表2中說(shuō)明。同時(shí)，為了評(píng)價(jià)搪瓷粘附性，利用PEI粘附性測(cè)試儀(依據(jù)1972年重新頒布的ASTMC313-59進(jìn)行)測(cè)量PEI粘附性指數(shù)，每個(gè)樣品都測(cè)量了機(jī)械性能，結(jié)果在后面表2中說(shuō)明。表2搪瓷性能機(jī)械性能鋼的種類PEI指數(shù) 屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度延伸率 r*鱗斑缺 搪瓷層(kg/mm2) (kg/mm2)(％)陷出現(xiàn) 厚度數(shù)目本發(fā)明鋼10 110μm98 13.7 30.8 59.22.3920 104μm99 14.3 31.2 50.62.2230 109μm97 14.9 31.5 48.92.1840 98μm 100 13.5 30.1 53.92.4550 94μm 98 13.5 29.8 52.52.1260 114μm96 14.8 32.0 50.52.38對(duì)比鋼70 105μm67 28.6 39.2 34.81.57885103μm75 12.1 28.8 53.82.08958109μm98 23.5 29.5 45.21.8810 22106μm95 19.5 29.0 44.91.9211 1599μm 100 29.2 29.4 47.91.7212 2 108μm72 13.5 30.0 48.22.1113 0 106μm75 14.1 30.4 46.82.2114 0 110μm92 19.3 31.5 43.21.6915 0 115μm96 18.9 31.2 44.51.61常規(guī)鋼16 2 107μm55 17.2 32.4 44.91.92*rLank ford值正如在前述表2說(shuō)明的，在與本發(fā)明范圍相一致的本發(fā)明鋼1～6的情況中，PEI指數(shù)超過(guò)96從而顯示出極好的搪瓷粘附性，即使在最惡劣的條件下不發(fā)生搪瓷涂層產(chǎn)品的致命缺陷鱗斑缺陷，屈服強(qiáng)度小于15kg/mm2，r值大于2.1，延伸率大于48％，因此本發(fā)明鋼具有能夠很容易加工成包括浴缸在內(nèi)的幾乎所有搪瓷涂層產(chǎn)品的機(jī)械性能。
另一方面，在對(duì)比鋼7的情況中，因?yàn)樘己勘缺景l(fā)明高，r值是1.57，可成形性低，搪瓷粘附性指數(shù)是67，表示非常低的級(jí)別，這是因?yàn)榱蚝康陀诒景l(fā)明范圍。同時(shí)，在對(duì)比鋼8的情況中，因?yàn)樘迹伜蚑i/(C＋N＋0.4S)原子比率是適當(dāng)?shù)?，可成形性用r值表示是2.08，表示好的級(jí)別，但是因?yàn)榱蚝康陀诒景l(fā)明范圍，鱗斑數(shù)目是85，且搪瓷粘附性指數(shù)是75，因此搪瓷粘附性差。同時(shí)在對(duì)比鋼9的情況中，因?yàn)榱蚝砍渥?，搪瓷粘附性指?shù)是98表示了極好的級(jí)別，但是因?yàn)槔鋲嚎s率是40％，低于本發(fā)明范圍，在冷加工時(shí)產(chǎn)生的微孔數(shù)量少?gòu)亩霈F(xiàn)58個(gè)鱗斑缺陷，因?yàn)門i/(C＋N＋0.4S)原子比率也小于1.0，固溶的碳和氮不能完全固定，因此r值是1.88，表示低可形性。
同時(shí)，在對(duì)比鋼10的情況中，硫含量充足，搪瓷粘附性指數(shù)是95，表示極好的搪瓷粘附性，但是因?yàn)殄i含量低于本發(fā)明范圍，不能產(chǎn)出足量的硫化錳，出現(xiàn)22個(gè)鱗斑缺陷，因此顯示差的搪瓷涂覆性能。同時(shí)，在對(duì)比鋼11的情況中，硫和錳的含量充足，搪瓷粘附性指數(shù)是100，非常好，但是因?yàn)椴粌H鈦含量低而且Ti/(C＋N＋0.4S)原子比率是0.17，相對(duì)較小，r值是1.72，可成形性低且鈦的析出量極少，因此出現(xiàn)了15個(gè)鱗斑缺陷。
同時(shí)，在對(duì)比鋼12到對(duì)比鋼15的情況中，添加元素含量的范圍應(yīng)歸入本發(fā)明鋼范圍，但是因?yàn)門i/(C＋N＋0.4S)原子比率與本發(fā)明范圍不一致，因此搪瓷粘附性非常差或者可成形性變低。
也就是，在對(duì)比鋼12和對(duì)比鋼13的情況中，Ti/(C＋N＋0.4S)原子比率分別是2.83和2.2，相對(duì)較大，可成形性好，但PEI指數(shù)分別為72和75，因此搪瓷粘附性非常差。
同時(shí)，在對(duì)比鋼14和15的情況下，原子比率分別為0.88和0.83，相對(duì)較低，搪瓷粘附性好，但是r值分別為1.69和1.61，相對(duì)較低，因此可成形性差。
另一方面，在常規(guī)鋼的情況中，r值是1.92，可成形性是好的級(jí)別，并且鈦和氮的添加量充足，由于氮化鈦充分析出，在惡劣條件下，鱗斑形成數(shù)是2，認(rèn)為是普通環(huán)境條件下不形成鱗斑，但是在象夏季的潮濕環(huán)境下將有發(fā)生鱗斑缺陷的可能性。特別地，在常規(guī)鋼16的情況中，搪瓷粘附性指數(shù)是55，表示非常低的級(jí)別，這是因?yàn)殁伜勘缺景l(fā)明范圍高且硫含量低于本發(fā)明范圍。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明通過(guò)適當(dāng)控制鋁脫氧鋼的組成和適當(dāng)控制尤其是冷軋的生產(chǎn)條件而提供搪瓷粘附性和可成形性極好的用于搪瓷涂覆的冷軋鋼板，對(duì)于象餐具、浴缸、建筑鑲板、微波爐外部盤部件或煤氣灶的搪瓷涂層產(chǎn)品的制造非常有用。
權(quán)利要求
1.一種利用鋁脫氧鋼制造搪瓷粘附性好的高可成形性的冷軋鋼板的方法，在此方法中鋁脫氧鋼中含有碳＜0.01％，錳0.1～0.4％，硫0.03～0.09％，鈦0.04～0.1％和氮＜0.01％，以重量計(jì)，按Ti/(C＋N＋0.4S)定義的原子比率調(diào)整到1.0～2.0，且剩余部分是鐵而且包括其它不可避免的雜質(zhì)，熱軋此鋼，使精軋?jiān)诔^(guò)Ar3轉(zhuǎn)變溫度的溫度下完成，然后卷取，接下來(lái)按50～85％壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的制造搪瓷粘附性好的高可成形性的冷軋鋼板的方法，其特征在于硫含量是0.06～0.08％，鈦含量是0.06～0.08％。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2的制造搪瓷粘附性好的高可成形性的冷軋鋼板的方法，其特征在于卷取溫度是600～700℃，且連續(xù)退火溫度和時(shí)間分別是800～850℃和30秒～10分鐘。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3的制造搪瓷粘附性好的高可成形性的冷軋鋼板的方法，其特征在于上述連續(xù)退火時(shí)間是1～5分鐘。
全文摘要
一種制造用于餐具、建筑鑲板、微波爐的外部盤部件、煤氣灶和浴缸的搪瓷制品的冷軋鋼板的方法，在這種方法里增加了在搪瓷層和鋼板之間的良好搪瓷粘附性且大大提高了復(fù)雜形狀產(chǎn)品所需的可成型性，提供了一種制造搪瓷粘附性極好的高可成型性的冷軋鋼板的方法。在應(yīng)用鋁脫氧鋼制造搪瓷涂層冷軋鋼板的方法方面，本發(fā)明是一種制造緊密粘附性質(zhì)極好的高可成型性的冷軋鋼板的方法，在此方法里，鋁脫氧鋼含有碳＜0.01％，錳0.1～0.4％，硫0.03～0.09％，鈦0.04～0.1％和氮＜0.01％，用重量百分率表示的，按Ti/(C+N+0.4S)定義的原子比率調(diào)整到1.0～2.0，其余部分由鐵組成且包括其它不可避免的雜質(zhì)，熱軋此鋼并使精軋?jiān)诔^(guò)Ar
文檔編號(hào)C21D8/04GK1141604SQ95191701
公開日1997年1月29日 申請(qǐng)日期1995年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者伊正鳳, 金成柱 申請(qǐng)人:浦項(xiàng)綜合制鐵株式會(huì)社, 產(chǎn)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所