KR102326324B1

KR102326324B1 - 고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102326324B1
Application number: KR1020190171866A
Authority: KR
Inventors: 김재익
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-11-12
Also published as: KR20210079752A; CN115135795B; JP7488900B2; JP2023507805A; CN115135795A; WO2021125789A1; US20230017796A1

Abstract

본 발명은 고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은, 중량%로, 탄소(C) 0.03 내지 0.09%, 망간(Mn) 0.2 내지 0.4%, 알루미늄(Al) 0.01 내지 0.06%, 크롬(Cr) 0.15 내지 0.45%, 구리(Cu) 0.05 내지 0.25, 티타늄(Ti) 0.03 내지 0.08%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 항복강도가 570 내지 700 MPa 이다.

Description

고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법 {HIGH STRENGTH BLACKPLATE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}

고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 음료병 등의 뚜껑 (일명 왕관) 등에 사용되는 가공성 및 내압특성이 우수한 고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 강 성분 및 제조 프로세스 등을 최적화하여 극박의 소재에 대하여 드로잉과 같은 가공성과 내용물에 대한 내압특성 및 형상동결성이 우수한 고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

표면처리 도금원판에는 내식성을 부여하거나 또는 미려한 표면 특성을 얻기 위해 그 용도에 적합하도록 다양한 도금이 행해진다. 이 같이 도금된 강판을 표면처리 도금강판이라 칭하며, 그 예로 주석 도금강판, 아연 도금강판, 아연-니켈 도금강판 등이 있다. 이와 같이 표면처리 도금원판은 도금의 종류에 따라 다양하게 분류되지만 기본적으로 요구되는 성형성, 내압성, 형상동결성 등의 특성이 확보되어야 한다.

일반적으로 캔(Can)용 소재로 사용되는 철강 소재인 주석 도금원판(BP, Blackplate)에 주석 도금한 주석 도금강판(TP, Tinplate)은 대부분 소재 두께가 얇으므로 로크웰 표면 경도인 Hr30T(측정 하중 30kg, 보조 하중 3kg 적용)로 측정되는 조질도(Temper Grade)에 의해 평가되며, 통상적으로 1차압연법에 의해 제조되는 조질도 T1 (Hr30T 49±3), T2 (Hr30T 53±3) 및 T3 (Hr30T 57±3)까지의 연질 주석 석도강판과 조질도 T4 (Hr30T 61±3), T5 (Hr30T 65±3) 및 T6 (Hr30T 70±3)까지의 경질 석도강판으로 구분할 수 있다. 또한 소재의 강도를 올릴 목적으로 소둔 후 2차압연 등을 통해 경도를 상승시킨 2차압연재인 DR7 (Hr30T 71±3), DR8 (Hr30T 73±3), DR9 (Hr30T 76±3) 및 DR10 (Hr30T 80±3)로 나눌 수 있다.

주석을 도금하지 않은 상태의 주석 도금원판도 이에 준하여 구분되고 있다. 1회 압연법에 의해 제조되는 석도원판 중 조질도 T3 이하의 소재들은 주로 가공성이 요구되는 부위에 사용되며, 반면에 조질도 T4 이상재는 캔의 몸체, 뚜껑(End 및 Bottom) 등과 같이 가공성 보다는 내용물에 의한 내압을 견딜 수 있는 성질이 요구되는 부위들에 사용되고 있다. 특히 음료병의 뚜껑과 같은 용도 (일명 Crown cap, 왕관으로 칭함)에는 내압특성과 가공성이 동시에 요구되는 2차 압연 석도원판이 널리 적용되고 있다.

주석 도금 원판을 이용 내용물을 저장하기 위한 캔을 만들기 위해서는 원판의 표면에 주석 (Tin, Sn) 등을 전기도금하여 내식성을 부여하고 일정한 크기로 절단한 후 원형 또는 각형으로 가공하여 사용한다. 용기를 가공하는 방법으로는 용기가 뚜껑과 몸체(Body)의 두 부분으로 구성되는 2-피스(Piece) 캔과 같이 용접을 하지 않고 가공하는 방법과, 캔의 구성이 몸통, 위 뚜껑(End) 및 아래 뚜껑(Bottom)의 세 부분으로 이루어진 3-피스캔과 같이 용접 또는 접착에 의해 몸통을 체결하는 방법으로 나누어 진다.

용접이 없는 제관법은, 석도강판을 드로우잉(Drawing)하거나 드로우잉 후에 아이어닝(Ironing)하여 용기를 가공하는 방법을 거친다. 한편, 용접을 실시하는 제관법은, 일반적으로 위와 아래 뚜껑은 각각 가공하여 부착하고, 몸통은 원판으로부터 절단된 소재를 와이어 심(Wire Seam) 용접과 같은 저항용접법에 의해 원형으로 접합하는 방법을 거친다. 용기의 용도에 따라 원형으로 가공되는 캔은 확관(Expanding)이라는 가공 공정에 의해 2차 가공을 받기도 한다.

일반적으로 내압특성이 크게 요구되는 뚜껑 소재인 왕관과 같은 부위는 소재를 드로잉 가공 후 밀폐성을 향상시키기 위해 드로잉 선단부를 주름 형상으로 성형한다. 이때 가공성을 확보하지 못하면 주름 형상이 불균일하게 되어 형상 불량이 발생하며 이 부분에서 내용물의 밀봉력이 떨어져 내용물이 유출되는 문제가 발생한다. 특히 맥주나 탄산음료와 같이 탄산가스에 의해 병의 내압이 높아질 경우에도 왕관이 누설을 발생시키지 않고 밀봉성을 유지하는 것이 필요하다. 왕관용 강판의 가공성이 낮으면 이 밀봉성을 나타내는 특성인 내압 강도가 불충분하여 뚜껑이 뚜껑으로서의 역할을 하지 못하게 된다. 또한 주름 형상이 균일하더라도 강판의 강도가 낮으면 근본적으로 내압성을 확보할 수 없다.

그러므로 이들 용도에 사용되는 소재의 경우 가공성뿐만 아니라 내압특성, 형상 동결성이 우수하여야 한다. 내압특성 및 형상동결성을 확보하지 못하면 밀봉력을 확보할 수 없을 뿐만 아니라 내용물의 유출이 발생하여 용기로서 사용할 수 없게 된다. 따라서, 왕관 등에 사용되는 주석 도금강판은 내압특성 및 형상동결성을 개선할 필요가 있을 뿐만 아니라, 심한 가공을 받으므로 가공성도 아울러 향상시켜 주어야 한다.

고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 음료병 등의 뚜껑 (일명 왕관) 등에 사용되는 가공성 및 내압특성이 우수한 고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 더욱 구체적으로, 강 성분 및 제조 프로세스 등을 최적화하여 극박의 소재에 대하여 드로잉과 같은 가공성과 내용물에 대한 내압특성 및 형상동결성이 우수한 고강도 주석 도금원판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은, 중량%로, 탄소(C) 0.03 내지 0.09%, 망간(Mn) 0.2 내지 0.4%, 알루미늄(Al) 0.01 내지 0.06%, 크롬(Cr) 0.15 내지 0.45%, 구리(Cu) 0.05 내지 0.25%, 티타늄(Ti) 0.03 내지 0.08%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 항복강도가 570 내지 700 MPa 이다.

주석 도금원판은, 실리콘(Si) 0.03% 이하(0%는 제외), 인(P) 0.01 내지 0.03%, 황(S) 0.001 내지 0.015%, 및 질소(N) 0.003 내지 0.009%를 더 포함할 수 있다.

주석 도금원판은, 하기 식 1를 만족할 수 있다.

[식 1] 0.135 ≤ ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) ≤ 0.35

이때, 식 1에 있어서, [Ti], [Al], [N], 및 [C]는 각각 도금원판 내의 Ti, Al, N, 및 C의 함량(중량%)을 각 원자량으로 나눈 값을 의미한다.

주석 도금원판은, 하기 식 2을 만족할 수 있다.

[식 2] 0.020 ≤ [Mn]*[Cu]/[S] ≤ 0.095

이때, 식 2에 있어서, [Mn], [Cu], 및 [S]는 각각 도금원판 내의 Mn, Cu, 및 S의 함량(중량%)을 각 원자량으로 나눈 값을 의미한다.

주석 도금원판은 표면경도(Hr30T)가 74 내지 80일 수 있다.

주석 도금원판을 틴멜팅 및 베이킹 처리한 후의 항복점 연신율이 1.0% 미만일 수 있다.

주석 도금원판은 귀발생율이 1.5% 미만일 수 있다.

주석 도금원판은 내압강도가 120psi. 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금강판은, 상기 주석 도금원판 및 상기 주석 도금원판의 일면 또는 양면에 위치하는 주석 도금층을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금강판의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C) 0.03 내지 0.09%, 망간(Mn) 0.2 내지 0.4%, 알루미늄(Al) 0.01 내지 0.06%, 크롬(Cr) 0.15 내지 0.45%, 동(Cu) 0.05 내지 0.25%, 티타늄(Ti) 0.03 내지 0.08%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 가열하는 단계; 가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 열연강판을 권취하는 단계; 권취된 열연강판을 1차 냉간 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 냉연강판을 소둔하는 단계; 및 소둔된 냉연강판을 5 내지 20%의 압하율로 2차 냉간 압연하는 단계;를 포함한다.

권취된 열연강판을 1차 냉간 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계;에서 압하율은 80 내지 95%일 수 있다.

주석 도금원판의 제조방법은, 하기 식 3을 만족할 수 있다.

[식 3] 5.5 ≤ ([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CR_a-15)*CR_b/(CR_a+CR_b) ≤ 17

이때, 식 3에서, [Cr], [Cu], 및 [C]는 각각 도금원판 내의 Cr, Cu, 및 C의 함량(중량%)을 의미하고, CR_a는 1차 냉간 압연 압하율(%), CR_b는 2차 냉간 압연 압하율(%)을 의미한다.

가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연강판을 제조하는 단계;의 마무리 열간압연 온도는 860 내지 930℃일 수 있다.

열연강판을 권취하는 단계;의 권취 온도는 560 내지 700℃일 수 있다.

냉연강판을 소둔하는 단계;의 소둔 온도는 640 내지 760℃일 수 있다.

본 발명에 의한 주석 도금원판은, 적절한 성분 제어 및 제조 프로세스의 최적화를 통하여 강도 특성, 내압특성, 형상동결성 및 가공성이 우수하다.

본 발명에 의한 주석 도금원판은, 적절한 성분 제어 및 제조 프로세스의 최적화를 통하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 합금원소 제어를 통해 맥주병, 소주병, 탄산음료병 같은 용기의 뚜껑 등에 사용되는 왕관용 강판으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은 저탄소강 베이스의 강을 활용하여 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 등의 첨가량 및 합금원소의 비를 제어하고 1, 2차 냉간압하율의 관계를 최적화함으로써 강도, 형상동결성, 귀발생율, 가공성 및 내압특성이 우수하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은 드로잉 후 체결력을 확보하는 것이 필요한 용도와 같이 귀발생성과 내압특성이 요구되는 부위에 적용 시 우수한 물성을 보일뿐 아니라 가공시 가공 결함을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은 2차 압연용 원판의 소재 강도를 확보하기 위해 극저탄소강 대신 저탄소강을 기본으로 하여 필수적인 합금원소의 첨가가 요구되나 과량 함유되는 경우 편석 현상에 의해 가공성을 열화시키는 망간(Mn) 첨가량을 줄이는 대신 구리(Cu), 크롬(Cr)을 일정량 첨가하여 안정적인 재질을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은 조대한 석출물로 존재하여 페라이트 재결정을 억제하지 않으면서 고용 질소, 고용 탄소 등을 고착하는 티타늄(Ti)을 첨가하여 내시효성 및 극박재의 통판성을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금원판은 가공시 소재의 파단 방지 및 내압특성 확보라는 상반적인 특성을 개선하기 위해 1, 2차 압하율의 조합을 최적화함으로써 적정 강도 및 가공성의 조합을 확보할 수 있다.

본 명세서에서, 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서에서, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.

본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

주석 도금원판은, 하기 식 1를 만족할 수 있다.

[식 1] 0.135 ≤ ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) ≤ 0.35

주석 도금원판은, 하기 식 2을 만족할 수 있다.

[식 2] 0.020 ≤ [Mn]*[Cu]/[S] ≤ 0.095

이하, 주석 도금원판의 성분 및 식 1, 및 식 2의 한정의 이유를 설명한다.

탄소(C): 0.03 내지 0.09 중량%

탄소(C)는 강의 강도 향상을 위해 첨가되는 원소이며 C 함량이 너무 적으면 이하에서는 상술한 효과가 불충분하여 목표로 하는 내압특성을 얻을 수 없었다. 반면에, C 함량이 너무 많으면 표면 결함이 증가할 뿐만 아니라 과포화 고용 탄소가 증가하여 소재의 항복점 연신율이 높아 캔의 가공시 스트레쳐 스트레인과 같은 가공 결함 발생의 원인이 되었다. 또한 드로잉 가공성을 나쁘게 하는 요인으로 작용하였으므로 C 함량은 0.03 내지 0.09%일 수 있다. 더욱 구체적으로 0.035 내지 0.085%일 수 있다.

망간(Mn): 0.2 내지 0.4 중량%

망간(Mn)의 경우 고용 강화 원소로서 강의 강도를 높이고 열간 가공성을 향상시키는 역할을 한다. Mn 함량이 너무 적은 경우에는 적열취성의 발생 요인이 되고 오스테나이트의 안정화에 기여하기 어려울 수 있다. 반면에, Mn 함량이 너무 많은 경우에는 다량의 망간-설파이드 (MnS) 석출물을 형성하여 강의 연성 및 가공성이 저하되고 중심 편석의 요인으로 작용할 뿐만 아니라 압연성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, Mn 함량은 0.2 내지 0.4% 일 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn 함량은 0.22 내지 0.38%일 수 있다.

알루미늄(Al): 0.01 내지 0.06 중량%

알루미늄(Al)은 알루미늄 킬드강에서 탈산제 및 시효에 의한 재질 열화를 방지할 목적으로 첨가되는 원소로써 연성 확보에도 효과적이며 이러한 효과는 극저온일 때 보다 현저하게 나타난다. 반면에 Al 함량이 너무 많은 경우에는 알루미늄-옥사이드(Al₂O₃)와 같은 표면 개재물이 급증하여 열연재의 표면 특성을 악화시키고 가공성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, Al 함량은 0.01 내지 0.06%일 수 있다. 더욱 구체적으로 Al 함량은 0.015 내지 0.055%일 수 있다.

크롬(Cr): 0.15 내지 0.45 중량%

크롬(Cr)은 고용 강화를 위해 첨가되는 원소로서 너무 적을 경우에는 강화 효과를 얻기 곤란하며, 너무 많이 첨가되면 경도 상승 측면에서는 유리하지만 내식성을 열화시키며 고가의 크롬 사용에 따라 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다. 따라서, Cr 함량은 0.15 내지 0.45%일 수 있다. 더욱 구체적으로 Cr 함량은 0.18 내지 0.43% 일 수 있다.

구리(Cu): 0.05 내지 0.25 중량%

구리(Cu)은 내식성 및 고용 강화를 위해 첨가되는 원소로서 너무 적게 첨가될 경우에는 목표로 하는 효과를 얻기 곤란하며, 너무 많이 첨가되면 연주 시 표면 결함을 유발하고 고온에서 저온 균열의 요인으로 작용하는 문제점이 있었다. 따라서, Cu 함량은 0.05 내지 0.25%일 수 있다. 더욱 구체적으로 Cu 함량은 0.06 내지 0.23% 일 수 있다.

티타늄(Ti): 0.03 내지 0.08 중량%

특수원소 무첨가 저탄소강은 강내에 고용상태로 존재하는 원소에 의해 도금공정의 리프로우 및 제관공정의 소부처리 과정에서 변형시효를 일으켜 캔가공시 스트레쳐 스트레인 또는 프루팅과 같은 결함이 발생하는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해 탄질화물 형성 원소로써 첨가된 티타늄(Ti)은 첨가량을 제어함으로써 비교적 조대한 석출물로 존재하여 재결정을 크게 억제하지 않고 또한 강내의 질소를 고착함으로써 가공성 향상 및 내압특성 개선을 촉진시키는 역할을 한다. 이를 위해서는 Ti가 0.03% 이상 첨가되어야 하며, 너무 많이 첨가하면 극박재의 소둔 통판성을 악화시키는 문제점이 있었다. 따라서, Ti 함량은 0.03 내지 0.08%일 수 있다. 더욱 구체적으로 Ti 함량은 0.032 내지 0.076% 일 수 있다.

실리콘(Si): 0.03 중량% 이하 (0%는 제외함)

실리콘(Si)은 산소 등과 결합하여 강판의 표면에 산화층을 형성하여 표면 특성을 나쁘게 하고 내식성을 떨어뜨리는 요인으로 작용할 뿐만 아니라 도금 밀착성을 저하하는 요인으로 작용한다. 따라서, Si 함량 0.03% 이하로 한정한다. 더욱 구체적으로 Si 함량은 0.001 내지 0.028% 일 수 있다.

인(P): 0.01 내지 0.03 중량%

인(P)은 강 중 고용원소로 존재하면서 고용강화를 일으켜 비교적 저렴하게 강도 및 경도를 향상시키는 효과적인 원소이다. P의 함량이 너무 적으면 강성 유지가 어려워 내압특성 확보가 곤란하였으며, 반면에 P량이 너무 많으면 주조 시 중심 편석을 일으키고 연성이 저하되어 가공성을 열위하게 할 수 있다. 따라서, P 함량은 0.01 내지 0.03%가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 P 함량은 0.013 내지 0.028%가 될 수 있다.

황(S): 0.001 내지 0.015 중량%

황(S)은 강 중 망간과 결합해 비금속 개재물을 형성하고 적열취성 (red shortness)의 요인이 되며 또한 티타늄과도 결합하여 석출물을 형성하므로 황 함유량을 엄격히 관리하지 않으면, 고가인 망간 및 티타늄 첨가량의 변화가 커지게 되어 재질의 편차가 생길뿐만 아니라 제조원가 상승의 요인으로 작용하므로 황 함량의 범위를 일정 부분 낮게 관리하는 것이 필요하다. 또한, S 함량이 높은 경우 강판의 모재 인성을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있으므로 S 함량은 0.001 내지 0.015% 일 수 있다. 더욱 구체적으로 S량은 0.003 내지 0.014% 일 수 있다.

질소(N): 0.003 내지 0.009 중량%

질소(N)는 강 내부에 고용 상태로 존재하면서 경도를 상승시키는 등 재질 강화에 유효한 원소이다. N이 너무 적게 포함되면, 목표 강성을 확보하기 어려워 목표로 하는 내압 특성을 얻을 수 없었다. 반면에 N 함량이 너무 많이 포함되는 경우에는 압연성이 떨어질 뿐만 아니라 내시효성이 급격히 악화되어 가공성을 열화시킬 뿐만 아니라, 티타늄 등과 반응하여 석출물을 형성함으로써 소둔온도 상승의 요인으로 작용할 수 있다. 따라서, N량은 0.003 내지 0.009%일 수 있다. 더욱 구체적으로 N 함량은 0.0034 내지 0.0086% 일 수 있다.

한편, 본 발명의 주석 도금원판은 식 1의 값 ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])이 0.135 내지 0.35을 만족할 수 있고, 식 2의 값 [Mn]*[Cu]/[S]가 0.020 내지 0.095인 것을 만족할 수 있다. 여기에서, [Ti], [Al], [N], [C], [Mn], [Cu], 및 [S]는 각각 Ti, Al, N, C, Mn, Cu, 및 S의 함량으로 중량%를 각각의 원자량으로 나눈 값을 나타낸다.

[식 1] 0.135 ≤ ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) ≤ 0.35

한편 탄질화물 형성원소로써 작용하는 티타늄의 경우 황 이외에도 탄화물, 질화물 등을 형성하므로 탄소, 질소의 양과 더불어 티타늄 첨가량을 제어하여야 가공성 및 용접성 등을 확보할 수 있었다. 용접성 및 가공성이 우수한 주석 도금원판을 안정적으로 생산하기 위해서는 ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) 원자비를 제어하는 것이 필요할 수 있다. ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) 원자비가 너무 낮으면 틴멜팅 및 베이킨 공정에서 시효 형상이 발생하여 가공성을 현저히 악화시키는 요인으로 작용하였다. 반면에 ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) 원자비가 너무 높으면 재결정 현상이 현저히 억제되어 극박재의 열처리 작업성이 나빠져 히트버클과 같은 치명적인 결함으로 연결되기도 하였다. 따라서 ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) 원자비는 0.135 내지 0.35일 수 있다. 더욱 구체적으로 ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) 원자비는 0.137 내지 0.348일 수 있다.

[식 2] 0.020 ≤ [Mn]*[Cu]/[S] ≤ 0.095

상기와 같이 함유되는 원소들 중 망간과 동에 대한 황의 원자비 [Mn]*[Cu]/[S]가 0.020 내지 0.095 범위가 되도록 함유량을 조절할 수 있다. 망간과 동에 대한 황의 원자비가 너무 작을 경우, 적열 취성이 발생하여 가공성을 나쁘게 하였으며, 너무 클 경우, 편석 및 표면 결함이 증가하는 문제점을 나타내었다. 따라서, [Mn]*[Cu]/[S] 원자비는 0.020 내지 0.095일 수 있다. 더욱 구체적으로 [Mn]*[Cu]/[S] 원자비는 0.023 내지 0.093일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 주석 도금원판은 표면 경도 특성이 우수할 수 있다. 보다 구체적으로 표면경도(Hr30T)가 74 내지 80일 수 있다. 왕관용 소재의 경우 도금 및 인쇄후 드로잉 다이(Die)를 통해 컵 성형되고 체결을 위해 가공부 선단을 주름 형태로 가공한다. 이때 소재의 재질이 불균일하면 가공된 선단부의 말림 정도가 차이가 나서 내용물의 밀봉성에 문제가 생겨 내용물 유출의 요인이 될 수 있다. 그러므로 소재의 표면경도 값이 일정한 범위를 가지는 것이 요구된다. 이러한 물성을 만족함으로써 목표로 하는 왕관용 고강도 주석 도금원판으로써 바람직하게 적용될 수 있다. 표면경도가 너무 낮으면 가공후 체결부의 내압특성이 확보되지 않아 내용물 유출 문제가 발생하였다. 반면에 표면경도가 너무 높으면 드로잉 가공이 제대로 이루어지지 않음에 따라 왕관부의 형태를 유지하는데 문제가 있었다. 더욱 구체적으로 표면경도가 75.5 내지 79.5일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주석 도금원판은 틴-멜팅 및 베이킹후 형상동결성 특성이 우수하다.. 성형된 왕관의 내압특성 및 형상동결성을 확보하기 위해서는 소재의 항복 강도를 적절한 범위로 관리하는 것이 필요하며, 구체적으로 항복강도는 570 내지 700 MPa이다. 항복강도가 너무 낮으면 가공후 가공부의 형상동결성이 나빠질 뿐만 아니라 체결부의 내압특성이 확보되지 않는 문제가 발생하였다. 반면에 항복강도가 너무 높으면 드로잉 가공이 제대로 이루어지지 않음에 따라 왕관부의 형태를 유지하는데 문제가 있을 뿐만 아니라 가공 금형의 수명이 짧아지는 문제가 발생하였다. 보다 구체적으로 항복강도가 570 내지 670 MPa 일 수 있다. 더욱 구체적으로 항복 강도가 580 내지 660 MPa일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주석 도금원판은 틴-멜팅 및 베이킹후의 가공성이 우수할 수 있다. 구체적으로 주석 도금공정에서 행해지는 약 240℃에서의 틴-멜팅 처리 및 제관 공정에서 유기물 건조를 위한 180 내지 220℃ 범위의 베이킹 처리를 거친 후에도 항복점연신율이 1.0% 미만일 수 있다. 항복점 연신율이 높은 경우 가공시 주름이 발생하는 등 표면 결함에 노출되어 있으며 또한 주름 가공시 형상 유지가 곤란한 문제점이 발생하여 왕관용 소재에 있어서는 엄격하게 관리하는 것이 필요하다. 보다 구체적으로 항복점 연신율은 0.8% 미만일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주석 도금원판은 드로잉 성형에 의한 컵의 방향별 높이를 나타내는 이방성이 우수할 수 있다. 컵 드로잉 과정에서 발생하는 성형컵의 방향별 높이 차이는 왕관의 밀착성과 밀접한 상관성이 있을 뿐만 아니라 또한 귀발생부 제거에 따른 소재의 손실 발생에도 큰 영향을 미치는 인자이다. 성형 컵의 방향별 이방성을 표시하는 귀 발생율은 성형컵의 방향별 높이를 측정한 후 최대 컵높이(H_max.)와 최소 컵높이(H_min) 차이를 최대 컵높이로 나눈 값을 백분율로 나타낸 것으로, (H_max-H_min)/(H_max.)*100로 표시된다. 드로잉 가공에 의한 귀발생율이 1.5% 미만일 수 있다. 귀발생율이 1.5%보다 높게 되면 소재의 손실이 증가할 뿐만 아니라 성형컵 선단부 주름 가공부의 형상 불량이 나타나 왕관의 체결력이 저하되는 문제점이 있었다. 구체적으로 드로잉 가공에 의한 귀발생율이 1.5% 미만일 수 있다. 보다 바람직하게는 1.3% 미만일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주석 도금원판은 틴-멜팅 및 베이킹 후의 내압성이 우수할 수 있다. 구체적으로 주석 도금강판을 왕관 형태로 가공후 JIS S9017에 준하여 내압실험을 진행하면 120psi. 이상의 값을 얻을 수 있다. 내압강도가 너무 낮은 경우 가공품의 체결력이 나빠져 내용물의 유출을 일으키는 요인으로 작용하므로 용기의 안정성 확보 측면에서 엄격하게 관리하는 것이 필요하다. 구체적으로 내압강도는 120psi (약 0.828MPa) 이상일 수 있다. 보다 구체적으로 125psi (약 0.863MPa) 이상일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 주석 도금강판은, 상기의 주석 도금원판 및 상기 주석 도금원판의 일면 또는 양면에 위치하는 주석 도금층을 포함한다.

이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.

먼저 슬라브를 제조한다. 제강 단계에서 C, Mn, Si, P, S, Al, N, Ti, Cr, Cu 등을 적정 함량으로 제어하고 제강에서 성분이 조정된 용강은 연속주조를 통하여 슬라브로 제조된다.

슬라브의 각 조성에 대해서는 전술한 주석 도금원판에서 자세히 설명하였으므로, 중복되는 설명을 생략한다. 주석 도금원판 제조 공정 중에서 합금성분이 실질적으로 변하지 않으므로, 슬라브와 최종 제조된 주석 도금원판의 합금 성분이 동일할 수 있다.

다음으로, 슬라브를 가열한다. 이는 후속되는 열연 공정을 원활히 수행하고, 슬라브를 균질화 처리하기 위해 슬라브를 1150 내지 1280℃로 가열할 수 있다. 슬라브 가열온도가 너무 낮으면 후속하는 열연 시 하중이 급격히 증가하여 압연성을 저하 시키는 문제가 있으며, 반면에 너무 높으면 에너지 비용이 증가할 뿐만 아니라, 표면 스케일 발생이 증가하여 재료 손실이 발생하였다. 보다 바람직하게는 슬라브 가열온도가 1180 내지 1250℃로 될 수 있다.

다음으로, 가열된 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 제조한다. 이때, 마무리 열간 압연온도는 860 내지 930℃가 될 수 있다. 마무리 압연온도가 너무 낮으면 저온 영역에서 열간 압연이 마무리됨에 따라 결정립의 혼립화가 급격히 진행되어 열간 압연성 및 가공성의 저하를 초래할 수 있다. 반면에, 마무리 압연온도가 너무 높은 경우에는 표면 스케일의 박리성이 떨어지며, 두께 전반에 걸쳐 균일한 열간압연이 이루어지지 않아 형상 불량의 원인이 될 수 있다. 더욱 바람직하게는 마무리 압연 온도가 860 내지 930℃로 될 수 있다.

다음으로 열연강판을 권취한다. 이때 권취온도는 560 내지 700℃가 될 수 있다. 열간 압연 후 권취 전 열연강판의 냉각은 런-아웃-테이블 (ROT, Run-out-table)에서 행할 수 있다. 권취온도가 너무 낮으면 냉각 및 유지하는 동안 폭 방향 온도 불균일에 의해 저온 석출물의 생성 거동이 차이를 나타내어 재질 편차를 유발함으로써 가공성에 좋지 않은 영향을 준다. 반면에, 권취온도가 너무 높은 경우에도 미세조직이 조대화되어 표면 재질연화 및 제관시 오렌지-필(orange-peel)과 같은 결함을 유발하는 문제점이 있었다. 보다 바람직하게는 권취 온도가 570 내지 690℃로 될 수 있다.

열연강판을 권취한 이후, 권취된 열연강판을 냉간압연하기 전에 권취된 열연강판을 산세하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

다음으로, 권취된 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조한다. 이 때, 압하율은 80 내지 95%가 될 수 있다. 냉간압하율이 너무 적으면 재결정의 구동력이 낮아 국부적인 조직 성장이 발생하는 등 균일한 재질을 확보하기 어려우며 또한 최종 제품의 두께를 고려하면 열연판 두께를 충분히 얇게 작업하여야 하는 등 전체적으로 열연 작업성을 현저히 나쁘게 하는 문제점이 있다. 반면에 압하율이 너무 높으면 압연기 부하 증대로 냉간압연 작업성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서 압하율은 80 내지 95%가 될 수 있다. 보다 구체적으로 85 내지 92%일 수 있다.

다음으로 냉연강판을 소둔한다. 냉간압연에서 도입한 변형으로 강도가 높아져 있는 상태로부터 소둔을 실시함으로써 목표로 하는 강도 및 가공성을 확보할 수 있다. 이 때 소둔온도는 640 내지 760℃일 수 있다. 소둔온도가 너무 낮으면 압연에 의해 형성된 변형이 충분히 제거되지 않아 가공성이 현저히 떨어지는 문제점이 있으며, 반면에 소둔온도가 너무 높으면 연속소둔 시 고온소둔에 따른 노 내 장력 제어가 곤란하여 통판성을 나쁘게 할 뿐만 아니라 소둔작업 시 히트 버클(Heat buckle)과 같은 결함을 유발하는 문제점이 있었다. 더욱 바람직하게는 소둔온도가 650 내지 750℃일 수 있다.

냉연강판을 소둔하는 단계 이후, 소둔된 냉연강판을 조질압연 단계에서 2차 냉간 압연을 실시하여 강도를 향상시킨다. 이때 압하율은 5 내지 20%일 수 있다. 2차 압연을 통하여 원하는 표면 조도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 가공경화에 의한 강도 상승 효과를 확보할 수 있다. 너무 높은 2차 압하율 적용 시 강도 확보 측면에서는 유리하지만 드로잉 및 주름 가공성이 현저히 나빠지는 문제점이 있었으며, 반면에 너무 낮은 압하율에서는 목표로 하는 강도 수준을 얻을 수 없어 내압특성이 확보되지 않아 내용물의 유출을 막을 수 없었다. 더욱 구체적으로 2차 압하율은 7 내지 19%일 수 있다.

한편, 왕관용 강판과 같이 1차 및 2차 압연을 통해 제조되는 소재에서 제품의 가공성, 특히 귀발생율은 열연 후 1차 냉간 압연 단계에서의 1차 압하율(CR_a, %), 소둔 후 2차 냉간 압연(조질압연단계)의 2차 압하율(CR_b, %)뿐만 아니라 첨가되는 강화원소, Cr, Cu와 C의 중량%와 아래와 같은 식 3을 만족할 수 있음을 확인하였다.

[식 3] 5.5 ≤ ([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CR_a-15)*CR_b/(CR_a+CR_b) ≤ 17

우수한 가공성을 확보함과 아울러 귀발생율을 낮추기 위해서는 전술과 같은 성분의 소재를 이용함과 동시에 강화원소와 1, 2차 압하율의 관계, 식 3을 관리할 수 있다. 이때 강화원소와 1, 2차 압하율의 관계식, ([Cr]*1.2[Cu]/[C))*(CR_a-15)*CR_b/(CR_a+CR_b)은 5.5 내지 17일 수 있다. 다양한 실험을 통하여 인장시험에 의해 얻어지는 면 내 이방성 지수인, Δr값이 -0.2 내지 0.2의 범위를 가지면 왕관과 같이 드로잉 특성이 엄격한 용도로의 적용성에도 큰 문제가 없음을 확인하였다. 이를 바탕으로 2차압연 왕관용 소재에서 강화원소와 1, 2차 냉간압하율의 관계식 식 3가 너무 작을 경우는 45도 방향의 소성변형비가 증가하여 귀발생율을 높이는 문제점이 발생 하였으며, 반면에 너무 클 경우에서는 냉간압하의 부하 증가에 따라 압연성이 나쁠 뿐만 아니라 60도 방향의 컵 높이가 증가하여 내압강도를 저하시키는 문제점이 발생하여 가공성이 우수한 소재를 확보할 수 없었다. 보다 구체적으로 식 3의 값은 5.55 내지 16.85일 수 있다. 이때, 식 3에서, [Cr], [Cu], 및 [C]는 각각 도금원판 내의 Cr, Cu, 및 C의 함량(중량%)을 의미하고, CR_a는 1차 냉간 압연 압하율, CR_b는 2차 냉간 압연 압하율을 의미한다.

한편, 제조된 주석 도금원판 일면 또는 양면에 주석을 전기 도금하여 주석 도금층을 형성할 수 있다. 주석 도금층을 형성하여 주석 도금강판을 제조할 수 있다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

실시예

하기 표 1과 같이 이루어진 알루미늄 킬드강의 슬라브를 1230℃로 가열한 후 하기 표 2에 정리된 제조조건으로 열간압연, 권취, 냉간압연, 연속소둔한 후 조질 압하을 적용한 주석 도금원판을 얻었다.

강종	합금조성 (중량%)										식 1	식 2
강종	C	Mn	Si	P	S	Al	N	Cr	Cu	Ti	식 1	식 2
발명강1	0.037	0.36	0.016	0.026	0.011	0.044	0.0042	0.26	0.15	0.046	0.316	0.045
발명강2	0.055	0.28	0.021	0.021	0.009	0.036	0.0066	0.41	0.09	0.059	0.272	0.025
발명강3	0.062	0.37	0.006	0.016	0.008	0.051	0.0075	0.39	0.21	0.035	0.144	0.088
발명강4	0.081	0.24	0.009	0.014	0.006	0.020	0.0039	0.21	0.18	0.064	0.201	0.065
비교강1	0.011	0.25	0.015	0.014	0.010	0.076	0.0117	0.34	0.19	0.047	1.071	0.043
비교강2	0.024	0.42	0.011	0.025	0.052	0.026	0.0022	0.21	0.00	0.052	0.548	0.000
비교강3	0.041	0.08	0.006	0.009	0.009	0.007	0.0045	0.08	0.01	0.018	0.110	0.001
비교강4	0.045	0.35	0.524	0.057	0.011	0.031	0.0014	0.00	0.56	0.076	0.440	0.162
비교강5	0.071	0.86	0.012	0.022	0.021	0.001	0.0039	0.34	0.21	0.000	0.000	0.078
비교강6	0.102	0.25	0.019	0.041	0.008	0.042	0.0059	0.58	0.11	0.046	0.116	0.031

이때, 식 1 및 식 2은 하기의 값으로 계산하였다.

[식 1] ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])

[식 2] [Mn]*[Cu]/[S]

여기서, [Ti]는 도금강판 내 Ti의 함량(중량%)을 원자량(48)으로 나눈 값이다.

[Al]은 도금강판 내 Al의 함량(중량%)을 원자량(27)으로 나눈 값이다.

[N]은 도금강판 내 N의 함량(중량%)을 원자량(14)으로 나눈 값이다.

[C]는 도금강판 내 C의 함량(중량%)을 원자량(12)으로 나눈 값이다.

[Mn]은 도금강판 내 Mn의 함량(중량%)을 원자량(55)으로 나눈 값이다.

[Cu]는 도금강판 내 Cu의 함량(중량%)을 원자량(64)으로 나눈 값이다.

[S]는 도금강판 내 S의 함량(중량%)을 원자량(32)으로 나눈 값이다.

구분	강종 No.	마무리 열간압연 온도 (℃)	권취 온도 (℃)	1차 냉간압하율 (CR_a, %)	소둔 온도 (℃)	2차 냉간압하율 (CR_b, %)	식 3
발명예1	발명강1	900	580	88	660	18	15.68
발명예2	발명강1	900	580	88	710	15	13.45
발명예3	발명강1	900	580	88	740	12	11.08
발명예4	발명강2	890	620	86	690	10	5.95
발명예5	발명강2	890	620	86	730	16	8.97
발명예6	발명강3	910	660	90	680	8	9.71
발명예7	발명강4	880	660	91	700	14	5.67
발명예8	발명강4	880	660	90	740	18	7.00
비교예1	발명강1	750	580	90	620	34	26.01
비교예2	발명강1	900	580	75	700	29	21.16
비교예3	발명강2	890	460	96	690	4	2.61
비교예4	발명강3	910	780	90	820	26	26.65
비교예5	비교강1	880	640	88	690	8	42.87
비교예6	비교강2	880	640	88	690	16	0.00
비교예7	비교강3	880	640	88	690	12	0.21
비교예8	비교강4	880	640	88	690	17	0.00
비교예9	비교강5	880	640	88	690	35	25.07
비교예10	비교강6	880	640	88	690	9	5.08

이때, 식 3은 하기의 값으로 계산하였다.

[식 3] ([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CR_a-15)*CR_b/(CR_a+CR_b)

여기서, [Cr]는 도금강판 내 Cr의 함량(중량%)을 의미한다.

[Cu]는 도금강판 내 Cu의 함량(중량%)을 의미한다.

[C]는 도금강판 내 C의 함량(중량%)을 의미한다.

CR_a는 1차 냉간 압연 압하율, CR_b는 2차 냉간 압연 압하율을 의미한다.

이러한 주석 도금원판의 여러가지 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

통판성은, 냉간 및 열간압연 시 압연 부하가 없고 연속소둔 시 히트 버클(Heat buckle) 같은 결함이 발생하지 않으면 "O"로 표시하였으며, 압연 부하가 발생하거나 연속소둔 시 판 파단과 같은 결함이 발생한 경우 "X"로 표시하였다.

표면경도 값은, 로크웰 표면경도기를 이용하여 주하중 30kg, 보조하중 3kg인 Hr30T로 측정한 값을 나타내었다.

항복강도는 표점거리 50mm인 ASTM13B 규격의 인장시편에 대하여 조건당 3번의 인장시험을 실시하여 측정한 평균값을 나타내었다.

항복점 연신율의 경우 주석 도금원판을 240℃, 3초간 틴-멜팅 열처리 및 200℃, 20분간 베이킹 처리를 한 시편에 대해 인장시험을 통해 측정한 값으로써 1% 미만이면 "양호", 1% 이상의 값이면 "불량"으로 표시하였다.

귀발생율은 블랭크 직경에 대한 성형 다이(Die) 직경비로 나타내는 드로잉비(=블랭크 직경*100/다이 직경), 1.6으로 성형한 성형컵의 방향별 높이를 측정하여 최대 컵높이(H_max.)와 최소 컵높이(H_min) 차이를 최대 컵높이로 나눈 값의 백분율, (H_max-H_min)/(H_max.)*100 로써 귀 발생율이 1.5% 미만이면 "양호", 그 이상이면 "불량"으로 표시하였다.

내압특성(내압 강도)은 JIS S9017에 따라 내압시험을 실시하여 얻어진 내압강도가 120psi 이상이면 "양호"로, 120psi 미만이면 "불량"으로 표시하였다.

가공성은 강판을 이용해 성형을 행하여 파단이나 체결 형상 불량이 발생하면 "불량"으로, 파단이나 형상 불량이 발생하지 않으면 "양호"로 나타내었다.

구분	통판성	표면경도 (Hr30T)	항복강도 (MPa)	항복점 연신율 (%)	귀발생율	내압특성	가공성
발명예1	○	77.5	637	양호	양호	양호	양호
발명예2	○	76.2	621	양호	양호	양호	양호
발명예3	○	75.9	628	양호	양호	양호	양호
발명예4	○	76.8	614	양호	양호	양호	양호
발명예5	○	78.2	647	양호	양호	양호	양호
발명예6	○	76.8	586	양호	양호	양호	양호
발명예7	○	77.5	609	양호	양호	양호	양호
발명예8	○	79.2	641	양호	양호	양호	양호
비교예1	X	82.4	714	양호	불량	양호	불량
비교예2	○	72.5	562	양호	불량	불량	불량
비교예3	X	69.6	548	불량	불량	불량	불량
비교예4	X	74.4	568	양호	불량	양호	불량
비교예5	○	59.4	386	불량	불량	불량	불량
비교예6	○	64,9	439	불량	불량	불량	불량
비교예7	○	61.8	418	불량	불량	불량	불량
비교예8	○	68.5	523	불량	불량	불량	불량
비교예9	X	82.3	692	불량	불량	양호	불량
비교예10	○	66.7	510	불량	불량	불량	불량

표 1 내지 표 3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 합금 조성과 제조 조건을 모두 만족하는 발명예 1 내지 8은 통판성이 양호할 뿐만 아니라, 목표로 하는 주석 도금원판의 재질 기준인 표면경도, Hr30T 74 내지 80, 항복강도 570 내지 670MPa, 항복점연신율 1.0% 미만, 귀발생율 1.5% 미만, 내압강도 120psi. 이상으로 가공시 파단이나 형상불량이 발생하지 않아 우수한 가공성을 확보할수 있었을 뿐만 아니라 내압특성도 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

반면, 비교예 1 내지 4는 본 발명에서 제시하는 합금 조성은 만족하였으나, 제조 조건을 만족하지 못한 경우로서 1, 2차압연 통판성 (비교예 1 및 3) 및 소둔 통판성 (비교예 4)이 나빠지는 문제점이 있었으며, 표면 경도나 항복강도가 목표 대비 높거나 (비교예 1) 또는 낮았으며 (비교예 2 내지 4), 귀발생율이 1.5% 이상으로 높아 소재의 손실이 많을 뿐만 아니라 체결력이 저하되었으며, 내압특성 및 가공성을 만족하지 못하는 경우도 발생하여 전체적으로 목표로 하는 고강도 주석 도금원판의 특성을 확보할 수 없었다.

비교예 5 내지 8 및 10은 본 발명에서 제시한 제조 조건은 만족하지만 합금 조성을 만족하지 못한 경우이며, 비교예 9은 합금 조성 및 제조 조건을 모두 만족하지 못하는 경우이다. 비교예 5 내지 10은 대부분 본 발명의 목표 표면경도, 항복강도, 항복점연신율, 귀발생율, 내압특성 및 가공성 등을 만족하지 못하였고, 비교예 9의 경우 통판성 또한 양호하지 않는 등 다양한 문제점이 발생하여 목표 특성을 확보할 수 없었다.

본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

중량%로, 탄소(C) 0.03 내지 0.09%, 망간(Mn) 0.2 내지 0.4%, 알루미늄(Al) 0.01 내지 0.06%, 크롬(Cr) 0.15 내지 0.45%, 구리(Cu) 0.05 내지 0.25%, 티타늄(Ti) 0.03 내지 0.08%, 실리콘(Si) 0.03% 이하(0%는 제외), 인(P) 0.01 내지 0.03%, 황(S) 0.001 내지 0.015%, 및 질소(N) 0.003 내지 0.009%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고,
항복강도가 570 내지 700 MPa 이고,
하기 식 1 및 식 2를 만족하는 주석 도금원판.
[식 1] 0.135 ≤ ([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C]) ≤ 0.35
(식 1에 있어서, [Ti], [Al], [N], 및 [C]는 각각 도금원판 내의 Ti, Al, N, 및 C의 함량(중량%)을 각 원자량으로 나눈 값을 의미한다.)
[식 2] 0.020 ≤ [Mn]*[Cu]/[S] ≤ 0.095
(식 2에 있어서, [Mn], [Cu], 및 [S]는 각각 도금원판 내의 Mn, Cu, 및 S의 함량(중량%)을 각 원자량으로 나눈 값을 의미한다.)
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제1항에 있어서,
상기 도금원판은 표면경도(Hr30T)가 74 내지 80인 주석 도금원판.
제1항에 있어서,
상기 도금원판을 틴멜팅 및 베이킹 처리한 후의 항복점 연신율이 1.0% 미만인 주석 도금원판.
제1항에 있어서,
상기 도금원판은 귀발생율이 1.5% 미만인 주석 도금원판.
제1항에 있어서,
상기 도금원판은 내압강도가 120psi. 이상인 주석 도금원판.
제1항 또는 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 주석 도금원판 및 상기 주석 도금원판의 일면 또는 양면에 위치하는 주석 도금층을 포함하는 주석 도금강판.
중량%로, 탄소(C) 0.03 내지 0.09%, 망간(Mn) 0.2 내지 0.4%, 알루미늄(Al) 0.01 내지 0.06%, 크롬(Cr) 0.15 내지 0.45%, 동(Cu) 0.05 내지 0.25, 티타늄(Ti) 0.03 내지 0.08%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계;
상기 슬라브를 가열하는 단계;
상기 가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
상기 열연강판을 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 80 내지 95%의 압하율로 1차 냉간 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계;
상기 냉연강판을 소둔하는 단계; 및
상기 소둔된 냉연강판을 5 내지 20%의 압하율로 2차 냉간 압연하는 단계;
를 포함하고,
하기 식 3을 만족하는 주석 도금원판의 제조방법.
[식 3] 5.5 ≤ ([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CR_a-15)*CR_b/(CR_a+CR_b) ≤ 17
(식 3에서, [Cr], [Cu], 및 [C]는 각각 도금원판 내의 Cr, Cu, 및 C의 함량(중량%)을 의미하고, CR_a는 1차 냉간 압연 압하율(%), CR_b는 2차 냉간 압연 압하율(%)을 의미한다.)
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제10항에 있어서,
상기 가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연강판을 제조하는 단계;의 마무리 열간압연 온도는 860 내지 930℃인 주석 도금원판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 열연강판을 권취하는 단계;의 권취 온도는 560 내지 700℃인 주석 도금원판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 냉연강판을 소둔하는 단계;의 소둔 온도는 640 내지 760℃인 주석 도금원판의 제조방법.