TWI463017B

TWI463017B - Enamel excellent high-forming cold-rolled enamel steel

Info

Publication number: TWI463017B
Application number: TW101136438A
Authority: TW
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-12-01
Also published as: TW201414858A

Description

搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材

本發明係關於一種琺瑯鋼材，特別係關於一種搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材。

習知提及鋼材搪瓷性者，最主要是指跳鐵缺陷防治能力。跳鐵(Fishscale)缺陷係指琺瑯鋼材成品燒成後，其琺瑯層產生形狀似半月形或魚鱗狀剝離，而剝離發生時間可能在燒成後立即出現，亦可能數日後出現。其缺陷生成原因係為氫原子在高溫燒成時溶入過多，因此，冷卻後氫原子過飽和析出成氫分子，並聚集於鋼材與琺瑯接合界面處形成壓力，當接合界面無法承受壓力時，即會造成琺瑯層剝離，進行形成跳鐵缺陷。

跳鐵缺陷為搪瓷產品各項缺陷中直接和鋼片品質相關者，且跳鐵缺陷所衍生之相關問題，通常均會形成重大訴賠案件，因此，各鋼片生產廠商產製搪瓷鋼片時，皆必須防治及過濾跳鐵缺陷。

目前各國琺瑯鋼材產品設計主要於成份中添加或調整合金含量，以析出物存在鋼材中，並於析出物本身及周遭形成微空隙，進而防治跳鐵缺陷產生。然而，由於琺瑯燒成溫度係高達800至880℃，使得部分析出物將出現熔融進而分解，例如碳化物中之碳化鈦、雪明碳鐵及氮化物中之氮化鋁等，將會降低其吸附氫氣之能力，導致跳鐵缺陷仍時有產生。

因此，有必要提供一創新且具進步性之搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，以解決上述問題。

本發明提供一種搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，所要解決的技術問題是防止跳鐵缺陷於琺瑯鋼材製程後生成，以提高琺瑯鋼材之搪瓷性。

依據本發明提出的一種搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，以重量%計算，組成包括：碳(C)：0.008%以下；矽(Si)：0.1%以下；錳(Mn)：0.3%以下；磷(P)：0.015%以下；硫(S)：0.015%以下；鋁(Al)：0.01至0.06%；氧(O)：0.02%以下；以及細化氮化鈦(TiN)介在物：係由0.07至0.12%之鈦(Ti)及0.006至0.015%之氮(N)結合燒製而成。

為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明所述目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

本發明搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，以重量%計算，組成包括：碳(C)：係為鋼材中重要強化元素，碳含量太高會造成鋼材強度過高，不利於鋼材成形性，因此，本發明之碳含量需控制在0.008%以下；矽(Si)：係為鋼材固溶強化元素，可延遲雪明碳鐵的析出，較佳地，矽含量係控制在0.1%以下；錳(Mn)：係為鋼材重要固溶強化元素，錳含量太高同樣會造成鋼材強度過高，不利於鋼材成形性，故本發明之錳含量需控制在0.3%以下；磷(P)：係為鋼材中的不純物，磷容易偏析至晶界，造成晶界脆化，因此，本發明之磷含量需控制在0.015%以下；硫(S)：係為鋼材中的不純物，硫在高溫時可能產生硫化鈦(TiS)、碳硫化鈦(Ti₄ C₂ S₂ )及硫化錳(MnS)等，其中硫化鈦(TiS)及碳硫化鈦(Ti₄ C₂ S₂ )會消耗所添加的鈦，而硫化錳(MnS)則不利於鋼材成形性，故本發明之硫含量需控制在0.015%以下；鋁(Al)：係作為煉鋼時之脫氧用，當鋁含量低於0.01%時，將造成脫氧不足，而當鋁含量高於0.06%時，將不利於鋼材成形性，因此，本發明之鋁含量需控制在0.01至0.06%；氧(O)：需控制在0.02%以下；以及細化氮化鈦(TiN)介在物：係由鈦(Ti)及氮(N)結合燒製而成，因氮與鈦結合性佳，當燒製溫度超過1400℃以上時，便會開始形成氮化鈦(TiN)介在物。然而，當鈦含量及氮含量太高時，便會生成粗化氮化鈦介在物，進而導致鋼材成形性不佳。因此，為使細化氮化鈦(TiN)介在物之尺寸能控制在1至5微米，在本實施例中，鈦含量需控制在0.07至0.12%，而氮含量需控制在0.006至0.015%。

本發明係利用細化氮化鈦(TiN)介在物之高溫穩定性來提高氫氣吸附能力，如此，可防止跳鐵缺陷於琺瑯鋼材製程後生成，進而提高琺瑯鋼材之搪瓷性。

本發明之高成形性冷軋琺瑯鋼材係採用傳統連鑄製程生產，包括熱軋鋼捲→連續酸洗切邊→冷軋→連續退火→冷軋鋼捲等步驟，其中，連續退火線結合清洗、退火、調質及精整等四項功能，故產品均質性較能符合琺瑯用途需求。另外，在本實施例中，於現場澆鑄作業時，鋼液必須在低過熱度(25℃以下)下，以適當澆鑄速度作業，並利用強化冷卻方式冷卻鋼胚，以細化鋼胚凝固後之晶粒組織，從而獲得均勻細化之氮化鈦(TiN)介在物。

圖1顯示本發明細化氮化鈦(TiN)介在物之電子顯微鏡照片。圖2顯示本發明細化氮化鈦(TiN)介在物之能量散射光譜(EDS)分析結果圖。本發明冷軋琺瑯鋼材係以高成形性之極低碳鋼(Interstitial Free Steel)為基底，即於成份中添加或提高鈦、硼等含量以減少固溶碳、氮存在之外，再提高適當氮、鈦合金以形成足量氮化鈦，其於琺瑯燒成後，確實可有效防止跳鐵缺陷生成，如圖1及圖2所示。此外，由圖1可知，本發明細化氮化鈦(TiN)介在物確為微米級，且型態為多角型。

成形性測試：

表1顯示本發明冷軋琺瑯鋼材與一般亮面冷軋鋼材(BA CQ1)之機性比較結果。如表1所示，本發明冷軋琺瑯鋼材具有極佳之伸長率及塑性應變比(r值)，證明本發明冷軋琺瑯鋼材確具良好成形性。

搪瓷性測試：

以福祿(FERRO)公司所設計之特殊釉藥2290進行測試，此釉藥成份類似面釉，且與鋼材之附著性不比底釉好，鋼材成份設計不佳或酸洗作業不良燒成後易產生跳鐵缺陷，故可用以測試本發明鋼材之抗跳鐵能力。表2顯示釉藥2290之試驗配方。

首先，鋼材脫脂後，於10%硫酸中進行酸洗；中和乾燥後，依2290試驗配方(表2)調製釉漿噴敷；最後，於830℃高溫下燒成。

表3顯示發明例1~5及比較例1~2之化學成份。表4顯示發明例1~5及比較例1~2之搪瓷性測試結果比較。如表3及表4所示，本發明適當提高氮(N)、鈦(Ti)合金成份，確實可強化鋼材抗跳鐵能力。反觀，作為比較例之一般亮面冷軋鋼材(BA CQ1)及一般極低碳鋼(IF CQ2)皆於測試後生成跳鐵缺陷，證明兩者不適合搪瓷用途。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

圖1顯示本發明細化氮化鈦(TiN)介在物之電子顯微鏡照片；及圖2顯示本發明細化氮化鈦(TiN)介在物之能量散射光譜(EDS)分析結果圖。

Claims

一種搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，以重量%計算，組成包括：碳(C)：0.008%以下；矽(Si)：0.1%以下；錳(Mn)：0.3%以下；磷(P)：0.015%以下；硫(S)：0.015%以下；鋁(Al)：0.011至0.06%；氧(O)：0.02%以下；以及細化氮化鈦(TiN)介在物：係由0.07至0.12%之鈦(Ti)及0.006至0.015%之氮(N)結合燒製而成，其中細化氮化鈦(TiN)介在物之燒製溫度係在1400℃以上。
如請求項1之搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，其中細化氮化鈦(TiN)介在物之尺寸係為1至5微米。
如請求項1之搪瓷性優良之高成形性冷軋琺瑯鋼材，其中細化氮化鈦(TiN)介在物之型態為多角型。