CN1910296B - 用于容器中的钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在使用于容器的钢板的制造方法中,钢(可能包含少于或等于0.0800%C,0.600%N,2.0%Si,2.0%Mn,0.10%P,0.05%S和2.0%Al以及剩余量的Fe),在冷轧之后,可能经历再结晶退火加工。通过调节所采用的环境,温度和热处理持续时间,有可能将表面上的氮化物的面积比控制到大于或等于1.0%。此外,有可能控制0.1μm或更大的单个氮化区域和单个钢基材料的密度中,较大的密度大于或等于0.001单位/μm2

Description

用于容器中的钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于金属容器例如饮料容器中的钢,及其制造方法。
本申请要求2004年1月19日提交的日本专利申请第2004-011139号的优先权,在此将该申请的内容引入作为参考。
背景技术
对于用于容器例如饮料或食物容器中的钢,为了降低容器的制造成本,已经进行了降低材料厚度的研究,达到了正在使用0.2mm或以下那么薄的材料的程度。当使用这么薄的材料生产容器的时候,可能存在的问题的实例包括由于很难控制表面状态所导致的色调降低,表面涂层的粘合性降低以及材料的焊接性降低。
已知钢表面的状态对色调,表面涂层的粘合性和焊接性有很大的影响。例如,在初次公开号为H11-197704,H08-3781和H06-57488的日本未经审查专利申请中对这一点进行了描述。此外,在初次公开号为H07-9005的日本未审查专利申请中描述了控制表面粗糙度的方法。在这些实例中,由于为了控制表面状态必需精确控制生产条件,因此可能不可避免地降低了这些材料的生产率。此外,在这些实例的控制方法中,不可能充分提高容器的色调、表面涂层粘合性以及所使用的超薄材料的焊接性,而这正是本发明的示例性技术方案所要解决的。
本发明的公开
本发明的一个目的是提供一种钢板及其制造方法,其中通过控制氮化物的构型,不仅可重整该材料的表面状态,而且可避免使用能够负面影响生产率的特殊处理,并且解决了在容器制造中使用超薄材料的问题,例如由于钢的表面状态所引起的容器的色调、表面涂层粘合性以及焊接性问题。
如在初次公开号为2003-119381和2003-100720的日本未经审查专利申请中所描述的那样,为了显著提高容器的抗变形性而不降低钢板的延展性的目的,当在后退火处理过程中氮化的时候,可在钢板的厚度方向上精确地控制氮化物的构型。当评价该材料的焊接性的时候,如在对于相同材料的常规方法中一样,钢的表面状态应该是好的,不需要进行特殊的压力轧制来精确地控制轧制密度,不需要精确地控制氧化铬材料的形成,不需要表面活性剂或进行阴极电解来控制表面状态。因此,能够获得特定的条件,在该条件下可能显著增加了由于钢的表面状态所引起的容器的色调、表面涂层粘合性和材料的焊接性,而这曾经是在使用超薄钢板材料的容器中的一个问题。
换句话,当在冷轧加工后的氮化处理过程中增加钢内部的氮量的时候,通过简单地构造表面硬度,没有极大地改进罐的色调、表面涂层粘合性和焊接性,但是在本发明中,通过将组分的量、尤其是氮的量限制在特定的范围内,此外通过优化氮化条件,可能有利地控制材料的表面层、尤其是最上层上的氮化物的形成。此外,由于其还有可能改变钢表面的粗糙度等,结果是,还可能改进使用超薄材料的罐的色调、表面涂层粘合性和焊接性。根据本发明的特定示例性技术方案,能够提供这样的条件,以及使用使用这些条件的制造方法。
根据本发明的钢板的第一个方面是厚度少于或等于0.400mm的用于容器中的钢板。该材料包含少于或等于0.0800%C、0.600%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al。此外,氮化物在表面上的面积比大于或等于1.0%。
根据本发明钢板的第二个方面,(氮化物在钢表面位置上的面积比)/(氮化物在钢板1/4厚度的深度处的横截面位置上的面积比)大于或等于1.5。
根据本发明钢板的第三个方面,在直径可大于或等于0.1μm的表面上单个氮化物区域的密度以及单个钢区域的密度中,较大的密度为大于或等于0.01单位/μm2
根据本发明的另一个方面,表面粗糙度可能少于或等于0.90μmRa,或者长度为1英寸的区域内的不规则峰数可能大于或等于250PPI。此外,该材料可以含有一种或两种或更多种成分,其中它们的量少于或等于0.08%Ti、0.08%Nb、0.015%B、5.0%Ni、2.0%Cu和2.0%Cr。另外,该材料可以含有总数少于或等于0.1%的Sn、Sb、Mo、Ta、V和W。
根据本发明钢板的制造方法的示例性技术方案可以包括厚度少于或等于0.400mm的用于容器中的钢板的制造方法。该材料含有少于或等于0.0800%C、0.0300%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al,余量为Fe和不可避免的杂质。在冷轧该钢之后,在重结晶退火加工的同时或者在该加工之后进行氮化处理,并且使N的量增加到大于或等于0.0002%,氮化物在该钢表面上的面积比大于或等于1.0%。此外,在钢板内部的N的量少于或等于0.600%。
根据本发明制造方法的另一示例性技术方案,钢板的材料可以包含少于或等于0.0800%C、0.0300%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al,余量为Fe和不可避免的杂质。在冷轧该钢之后,在重结晶退火加工的同时或者在该加工之后,进行氮化处理,并且使N的量增加到大于或等于0.0002%,氮化物在该钢表面上的面积比大于或等于1.0%。此外,在钢板内部的N的量少于或等于0.600%。
在根据本发明制造方法的另一示例性技术方案中,在冷轧该钢之后,在重结晶退火加工的同时或者在该加工之后,可以进行氮化处理,使N的量增加到大于或等于0.0002%,(氮化物在钢板表面位置上的面积比)/(氮化物在钢板1/4厚度的深度处的横截面位置上的面积比)大于或等于1.5。此外,在钢板内部的N的量少于或等于0.600%。
在根据本发明制造方法的另一示例性技术方案中,在冷轧该钢之后,在重结晶退火加工的同时或者在该加工之后,可以进行氮化处理,并且使N的量增加到大于或等于0.0002%;在表面上直径大于或等于0.1μm的单个氮化物区域的密度以及单个钢的区域的密度中,两者中较大的密度必须大于或等于0.01单位/μm2。此外,在钢板内部的N的量少于或等于0.600%。
在根据本发明制造方法的另一示例性技术方案中,在冷轧该钢之后,在重结晶退火加工的同时或者在该加工之后,进行氮化处理,并且在这个时候,当板材温度在550-800℃范围内时,将使其在含有大于或等于0.02%氨气的环境中保持长于0.1秒并且少于360秒。在本发明的另一变化方案中,在冷轧该钢之后,在重结晶退火加工的同时或者在该加工之后,进行氮化处理,并且在这个时候,(在开始氮化时板材温度(℃)-550)/(在开始氮化时氨气的浓度(%))必须少于150。
根据本发明用于容器中的钢板及其制造方法的另一示例性技术方案,可能改进容器的色调、表面涂层粘合性以及焊接性而不需要在氮化处理后进行对生产率有不利影响的复杂处理。这样,有可能增加制造用于超薄容器的钢板的生产率并且在生产加工中达到了异常的功效。
附图的简单描述
图1是显示了根据本发明用于容器中的钢板在厚度方向上的每一种成分的图表。
图2是显示了根据本发明用于容器中的钢板的氮化物成分区域的图表。
图3是显示了根据本发明用于容器中的钢板的钢范围的图表。
实施本发明的最佳方式
首先,下面描述了钢材料的示例性构成。钢的所有成分都是以钢中所含有的它的百分比表示的。
优选碳量的上限以避免材料的焊接性的降低,并且应该少于或等于0.0800%C。优选其少于或等于0.0600%,并且更优选其少于或等于0.040%C。
在根据本发明的通过在退火后的氮化处理增加N量(其具有相似于C的性能)的示例性技术方案的钢中,从确保强度的观点来看,其中所含有的和要求的C的量可能是低的。少于或等于0.0050%C,少于或等于0.0020%可获得需要的强度。如果该量少于或等于0.0015%,可能与氮化量存在一些重叠,并且依然可能制造落入使用常规容器材料的标准之外的超软材料。根据增加r值将保持该材料的压制成型性能高的事实,优选在氮化处理前将C量保持尽可能地低。
对于最终产品中的N的量,还可能优选具有一上限,并且因为,相似于C,有必要避免材料的加工性能的降低,最好保持氮的量少于或等于0.600%。对于N的量优选少于或等于0.200%,并且对于N的量更优选少于或等于0.150%。甚至更优选地,可以将N的量设置为少于或等于0.100%。然而,为了获得本发明示例性技术方案的功效,要求特定量的N来在板材表面上形成适量的氮化物。关于氮的量,可能取决于N在厚度方向上的分布,但是当使用常规的氮化处理的时候,与氮化处理前的量相比,当然有必要增加氮的量,特别是,在本发明中,该量被增加到大于或等于0.0002%。这可能表现为N量的极小的增加,但是从钢板表面上的N量的增加的角度来看,这非常大。
换句话来说,如果,例如,将相应于钢板表面部分的厚度假设为1/100、0.20mm板厚,则2μm厚的部分将被确定为表面层,并且通过使N的量增加0.0002%作为平均板厚,则在该表面层中增加的N量将为0.0100%。由于该N量的增加变得较大,在本发明所要求的表面上的氮化物的量将增加,因此,优选其大于或等于0.0005%。更优选其大于或等于0.0010%;更优选其大于或等于0.0020%;更优选其大于或等于0.0050%。此外,大于或等于0.0100%的值优于这些下限值,并且相似地,大于或等于0.200%和0.0400%的值是更加优选的。特别是,当该值大于或等于0.0100%时,钢板表面上的N的量非常高,导致了超过足够需要的氮化物,并且本发明的效果将会稳定。然而,如果N增加的量过多,则不仅仅在钢板的表面上而且在该板的内部将形成大的和粗糙的被氮化成分,导致了不仅仅是该材料的加工性能的降低而且导致了表面缺陷的情况,所以必须注意N增加的量。基于这种理由,有必要确保平均不超过钢板中增加的N量的上限。
对于氮化处理前N的量也可以优选具有一个上限,并且与C相似,有必要避免该材料加工性能的降低,将N的量保持在少于或等于0.0300%是有益的。对于N的量可能优选少于或等于0.0200%,并且更优选N的量少于或等于0.0150%。还可能优选N的量少于少于或等于0.0100%,并且更优选N的量少于或等于0.0050%。更优选将N的量设定为少于或等于0.0030%。根据增加r值将保持该材料压制成型性能高的事实,优选在氮化处理前保持N的量尽可能地低。在这里应该注意,如下面所描述的,为了提供好的色调、表面涂层粘合性和焊接性,通过退火后的氮化处理,包含在该材料中的N将存在于罐上,因此,该氮有可能显示出不同于在退火加工之前存在的N的功效。
为了调节材料的强度,可以加入Si,但是如果Si的量太高,材料的加工和金属喷涂性能可降低。因此,可优选将Si保持在等于或低于2.0%。在根据本发明的钢的示例性实施方案中,在氮化处理的过程中在钢中嵌入的晶粒边界N处可以形成氮化物,并且这些不仅仅能够导致脆裂,而且它们还能够导致本发明功效的损失,因此,可能存在需要将Si的量保持在少于或等于1.5%,或者甚至少于或等于1.0%的情况。特别是,从确保材料的高成型特性的观点出发,优选Si的量尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.5%、0.1%或甚至0.07%,可增加材料的成型性能并且控制Si-氮化物的形成。
为了调节材料的强度,可以加入Mn,但是由于太多的Mn能够导致该材料的加工性的降低,将该量保持在少于或等于2.0%是合适的。从确保材料的高成型特性的观点出发,优选Mn的量尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.6%,或者甚至0.2%,可增加材料的成型性能。
为了调节材料的强度,可以加入P,但是由于太多的P可能不仅仅导致材料加工性的降低,而且导致该钢板氮化处理的降低;优选将该量保持在少于或等于0.10%。从确保材料的高成型特性的观点出发,优选P的量尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.05%,或者甚至0.01%,可增加材料的成型性能。
S可降低材料的热延展性并且提供了浇铸或者热延展该材料的障碍,因此,优选将S的量保持在少于或等于0.05%。从确保材料的高成型特性的观点出发,优选S的量尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.02%,或者甚至0.01%,有可能增加材料的成型性能。
Al可以是加入使该材料脱氧的元素,但是如果Al的量高,则浇铸该材料可能变得困难,并且由于诸如表面的裂纹的破坏可能增加,因此,优选将Al的量保持在少于或等于2.0%。此外,当Al的量很高,高于或等于0.2%的时候,其与通过氮化嵌在钢板中的N结合,因此能够在该钢内部形成大量的AlN,导致氮化区域的变硬。然而,由于大量AlN的形成能够导致脆裂,因此应该注意调节Al的量。从确保被氮化水平低的钢材料中心层的高成型特性的观点出发,优选Al的量尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.2%,或者甚至0.1%,可增加被氮化水平低的该材料部分的成型性能。
下面描述了除了上面所描述的能够使用于容器用常规钢板的基本元素以外的成分的功效和控制。
Ti能够增加钢板的再结晶温度,并且由于其还可以极大地降低超薄钢板的退火穿料性能(annealing threading performance),而这是本发明的目的;将Ti的量保持在少于或等于0.080%是适合的。特别是,在常规的不要求高r值的应用中可能不需要加入Ti,因此,将Ti的量保持在少于或等于0.04%或甚至0.01%是有益的。此外,由于其与在氮化处理中嵌入该板中的N结合,在氮化处理过程中设置在钢板内部的Ti能够在钢中形成微相TiN,并且其可能对于硬化被氮化的区域具有很高的功效。因此,由于存在即使在该钢板氮化水平很低的中间厚度层也能发生材料的硬化的情况,当需要获得软钢板的时候,优选将Ti的量保持在尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.005%,或者甚至0.003%,可控制该钢板的无意硬化。在氮化处理过程中形成于钢板表面上的TiN是非常细微的,并且由于本发明所预计的表面重整功效很小,可使用这些分子来增加表面的重整功效。通过这种方式,有可能有意识地加入它,使它落在本发明的具体添加范围内。
Nb表现出与Ti相同的效果。由于Nb能够增加钢板的再结晶温度(并且显著地降低超薄钢板的退火穿料性能,这是本发明的目的),可优选将Nb的量保持在低于或等于0.080%。特别是,在常规的不要求高r值的应用中不需要加入Nb,因此,将Nb的量保持在少于或等于0.04%或甚至0.01%是有益的。此外,由于在氮化处理中其与嵌入该板中的N结合,在氮化处理过程中设置在钢板中的Nb能够在钢中形成微观NbN,并且其可能对于硬化被氮化的区域具有很强的功效。因此,由于存在即使在该钢板氮化水平很低的中间厚度层也能发生材料的硬化的情况,当需要获得软钢板的时候,优选将Nb的量保持在尽可能低,并且通过将其设定为低于或等于0.005%,或者甚至0.003%,可控制该钢板的无意硬化。在氮化处理过程中形成于钢板表面上的NbN可以是非常细微的,并且由于本发明所预计的表面重整功效很小,可使用这些分子来增加表面的重整功效。这样,可有意识地加入它,使它落在本发明的具体添加范围内。
当将B加入到含有大于或等于0.01%的Ti和Nb的钢板中的时候,其能够增加该钢板的再结晶温度,并且能够极大地降低超薄钢板的退火穿料性能,这是本发明的范围。当钢板中Ti和Nb的量很低的时候,B有很少负面影响,并且由于其实质上能够降低钢板的再结晶温度,因此可在较低的温度下进行再结晶退火。此外,由于其还具有增加材料的退火性能的功效,可预先加入B。如果加入了过量的B,在浇铸的过程中铸件形式的断裂可能变得非常显著。因此,可优选将加入的B的上限保持在0.015%。由于目的是降低再结晶温度同时增加材料的退火性能,因此可将氮化处理前B与N量的关系设置为B/N=0.6-1.5。
此外,在氮化处理前设置在钢中的B能够与在氮化处理中嵌入钢板中的N结合形成微观BN,这对于硬化被氮化的区域有效。当利用该由于BN而导致的表面硬化的时候,优选将氮化处理前所包含的B量和N量之间的比设置为B/N>0.8。通过使该比值大于或等于1.5,或者使其大于或等于2.5,由于BN的形成所导致的硬化将变得非常显著。由于可能存在BN的形成可导致超过要求的硬化的情况,所以必须注意加入的B的量。对于根据本发明的钢的示例性技术方案,如果不准备利用由BN形成所导致的硬化,则可以将氮化处理前所含的B与所含的B的比例设置为B/N<0.8,或者更严格地将该比例设置为B/N<0.1。在氮化处理中形成于钢板表面上的BN非常微小,并且由于本发明所预计的表面重整功效很小,可使用这些分子来增加表面的重整功效。通过这种方式,可有意识地加入它,使它落在根据本发明的示例性技术方案的具体添加范围内。
此外,为了获得没有在该说明书中明确说明的特性例如增加耐腐蚀性,可加入少于或等于20%Cr、10%Ni和5%Cu。然而,如果加入了过量,则结果可能是本发明的钢中所要求的氮化功能的降低,所以优选将Cr的量设置为少于或等于30%,将Ni的量设置为少于或等于15%,并且将Cu的量设置为少于或等于5%。更优选将Cr的量设置为少于或等于15%,将Ni的量设置为少于或等于5%,并且将Cu的量设置为少于或等于2%。特别是,在氮化处理前设置在钢中的Cr能够与氮化处理中嵌入钢板中的N结合,其效果是在钢板的表面形成了微观Cr-氮化物,并且利用这些氮化物,可增加本发明的功效。考虑到该目标,优选加入大于或等于0.01%的Cr。
Cr能够增加钢板的再结晶温度。如果加入了过量,则在本发明范围内的超薄钢板的退火穿料性能可能被显著地降低。为了避免由于结晶温度的提高所导致的退火穿料性能的降低,优选加入少于或等于2.0%Cr,并且如果加入了少于或等于0.6%,则可能控制再结晶温度的增长达到不会成为问题的水平。
此外,如果为了获得没有在本发明中具体说明的性能,加入了总量少于或等于0.1%的Sn、Sb、Mo、Ta、V和W,则不会存在对本发明功效不利的影响。
在上面的元素中,根据条件、P、B、Sn和Sb能够降低在本发明中非常重要的要求的氮化功效,因此有必要关注与氮化条件相关联的所加入量的上限。特别是,为了防止氮化功效的显著降低,优选将Sn和Sb的量设置为少于或等于0.06%,并且更优选将这些量每一个都设置为少于或等于0.02%。
在上文,参照图1解释了在本发明说明书解释中使用的厚度方向上的钢板部分的类型。
特别是,“板厚度1/4深度”描述了图1中的相应位置。相应于该“板厚度1/4深度”的位置存在于钢板的两表面上,但是在本发明中,其相应于本发明范围内的任一表面。通过氮化方法,氮化处理前的表面处理,以及氮化处理后的一些处理,相对容易改变氮化物在顶部和底部表面上的分布。本发明的示例性技术方案可使这种钢板在顶部和底部具有不同的表面。这是因为以下事实:即使仅仅在该钢板一侧上也可获得色调、表面涂层粘合性和焊接性功效的增加,这是本发明的目标。
根据本发明另一示例性技术方案,调节了与在钢板表面或者在钢板厚度方向上的特定位置的氮化物成分相关的面积比和密度。通过电子显微镜的衍射图案或者通过并联的X射线分析仪可能鉴定存在的沉积物。当然,也可能以其他方法例如化学分析来鉴定它们。按照下面那样,例如,通过用于观察的电子显微镜,可能确定直径、面积比和密度的值。为了控制氮化物的尺寸、面积比和密度,在进入下面将要解释的450-700℃的温度区域之前,合适地控制温度,时间和冷却速度是很有效的。这样做的效果是,以与常规条件下普通沉积物形成的方法几乎相同,当温度增加和温度降低的时侯,所形成的氮化物的尺寸将更加微细并且密度将会更大,并且如果持续时间增加了,则氮化物尺寸变大并且粗糙。
本发明示例性技术方案并不仅仅涉及氮化物沉积物,而且涉及与氧化物、碳化物和硫化物一起的复杂沉积物。例如当形成复杂沉积物的时候,可能很难确定每一种化合物的尺寸和单个沉积物的种类,所以排除可能清楚地区别单个沉积物是氮化物的情况,其可被确定为单一的氮化物成分。
氮化物的观测方法并没有受到特定的限制,并且其同样允许使用EDX扫描电子显微镜或一些其它的表面观测装置直接观测它们,或者使用通过“Speed”方法获得的萃取复型观测它们。然而,通过萃取复型,当创建复型的时候,通常需要注意复型仅仅是由在钢板观测表面上的信息形成的。原因是,在Speed方法中,如果通过电解的萃取量太大,则厚度方向上的信息会重叠,并且所观测到的沉积物的数量可能大于当直接观测钢板时的数量。因此,通过电解的萃取量以钢板的厚度计应该被保持在2μm以内。当通过EDX进行分析的时候,当主要观测到的非金属元素是N的时候,可以将它们作为硫化物处理。此外,由于该尺寸小,即便N的特征光谱不可以分辨,也能够检测出Fe、Ti、Nb、B和Cr。而且,即使不能够观测到O和S的区别光谱,根据与氮化物和其它沉积物的构型相对比能够大概地确定为氮化物的沉积物在本发明中也将被作为氮化物处理。此外,在沉积物的量化中使用电子衍射图案是可以接受的。
氮化物的鉴定不限于使用EDX或电子衍射图案的方法,并且使用其它分析装置是可以接受的。特别是,沉积物类型、尺寸和密度的确定可以以任何被认为是有效的方法来进行。根据沉积物,可能存在很难区分碳化物和氮化物的情况,但是本发明不包括那些使用常规分析装置沉积物的种类不能被有效地确定的物品。换句话说,那些极小的、并且使用EDX光谱或一些其它的常规种类的分析装置不可能确定的物品,将从本发明主题中的氮化物中排除。根据本发明的示例性技术方案,使用通用的分析装置能够确定的沉积物的最小尺寸为大约0.02μm。当然,如果使用更加精密的分析装置并且能够观测到甚至更细小的氮化物,面积比等将有可能增加。此外,在表现出单个原子排列的情况下,在确定金属原子的超细原子单元是什么的过程中可能存在困难并且N将被归类为氮化物,但是考虑到分析水平的现状,可能将小于上面所列出的尺寸的那些物品排除在外。
此外,可能存在看见氮化物的形状被拉长的情况,但是对于那些形状不是各向同性的物品,长直径和短直径之间的平均值将被作为那种沉积物的直径。
为了观测钢板1/4深度处的横截面位置,根据本发明示例性技术方案的钢板应该优选是研磨过的。然而,为了清洁该表面以观测该钢板的表面,并且净化任何沉积物以进行精确的观测,可能进行一些研磨或老化过程。当对钢板表面进行研磨或老化的时候,严格地讲,作为被观测的表面优选不是钢板的表面,优选避免对其进行任何加工过程。因此,优选选择一种特定的不要求研磨的方法。此外,在加工表面的情况下,优选限制通过加工过程降低的板厚度的量少于2μm。
此外,由于其不是从板材的表面方向的观测(二维观测),而是从横截面方向的观测(与表面和1/4深度位置的观测不是二维的而是一维的),因此可计算面积比、密度和直径。还可能使用图像分析来确定氮化物的数量和直径。
下面所描述的是本发明的优选技术方案所提供的钢板表面的状态。
本发明的该示例性技术方案能够控制钢板表面上的氮化物的构型。例如,通过用除了钢以外的材料来遮盖钢板的表面来增加该表面的不均匀性,有可能提高与希望的表面状态有关的特性。此外,与表面状态相关的特性可能取决于形成在表面上的氮化物的状态,并且本发明通过在氮化处理后的热过程并且通过冷却条件可能控制氮化物的构型。通过这种方式,本发明的独特性在于钢板表面上的氮化物的状态。根据本发明的示例性的技术方案,氮化物的面积比可以被用作调节其的方法,并且其上限大于或等于1.0%。优选将其设定为大于或等于2.0%、或5.0%、10.0%、20.0%,甚至更优选将其设定为大于或等于40%。即使钢板的整个表面都遮盖遮盖了氮化物也不是问题。
然而,以膜形状形成的氮化物可以容易地破裂,并且在生产过程中该板的运输中也容易破裂。实际上,有一些将有可能破裂。当表面上的氮化物膜特别厚的时候对其进行关注是很重要的,这是因为这可以成为板材断裂的起点。可能存在将其确定为某种表面缺陷的情况。因此,避免表面上过大浓度的N是很重要的。
此外,还可能调节(钢板表面位置的氮化物面积比)/(在钢板1/4深度处横截面位置的氮化物面积比)的比率。优选该比率大于或等于1.5;更优选大于或等于3、6、10、30,并且更优选其大于或等于100。如果该比率很小,则本发明的功效可能被降低,并且不可能获得希望的钢板。此外,在以这种方式将氮化物用作增加表面部分上的氮化物的密度的方法的情况下,还可能调节(在氮化处理后钢板表面位置上的被氮化面积的比)/(在氮化处理前钢板表面位置上的被氮化面积的比)的比。另外,在这种情况下,优选该比例大于或等于1.5,更优选大于或等于3、6、10、30,并且更优选其甚至大于或等于100。无需说明,该比例越大,本发明的基本功效越大。
此外,优选表面上的氮化物的构型为相对小的物品被均匀分布的构型,而不是粗糙的物品被粗糙地分布的构型。然而,由于极小的物品对表面重整功效的贡献非常小,而表面重整功效是本发明的目的,因此优选这些粒子的直径大于或等于0.10μm。在本发明中,密度受到钢板表面上的单个氮化区域或者单个钢区域的限制。根据本发明的一个示例性的技术方案,在沉积区域和钢区域,可能使用密度较高的值。该值越高,则上述区域将在钢板表面上更加微细地分布。在本发明中,优选该密度大于或等于0.001单位/μm2。更优选其大于或等于0.003单位/μm2,甚至更优选其大于或等于0.010单位/μm2,更优选其大于或等于0.030单位/μm2、0.10单位/μm2、0.30单位/μm2、1.0单位/μm2,并且更优选其大于或等于3.0单位/μm2。图2和图3图解地描述了上述面积比和密度。
接下来,下面描述了根据本发明的一个示例性技术方案的钢板表面粗糙度的控制。就表面粗糙度而言,可能提及多种标记,但是在本发明中,有可能使用用于表面粗糙度的Ra标记,以及在1-英寸长的部分描述了不规则峰(凹凸状峰)的数目的PPI。该测量方法没有特定的限制,但是通常使用跟踪记录针方法或者激光方法,并且进行二维和三维测量。
在本发明中,Ra应该少于或等于0.90μm,并且PPI应该大于或等于250。如果Ra太高或者如果PPI太低,则本发明中所希望的色调、表面涂层粘合性以及焊接性性能由于表面不规则(凹凸状峰)而下降。优选Ra少于或等于0.80μm;更优选其少于或等于0.70μm,或0.60μm,甚至更优选其少于或等于0.50μm。此外,优选PPI大于或等于300,更优选其大于或等于350或400,并且更优选其大于或等于450或甚至500。从质量方面看,优选等高的不规则(凹凸状峰)以高密度存在。Ra的下限没有具体限定,但是能够根据氮化条件和回火冷轧条件来将其控制为希望的值。然而,Ra的下限不包括0,并且在实际操作中其大于或等于0.02μm。
PPI的Ra的上限也没有具体限定,但是能够根据氮化条件和回火冷轧条件来将其控制为希望的值。基本上,为了偏析N以使得在表面附近的N的浓度变高,Ra应该低而PPI应该高。在表面上偏析N的一种方法是在相对短的时间内在氨气气氛中进行氮化处理。当然,表面的状态可受到之前的粒径和钢组成,并且受到退火温度和冷轧条件、氮化处理后在回火冷轧过程中的还原和焊道数、辊的粗糙度以及(如果进行了金属喷涂的话)受到了金属喷涂条件的影响。因此,可能很难将表面状态限制到特定的范围,但是以与常规进行的相同的方式进行基本控制,并且可能在经过一些尝试后毫无问题的控制了它。
常规地,为了控制粗糙度,常见的是在退火后的回火冷轧工程中转移辊的不平整物,或者通过表面涂敷金属例如电镀以及以特定的电解处理方式进行构型控制。此外,由于粗糙度强烈的依赖于电镀于钢板表面上的金属的粘合性,常见的是对电镀中所使用的涂层物质彻底进行构型控制。然而,根据本发明,很少使用这些条件,因此可能获得很多生产率上的优点。例如,常规地,就辊的不规则物来说,由于辊的不规则物将在轧制的过程中磨损,为了将钢板表面的不规则度设置到希望的范围,不仅有必要进行定期的辊交换或者切削加工这些不规则物,而且由于这些类型的操作生产将会暂停,导致了就生产率和劳动力成本而言的额外负担。
相反,根据本发明的示例性技术方案,钢板的表面状态几乎不受回火冷轧方法的影响,因此,可能进行大量的加工而不需要处理辊上的不规则物的磨损。此外,考虑到金属电镀的状态,可能用极度微细和均匀的颗粒均匀地分散金属电镀,而不需要过度地控制电镀的条件。结果是,可能极大地提高了钢板制造中的生产率。通常,在退火后进行回火冷轧是常见的,但是在本发明的钢中,当使钢通过常规的连续退火线的时候,即使由于炉底辊的弯曲也能够形成细微的裂缝和不规则物(凹凸状峰),因此不需要回火冷轧。
认为钢板表面的粗糙度并不受到产生该粗糙的方法或受到那些条件极大影响的原因是引起粗糙的原因是钢板自身的事实,换句话来说,其在于钢表面上的氮化物的分散状态。下面,对该机理进行了描述。与常规的钢相比,将根据本发明示例性技术方案的钢用氮化物遮盖遮盖到极大的程度,并且使其处于不同于由基本均匀的Fe形成的常规钢的状态。当该钢板表面多处遮盖了氮化物的时候,很自然地想象到在暴露氮化物的部分与暴露了钢基材料自身的部分之间将存在不同的表面特征。由于遮盖表面的氮化物的变形特性与该钢极大地不同,因此认为由于相应于表皮光轧或钢板生产过程中金属板的运输的弯曲过程而产生的变形在氮化物部分和暴露的钢板部分之间的微区域上不同。结果是,就表面粗糙度而言,加工条件例如表皮光轧的条件的影响将是适度的,因此表面粗糙度仅仅极大地依赖于钢板表面上的氮化物的状态。此外,在几乎所有的表面都遮盖了氮化物的情况下,由于更微小的变形,这些氮化物将微相裂缝,并且有可能形成均匀的表面粗糙度。
此外,关于这种氮化物,其润湿性以及与在表面处理例如电镀中形成的涂敷钢板表面的涂层材料的反应活性不同于钢板自身,结果是,其具有使这些性能向希望的方向改变的效果。换句话来说,在常规的钢板中(其中不存在氮化物),在涂层材料相对均匀地遮盖钢板表面的地方,如果在钢板一部分表面上存在氮化物,则暴露氮化物的区域在涂层材料的构型(厚度等)上将不同于暴露钢基材料的区域。结果是,根据在钢板表面上氮化物的存在,在表面处理过程中涂层材料将被不均匀地分布。因此,通过在生产钢板的过程中在钢板的表面上精细地分散氮化物或暴露的钢,或者通过用精细的破裂的氮化物遮盖钢板的整个表面,可能在表面处理中不考虑表面处理的条件而精细地分散涂层材料。然后,以这种方式不均匀分布的涂层材料(换句话来说,涂层材料的微量不均匀度)可能增加材料的色调、粘合性和焊接性。
接下来,下面描述了氮化条件。从生产率的观点来看,在本发明中优选在冷轧之后的再结晶退火加工的同时,或在该加工之后,紧接着再结晶退火加工进行氮化条件,但是并不限于此。对于退火的方法,可以使用分批处理方法或者连续退火方法。然而,从被氮化材料线圈内材料的均匀性的观点来看,并且从氮化处理过程中的生产率的观点来看,使用连续退火方法可能是有利的。此外,为了如在本发明的示例性技术方案所描述的那样,将这些材料控制在内层中获得极大的功效,从增加氮化处理和接下来的热过程的持续时间是不利的观点来看,可能优选至少在连续的退火装置中进行氮化处理。如果没有特殊的原因,则其可以使用于连续的退火中。在连续的退火加工中和在第一半程中进行的再结晶中,以及在第二半程的氮化中,部分地将气氛控制在炉膛中可以有很多优点,例如增加控制氮化物构型的容易度、生产率和材料的均匀度。
此外,如果在完成再结晶前进行氮化处理,则能够极大地抑制再结晶,并且可保持未再结晶的结构,这导致了材料加工性能的显著降低,因此,要求充分地注意。此边界可由钢的组成、氮化条件和再结晶条件来确定,但是对于本领域的技术人员,在合适的尝试后,应该容易地确定可能存在剩余的未被再结晶的结构的条件。在氮化处理中,当确定条件的时候,重要的是不仅考虑钢板中N量的增加,而且考虑钢的组成和再结晶退火条件以及氮化处理后的热过程,并且考虑钢板横截面的硬化以及将钢板表面的N扩散到钢板的内部。简单地基于洛氏硬度选择材料,不能导致本发明所希望的合适的色调,表面涂层粘合性和焊接性。在实际操作中,这些条件应该在进行了适量的尝试之后决定,但是基本理论如下,并且本发明是基于该理论描述的。
换句话来说,优选在金属板的温度在550-800℃范围内的地方进行氮化处理。如在常规的退火中一样,将氮化气氛设置到该温度,并且通过使钢板通过该气氛,可同时在该范围内进行氮化处理。或者,将氮化条件设置为较低的温度,并且,通过将加热到该温度范围内的钢板埋置到该气氛中来进行氮化处理也是可以接受的。当将氮化温度增加到该温度的时候,可能存在由于与钢板的氮化处理无关的气氛的损耗或者下降而使钢板的氮化功效下降的情况,所以该范围应该在550-750℃的范围内。优选该范围应该在600-700℃的范围内,并且更优选该范围在630-680℃的范围内。
就氮化气氛而言,优选氮化气体的比率大于或等于10%。更优选其大于或等于20%,甚至更优选其大于或等于40%。大于或等于60%甚至更好。根据需要,将氢气的量设置到少于或等于90%,少于或等于80%、60%甚至20%都是可以接受的。此外,根据需要,可将所含的氨气设定为大于或等于0.02%。剩余的可能包括各种非活性气体例如氧气、氢气、或二氧化碳气体。
特别是,氨气在增加氮化效率中显示出高的功效,并且由于有可能在短时间内获得特定的氮化量,有可能阻止N扩散到钢板的中心,并且就本发明而言获得令人满意的效果。对于该效果,少于或等于0.02%是足够的,但是优选该效果大于或等于0.1%,0.2%,1.0%,甚至5%。如果该效果大于或等于10%,有可能在少于5秒的氮化处理中够获得足够的效果。此外,从氮化效率的观点来看,当除了氨气之外的主要气体成分的比率,尤其是,氮气和氢气的比率大于或等于1(氮气)/(氢气),并且如果该比例大于或等于2有可能获得更加有效的氮化。此外,在常规的退火加工中,可以在主要由氮气和氢气构成的气氛中的条件下进行退火,其中该材料可能不会经历氮化,但是对于本领域的技术人员来说,在进行了合适的尝试后,应该可能通过改变气体比率,露点,不考虑上述氨气的结合量的气体的混合分钟量来改变发生氮化的条件。至少,本发明的示例性技术方案将经过氮化处理并且通过当今的分析方法可能检测的那些物品作为它的目的。
在氮化气氛下所花费的持续时间没有具体限定,但是考虑到本发明的示例性技术方案的温度条件(大于或等于550℃),以及钢板的厚度,至多0.400mm,将该持续时间的上限设定为360秒,由于如果持续时间更长的话,由于氮化处理所导致的埋置在钢板的表面中的N将在等待时间内通过N在钢中的分散而进入钢板的中心层,因此,多半不可能获得本发明所希望的硬度分布或N分布。此外,即使通过提高氮化效率,也需要1秒来获得硬度分布以及钢板厚度方向上的氮以及在本发明中所需要的氮化量。优选占用2-120秒的范围内,更优选占用3-60的范围内或者4-30秒的范围内,并且占用5-15秒的范围是更好的。当将该持续时间控制到很短的时间的时候,通过诸如增加氨气浓度的方法来增加氮化效率可能是很重要的。
根据本发明的示例性技术方案,优选控制氮化物在钢板表面上的分散状态,并且在氮化处理中控制条件作为有效控制该分散的方法是非常有效的。下面,当使用最优选的氨气的时候,能够注意到气体氮化物。
关于该控制方法,本领域普通技术人员应该理解所采用的技术观点,并且将不同的氮化方法应用到该控制理论将会相对容易。根据本发明示例性技术方案,为了优选控制氮化物在钢板表面上的分散状态,当进行氮化处理的时候,(氮化开始板材温度(℃)-550)/(在氮化开始时氨气的浓度(%))的比率<150。描述了(氮化开始板材温度(℃)-550)/(在氮化开始时氨气的浓度(%))的方程式的值应该小于或等于100,并且优选其小于或等于50。当开始氮化处理的板材温度低于550℃的时候,上面方程式的结果将是负的,但是这种情况也包括在本发明中。当上述方程式中的分母为0的时候,不能获得合理的值,但是分母中的0值意味着没有氮化发生,并且由于上述方程式的“氮化起始”部分不再适用,因此这种情况被自动排除。上述方程式的含义,换句话来说,该控制的技术含义如下。
氮化物的分散状态取决于氮化物形成的起始状态,或者改述,其极大地取决于氮化物的核形成状态,因此,氮化的起始条件影响了氮化物的最终分散状态。此外,以与常规钢中的沉积物几乎相同的方式,氮化物的核形成是一种在超低温度下超饱和的状态下发生高密度和细核形成的现象。换句话来说,虽然超饱和的元素可能试图形成某种沉积物,如果那时候的温度低的话,可能不发生分散并且分散的距离将变小,导致了细的沉积物构型。
根据本发明的示例性技术方案,由于该加工被控制为超饱和状态,因此优选氨气的浓度是高的。然而,如果温度太低,能够发生不充分的氮化,并且如果氨气浓度高的话,可能不可能充分地控制该超饱和状态。可能很难以数学方程式准确地描述该状态的最佳条件,但是基本上,根据上述描述,能够以本发明的控制方程式的那种模型表示。最佳状态是发生充分的氮化,并且在没有过量分散的温度范围内(例如,当使用氨气氮化的时候,该温度范围是在550-700℃以内的范围),并且优选在相对高的气体浓度下开始氮化处理,并且在钢板的表面进行氮化物的核形成。这不包括任何临时因素,但是通过在抑制分散的低温下在一段时间内进行核形成,应该可能形成细的核分散。在这种情况下,上述方程式的值应该在负值的范围内,但是如上面所讨论的那样,包括在本发明中。
上述的示例性控制程序不限于氨气氮化处理,因此,氮化气体并不限于氨气。此外,氮化处理方法不限于气体氮化物。换句话来说,使用公知的核形成冶金学控制沉积物的分散,并且如果人们熟练于常规钢材料,则根据具体的氮化处理方法,应该容易地建立令人满意的条件。
在上文中,描述了钢板的气体氮化处理情况。然而,在本发明中获得钢板的程序不限于气体氮化处理,并且还可能通过液体氮化处理,等离子氮化处理或离子注射进行该程序。本发明要求至少表面的一部分区域遮盖了氮化物,因此,只要其在表面上形成了N的聚集,则可能使用任何其它适用的方法。特别是,如果该加工是在钢板厚度方向上的N分布被改变而不增加包含在钢板中的N的总量并且N仅仅集中于表面上的加工的话,则可以使钢板处理加工的改变最小化,这也是最佳的。
此外,不考虑氮化钢板的加工,有可能在通过将某种含N物质固定到钢板表面上来重整钢板表面的加工中实现本发明。特别是,如果将某种与钢具有低反应活性的氮化物粘结到该表面上,则其对例如钢板母材自身的加工性能的影响可以被降低,这也是最佳的。
在使用于容器的薄钢板的生产中,存在为了调节板材的粗糙度或厚度,在再结晶退火之后,进行第二冷轧加工的情况。在纠正形状而进行的表皮光轧中,该压缩比可以在1%,或者达50%,在冷轧中也是这样。在根据本发明的钢板的示例性技术方案中,作为进行测试的结果,根据应用将氮化处理后的该第二冷轧的压缩比在0-90%的范围内改变,可能存在通过如前面所见的常规的压缩比增加相同的性能改变,例如在形成罐之后强度的增加,延展性以及抗变形性的降低。然而,本发明的特性,即由表面沉积物所引起的色调,表面涂层粘合性以及焊接性的水平可以保持在等于或大于常规材料的水平上。换句话来说,由于通过进行第二冷轧本发明的特性没有消失,因此,能够根据消费者的需要在现有技术范围内确定第二冷轧的条件,并且有可能在本发明中应用与在常规钢中所使用的相同的第二冷轧加工。当没有纠正形状的要求的时候,可能完全避免第二冷轧加工。此外,当目标是纠正形状的时候,可以以05-2.5%范围内的压缩比进行轧制,但是本发明的钢也能够经历相似的轧制处理。如果第二冷轧压缩比高,则钢板自身将被充分硬化。因此,由于能够有可能获得足够的罐强度而不用象本发明的示例性技术方案所提供的那样控制该材料在厚度方向上的分布,增加第二冷轧压缩率,使其大大超出常规使用的范围的有效性降低了。
此外,由于如果第二冷轧压缩率增加的话该材料的加工性能将减退,因此应该避免任何无意的高第二冷轧压缩率的使用。基于上面所述,当对本发明的钢使用第二冷轧操作的时候,优选该压缩率在70%的范围内。该限度可以在考虑了罐强度和延展性之后确定,但是,例如,当使用超过70%的第二冷轧压缩率的时候,在控制表面沉积物对表面性能或焊接性的增加功效上没有损失,这是本发明的独特的特性。
如果为了生产硬质材料进行第二冷轧操作,则不用说优选具有高第二冷轧压缩率。对于第二冷轧压缩率,大于或等于6%,10%,20%或30%是合适的,并且更优选其大于或等于40%以增加硬度。如果保持延展性是优选的,则不用说优选在第二冷轧中具有低的压缩率。第二冷轧压缩率低于或等于50%,40%,30%,20%或10%是有益的,并且为了确保钢板的延展性,更优选其为5%。从生产率的观点来看,在连续进行再结晶退火和特定的加热处理的过程中,适合将第二冷轧调节在特定的热处理之后。然而,如果再结晶退火和特定的热处理是在单独的加工中进行的话,则可能在特定的热处理之前进行第二冷轧。
此外,当考虑到焊接位置的时候,在常规材料中,该材料可能经历由于焊接热产生的局部软化,并且在凸缘形成的过程中可能聚集过程应变并且降低材料的形成性能的地方可能存问题。在本发明表面部分包含大量N的钢中,由于由焊接热导致的软化能够被控制,因此即使就焊接位置的形成特性而言,也有可能获得优点。
本发明的示例性技术方案适用于厚度小于或等于0.400mm的钢板。其原因是,在厚度大于此的钢板中,所形成的材料很难有色调,表面涂层粘合性和焊接性的问题。所研究的钢板优选少于0.300mm厚,并且更优选少于或等于0.240mm厚。在少于0.190mm甚至0.160mm厚的钢板中,可能获得极显著的功效。这样,在氮化处理后,通过控制钢板表面上氮化物的状态,可能获得本发明钢板的独特材料性能,并且这些性能不存在于仅仅为了产生表面硬度或者形成含有N的钢而被氮化的钢中。换句话来说,通过基于本发明所描述的氮化条件对钢板表面的氮化物进行构型控制,可能获得非常令人满意的色调,表面涂层粘合性和焊接性。
本发明的示例性技术方案的效果并不取决于成分调节之后或者退火之前的热过程或者生产过程。当进行热轧时钢坯并不受制造方法例如锭方法或连续浇铸方法的限制,并且由于其不取决于导致热轧加工的热过程,即使在省略粗轧的薄扁铸坯中,或者在直接热轧材料而不通过钢坯再加热方法再加热扁铸坯的CC-DR方法中也能获得本发明的功效。此外,不考虑热轧条件,即使通过将精加工温度分成α+γ相的双阶段轧制,或者通过连接并且轧制粗型钢的连续热轧,也可能获得本发明的功效。
此外,当使用根据本发明的示例性技术方案的钢作为具有焊接部位的容器的材料时,通过抑制受热影响部分的软化,具有高浓度N的表面层将经历快速淬火并且将变硬,所以还可能提高焊接部分的强度。即使在常规材料中,当加入抑制受热影响部分软化的元素例如B或Nb的时候,该效果也将变得更加显著。
根据本发明的示例性技术方案的钢板包括那些经过某种表面处理的钢板。换句话来说,在经过表面处理后被使用者使用的钢板中,这些板在表面处理后可能需要色调或焊接,所以由于如上所述生产的钢板的表面处理,在这些性能中所要求的钢板的令人满意的表面状态可能不会失去。当然,由于表面处理可能使Ra和PPI的绝对值发生一些改变,但是有可能足够检测出通过控制表面上的氮化物的构型产生的使钢板表面状态最优化的功能,换句话来说,在经过表面处理的钢板上形成多个短不规则物的状态。基于该效果,即使在经过表面处理的钢板中,也有可能提供非常令人满意的色调和焊接性。
就表面涂层例如被覆金属,油漆,或有机膜(层压板)的粘合性而言,在进行表面处理之前的钢板的表面状态是很重要的。关于这些特性,根据本发明的示例性技术方案通过控制钢板厚度方向上的硬度,并且通过使钢板的表面状态最优化,或者换句话来说,通过使该状态成为形成多个短不规则物的状态,有可能提供非常令人满意的粘合性。在表面处理中通常使用的方法是金属喷涂,在这里使用了锡,铬(不含锡),镍,锌或铝。不仅这些涂层的粘合性能够被提高,而且在形成涂层后色调和焊接性也能被提高。此外,即使如近年来所用的,当直接在钢板上或者在用于层合涂敷了有机膜的基板上被覆金属之后进行油漆涂敷的时候,也有可能通过本发明的效果增加表面粘合性。
本发明的示例性技术方案可以使用于所有种类的容器,无论它们是2-板式罐或3-板式罐,并且即使当上述类型的挑战存在于该申请中的时候,也有可能使用本发明。
作为本发明一个示例性技术方案的例子,可以使用涂敷了Sn的钢板,这是使用于容器中的最普通的钢板,它的色调,表面涂层粘合性和焊接性可以被评价。
粘合性是通过在测试板上进行T-型分离测试来测量的,其中使用尼龙粘合剂将两面上涂敷了25mg/m2环氧苯酚涂料层的两层板连接。在应用的时候加热粘合剂,用自来水打湿该测试板,并且测量分离强度。当然,分离强度高的物品被确定为具有好的粘合性,并且被判断为优异。
对于色调,在透明聚酯树脂上刷涂10μm然后使其干燥,并且使用分光光度比色计,能够确定所获得的L值。如果L值高,这显示了优良的色调性能,并且基于该值,可以评价试样。
对于焊接性,可以进行象常规3-板式罐中所使用的缝焊,改变焊接电流,并且从焊接部位的由于在焊接过程中钢板表面和极环之间的弧光电流所致的表面损伤探寻可焊接电流的范围以及在焊接中通过喷溅发生(粉尘产生)探寻焊接部位的强度,并且通过剥离测试(Hyne测试),有可能确定该范围的宽度和下限值。较宽的范围导致生产中的较高稳定性,并且当该下限低的时候,由于焊接部位增加的温度,不可能存在性能改变或电镀分离。利用这些事实,能够评价试样。使用激光三维光洁度计测量粗糙度。
氮化处理后的钢板确实在厚度方向上在N浓度上有一些改变,但是有可能使用本发明中厚度的平均值。
对表1所显示的每一种成分的钢进行热轧,冷轧和再结晶退火,有可能生产每一种钢板。表1所示的N的量是在氮化处理前在厚度上的N的平均值。对于材料的一部分,通过在第二再结晶退火中所使用的高温保持炉之后,控制温度和持续氮化炉中的气氛,根据表1所示的条件的板可以通过,并且被进行了氮化。氮化处理是在退火当中或之后进行的,并且该条件是再结晶可以被认为在开始氮化之前已经完成。
此外,该钢板能够使用回火冷轧生产。压缩比条件,最终板厚度,氮化量的分析结果以及每一种板的性能评价结果都显示在表2中。通过使用本发明的制造方法将厚度方向的状态控制在本发明所描述的范围内,能够证实有可能获得令人满意的色调,表面涂层粘合性和焊接性,对于不进行氮化的一部分材料,可能有可能通过确定回火冷轧条件来调节表面粗糙度,但是由于辊的磨损和焊道的数量,抑制了有效的生产(生产率那一栏标记为“差”)。此外,存在通过该特定轧制所制造的钢板的粗糙度的计算值达到本发明的钢板的水平,但是那些材料的性能没有达到根据本发明的示例性技术方案的最佳钥材料的水平的情况。
Figure GSB00000503770800271
在上文中,描述了本发明的示例性技术方案及其变形。然而,本发明不限于这些示例性技术方案和变形。有可能对该结构进行增加,省略,代替和其它修改而不偏离本发明的目的。另外,在此,将在上文中所参考的所有参考文献,公开物和专利申请全文引入作为参考。
工业实用性
根据本发明用于容器中的钢板及其制造方法,有可能改进容器的色调,表面涂层粘合性和焊接性而不需要在氮化后进行复杂的处理,这能够有利地影响生产率。这样,有可能减低生产用于超薄容器的钢板的生产率以及在生产过程中的非凡功效。

Claims (15)

1.一种用于至少一种容器中的钢板,其包括:
具有至多0.400mm板厚度且包括含有至多0.0800%C、0.600%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al的材料的至少一部分,其中含氮化合物在该至少一部分的表面上的面积比为至少1.0%。
2.根据权利要求1所述的钢板,其中所述至少一部分的表面的粗糙度为至多0.90μm Ra,并且在该至少一部分长度为1英寸的区域中该厚度的峰数为至少250PPI。
3.根据权利要求1所述的钢板,其中所述材料包括至少一种成分,并且该至少一种成分的量为至多:0.08%Ti、0.08%Nb、0.015%B、5.0%Ni、2.0%Cu和2.0%Cr。
4.根据权利要求1所述的钢板,其中所述材料包括总和少于或等于0.1%的Sn、Sb、Mo、Ta、V和W。
5.一种用于至少一种容器中的钢板,其包括:
具有至多0.400mm板厚度且包括含有至多0.0800%C、0.600%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al的材料的至少一部分,其中含氮化合物在该至少一部分的表面上的第一面积比除以含氮化合物在该至少一部分的1/4厚度的深度处的横截面位置上的第二面积比为至少1.5。
6.根据权利要求5所述的钢板,其中所述至少一部分的表面的粗糙度为至多0.90μm Ra,并且在该至少一部分的长度为1英寸的区域中该厚度的峰数为至少250PPI。
7.根据权利要求5所述的钢板,其中所述材料包括至少一种成分,并且该至少一种成分的量为至多:0.08%Ti、0.08%Nb、0.015%B、5.0%Ni、2.0%Cu和2.0%Cr。
8.根据权利要求5所述的钢板,其中所述材料包括总和少于或等于0.1%的Sn、Sb、Mo、Ta、V和W。
9.一种用于至少一种容器中的钢板,其包括:
具有至多0.400mm板厚度且包括含有至多0.0800%C、0.600%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al的材料的至少一部分,
其中在该至少一部分的表面上具有至少0.1μm直径的单个氮化物范围中的密度为第一密度,和该至少一部分的另一段范围的密度为第二密度,其中所述第一和第二密度中较大的密度为至少0.001单位/μm2
10.根据权利要求9所述的钢板,其中所述至少一部分的表面的粗糙度为至多0.90μm Ra,并且在该至少一部分的长度为1英寸的区域中该厚度的峰数为至少250PPI。
11.根据权利要求9所述的钢板,其中所述材料包括至少一种成分,并且该至少一种成分的量为至多:0.08%Ti、0.08%Nb、0.015%B、5.0%Ni、2.0%Cu和2.0%Cr。
12.根据权利要求9所述的钢板,其中所述材料包括总和少于或等于0.1%的Sn、Sb、Mo、Ta、V和W。
13.一种制造用于至少一种容器中的钢板的方法,所述钢板具有至多0.400mm的板厚度且包括含有至多0.0800%C,0.0300%N,2.0%Si,2.0%Mn,0.10%P,0.05%S和2.0%Al、以及余量的Fe和其它不可避免的杂质的材料,该方法包括:
a)冷轧该钢板;
b)在步骤a)后,于再结晶退火加工的同时或之后进行氮化处理;
c)将N量增加至少0.0002%,使得含氮化物在所述钢板表面上的面积比为至少1.0%,并且使得钢板内部的N量为至多0.600%。
14.一种制造用于至少一种容器中的钢板的方法,该钢板具有至多0.400mm板厚度且包括含有至多0.0800%C、0.0300%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al、以及余量的Fe和其它不可避免的杂质的材料,该方法包括:
a)冷轧该钢板;
b)在步骤a)后,于再结晶退火加工的同时或之后进行氮化处理;
c)将N量增加至少0.0002%,使得含氮化合物在钢板表面位置上的第一面积比除以含氮化合物在钢板1/4厚度的深度处的横截面位置上的第二面积比为至少1.5;并且使得钢板内部的氮量为至多0.600%。
15.一种制造用于至少一种容器中的钢板的方法,该钢板具有至多0.400mm板厚度且包括含有至多0.0800%C、0.0300%N、2.0%Si、2.0%Mn、0.10%P、0.05%S和2.0%Al、以及余量的Fe和其它不可避免的杂质的材料,该方法包括:
a)冷轧;
b)在步骤a)后,于再结晶退火加工的同时或之后进行氮化处理;
c)将N量增加至少0.0002%,使得所述钢板表面上具有至少0.1μm直径的单个氮化物范围的第一密度,和该钢板片段范围的第二密度中较大的密度为至少0.001单位/μm2;并且使得该钢板内部的氮量为至多0.600%。
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