KR100362661B1 - 가공성이 우수한 저탄소 냉연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널 또는 가전제품의 외판재로 사용되는 저탄소 냉연강판의 제조에 관한 것으로서, 그 목적은 종래의 저탄소 냉연강판에 비하여 가공성이 우수한 냉연강판을 제공함에 있다.

본 발명은 중량%로, 탄소(C): 0.03 ~ 0.05%, 규소(Si): 0.20%이하, 망간(Mn):0.30%이하, P: 0.02%이하, 황(S): 0.02%이하, 구리(Cu): 0.10 ~ 0.20%, 기타 불가피한 불순원소 및 Fe가 함유된 강 슬라브를 열간압연후 650~710℃의 온도에서 열연 권취한 다음, 냉간압연 및 소둔 열처리하여 종래의 일반용 냉연강판에 비하여 가공성이 우수한 저탄소 냉연강판을 제공한다.

Description

가공성이 우수한 저탄소 냉연강판의 제조방법

본 발명은 패널 또는 가전제품의 외판재로 사용되는 저탄소 냉연강판의 제조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 저탄소 냉연강판에 비하여 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉연강판은 가공정도에 따라 일반용, 가공용 및 심가공용으로 크게 분류한다. 냉연강판의 강도와 가공성에 가장 크게 영향을 미치는 원소는 탄소로서, 강중에 탄소를 증가시키면 강도가 증가하지만 가공성은 떨어진다. 패널 또는 가전 제품의 외판재로 사용되는 일반용 냉연강판의 경우 대부분 0.04% 정도의 탄소함량을 기본으로 한 저탄소 냉연강판을 사용하고, 가공용이나 심가공용의 경우는 0.005% 정도로 탄소가 함유된 극저탄소 냉연강판을 사용하고 있다.

구체적인 예로서, 일본 특허공개공보 평8-225854호에 의하면, C: 0.001~0.01중량%, Cu: 0.1~0.4중량% 및 Ni: 0.4중량%를 포함하여 400~600℃의 온도에서 열연 권취하여 가공성이 양호한 심가공용 고강도 냉연강판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 극저탄소강을 사용하므로 제강 정련공정에서 부담이 따르기 때문에 제조원가 상승 등의 문제가 있다. 즉, 극저탄소강을 제조하기 위해서는 제강공정중 추가로 탈탄공정 등을 거치며 가공성을 향상시키기 위해서 티타늄을 첨가하여 제조하므로 저탄소강을 제조할 때보다 제조원가가 크게 상승하여 판매가격이 높게 될 수 밖에 없다. 따라서, 수요가는 어느정도의 가공이 필요한 부품의 경우에는 가공용이나 심가공용을 구매하여 사용해야 하지만, 보통 r바값이 약 1.0 정도인 일반용 냉연강판에 가공성을 향상시킨 냉연강판이 있다면 제조원가를 절감할 수 있을 것이다.

한편, 저탄소강 슬라브를 사용하여 일반용 냉연강판을 제조하는 경우 열간압연후 약 540℃로 저온에서 열연 권취하여 제조하였는데, 이 경우 강중에 불순원소로 잔류된 Cu에 의해 열연판에 극히 미세한 정합석출물을 석출시켜서 최종적으로 냉연강판의 강도를 증가시키고 가공성을 감소시켜 어느 정도 가공이 요구되는 부품에 저탄소강을 이용하여 일반용 냉연강판을 제조하기에는 기술이 다소 미흡하였다.

따라서, 본 발명은 저탄소강을 사용하여 일반용의 냉연강판을 제조할 때 가공성을 보다 향상시켜 적어도 r바값이 1.1정도에 이르는 가공성이 우수한 냉연강판을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 발명재와 종래재에 형성된 열연 탄화물 조직을 보이는 조직사진

도2는 발명재와 종래재의 페라이트 결정립 크기를 비교한 조직사진

상기 목적 달성을 위한 본 발명은 저탄소 냉연강판의 제조방법에 있어서,

중량%로, 탄소: 0.03 ~ 0.05%, 규소: 0.20%이하, 망간:0.30%이하, P: 0.02%이하, 황: 0.02%이하, 구리: 0.10 ~ 0.20%, 기타 불가피한 불순원소 및 Fe가 함유된 강 슬라브를 열간압연후 650~710℃의 온도에서 열연 권취한 다음, 냉간압연 및 소둔 열처리하는 가공성이 우수한 저탄소 냉연강판 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

상기 탄소는 저탄소강에서 사용되는 기본 성분으로서, 그 함량이 적을 경우는 가공성은 향상되나 제강에 따른 정련을 엄격하게 관리할 필요가 있으며, 많을 경우는 강도를 증가시켜 가공성을 저하시키므로 본 발명에서는 탄소함량을 0.03 ~ 0.05% 범위로 한정함이 바람직하다.

상기 규소는 제강시 탈산제로 첨가되며, 0.20%를 넘으면 고용강화에 의해 강도를 향상시켜 가공성을 감소시키므로 일반용 저탄소강에 기본으로 사용되는 0.20% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 망간은 Si와 같이 고용강화능이 우수한 성분으로서, 그 함량이 많을 경우 강도를 상승시켜 가공성을 감소시키므로 0.30%이하가 바람직하다.

상기 인은 충격인성이 극히 나쁜 원소로서, 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋으나 제강과정에서 피할 수 없는 원소이므로 물성에 해로운 영향을 끼치지 않도록 그 함량을 0.02% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 황은 MnS의 비금속 개재물로 존재하고 열간압연에 의하여 길게 연신되어 강판 물성의 이방성을 조장하기 때문에 그 함량을 0.02%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 동과 열연 권취온도는 본 발명에서 가장 중요한 특징중 하나이다. 일반적으로 동은 제강공정중 고철을 사용하여 강중에 잔류하는 원소로서, 강의 페라이트와 치환형 고용체를 만들며, 고용강화를 일으켜 강도를 증가시켜 가공성을 감소시킨다. 따라서, 종래의 제조방법에서와 같이 열연 권취온도를 540℃로 제조하는 경우는 Cu는 극히 미세한 정합석출물을 석출시켜서 냉연강판의 강도를 증가시키고 가공성을 감소시게 된다. 그러나, 본 발명과 같이 열연 권취온도를 650~710℃의 범위로 높인 경우는 첫째, 탄소의 확산속도를 높여 열연 카바이드를 응집 조대화시켜 강도를 저하시키고 가공성에 유효한 [222〕집합조직의 강도를 향상시켜 가공성을 증가시키며, 둘째 극미세 정합석출물의 크기가 다소 커지면서(약 30㎚) ε-Cu로 되어 가공성이 향상된다. 이를 위해서는 동의 함량이 적어도 0.1%이상 함유되도록 함이 바람직하다. 즉, 강 슬라브에 Cu의 함량이 0.1%이하로 되면 열연탄에서 석출되는 탄화물의 응집 조대화가 충분히 이루어지지 않아 가공성 향상 효과가 적다. 반면, 이러한 석출물은 Cu성분이 증가할수록 개수가 증가하나 0.2% 이상시는 강 슬라브에 균열을 유발시켜 제품 생산시 표면결함 발생으로 0.2%로 제한하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 경우 열연 권취가 650℃이하에서 이루어지면, 미세 정합석출물이 석출되어 강도가 증가되어 오히려 본 발명에서 원하는 가공성이 떨어지며, 710℃를 초과하여 행해지면 결정립의 이상 조대화가 일어나 가공성을 떨어뜨리게 되어 바람직하지 않다.

이와같이 제조되는 본 발명의 저탄소 냉연강판은 종래보다 탄화 석출물이 응집 조대화되고, 페라이트 결정립 크기가 커져 종래의 냉연재와 거의 동등한 강도를 유지하면서도 r바값이 적어도 1.1에 이르러 가공성이 향상된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

표1과 같이 일반용 수준으로 저탄소강에 0.02% Cu를 첨가한 종래강과, 저탄소강에 각각 Cu 0.1%와 0.2%를 첨가한 발명강 슬라브를 제조하였다.

시편번호	C	Si	Mn	P	S	Cu
종래강	0.04	0.02	0.26	0.010	0.010	0.02
발명강1	0.04	0.02	0.26	0.010	0.010	0.10
발명강2	0.04	0.02	0.26	0.010	0.010	0.20

제조된 슬라브를 약 1250℃에서 재가열한 후, 재가열된 각각의 슬라브를 880℃에서 마무리 압연을 하고, 종래강 수준으로 540℃ 및 발명강으로 700℃로 하여 열연판을 권취한 다음, 75%의 압연율을 부여하여 냉간압연을 행하고, 이어서 약 830℃에서 연속소둔을 실시하여 냉연강판을 제조하였다.

이렇게 제조된 각 냉연강판으로 부터 시편을 채취하여 경도, 인장강도, 및 연신율 r바값을 각각 측정하고, 그 결과를 표2에 나타내었다. 또한, 종래재와 발명재에 형성된 탄화물 조직을 비교하여 도1에 나타내었으며, 페라이트 결정립 크기에 대한 조직은 도2에 나타내었다.

구분	강종	권취온도(℃)	경도(Hc)	인장강도(kg/㎟)	연신율(%)	r바
종래재1	종래강	540	56.5	35.7	38.6	1.04
종래재2	종래강	700	53.5	35.4	40.7	1.01
종래재3	발명강1	540	59.9	36.4	37.9	1.02
종래재4	발명강2	540	59.8	36.2	35.1	1.05
발명재1	발명강1	700	52.7	33.7	40.9	1.08
발명재2	발명강2	700	51.5	33.7	42.0	1.13

표3에 의하면 종래재 대비 발명재의 경우 경도와 인장강도가 약간 감소된 반면 연신율과 성형성 지수인 r바값이 증가하여 가공성이 향상되었음을 보이고 있다.

실제로 본 발명재의 경우 도1과 도2에서도 알 수 있듯이, 열연판의 탄화물 석출물을 응집 조대화하여 냉간압연 및 소둔후 페라이트 결정립이 조대화되고, ε-Cu 석출물을 석출시키고 있음이 확인되었다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 열연판의 탄화 석출물을 응집 조대화하여 냉간압연 및 소둔후 페라이트 결정립을 조대화시키고, ε-Cu 석출물을 석출시켜 종래의 일반용 냉연강판의 경우에 비하여 보다 가공성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 저탄소 냉연강판의 제조방법에 있어서,

   중량%로, 탄소(C): 0.03 ~ 0.05%, 규소(Si): 0.20%이하, 망간(Mn):0.30%이하, P: 0.02%이하, 황(S): 0.02%이하, 구리(Cu): 0.10 ~ 0.20%, 기타 불가피한 불순원소 및 Fe가 함유된 강 슬라브를 열간압연후 650~710℃의 온도에서 열연 권취한 다음, 냉간압연 및 소둔 열처리함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 저탄소 냉연강판 제조방법