KR20130123437A

KR20130123437A - 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130123437A
Application number: KR1020137023818A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 고지마; 다쿠미 다나카; 미키토 스토; 마사키 다다; 요이치 도비야마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-11-12
Also published as: TWI479031B; US9506131B2; CA2828547C; CN103415640A; EP2671962A1; EP2671962B1; EP2671962A4; CN103415640B; CA2828547A1; ES2752881T3; JP5924044B2; TW201243062A; JP2012207305A; WO2012124823A1; KR101532857B1; US20140007990A1

Abstract

질량％ 로, C : 0.02 ∼ 0.10 ％, Si : 0.01 ∼ 0.5 ％, P : 0.001 ∼ 0.100 ％, S : 0.001 ∼ 0.020 ％, N : 0.007 ∼ 0.025 ％, Al : 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 를 함유하고, Mnf = Mn - 1.71 × S (단, 식 중 Mn 량, S 량은 강 중의 Mn 함유량 (질량％), S 함유량 (질량％)) 로 했을 때, Mnf : 0.10 ％ 이상 0.30 ％ 미만이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판두께가 0.35 (㎜) 이하이고, 강판의 하항복 강도 (N/㎟) 와 상기 판두께 (㎜) 의 곱이 160 (N/㎜) 이하이고, 10 ％ 의 인장 예변형 후, 25 ℃ 에 있어서 10 일간의 실온 시효를 실시했을 때의 상항복 강도 (N/㎟) 와 상기 판두께 (㎜) 의 제곱의 곱이 52.0 (N) 이상인 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판.

Description

내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판 및 그 제조 방법{STEEL SHEET FOR AEROSOL CAN BOTTOM HAVING HIGH PRESSURE RESISTANCE AND EXCELLENT WORKABILITY AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 에어로졸 캔 보텀용 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

에어로졸 캔에는 여러 가지 구조가 있으며, 예를 들어 저부의 소재를 강판으로 하고, 보텀을 캔 동체에 감아 조임으로써 장착한 것이 있다. 보텀을 장착한 에어로졸 캔의 구조를 도 1 에 나타낸다. 도 1 에 나타내는 에어로졸 캔에 장착되는 보텀 (1) 은, 소재를 원형 블랭크로 타발하고, 프레스 가공에 의해 소정의 형상으로 가공하여, 변가장자리부에 형성한 플랜지부를 개재하여 캔 동체 (2) 에 감아 조여진다. 캔 동체 (2) 에는, 내용물을 분사시키는 기능을 구비한 마운팅 캡 (3), 및 스프레이 노즐 (4) 이 모두 장착된다.

에어로졸 캔 내부는, 내용물을 분사시키기 위한 분사제가 봉입되기 때문에, 고압 상태로 되어 있다. 그 때문에, 보텀은 내부의 압력에 견디는 충분히 높은 내압 강도를 구비할 필요가 있다.

에어로졸 캔과 유사하고, 내압 강도가 필요한 용기에 사용하는 강판에 관한 기술로서 이하의 것이 개시되어 있다.

특허문헌 1 에는, 내압 강도와 넥트인성이 우수한 DI 캔용 표면 처리 원판 및 제조 방법이 개시되어 있다. 중량％ 로, C : 0.0100 ∼ 0.0900 ％, Mn : 0.05 ∼ 1.00 ％, P : ≤ 0.030 ％, S : ≤ 0.025 ％, sol.Al : 0.010 ∼ 0.100 ％, N : 0.0005 ∼ 0.0120 ％, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 원판의 결정 입도 번호 (이하, G.Sno 라고 칭한다) 가 9.5 이상, Hv (10 ％BH) 가 145 이상, Hv (70 ％BH) 가 195 이하인 것, 및 상기 성분의 강을 CT : 660 ∼ 750 ℃, 냉간 압연율 : 84 ∼ 91 ％, 어닐링 온도 : 재결정 온도 ∼ 700 ℃ 의 상자 어닐링으로, G.Sno 가 9.5 이상, 축비가 1.4 이하인 어닐링판을 만들고, 신장률로 2 ％ 이상 30 ％ 이하의 조질 압연으로, Hv (10 ％BH) 를 145 이상, Hv (70 ％BH) 를 195 이하로 조정하는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 2 에는, 내압 강도와 넥 가공성이 우수한 DI 캔용 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 중량％ 로, C : 0.01 ∼ 0.08 ％, Mn : 0.5 ％ 이하, SolAl : 0.20 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하, 필요에 따라, 0.1 ％ 이하의 S, Cr, Cu, Ni 의 적어도 1 종 및/또는 0.1 ％ 이하의 Ti, Nb 의 적어도 1 종을 함유하고, 고용 C 량이 5 ∼ 25 ppm 이고, L 방향의 YP 가 30 ∼ 44 Kgf/㎟ 이고, L 방향과 C 방향의 YP 의 차가 2 Kgf/㎟ 이하의 DI 캔용 강판이고, 상기 성분의 열연판을 냉연하여 재결정 후 60 ℃／초 이상에서 냉각시키고, 300 ∼ 450 ℃ 로 30 ∼ 180 초 보정 (保定) 하고, 그 후 습식으로 압연율 : 3 ∼ 12 ％ 의 조질 압연하는 제조 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에는, 가공성이 유리한 조립 (粗粒) 조직과 경질이고 입계 강도가 높은 세립 조직을 하이브리드화한 플랜지 가공시에 균열이 적고 또한 캔 강도가 높은 DI 캔용 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3 의 DI 캔용 강판은, 중량％ 로, C : 0.01 ∼ 0.08 ％, Al : 0.03 ∼ 0.12 ％, N : 0.001 ∼ 0.008 ％ 를 함유하고, 또한 제품판 단면 (斷面) 방향의 JIS 결정 입도 번호가 표층 및 이층 (裏層) 으로부터 5 ∼ 25 ％ 깊이의 판두께 부분은 #11.5 이상의 세립 조직으로 차지되고, 내층 잔부는 #11.0 미만의 조립 조직으로 이루어지는 2 층 조직으로 구성된다. 그리고, 제조 방법은 연속 주조 강편을 소재로 하고, 표층부가 중심부보다 온도차가 20 ℃ 이상 높고, 또한 표면 온도가 1000 ∼ 1200 ℃ 가 되도록 가열하여 열간 압연한다.

특허문헌 4 에는, 극박 용기용 강판으로 제조된 용기의 내변형성과 캔 성형성을 양립한 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 질량％ 로, C : 0.0800 ％ 이하, N : 0.0600 ％ 이하, Si : 2.0 ％ 이하, Mn : 2.0 ％ 이하, P : 0.10 ％ 이하, S : 0.05 ％ 이하, Al : 2.0 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 를 주체로 하여 이루어지는 강을 냉연하여, 재결정 어닐링 또는 그 후의 열처리를 분위기, 온도, 시간 등을 조정하여 실시함과 함께 열처리 전에 적당한 표면 처리를 실시함으로써, 강 중 N 량의 변화, 특히 표층부와 중심층부, 나아가서는 강판 표면으로부터 본 부위에 대해 N 량 및 경도를 적당한 상이한 범위로 제어하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 5 에는, 극박 용기용 강판으로 제조된 용기의 내변형성과 캔 성형성을 양립한 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 질량％ 로, C : 0.02 ∼ 0.08 중량％, Si : 0.02 중량％ 이하, Mn : 0.05 ∼ 0.30 중량％, P : 0.025 중량％ 이하, S : 0.025 중량％ 이하, N : 0.003 ∼ 0.02 중량％, Al : 0.02 ∼ 0.15 중량％, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 연주 슬래브를 통상적인 방법으로 열간 압연을 실시하여 570 ∼ 670 ℃ 에서 권취하고, 또한 (Ntotal-N as AlN) 량이 0.003 ∼ 0.010 중량％ 이하로 하는 2 피스 캔용 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평7-278744호 일본 공개특허공보 평8-311609호 일본 공개특허공보 평10-17993호 일본 공개특허공보 2004-323906호 일본 공개특허공보 평4-350146호

특허문헌 1 은, 신장률 10 ％ 의 추가 압연 예변형 및 210 ℃ × 5 min 의 열처리에 의한 BH 열처리를 실시한 후의 Hv 치인 Hv (10 ％BH) 를 규정함으로써 내압 강도를 확보하는 기술이다. 확실히 DI 캔의 경우에는 10 ％ 의 추가 압연에 상당하는 보텀 가공 후에, 도장 베이킹을 위해 210 ℃ 에서 5 min 정도의 가열이 실시되기 때문에, 상기 방법으로 특성을 평가하는 것에는 타당성이 있다. 그러나, 도 1 에 나타낸 에어로졸 캔의 보텀은 도장 및 베이킹 후에 보텀의 가공이 실시되기 때문에, 상기의 평가 방법으로는 특성을 평가할 수 없다. 또, 특허문헌 1 의 기술은 상자 어닐링으로 제조하는 것이지만, 이 어닐링 방법은 재질의 균질성, 생산성에 과제가 있다.

특허문헌 2 는, 고용 C 량을 규정하여 베이킹 경화성을 제어함과 함께, 습식으로 3 ∼ 12 ％ 의 조질 압연으로 함으로써 소정의 기계 특성을 얻는 기술이다. 그러나, 에어로졸 캔의 보텀은 상기와 같이 베이킹 경화에 의한 강도 상승을 예상할 수 없는 것, 및 습식으로 3 ∼ 12 ％ 의 조질 압연을 실시하는 것은, 어닐링 라인과 동일한 조질 압연 설비에서는 습식과 건식의 조업 (操業) 전환에 의한 생산성의 열화를 초래하고, 또 어닐링 라인과 다른 조질 압연 설비에서는 공정의 증가에 의한 비용 상승을 초래하기 때문에 바람직하지 않다.

특허문헌 3 은, 제품판 단면 방향에 있어서의 표층 및 이층과 내층에서 JIS 결정 입도 번호가 상이한 조립 조직으로 이루어지는 2 층 조직으로 구성되는 강판이지만, 변동 요소가 큰 연속 주조 강편의 표층부와 중심부의 온도를 엄격하게 관리할 필요가 있어, 공업적인 생산성에 과제가 있다.

특허문헌 4 는, 용기의 내변형성과 캔 성형성을 양립시킨 강판에 관한 것으로, 강판의 표층부와 중심층부에서 N 량 및 경도를 제어하는 것이다. 그러나, 질화 분위기에서의 재결정 어닐링이 필요하여, 공업적인 생산성에 과제가 있다.

특허문헌 5 는, 강 중에 N 을 많이 첨가한 연주제 (連鑄製) Al 킬드강을 사용하여, 고용 N 을 많이 잔존시킴으로써 강의 강화를 도모하는 것이다. 그 때문에, 열간 압연 후의 중온 권취에 의해 고용 N 이 적어지는 것을 보정할 목적으로 강 중 N 량을 많게 하고 있다. 그러나, 이 기술에서는 강 중 N 량에 대해 고용 N 으로서 잔존하는 N 량이 낮고, 필요한 고용 N 량에 대해 과잉인 N 량을 첨가할 필요가 있어 합리적이지 않다.

이상과 같이, 내압 강도의 향상에 관해서는 주로 DI 캔의 보텀부에 주목한 기술이 제안되어 있지만, DI 캔과는 가공 및 열처리 조건이 상이한 에어로졸 캔의 보텀재에 관해서, 내압 강도의 향상을 목적으로 한 기술은 보이지 않는다.

내압 강도를 높이기 위해서는, 강판의 강도를 높이는 것이 유효하다. 또, 내압 강도는, 보텀의 형상에 영향을 받아 캔의 내부측으로 장출한 구조일 필요가 있다. 따라서, 강판은 이러한 형상으로 가공하기 위한 가공성을 구비할 필요가 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 강판의 기계 특성 및 판두께가 에어로졸 캔 보텀의 내압 강도와 가공성에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 기계 특성과 판두께를 특정한 조건으로 밸런스시킴으로써, 요구되는 내압 강도와 가공성을 양립시킬 수 있는 것을 지견하였다. 즉, 판두께와 기계적 특성, 특히 항복 강도, 실온 시효 경화 거동을 적절히 제어함으로써, 양호한 가공성과 높은 내압 강도를 겸비한 강판이 얻어지는 것을 알아내었다.

또, 경제성을 고려하여 판두께를 한정했을 경우, 상기의 특정한 조건에 맞는 기계 특성을 얻기 위해서는, 통상보다 높은 N 함유량의 강을 사용하여, Al, Mn, S, 나아가서는 N 을 특정한 함유량의 관계로 하고, 또, 제조 조건으로서 슬래브 가열 온도, 열간 압연의 권취 온도 등을 규정할 필요가 있는 것도 알아내었다.

본 발명은 이러한 지견에 기초하는 것으로서, 그 요지로 하는 것은 이하와 같다.

[1] 질량％ 로, C : 0.02 ∼ 0.10 ％, Si : 0.01 ∼ 0.5 ％, P : 0.001 ∼ 0.100 ％, S : 0.001 ∼ 0.020 ％, N : 0.007 ∼ 0.025 ％, Al : 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 를 함유하고, Mnf = Mn - 1.71 × S (단, 식 중 Mn 량, S 량은 강 중의 Mn 함유량 (질량％), S 함유량 (질량％)) 로 했을 때, Mnf : 0.10 ％ 이상 0.30 ％ 미만이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판두께가 0.35 ㎜ 이하이고, 강판의 하항복 강도 (N/㎟) 와 상기 판두께 (㎜) 의 곱이 160 (N/㎜) 이하, 강판에 10 ％ 의 인장 예변형을 실시한 후, 25 ℃ 에 있어서 10 일간의 실온 시효를 실시했을 때의 상항복 강도 (N/㎟) 와 상기 판두께 (㎜) 의 제곱의 곱이 52.0 (N) 이상인 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판.

[2] 또한, 질량％ 로, 상기 Al 은, 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11} 또한 {3.0 × N (％)}％ 이고, Nf = {N - N as AlN}/N (단, 식 중 N 량은 강 중의 N 함유량 (질량％), N as AlN 은 AlN 으로서 존재하는 N 량 (질량％)) 으로 했을 때, Nf : 0.65 이상인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 에 기재된 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판.

[3] 질량％ 로, C : 0.02 ∼ 0.10 ％, Si : 0.01 ∼ 0.5 ％, P : 0.001 ∼ 0.100 ％, S : 0.001 ∼ 0.020 ％, N : 0.007 ∼ 0.025 ％, Al : 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 를 함유하고, Mnf = Mn - 1.71 × S (단, 식 중 Mn 량, S 량은 강 중의 Mn 함유량 (질량％), S 함유량 (질량％)) 로 했을 때, Mnf : 0.10 ％ 이상 0.30 ％ 미만이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강을 용제 (溶製) 하고, 연속 주조에 의해 슬래브로 하여, 1150 ℃ 이상의 온도로 슬래브를 재가열한 후, 권취 온도를 620 ℃ 미만으로 하여 열간 압연을 실시하고, 산세, 냉간 압연한 후, 재결정 어닐링하여, 신장률 3 ％ 미만으로 조질 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판의 제조 방법.

[4] 상기 성분 조성에 있어서, 상기 Al 은, 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11} 또한 {3.0 × N (％)}％ 이고, Nf = {N - N as AlN}/N (단, 식 중 N 량은 강 중의 N 함유량 (질량％), N as AlN 은 AlN 으로서 존재하는 N 량 (질량％)) 으로 했을 때, Nf : 0.65 이상인 것을 특징으로 하는 상기 [3] 에 기재된 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판의 제조 방법.

또한, 본 발명에 있어서, 성분 조성의 비율을 나타내는 ％ 는 모두 질량％ 이다.

본 발명에 의하면, 높은 내압 강도와 양호한 가공성을 겸비한 에어로졸 캔 보텀용 강판을 얻을 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 강판을 적용하는 보텀을 장착한 에어로졸 캔의 구조를 나타내는 도면이다.

이하에 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 성분 조성에 대해 설명한다. 성분은 모두 질량％ 이다.

C : 0.02 ∼ 0.10 ％

본 발명의 강판은, 연속 주조, 열간 압연, 산세, 냉간 압연, 재결정 어닐링, 조질 압연의 각 공정을 거쳐 제조되는 강판이다. 또한, 후술하는 기계 특성을 구비할 필요가 있다. 이와 같은 특성을 만족하는 강판에서는, 고용 강화 원소로서의 C 의 첨가량이 중요하고, C 함유량의 하한은 0.02 ％ 로 한다. 0.02 ％ 미만에서는, 본 발명에서 규정하는 기계 특성이 얻어지지 않는다. 한편, C 첨가량이 0.10 ％ 를 초과하면, 과잉으로 경질이 될 뿐만 아니라, 후술하는 펄라이트 조직이 형성되기 쉬워진다. 또, 연속 주조 슬래브의 응고 과정에 있어서 균열이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 상한은 0.10 ％ 로 한다. 바람직하게는 0.03 ％ 이상 0.07 ％ 이하이다.

Si : 0.01 ∼ 0.5 ％

Si 는 고용 강화에 의해 강을 고강도화시키는 원소이다. 이 효과를 발현시키기 위해서는, 0.01 ％ 이상 첨가할 필요가 있다. 한편, 다량으로 첨가하면 내식성이 현저하게 저해된다. 그 때문에, 0.01 ％ 이상 0.5 ％ 이하로 한다.

P : 0.001 ∼ 0.100 ％

P 는 고용 강화능이 큰 원소이다. 그러나, 다량으로 첨가하면 내식성이 현저하게 저해된다. 따라서, 상한은 0.100 ％ 로 한다. 한편, P 를 0.001 ％ 미만으로 하려면 탈인 비용이 과대해진다. 따라서, 하한은 0.001 ％ 로 한다.

S : 0.001 ∼ 0.020 ％

S 는 용광로 원료 유래의 불순물이며, 강 중의 Mn 과 결합하여 MnS 를 생성한다. 고온에 있어서 입계에 MnS 가 석출되어, 취화의 원인이 되기 때문에, 상한은 0.020 ％ 로 한다. 한편, S 를 0.001 ％ 미만으로 하려면 탈황 비용이 과대해진다. 따라서, 하한은 0.001 ％ 로 한다.

N : 0.007 ∼ 0.025 ％

N 은 고용 강화 및 후술하는 변형 시효 경화에 기여하는 원소이다. 이들 효과를 발현시키기 위해서는, 0.007 ％ 이상 첨가할 필요가 있다. 한편, 다량으로 첨가하면, 변형 시효 경화에 대한 효과가 포화하여 유효하게 작용하지 않을 뿐만 아니라, 열간 연성의 열화를 초래한다. 따라서, 상한은 0.025 로 한다.

Al : 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11}％, 바람직하게는 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11} 또한 {3.0 × N (％)}％

Al 은, 탈산제로서 작용하고, 강의 청정도를 높이기 위해 필요한 원소이다. 또, 본 발명에 있어서는, 기계 특성을 확보하기 위해서 고용 N 을 이용한다. 한편, Al 은 강 중의 N 과 결합하여 AlN 을 형성한다. 이상으로부터, AlN 의 과잉인 석출을 억제할 필요가 있어, Al 량의 상한을 규정할 필요가 있다. AlN 의 석출량은, Al 량, N 량, 또한 슬래브 응고로부터 슬래브 재가열의 과정에서의 열이력, 및 열간 압연의 권취 과정에서의 열이력으로 정해진다. 후술하는 제조 조건과의 조합에 의해, AlN 의 석출을 억제하는 조건을 검토한 결과, Al 량의 상한은 N 량과의 관계에 있어서 {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 로 한정한다. 또한, 상한은 {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 이하에 더하여, {3.0 × N (％)}％ 이하로 하는 것이 바람직하다. {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 로 함으로써, 슬래브 단계에서 생긴 AlN 의 용해를 촉진하여 고용 N 을 확보할 수 있다. 또, {3.0 × N (％)}％ 이하로 함으로써, 열연 단계에서의 AlN 의 석출을 회피하여 고용 N 을 확보할 수 있다. 이와 같이 상한을 {-4.2 × N (％) + 0.11} 또한 {3.0 × N (％)}％ 로 하고, 후술하는 제조 조건을 조합함으로써, 본 발명의 바람직한 조건으로서 규정하는 Nf, 요컨대 첨가 N 에 대한 고용 N 의 비율을 높일 수 있다. 그 결과, 보텀 가공과 그 후의 실온 시효에 의한 변형 시효 경화에 대해 유효하게 작용하는 고용 N 을 확보할 수 있다.

한편, Al 량이 0.01 ％ 미만이 되는 강에서는, 탈산 부족이 되어 강의 청정도가 열화되기 때문에, 하한은 0.01 ％ 로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 Al 은 산 가용 Al 이다.

Mnf = Mn - 1.71 × S (단, 식 중 Mn 량, S 량은 강 중의 Mn 함유량 (질량％), S 함유량 (질량％)) 로 했을 때, Mnf : 0.10 ％ 이상 0.30 ％ 미만

Mn 은 고용 강화, 결정립의 세립화에 의해 강의 강도를 증가시킨다. 그러나, Mn 은 S 와 결합하여 MnS 를 형성하므로, 고용 강화에 기여하는 Mn 량은, 첨가 Mn 량으로부터 MnS 를 형성할 수 있는 Mn 량을 뺀 양으로 간주된다. Mn 과 S 의 원자량비를 고려하면, 고용 강화에 기여하는 Mn 량은 Mnf = Mn - 1.71 × S 로 나타낼 수 있다. Mnf 가 0.30 이상에서는, 결정 입경을 작게 하는 효과가 현저하게 발생하여 과잉으로 경화된다. 따라서, Mnf 는 0.30 ％ 미만으로 한다. 한편, Mnf 가 0.10 미만이 되면, 연화하여 필요한 강도를 얻을 수 없게 된다. 따라서, Mnf 는 0.10 이상으로 한다.

Nf = {N - N as AlN}/N (단, 식 중 N 량은 강 중의 N 함유량 (질량％), N as AlN 은 AlN 으로서 존재하는 N 량 (질량％)) 으로 했을 때, Nf : 0.65 이상 (바람직한 조건)

본 발명은 고용 N 에 의한 변형 시효 경화의 발현을 이용하는 것이기 때문에, 상기의 강 중 N 중 고용 상태가 되는 N 량을 많이 확보할 필요가 있다. 강 중 N 에 대한 고용 N 의 비율을 나타내는 지표인 Nf 를 0.65 이상으로 하는 고용량을 확보함으로써, 더욱더 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판이 얻어진다. 또한, N as AlN 은, 10 ％-Br 메탄올 추출법에 의해 측정할 수 있다.

잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 한다.

또한, 본 발명의 강판은 펄라이트 조직을 포함하지 않는 조직인 것이 바람직하다. 펄라이트 조직이란, 페라이트상과 시멘타이트상이 층상으로 석출된 조직이고, 조대한 펄라이트 조직이 존재하면, 변형시에 응력 집중에 의한 크랙의 발생 기점이 될 우려가 있다. 에어로졸 캔 보텀이 캔 동체에 감아 조임에 의해 장착될 때, 이와 같은 크랙의 발생 기점이 존재하면 감아 조임부의 균열에 이를 가능성이 있다.

다음으로, 본 발명의 판두께와 기계 특성의 관계에 대해 설명한다.

강판의 판두께와 기계 특성의 관계를 특정한 관계로 밸런스시키는 것은, 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판을 얻는 점에서 중요하다. 특히, 내압 강도를 확보하는 데에 있어서, 강판의 실온 변형 시효 경화 거동의 한정이 필요하다.

에어로졸 캔 보텀 (이하, 간단히 「보텀」이라고 기재하는 경우가 있다) 은 캔 내부의 압력에 견디는 구조로 하기 위해, 캔 내부로 장출한 형상으로 가공된다. 이 가공에 의해, 강판에는 변형이 도입된다. 변형의 도입은 강판의 강도를 향상시키기 때문에, 에어로졸 캔 보텀의 내압 강도의 향상에 기여한다. 그러나, 변형만으로 내압 강도를 필요한 레벨까지 향상시키기 위해서는, 가공도를 매우 높게 할 필요가 있다. 한편, 높은 가공도를 얻기 위해서는 강판이 연질인 것이 필요하다. 그러나, 이것은 내압 강도의 저하로 이어진다. 이러한 모순을 극복하기 위해 본 발명자들이 주목했던 것이 변형 시효 경화이다. 요컨대, 가공도에 의한 변형의 도입 후에, 시효에 의해 강판을 경화시키는 것이다.

강판의 변형 시효 경화는, 일반적으로는 의도적인 열처리에 의해 발현시킨다. 예를 들어, 가공 후에 도장 베이킹을 실시한다. 그 때문에, 강판의 변형 시효 경화 거동을 평가하려면, 소정의 가공을 실시한 후, 도장 베이킹을 상정한 170 ∼ 220 ℃ 정도의 온도에서 수 분 내지 수십 분의 처리라고 하는 의도적인 열처리를 실시하는 수단이 채용되고 있었다.

한편, 에어로졸 캔 보텀의 제조에 있어서 가공 후에 실시되는 열처리는, 실링 컴파운드를 건조시키기 위해, 수십도에서 수분의 처리로, 매우 경미한 것이다. 또한, 에어로졸 캔 보텀은, 가공 후 즉시가 아니고, 실온에서 보관된 후에 실제의 사용에 제공된다. 요컨대, 에어로졸 캔 보텀에서는 실온 시효가 주된 시효 과정이 된다.

따라서, 에어로졸 캔 보텀에 사용되는 강판의 변형 시효 경화 거동을 평가하려면, 비교적 고온 장시간의 열처리를 실시하는 종래의 수단은 과잉인 열이력을 부여하게 되기 때문에 적절하지 않다. 이상의 검토 결과로부터, 본 발명에서는 실제의 에어로졸 캔 보텀의 가공, 및 실제의 사용에 제공될 때까지의 시효 과정, 및 그때의 내압 강도의 실적을 참고로, 변형 시효 경화 거동의 지표로서 실온 변형 시효에 착안하였다. 구체적으로는, 강판에 10 ％ 의 인장 예변형을 실시한 후, 25 ℃ 에 있어서 10 일간의 실온 시효를 실시한 후의 항복 강도를 변형 시효 경화 거동의 지표로 한다.

여기서, 강판에 10 ％ 의 인장 예변형을 실시하는 것은, 보텀 가공의 변형을 재현하기 위해서이다. 이 조건을 결정할 때에 있어서, 본 발명자는 각종 에어로졸 캔 보텀을 실제로 가공하여, 그 가공도를 조사하였다. 먼저, 보텀의 소재가 되는 원형판에 그 중심을 통과하는 복수의 선을 원주 방향으로 15°의 피치로 마크하고, 또한 복수의 동심원을 반경 방향으로 5 ㎜ 의 피치로 마크하여, 이것을 실제의 보텀으로 가공하였다. 가공 후, 마크에 기초하여 가공에 의한 보텀 반경 방향의 변형, 및 둘레 방향의 변형을 보텀의 각 위치에서 산출하였다. 또, 양자의 변형으로부터 체적이 일정한 조건에서 판두께 방향의 변형을 산출하였다. 그 결과, 각종 보텀에 있어서, 가장 높은 가공도는 상당 변형으로 대체로 0.1 정도라는 지견을 얻었다. 상당 변형 0.1 은, 1 축의 인장에 의한 가공에서는 10 ％ 의 신장에 상당한다. 이 결과로부터, 보텀 가공의 변형을 재현하는 가공으로서 10 ％ 의 인장 예변형을 채용한다. 또한, 본 발명의 인장은, JIS Z2201 「금속 재료 인장 시험편」에 규정된 5 호 시험편을 사용하고, JIS Z2241 「금속 재료 인장 시험 방법」에 준하여 실시할 수 있다. 10 ％ 의 신장은, 게이지 길이 50 ㎜ 를 기준으로 했을 때의 신장을 채용한다. 또, 인장 시험의 인장 방향은, 강판의 압연 방향으로 한다. 일반적으로, 강판의 항복 강도는 압연 방향에서 가장 낮고, 보텀의 내압 강도를 고려하는 경우에는 가장 항복 강도가 낮은 방향을 고려하는 것이 내압 강도의 하한치를 부여하기 때문이다.

본 발명에 있어서, 시효 온도를 25 ℃, 및 시효 시간을 10 일간으로 한 것은, 실제의 보텀의 사용 상황에 기초하는 것이다. 요컨대, 보텀은 가공 후에 일정 기간 보관되고, 그 후에 사용에 제공된다. 이 보관 상황 및 사용에 제공되는 상황을 조사한 결과, 온도는 평균 25 ℃ 이고, 기간은 평균 10 일인 것이 판명되었다. 따라서, 상기의 조건을 시효 온도, 시효 시간으로서 정하는 것으로 한다.

또, 그 평가에 있어서의 항복 강도는 상항복 강도로 한다. 이것은, 본 발명자의 실험 결과에 있어서, 보텀의 내압 강도가 하항복점보다 상항복점과 보다 높은 상관 계수로 재현된다는 지견에 기초하는 것이다.

상기의 실온 변형 시효 후의 상항복 강도가 높을수록 내압 강도는 높아지지만, 내압 강도는 상항복 강도 이외에도 판두께에 영향을 준다. 본 발명자의 실험의 결과, 판두께는 그 제곱에 의해 내압 강도에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에서는 실온 변형 시효 후의 상항복 강도와 판두께의 제곱의 곱을 한정한다. 구체적으로는, 에어로졸 캔 보텀에서 실용상 가장 직경이 큰 호칭 직경 211 직경 (대체로 2 와 16 분의 11 인치) 에 있어서의 내압 강도가 1.65 ㎫ 이상이 되는 조건으로 하여, 실온 변형 시효 후의 상항복 강도와 판두께의 제곱의 곱을 52.0 N 이상으로 한정한다. 또한, 동일한 소재를 사용한 경우에도 보텀의 직경이 작을수록 내압 강도는 높아지기 때문에, 상기의 평가 지표는 직경이 211 직경보다 작은 직경의 보텀에 사용하는 강판에 적용했을 경우에도 내압 강도가 부족하지 않다.

이상의 논의에 의하면, 에어로졸 캔 보텀에 사용하는 강판은, 두꺼우면 두꺼울수록, 또 강도가 높으면 높을수록 바람직한 것이 된다. 그러나, 과잉인 판두께, 강도는 보텀의 가공성을 열화시키는 원인이 된다. 구체적으로는, 보텀이 정규의 형상으로 가공되지 않는 것이나, 보텀의 가공 공정에 있어서, 가공 공구의 손모 (損耗), 혹은 손상의 빈발 등을 초래한다. 이들은 과잉인 판두께 및 강도에 의해 강판의 변형 저항이 높아져, 가공 공구에 높은 부하가 가해지는 것을 원인으로 한다. 따라서, 이것을 피하기 위해서는, 가공성의 점에서 판두께, 강도를 적절히 한정할 필요가 있다.

보텀의 가공에 있어서의 변형 저항은, 강판의 판두께, 강도, 및 보텀의 사이즈에 의존한다. 강판의 강도로는, 보텀 가공 전의 강판의 하항복 강도가 영향을 준다. 이것은, 보텀이 상항복점이 출현하는 변형 이상의 높은 가공도로 가공되기 때문이라고 생각된다. 또, 변형 저항을 고려하기 위해, 하항복 강도에 더하여 판두께 및 보텀의 직경을 고려할 필요가 있다. 요컨대, 변형 저항에는 하항복 강도, 판두께, 및 보텀의 직경의 곱이 변형 저항에 관계된 지표가 된다. 본 발명에서는 에어로졸 캔 보텀에서 실용상 가장 직경이 큰 사이즈인 호칭 직경 211 직경에 있어서의 실제의 가공시에도, 상기의 문제를 허용할 수 있는 범위로 억제할 수 있는 조건으로서, 보텀의 직경을 미리 고려한 지표로서, 보텀 가공 전의 강판의 판두께, 하항복 강도의 곱을 160 N/㎜ 이하로 한정한다.

또한, 동일한 소재를 사용한 경우에도 보텀의 직경이 작을수록 변형 저항은 낮아지기 때문에, 상기의 평가 지표는 직경이 211 직경보다 작은 직경의 보텀에 사용하는 강판에 적용했을 경우에도 변형 저항이 과잉이 되는 경우는 없다.

한편, 에어로졸 캔 보텀은 상기의 내압 강도, 가공성에 더하여, 추가로 경제성도 고려하여 설계될 필요가 있다. 요컨대, 과잉인 판두께는 보텀의 소재인 강판의 비용을 증가시킨다. 이 관점에서, 본 발명에서는 강판의 판두께는 0.35 ㎜ 이하로 한정한다.

다음으로, 본 발명의 내압 강도가 높고 가공도가 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 강판은, 연속 주조, 열간 압연, 산세, 냉간 압연, 재결정 어닐링, 조질 압연, 필요에 따라 표면 처리의 각 공정을 거쳐 제조된다. 상세를 이하에 설명한다.

상기 서술한 성분 조성을 갖는 강을 용제하고, 연속 주조에 의해 슬래브로 한다. 연속 주조에서는, 수직 굽힘형 또는 만곡형의 연속 주조기에 의해 슬래브를 제조할 때에, 슬래브에 굽힘 혹은 굽힘 되돌림 변형이 가해지는 영역에 있어서의 슬래브 코너부 표면 온도를 800 ℃ 이하 또는 900 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 슬래브 횡단면에 있어서의 장변 및 단변의 각부 (角部) 에서의 균열을 회피할 수 있다.

연속 주조 후의 슬래브에 대해, 슬래브 가열 온도를 1150 ℃ 이상으로 하는 재가열을 실시한다. 1150 ℃ 이상의 온도에서 슬래브를 재가열함으로써, 슬래브 냉각의 과정에서 석출된 AlN 을 용해시킬 수 있다.

이어서, 슬래브를 열간 압연한다. 이 때, 열간 압연에 있어서의 마무리 온도는 Ar3 점 이상의 온도로 하는 것이 바람직하다. 권취 온도는 620 ℃ 미만으로 한다. 마무리 압연 후의 권취 온도가 620 ℃ 이상에서는 AlN 이 석출되어, 본 발명에 있어서의 N 의 효과가 얻어지지 않는다. 또한, 과잉인 경질화를 피하기 위해서는, 권취 온도는 540 ℃ 이상인 것이 바람직하다.

열간 압연 후, 냉각시킨 열연강대에 대해, 스케일 제거를 위해 산세를 실시한다. 산세는 황산법, 염산법 등의 통상적인 방법에 따라 실시할 수 있다.

이어서, 냉간 압연을 실시한다. 냉간 압연은 80 ％ 이상의 압연율로 실시하는 것이 바람직하다. 이것은, 열간 압연 후에 생성되는 펄라이트 조직을 파쇄하기 위해서이며, 냉간 압연율이 80 ％ 미만이면, 펄라이트 조직이 잔존할 가능성이 있다. 압연율의 상한은, 과대한 압연율에 의한 압연기의 부하의 증대와 그에 수반하는 압연 불량의 발생을 피하기 위해 95 ％ 가 바람직하다.

냉간 압연 후에 재결정 어닐링을 실시한다. 재결정 어닐링은 연속 어닐링이 바람직하다. 상자 어닐링에서는 고용 N 이 AlN 으로서 석출되어, 본 발명에서 필요한 실온 변형 시효 경화를 얻을 수 없게 되는 경우가 있다. 또, 어닐링 온도는 A₁ 변태점 미만으로 하는 것이 바람직하다. 어닐링 온도를 A₁ 변태점 이상으로 하면, 어닐링 중에 오스테나이트상이 생성되어, 보텀의 가공시에 균열의 기점이 될 가능성이 있는 펄라이트 조직이 형성되는 경우가 있기 때문이다.

어닐링 후에 신장률 3 ％ 미만으로 조질 압연을 실시한다. 강판 표면에 소정의 기계 특성, 표면 조도를 부여하기 위해 조질 압연을 실시한다. 이 때의 신장률이 3 ％ 이상이 되면, 가공 경화에 의해 강판이 과잉으로 경질화되기 때문에, 신장률은 3 ％ 미만으로 한다.

상기에 의해 제조된 강판은 표면 처리 강판용의 원판으로서 사용된다. 본 발명의 효과에 표면 처리의 종류는 영향을 주기 않기 때문에, 표면 처리의 종류는 상관없다. 대표적인 캔용 표면 처리의 예로는, 주석 도금 (블리크), 크롬 도금 (틴 프리 스틸) 등의 금속, 금속 산화물, 금속 수산화물, 무기염 등의 피복 처리, 또한 그들 처리의 상층에 유기 수지 피막의 피복, 예를 들어 라미네이트 처리 등이 있다. 이들 표면 처리에 있어서, 강판에 대해 가열 처리가 실시되는 경우가 있으며, 강판은 그에 의한 시효를 받는다. 또, 강판이 보텀으로 가공되기 전의 기간에 있어서 보관될 때에도, 보관 온도 및 기간에 따른 시효를 받는다. 또한, 강판에 대해 도장을 실시하는 경우에도 시효를 받는다. 그러나, 이들 원판 상태에서의 시효는 본 발명의 효과에는 영향을 미치지 않는 것은 확인되고 있다.

이상에 의해, 본 발명의 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판이 제조된다.

실시예

이하, 실시예에 대해 설명한다.

표 1 에 나타내는 성분 조성으로 이루어지는 강을 용제하고, 표 2 에 나타내는 조건으로 열간 압연, 냉간 압연, 재결정 어닐링, 조질 압연을 실시하였다.

그 후, 표 2 의 기호 a1, a2, d1, d2, f1, f2, i1, j1, j2, k1, k2, l1, l2, l3 에 대해서는, 표면 처리로서 크롬 도금을 실시한 틴 프리 스틸로 하고, 또한 PET 필름을 라미네이트하여 라미네이트 강판으로 하였다. 표 2 에 있어서의 상기 이외의 것은, 표면 처리로서 주석 도금을 실시한 블리크로 하고, 또한 도장 및 베이킹 처리를 실시하였다.

이상에 의해 얻어진 강판에 대해, JIS Z2201 「금속 재료 인장 시험편」에 규정된 5 호 시험편을 사용하고, JIS Z2241 「금속 재료 인장 시험 방법」에 준한 인장 시험에 의해, 하항복 강도 (YP) 를 측정하였다. 또, 강판에 10 ％ 의 인장 예변형을 실시한 후, 25 ℃ 에 있어서 10 일의 실온 시효를 실시한 후의 상항복 강도 (YP*) 를 측정하였다. 그리고, 하항복 강도 (YP) 및 상항복 강도 (YP*) 의 측정 결과를 기초로, 하항복 강도 (N/㎟) 와 판두께 (㎜) 의 곱 (t·YP), 및 10 ％ 의 인장 예변형 후에 25 ℃ 에 있어서 10 일간의 실온 시효를 실시했을 때의 상항복 강도 (N/㎟) 와 판두께 (㎜) 의 제곱의 곱 (t²·YP*) 을 구하였다. 얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.

또한, 표 1 에 성분 조성에 대해 본 발명의 규정 (바람직한 조건도 포함한다) 인 {-4.2 × N (％) + 0.11}, {3.0 × N (％)}, Mnf = Mn - 1.71 × S 의 각각을 산출한 결과를, 표 3 에 Nf = {N - N as AlN}/N 의 산출한 결과를 아울러 나타낸다.

표 3 으로부터, 본 발명예에서는 (t·YP) 와 (t²·YP*) 모두 본 발명 범위 내이고, 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판이 얻어지고 있다.

1 보텀
2 캔 동체
3 마운팅 캡
4 스프레이 노즐

Claims

질량％ 로, C : 0.02 ∼ 0.10 ％, Si : 0.01 ∼ 0.5 ％, P : 0.001 ∼ 0.100 ％, S : 0.001 ∼ 0.020 ％, N : 0.007 ∼ 0.025 ％, Al : 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 를 함유하고, Mnf = Mn - 1.71 × S (단, 식 중 Mn 량, S 량은 강 중의 Mn 함유량 (질량％), S 함유량 (질량％)) 로 했을 때, Mnf : 0.10 ％ 이상 0.30 ％ 미만이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
판두께가 0.35 ㎜ 이하이고,
강판의 하항복 강도 (N/㎟) 와 상기 판두께 (㎜) 의 곱이 160 (N/㎜) 이하,
강판에 10 ％ 의 인장 예변형을 실시한 후, 25 ℃ 에 있어서 10 일간의 실온 시효를 실시했을 때의 상항복 강도 (N/㎟) 와 상기 판두께 (㎜) 의 제곱의 곱이 52.0 (N) 이상인 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판.
제 1 항에 있어서,
또한, 질량％ 로, 상기 Al 은, 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11} 또한 {3.0 × N (％)}％ 이고, Nf = {N - N as AlN}/N (단, 식 중 N 량은 강 중의 N 함유량 (질량％), N as AlN 은 AlN 으로서 존재하는 N 량 (질량％)) 으로 했을 때, Nf : 0.65 이상인 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판.
질량％ 로, C : 0.02 ∼ 0.10 ％, Si : 0.01 ∼ 0.5 ％, P : 0.001 ∼ 0.100 ％, S : 0.001 ∼ 0.020 ％, N : 0.007 ∼ 0.025 ％, Al : 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11}％ 를 함유하고, Mnf = Mn - 1.71 × S (단, 식 중 Mn 량, S 량은 강 중의 Mn 함유량 (질량％), S 함유량 (질량％)) 로 했을 때, Mnf : 0.10 ％ 이상 0.30 ％ 미만이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강을 용제하고, 연속 주조에 의해 슬래브로 하여, 1150 ℃ 이상의 온도로 슬래브를 재가열한 후, 권취 온도를 620 ℃ 미만으로 하여 열간 압연을 실시하고, 산세, 냉간 압연한 후, 재결정 어닐링하여, 신장률 3 ％ 미만으로 조질 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 성분 조성에 있어서, 상기 Al 은, 0.01 ∼ {-4.2 × N (％) + 0.11} 또한 {3.0 × N (％)}％ 이고, Nf = {N - N as AlN}/N (단, 식 중 N 량은 강 중의 N 함유량 (질량％), N as AlN 은 AlN 으로서 존재하는 N 량 (질량％)) 으로 했을 때, Nf : 0.65 이상인 것을 특징으로 하는 내압 강도가 높고 가공성이 우수한 에어로졸 캔 보텀용 강판의 제조 방법.