KR20140117602A - 고강도 고가공성 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
고강도 고가공성 강판은, 강판 질량%로, C:0.020% 초과 0.040% 미만, Si:0.003% 이상 0.100% 이하, Mn:0.10% 이상 0.60% 이하, P:0.001% 이상 0.100% 이하, S:0.001% 이상 0.020% 이하, Al:0.005% 이상 0.100% 이하, N:0.0130% 초과 0.0170% 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 압연 방향의 인장 강도가 520㎫ 이상이고, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상이며, 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름층을 갖는다.
Description
본 발명은, 이지 오픈 엔드(Easy Open End)용 강판에 적용하기에 적합한 고강도 고가공성 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
음료 캔이나 음식 캔에 이용되는 강판 중, 뚜껑이나 바닥, 3 피스 캔의 몸통, 타발 캔 등에는, DR(Double Reduce)재라고 불리는 강판이 이용되는 경우가 있다. 풀림 후에 다시 냉간 압연을 행하는 DR법에 의해 제조되는 DR재는, 압연율이 작은 조질(調質) 압연만에 의해 제조되는 SR(Single Reduce)재에 비하여 판 두께를 얇게 하는 것이 용이하다. 이 때문에, DR재를 이용하는 것에 의해, 캔 제조 비용을 저감할 수 있다. 한편, DR법에 따르면, 풀림 후에 다시 냉간 압연을 행하는 것에 의해 가공 경화가 생기기 때문에, 얇고 단단한 강판을 제조할 수 있지만, 그 반면에, R재에 비해 가공성이 떨어진다.
음료 캔이나 음식 캔의 뚜껑으로서는, 캔의 개방이 용이한 EOE(Easy Open End:이지 오픈 엔드)가 널리 사용되고 있다. EOE를 제조할 때는, 손가락을 거는 탭을 장착하기 위한 리벳을 돌출 가공에 의해 성형할 필요가 있다. 한편, 캔 제조 소재로서의 강판은 판 두께에 따른 강도가 필요하게 되며, DR재의 경우, 얇게 하는 것에 따른 경제적 효과를 확보하기 위해 약 520㎫ 이상의 인장 강도가 필요하게 된다. 종래 DR재에서는, 상기한 바와 같은 가공성과 강도를 양립하는 것이 곤란하기 때문에, EOE에는 SR재가 이용되어 왔다. 그러나 현재, 비용 저감의 관점에서 EOE에 대해서도 DR재를 적용해야 한다는 요구가 높아지고 있다.
이러한 배경에서, 특허문헌 1에는, 탄소 함유량이 0.02% 이하, 붕소 함유량이 0.010 내지 0.020% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 리벳 성형성이 뛰어난 이지 오픈 캔 뚜껑용 강판과, 압하율(壓下率) 30% 이하로 2차 냉간 압연을 행하는 것을 특징으로 하는 그 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 시효(時效) 처리 후의 평균 랭크포드 값이 1.0 이하인 것을 특징으로 하는 DR재가 개시되어 있으며, 이 DR재가 EOE의 리벳 성형성이 뛰어나다는 것이 기술되어 있다.
그러나 상기 종래 기술은, 모두 문제점을 안고 있다. 즉, 적용하는 캔 뚜껑의 지름이 커질수록 강판에도 큰 강도가 필요하게 되지만, 특허문헌 1에 기재된 강판은, 탄소 함유량이 작기 때문에, 큰 강도를 얻으려고 하면 질소 함유량을 크게 할 필요가 있다. 그러나 이 강판은 붕소를 일정량 이상 포함하기 때문에, 질소 함유량이 커지면 고온 연성(延性)이 저하하여, 연속 주조 시에 슬래브 균열이 발생한다. 이 때문에, 특허문헌 1 기재의 강판은 대경(大徑)의 EOE에는 적용할 수 없다.
한편, 특허문헌 2에 기재된 강판은 평균 랭크포드 값을 작게 함으로써 양호한 리벳 성형성을 실현하고 있다. 그러나 이 방법이 효과를 발휘하는 것은 원기둥(圓柱) 모양에 가까운 돌출 가공에 의해 리벳이 성형되는 경우뿐이며, 구(球) 모양에 가까운 돌출 가공에 의해 리벳에 성형되는 경우에는 리벳 성형성이 불충분하게 된다. 이 때문에, 인장 강도가 520㎫ 이상, 또, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상의 고강도 고가공성 강판의 제공이 기대되고 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 인장 강도가 520㎫ 이상이며, 또, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상의 고강도 고가공성 강판을 얻는 것이 가능한 고강도 고가공성 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 발명자들은, 예의 연구를 거듭해 온 결과, 강판의 가공성과 강도를 양립하기 위해서는, 탄소 함유량을 적절한 범위로 제한하여 가공성의 저하를 막으면서, 질소 함유량을 많게 함으로써 강도를 확보하고, 또 풀림 후의 2차 냉간 압연율을 적절한 범위로 제한하는 것이 유효한 것을 알아냈다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 열간 압연 후의 권취 온도가 높으면, 석출하는 시멘타이트가 조대(粗大)하게 되어, 국부(局部) 신장이 저하하기 때문에, 권취 온도도 적절한 온도 범위로 제한할 필요가 있는 것을 알아냈다. 또, 본 발명의 발명자들은, 적절한 두께의 수지 필름층을 캔 내면이 되는 측에 마련하는 것에 의해, 돌출 가공에 의한 리벳 성형성이 현격히 향상되는 것을 알아냈다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판은, 질량%로, C:0.020% 초과 0.040% 미만, Si:0.003% 이상 0.100% 이하, Mn:0.10% 이상 0.60% 이하, P:0.001% 이상 0.100% 이하, S:0.001% 이상 0.020% 이하, Al:0.005% 이상 0.100% 이하, N:0.0130% 초과 0.0170% 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름층을 갖고, 압연 방향의 인장 강도가 520㎫ 이상이며, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.
수지 필름층의 두께는 5 내지 100㎛ 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 제조 방법은, 질량%로, C:0.020% 초과 0.040% 미만, Si:0.003% 이상 0.100% 이하, Mn:0.10% 이상 0.60% 이하, P:0.001% 이상 0.100% 이하, S:0.001% 이상 0.020% 이하, Al:0.005% 이상 0.100% 이하, N:0.0130% 초과 0.0170% 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강을 연속 주조에 의해 슬래브로 하고, 슬라브 재가열 온도를 1150℃ 이상으로 하여 열간 압연을 행하며, 600℃ 이하의 온도에서 권취하고, 이어서 1차 냉간 압연을 행하며, 계속해서 균열(均熱) 온도 600 내지 700℃, 균열(均熱) 시간 10 내지 50초로 연속 풀림(燒鈍)을 행하고, 이어서 8.0 내지 15.0%의 압연율로 2차 냉간 압연을 행하며, 전해법(電解法)에 의해 표면 처리 피막을 형성한 후에 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름을 붙여, 압연 방향의 인장 강도가 520㎫ 이상이고, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상인 강판을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판 및 그 제조 방법에 의하면, 인장 강도가 520㎫ 이상, 또, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상의 고강도 고가공성 강판을 얻을 수 있다. 또한, 이 결과, EOE의 리벳 성형 시에 균열이 발생하지 않고, 판 두께가 얇은 DR재에 의한 뚜껑의 제조가 가능해져, EOE용 강판의 대폭적인 박육화(薄肉化)를 실현할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판은, 인장 강도가 520㎫ 이상, 또, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상의 이지 오픈 엔드용 강판에 적용할 수 있다. 이러한 강판은, 0.040% 미만의 탄소를 함유하는 강을 이용하여, 열간 압연 후의 권취 온도 및 2차 냉간 압연율을 적정한 조건으로 설정하고, 또 캔 내면이 되는 측에 수지 필름을 붙이는 것에 의해, 제조하는 것이 가능해진다. 이하, 본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 성분 조성에 대해 설명한다.
[고강도 고가공성 강판의 성분 조성]
(1) C:0.020% 초과 0.040% 미만
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판에서는, C(탄소)의 함유량을 낮게 억제함으로써 고가공성을 발휘한다. C의 함유량이 0.040% 이상이면, 강판이 과잉으로 경질이 되어, 가공성을 확보한 채 2차 냉간 압연으로 얇은 강판을 제조하는 것이 불가능하게 된다. 이 때문에, C의 함유량의 상한은 0.040% 미만으로 한다. 한편, C의 함유량이 0.020% 이하이면, 강판의 박육화에 따른 현저한 경제적 효과를 얻기 위해 필요한 인장 강도 520㎫가 얻어지지 않는다. 이 때문에, C의 함유량의 하한은 0.020% 초과로 한다.
(2) Si:0.003% 이상 0.100% 이하
Si(규소)의 함유량이 0.100%를 초과하면, 표면 처리성의 저하, 내식성의 열화 등의 문제를 일으킨다. 이 때문에, Si의 함유량의 상한은 0.100%로 한다. 한편, Si의 함유량을 0.003% 미만으로 하는 데에는 정련 비용이 과대해진다. 이 때문에, Si의 함유량의 하한은 0.003%로 한다. 바람직한 Si의 함유량은, 0.003% 이상, 0.035% 이하의 범위 내이다.
(3) Mn:0.10% 이상 0.60% 이하
Mn(망간)은, S(유황)에 의한 열연 중의 적열 취성을 방지하며, 결정립을 미세화하는 작용을 갖고, 바람직한 재질을 확보하는 데 필요한 원소이다. 이들 효과를 발휘하기 위해서는, 적어도 0.10% 이상의 Mn의 첨가가 필요하다. 한편, Mn을 다량으로 지나치게 첨가하면, 내식성이 열화하고, 또한 강판이 과잉으로 경질화한다. 이 때문에, Mn의 함유량의 상한은 0.60%로 한다. 바람직한 Mn의 함유량은, 0.19% 이상 0.60% 이하의 범위 내이다.
(4) P:0.001% 이상 0.100% 이하
P(인)는, 강을 경질화시켜, 가공성을 악화시킴과 동시에, 내식성도 악화시키는 유해한 원소이다. 이 때문에, P의 함유량 상한은 0.100%로 한다. 한편, P의 함유량을 0.001% 미만으로 하는 데에는 탈인 비용이 과대해진다. 이 때문에, P의 함유량의 하한은 0.001%로 한다. 바람직한 P의 함유량은, 0.001% 이상 0.015% 이하의 범위 내이다.
(5) S:0.001% 이상 0.020% 이하
S는, 강 중에 개재물로서 존재하며, 가공성의 저하, 내식성의 열화를 가져오는 유해한 원소이다. 이 때문에, S의 함유량 상한은 0.020%로 한다. 한편, S의 함유량을 0.001% 미만으로 하는 데에는, 탈황 비용이 과대해진다. 이 때문에, S의 함유량의 하한은 0.001%로 한다. 바람직한 P의 함유량은, 0.007% 이상, 0.014% 이하의 범위 내이다.
(6) Al:0.005% 이상 0.100% 이하
Al(알루미늄)은, 제강 시의 탈산제로서 필요한 원소이다. Al의 함유량이 적으면, 탈산이 불충분해져, 개재물이 증가하고, 가공성이 열화한다. Al의 함유량이 0.005% 이상이면 충분히 탈산이 행해지고 있다고 볼 수 있다. 한편, Al의 함유량이 0.100%를 초과하면, 알루미나 클러스터 등에 기인하는 표면 결함의 발생 빈도가 증가한다. 이 때문에, Al의 함유량은 0.005% 이상 0.100% 이하로 한다.
(7) N:0.0130% 초과 0.0170% 이하
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판에서는, C의 함유량을 낮게 하는 대신에 N(질소)의 함유량을 높게 하여, 강도를 확보한다. N에 의한 강화는 돌출 가공성에 미치는 영향이 작기 때문에, 에릭센 값을 훼손하지 않고 강판의 고강도화가 가능하다. N의 함유량이 0.0130% 이하이면, 캔 뚜껑에 필요하게 되는 강도가 얻어지지 않는다. 한편, N은 다량으로 첨가하면, 열간 연성이 열화하여, 연속 주조에서 슬래브의 균열이 발생한다. 이 때문에, N의 함유량의 상한은 0.0170%로 한다.
(8) 그 외 성분
상기 성분 이외의 잔부는 Fe(철) 및 불가피한 불순물로 하지만, 공지의 용접 캔용 강판 중에 일반적으로 함유되는 성분 원소를 함유하고 있어도 좋다. 예를 들면, Cr(크롬):0.10% 이하, Cu(구리):0.20% 이하, Ni(니켈):0.15% 이하, Mo(몰리브덴):0.05% 이하, Ti(티탄):0.3% 이하, Nb(니오븀):0.3% 이하, Zr(지르코늄):0.3% 이하, V(바나듐):0.3% 이하, Ca(칼슘):0.01% 이하 등의 성분 원소를 목적에 따라 함유시킬 수 있다.
[고강도 고가공성 강판의 특성]
다음으로, 본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 기계적 성질에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 인장 강도는 520㎫ 이상으로 한다. 인장 강도가 520㎫ 미만이면, 뚜껑 제조 소재로서의 강판의 강도를 확보하기 위해, 현저한 경제적 효과가 얻어질 만큼 강판을 얇게 할 수 없다. 따라서, 인장 강도는 520㎫ 이상으로 한다. 또, 상기 인장 강도는 문헌 「JIS Z 2241」에 나타나는 금속 재료 인장 시험 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 에릭센 값은 5.0㎜ 이상으로 한다. 에릭센 값이 5.0㎜ 미만이면, 리벳 성형 시에 균열이 발생한다. 따라서, 에릭센 값은 5.0㎜ 이상으로 한다. 또, 에릭센 값은 문헌 「JIS Z 2247」에 나타나는 에릭센 시험 방법에 의해 측정할 수 있다. 리벳 성형 시에, 강판에 가해지는 가공 양식은 돌출 가공이며, 판 면에 평행한 전(全) 방향에의 인장 변형으로 생각할 수 있다. 이러한 가공에 대한 강판의 변형 능력을 평가하기 위해서는, 마찬가지인 돌출 가공에 의한 시험이 필요하며, 단순한 1축 인장 시험에 의한 전(全) 신장 값이나 랭크포드 값으로는 평가할 수 없다.
[고강도 고가공성 강판의 표면 피복]
다음으로, 본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 표면 피복에 대해 설명한다.
리벳 성형은 돌출 가공(bulging)에 의해 행해지며, 캔 외면이 되는 측에 돌출 가공이 행해진다. 이 때문에, 가공할 때에는, 공구가 캔 내면이 되는 측에 접촉하여 강판을 변형시킨다. 이 공구와 강판 사이에 수지 필름을 사이에 두고 접촉시키는 것에 의해, 공구와 강판 사이의 윤활성이 향상된다. 이에 의해, 돌출 가공의 균일성이 향상되어, 균열의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 수지 필름을 단순히 공구와 강판 사이에 두는 것뿐만 아니라, 강판 표면에 수지 필름을 피복하면, 내식성에도 기여하게 되어, 더 적합하다.
수지 필름으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 각종 열 가소성 수지와 열 경화성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴에스테르 공중합체, 아이오노머 등의 올레핀계 수지 필름, 또는, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 혹은 나일론 6, 나일론 66, 나일론 11, 나일론 12 등의 폴리아미드 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름 등의 열 가소성 수지 필름의 미연신(未延伸) 또는 2축 연신한 것이어도 좋다.
강판에 수지 필름을 붙일 때에 접착제를 이용하는 경우, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 산 변성 올레핀 수지계 접착제, 코폴리아미드계 접착제, 코폴리에스테르계 접착제(두께:0.1 내지 5.0㎛) 등이 바람직하게 이용된다. 또 두께 0.05 내지 2.0㎛ 범위로 강판 측 또는 수지 필름 측에 열 경화성 도료를 도포하여, 이것을 접착제로 해도 좋다. 또, 페놀에폭시, 아미노-에폭시 등의 변성 에폭시 도료, 염화비닐-초산비닐 공중합체, 염화비닐-초산비닐 공중합체 비누화물, 염화비닐-초산비닐-무수말레산 공중합체, 에폭시 변성-, 에폭시아미노 변성-, 에폭시페놀 변성-비닐 도료 또는 변성 비닐 도료, 아크릴 도료, 스티렌-부타디엔계 공중합체 등의 합성고무계 도료 등의 열 가소성 또는 열 경화성 도료의 단독 또는 2종 이상의 조합이어도 좋다.
수지 필름의 두께는 5 내지 100㎛ 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 수지 필름의 두께가 5㎛ 미만이면, 돌출 가공 시에 파단하여, 충분한 효과가 발휘되지 않을 가능성이 높아진다. 또한, 수지 필름의 두께가 100㎛을 초과하면 강판의 변형량을 증대시키는 효과가 커져, 강판에 균열이 생기기 쉬워진다.
[고강도 고가공성 강판의 제조 방법]
다음으로, 본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 고강도 고가공성 강판은, 연속 주조에 의해 제조된 상기 조성으로 이루어지는 강 슬래브를 이용하여, 슬래브 재가열 온도를 1150℃ 이상으로 하여 열간 압연을 행한 후에 600℃ 이하의 온도로 권취하고, 이어서 1차 냉간 압연을 행하며, 계속해서 균열(均熱) 온도 600 내지 700℃, 균열 시간 10 내지 50초로 연속 풀림을 행하고, 이어서, 8.0 내지 15.0%의 압연율로 2차 냉간 압연을 행하며, 전해법에 의해 표면 처리 피막을 형성한 후에, 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름을 붙임으로써 제조된다.
통상은 1회의 냉간 압연만으로는 현저한 경제적 효과가 얻어지도록 한 얇은 판 두께로 하는 것은 곤란하다. 즉, 1회의 냉간 압연으로 얇은 판 두께를 얻는 데에는 압연기에의 부하가 과대하고, 설비 능력에 따라서는 불가능하다. 예를 들면, 최종 판 두께를 0.15㎜로 하는 경우에는, 열간 압연 후의 판 두께를 2.0㎜로 하면, 92.5%로 큰 1차 냉간 압연율이 필요하게 된다. 또한, 냉간 압연 후의 판 두께를 작게 하기 위해 열간 압연 단계에서 통상보다 얇게 압연하는 것도 생각할 수 있지만, 열간 압연의 압연율을 크게 하면, 압연 중의 강판의 온도 저하가 커져, 소정의 마무리 압연 온도가 얻어지지 않게 된다. 또, 풀림 전의 판 두께를 작게 하면, 연속 풀림을 행하는 경우는, 풀림 중에 강판의 파단이나 변형 등의 트러블이 발생할 가능성이 커진다. 이들 이유에 의해, 본 발명에서는 풀림 후에 2회째의 냉간 압연(2차 냉간 압연)을 행하여, 극히 얇은(極薄) 강판을 얻는 것이 바람직하다.
열간 압연 후의 권취 온도가 600℃를 초과하고 있으면, 형성되는 펄라이트 조직이 조대(組大)해져, 이것이 취성 파괴의 기점이 되기 때문에 국부 신장이 저하하여 5.0㎜ 이상의 에릭센 값이 얻어지기 어렵다. 따라서, 바람직하게는 열간 압연 후의 권취 온도는 600℃ 이하, 더 바람직하게는 550 내지 600℃ 범위 내로 한다.
연속 풀림의 균열 온도가 600℃ 미만 또는 균열 시간이 10초 미만이면, 재결정이 불충분해져, 5.0㎜ 이상의 에릭센 값이 얻어지기 어렵다. 한편, 균열 온도가 700℃ 초과 또는 균열 시간이 50초 초과이면, 재결정에 의한 입자 성장이 과대해져, 인장 강도 520㎫이 얻어지기 어렵다. 따라서, 연속 풀림은 균열 온도 600 내지 700℃, 균열 시간 10 내지 50초의 조건에 따라 행하는 것이 바람직하다.
2차 냉간 압연율을 15.0% 초과로 하면, 2차 냉간 압연에 의한 가공 경화가 과대해져, 5.0㎜ 이상의 에릭센 값이 얻어지기 어렵게 된다. 따라서, 2차 냉간 압연율은 15.0% 이하가 바람직하다. 한편, 2차 냉간 압연율이 8.0% 미만이면 캔 뚜껑에 필요하게 되는 강도가 얻어지기 어렵다. 따라서, 2차 냉간 압연율의 하한은 8.0%가 바람직하다.
2차 냉간 압연 후, 전해법에 의해 표면 처리 피막을 형성한다. 피막으로서는 주석판(tin plate)이나 주석 프리 스틸(tin-free steel)로서 널리 캔 뚜껑에 이용되고 있는 Sn 전해 도금 피막이나, 전해 Cr산 처리 피막 등을 적용할 수 있다. 이들 피막을 마련하는 것에 의해, 수지 필름과 강판의 밀착성을 높이는 것이 가능하게 된다.
표면 처리 피막을 형성한 후, 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름을 붙인다. 붙이는 방법으로서는, 강판을 가열하여 수지 필름을 열 융착시키는 방법이나, 접착제를 이용하여 붙이는 방법 등이 가능하다.
[실시예]
표 1에 나타내는 성분 조성을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강을 전로(actual converter)에서 용제하여, 연속 주조 법에 의해 강 슬래브를 얻었다. 얻어진 강 슬래브를 재가열한 후, 표 2에 나타내는 조건으로 열간 압연을 행하였다. 열간 압연의 마무리 압연 온도는 880℃로 하고, 압연 후에는 산 세정을 행하였다. 다음으로, 압연율 90%로 1차 냉간 압연을 행한 후, 표 2에 나타내는 조건으로 연속 풀림 및 2차 냉간 압연을 행하였다. 이상에 의해 얻어진 강판에 전해 Cr산 처리를 양면에 연속적으로 행하여, 편면(片面) Cr 부착량 100㎎/㎡의 주석 프리 스틸을 얻었다. 그리고 또, 공중합 비 12mol%의 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 양면에 라미네이트 하여, 수지 피복 강판을 얻었다. 라미네이트는, 245℃로 가열한 강판과 필름을 한 쌍의 고무 롤에 끼워 필름을 금속판에 융착시키고, 고무 롤 통과 후 1초 이내에 수냉하여 행했다. 이때, 강판의 이송 속도는 40m/min, 고무 롤의 닙(nip) 길이는 17㎜였다. 닙 길이란, 고무 롤과 강판이 접하는 부분의 반송 방향의 길이이다. 필름 층의 두께는 표 1에 나타낸다.
이상에 의해 얻어진 수지 피복 강판에 대해, 인장 시험을 행했다. 인장 시험은, 문헌 「JIS Z 2241」에 나타나는 금속 재료 인장 시험 방법에 따라, JIS 5호 사이즈의 인장 시험편을 이용하여, 인장 강도를 측정했다. 또한, 얻어진 수지 피복 강판에 대해, 에릭센 시험을 행했다. 에릭센 시험은, 문헌 「JIS Z 2247」에 나타나는 에릭센 시험 방법에 따라, 90㎜×90㎜의 시험편을 이용하여 에릭센 값(관통 균열이 발생하는 돌출 높이)을 측정했다. 또한, 얻어진 수지 피복 강판을 이용하여 EOE 탭 장착용 리벳을 성형하고, 리벳 성형성을 평가했다. 리벳 성형은 3단계 프레스 가공에 의해 행하고, 돌출 가공 후에 축경(縮徑) 가공을 행하여 직경 4.0㎜, 높이 2.5㎜의 공 머리 모양(球頭狀) 리벳을 성형했다. 리벳부에서 균열이 발생한 경우를 X, 균열에 이르기 전(前) 단계의 두께 방향 협착이 발생한 경우를 ○, 균열이나 두께 방향 협착이 발생하지 않은 경우를 ◎으로 평가했다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
표 3에 나타내는 바와 같이, 발명예인 No.1 내지 6의 강판은 강도가 뛰어나고, 극히 얇은(極薄) 캔용 강판으로서 필요한 인장 강도 520㎫ 이상을 달성하고 있다. 또한, 가공성도 뛰어나, EOE 가공에 필요한 5.0㎜ 이상의 에릭센 값을 갖고 있다. 또한, 리벳 성형을 행해도 균열이나 두께 방향의 협착은 발생하고 있지 않다. 이에 대해, 비교예인 No.7, 9의 강판은 각각, C 및 N의 함유량이 너무 적기 때문에, 인장 강도가 부족해 있다. 비교예 8의 강판은, C의 함유량이 너무 많기 때문에, 2차 냉간 압연에 의해 가공성이 훼손되어, 에릭센 값이 부족하고, 리벳 성형에서 균열이 발생하고 있다.
또한, 비교예인 No.10의 강판은 N의 함유량이 너무 많기 때문에, 연속 주조에서 슬래브 균열을 발생하고 있다. 또한, 비교예인 No.11의 강판은, 열연 후의 권취 온도가 너무 높기 때문에, 국부 신장이 저하됨으로써 에릭센 값이 부족하고, 리벳 성형에서 균열이 발생하고 있다. 또한, 비교예인 No.12의 강판은, 연속 풀림에서의 균열 온도가 너무 낮기 때문에 재결정이 불충분하여, 에릭센 값이 부족하고, 리벳 성형에서 균열이 발생하고 있다. 또한, 비교예인 No.13의 강판은, 연속 풀림에서의 균열 온도가 너무 높기 때문에 입자 성장이 과대해져, 인장 강도가 부족해 있다. 비교예인 No.14의 강판은, 연속 풀림에서의 균열 시간이 너무 짧기 때문에 재결정이 불충분하여, 에릭센 값이 부족하고, 리벳 성형에서 균열이 발생하고 있다.
또한, 비교예인 No.15의 강판은, 연속 풀림에서의 균열 시간이 너무 길기 때문에 입자 성장이 과대해져, 인장 강도가 부족해 있다. 비교예인 No.16의 강판은, 2차 냉간 압연율이 너무 작기 때문에, 인장 강도가 부족해 있다. 비교예인 No.17의 강판은, 2차 냉간 압연율이 너무 크기 때문에, 가공 경화가 과대해져, 에릭센 값이 부족하고, 리벳 성형에서 균열이 발생하고 있다. 청구항 1, 3의 발명예이고 청구항 2의 비교예인 No.18의 강판은, 강판 표면에 피복한 수지 필름의 두께가 너무 얇기 때문에, 리벳 성형에서 그 효과가 충분히 발휘되지 않고, 균열에 이르기 전 단계의 두께 방향 협착 균열을 발생하고 있다. 청구항 1, 3 발명예이고 청구항 2의 비교예인 No.19의 강판은, 강판 표면에 피복한 수지 필름의 두께가 너무 두껍기 때문에, 리벳 성형에서 강판의 변형량이 증대하여, 균열에 이르기 전 단계의 두께 방향 협착 균열을 발생하고 있다.
이상의 것으로부터, 발명예의 강판에 따르면, 인장 강도가 520㎫ 이상, 또, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상의 고강도 고가공성 강판을 얻을 수 있는 것이 확인됐다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시 형태에 대해 설명했으나, 본 실시 형태에 따른 본 발명의 개시의 일부를 이루는 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시 형태에 의거하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시 형태, 실시예, 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명에 의하면, 인장 강도가 520㎫ 이상, 또, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상의 고강도 고가공성 강판을 제공할 수 있다.
Claims (3)
- 질량%로, C:0.020% 초과 0.040% 미만, Si:0.003% 이상 0.100% 이하, Mn:0.10% 이상 0.60% 이하, P:0.001% 이상 0.100% 이하, S:0.001% 이상 0.020% 이하, Al:0.005% 이상 0.100% 이하, N:0.0130% 초과 0.0170% 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름층을 갖고, 압연 방향의 인장 강도가 520㎫ 이상이며, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 고가공성 강판.
- 청구항 1에 있어서,
수지 필름층의 두께가 5 내지 100㎛ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 고강도 고가공성 강판. - C:0.020% 초과 0.040% 미만, Si:0.003% 이상 0.100% 이하, Mn:0.10% 이상 0.60% 이하, P:0.001% 이상 0.100% 이하, S:0.001% 이상 0.020% 이하, Al:0.005% 이상 0.100% 이하, N:0.0130% 초과 0.0170% 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강을 연속 주조에 의해 슬래브로 하고, 슬래브 재가열 온도를 1150℃ 이상으로 하여 열간 압연을 행하며, 600℃ 이하의 온도에서 권취하고, 이어서 1차 냉간 압연을 행하며, 계속해서 균열(均熱) 온도 600 내지 700℃, 균열 시간 10 내지 50초로 연속 풀림(燒鈍)을 행하고, 이어서 8.0 내지 15.0%의 압연율로 2차 냉간 압연을 행하며, 전해법(電解法)에 의해 표면 처리 피막을 형성한 후에 적어도 캔 내면이 되는 측에 수지 필름을 붙여, 압연 방향의 인장 강도가 520㎫ 이상이며, 에릭센 값이 5.0㎜ 이상인 강판을 제조하는 것을 특징으로 하는 고강도 고가공성 강판의 제조 방법.
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