KR920005614B1 - 연질 주석도금원판의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

연질 주석도금원판의 제조방법

제1도는 열간압연판의 미세조직에 대한 열연마무리온도와 권취온도의 영향을 나타내는 조직사진.

본 발명은 연질 주석도금원판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 극저탄소 Al-killed 강에 내식성 향상원소인 Cr을 미량 첨가한 강을 페라이트 영역에서 마무리 열간압연을 실시함으로써 연속소둔에 의해서 조질도 T1 및 T2의 연질 주석도금원판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

주석도금강판의 재질은 로크웰 표면경도(Hr30T)에 의해 조질도(Temper Degree)로 평가되며, T1, T2, T2.5 및 T3의 연질 주석도금강판과 T4, T5 및 T6의 경질주석도금강판으로 크게 구분되어진다. 또한 주석을 도금하지않은 상태의 주석도금원판도 여기에 준해 구분되어지고 있다.

D and I(Drawn and Ironed) 캔을 포함한 2-Piece 캔이나 가공도가 요구되는 캔용 소재로 사용되는 연질 주석도금원판은 주로 상소둔에 의해 제조되어왔으나, 근년에 와서는 생산비가 낮고, 재질이 균일하며, 평탄도와 표면특성이 우수한 연속소둔방법에 의해서 제조하고 있다.

상소둔이란 냉간압연된 소재를 소둔 열처리하는 방법의 일종으로서 소재를 소둔로에서 장시간 가열, 유지 및 냉각하는 열처리 공정을 의미하며, Batch 소둔 또는 상자 소둔이라고도 한다.

현재 조질도 T1이나 T2의 연질 주석도금원판은 극저탄소 Al-killed 강에 강한 탄화물 형성원소인 Nb가 소량 첨가된 강을 연속소둔하여 제조하고 있다.

그러나, Nb는 페라이트의 재결정을 강하게 억제하여 재결정온도를 상승시키는 원소이므로, 가공성이 우수한 냉연강판의 제조에 사용되는 정도로 Nb를 첨가하는 경우 소둔온도는 현저히 높아지게된다.

따라서, 제품의 두께가 0.3mm 이하에 불과한 주석도금원판을 이러한 고온에서 소둔하는 경우 고온소둔에 의한 많은 어려움이 예상된다.

이러한 이유에 의해 연질 주석도금원판의 소재로 사용되는 강은 통상 0.01% 정도의 미량 Nb를 첨가한 성분강을 사용하고 있으나, 이 경우 얻어지는 경도는 조질도 T1의 상한값이 가까워 조질도 T1의 연질 주석도금원판을 안정적으로 제조하는데 약간의 문제점이 발생되고 있다.

본 발명은 극저탄소 Al-killed 강에 내식성 향상원소인 Cr을 미량 첨가한 강을 사용하여, 저온인 페라이트 영역에서 마무리 열간압연을 실시함으로서 열간압연판의 페라이트 결정립을 현저하게 조대화시키는 것에의해, 통상의 권취온도와 연속소둔설비를 적용하여 조질도 T1 및 T2의 연질 주석도금원판을 제조하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 중량%로 C : 0.003% 이하, Mn : 0.15-0.25%, Soluble Al : 0.02-0.06%, N : 0.004% 이하, Cr : 0.02-0.06% 및 P, S등 소량의 불순물을 함유하는 Cr 첨가 극저탄소 Al-killed 강을 1200-1250℃정도에서 균질화 처리한 후 900℃ 정도에서 열간압연을 시작하여 통상의 열연마무리 온도인 Ar₃변태온도 직상보다 훨씬 낮은 온도인 750-800℃의 페라이트 영역에서 마무리 열간압연을 실시하며, 열간압연이 완료왼 강은 통상의 권취온도인 600-700℃에서 권취하여, 88%의 냉간압하율로 냉간압연한 후 650℃-800℃의 온도에서 연속 소둔하여 조질도 T1 및 T2의 연질 주석도금원판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 화학성분 및 제조공정에 대해 상세히 설명한다. 상기 C 양은 0.003% 이상이 되면 과포화 고용 탄소가 증가되어 고용경화에 의한 경도증가의 원인으로 작용하고, 또한 페라이트의 결정립을 미세화시켜 재질을 경화시키게 되므로 0.003% 이하의 극저탄소강으로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Mn은 S에 의한 적열취성을 방지하기위해 0.15% 이상 첨가되어야하나, 0.25% 이상이 되면 Mn의 고용경화에 의한 재질의 경화요인이 되므로 함량을 0.15-0.25%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Al은 강의 탈산을 위해 첨가되며, Soluble Al은 강중의 질소를 AlN으로 석출시켜 고용질소에 의한 경화효과를 제거하게 되나, 과다하면 오히려 AlN에 의해 페라이트의 결정립의 성장이 억제되어 경도상승의 요인으로 작용하므로 0.02-0.06%로 한정하는 것이 바람직하다.

또한, 질소는 고용경화에 의해 현저히 경도를 상승시키는 원소로 낮을수록 좋으며 0.004% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.

한편, Cr은 내식성을 향상시키는 원소로서 주석도금원판의 내식성향상을 목적으로 첨가하있으며, 페라이트 영역과 같이 저온에서 마무리 열연을 하더라도 Ti나 Nb처럼 재결정을 억제하는 원소가 아니므로 페라이트의 결정립도를 조대화하는데 효과적으로 이용될 수 있으나, Cr의 함량이 0.06% 이상으로 첨가되면 오히려 Cr 단독 혹은 Cr-C Dipole 등의 경화효과에 의해 재질이 경화되므로 0.06% 이하가 바람직하다.

상기 조성으로 용해된 강을 1200-1250°C에서 1시간정도 균질화 처리한 후 900°C정도에서 열간압연을 시작하여 페라이트 영역인 750-800℃에서 마무리 열간압연을 함으로써 Ar₃직상에서 열간압연을 마무리하는 통상의 방법에 비해 열연판의 페라이트 결정립을 현저하게 조대화시킬 수 있다.

이때 슬라브 재가열온도는 오스테나이트 조직을 가능한 한 조대하게 할 수 있도록 1200-1250℃로 한정하는 것이 바람직하다.

한편, 저온 열간압연에 의한 결정립의 조대화 효과는 다음과 같이 설명될 수 있다.

열간압연을 Ar₃직상에서 마무리하는 경우는 오스테나이트영역에서의 변형과 재결정과정의 반복에 의해 오스테나이트의 결정립이 미세화되고 이 미세화된 오스테나이트 결정립은 Ar₃변태온도를 거치면서 페라이트로 변태될때 다시 미세하게 되므로, 권취후의 최종열연판의 조직은 미세한 페라이트 결정립으로 이루어지게 된다.

반면에 900℃에서 열간압연을 시작하여 750℃에서 마무리 열간압연을 하는 경우는 1250℃에서 가열한 후 열간압연이 시작되는 온도인 900℃까지 냉각되는 동안 성장된 조대한 오스테나이트 결정립이 Ar₃, 온도이하에서 변형을 받으면서 페라이트로 변태가 진행되게된다.

이때 오스테나이트상태에서 변형을 받은 부위는 페라이트로 변태가 되면서 빠르게 성장하게 되고, 페라이트로 변태된 상태에서 변형을 받은 부위는 빠르게 페라이트로의 재결정과 결정립성장이 진행될 것이므로 권취후의 조직은 조대한 페라이트로 구성되게 될 것으로 생각된다 : 열연마무리온도는 열간압연을 받은 후 페라이트로의 변태나 변형 페라이트의 재결정 및 결정립성장이 보다 용이한 페라이트 영역압연이 될 수 있는 750-800℃의 온도가 적당하다.

열간압연이 완료원 강은 600℃-700℃에서 권취하여 88%의 냉간압하율로 0.3mm의 두께까지 냉간압연한후 통상의 연속소둔사이클을 적용하여 소둔하는데, 소둔온도는 재결정이 완료되고 충분히 결정립 성장이 일어나는 650℃-800℃가 적당하며 특히, 650℃-700℃에서는 조질도 T2의 경도값을 그리고 750-800℃에서는 조질도 T1의 경도값을 얻을 수 있다.

상기 소둔온도가 800℃ 이상으로 소둔온도가 높아지면 페라이트의 결정립성장에 의한 경도감소가 가능하지만 주석도금원판의 두께가 0.3mm 이하로 매우 얇기 때문에 현장의 소둔설비를 이용하여 제품을 생산하는 경우 고온소둔의 어려움이 예상된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

하기 표 1의 성분을 갖는 Cr 첨가 극저탄소 Al-killed 강(발명강) 및 극저탄소 Al-killed 강(비교강)을 1250℃에서 1시간동안 재가열한 후 하기 표 2와 같이 열간압연하였다.

하기 표 2와 같이 열간압연된 소재중에서 하기 표 1의 발명강을 900℃에서 열간마무리 압연하고 600℃ 및 700℃에서 각각 권취한 비교압연소재의 조직사진을 제1도(a) 및 (b)에 각각 나타내었으며. 또한 하기 표1의 발명강을 750℃에서 열간마무리압연하고 600℃ 및 700℃에서 각각 권취한 발명압연소재의 조직사진을 제1도(c) 및 (d)에 각각 나타내었다.

제1도에 나타난 바와 같이, 비교압연소재의 조직(a) 및 (b)는 미세한 결정립으로 이루어져 있는 반면에, 본 발명압연소재의 미세조직(c) 및 (d)는 현저하게 결정립이 조대화되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같이 열간압연된 열간압연 소재를 하기 표 2와 같은 냉간압연 및 소둔조건에 따라 냉간압연 및 연속소둔하여 주석도금원판 시편을 제조하였다.

상기 시편에 대하여 경도를 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2에 나타난 바와 같이, Cr 첨가 극저탄소 Al-killed 강(발명강)을 750℃에서 마무리 열연하고 600 및 700℃에서 권취한 다음 냉간압연하고, 650℃ 및 700℃에서 연속소둔한 발명재(a, b, e, f)는 경도가 52-54이고, 750 및 800℃에서 연속소둔한 발명재(c, d, g, h)는 경도가 49-51정도임을 알 수 있는데, 이는 주석도금강판의 조질도 T1 및 T2의 경도가 46

T1

52, 50

T2

56의 범위임을 감안하면 조질도 T2의 연직 주석도금원판은 650-700℃, 조질도 T1의 연질 주석도금원판은 750-800℃ 정도의 온도에서 연속소둔함으로써 제조가 가능하다는 것을 의미하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 연간압연마무리온도를 페라이트 영역으로 낮추어 열간압연판의 결정립을 조대화시키는 것에 의해 조질도 T1과 T2의 연질 주석도금원판을 제조하는 것에 관한 것으로, 특히 본 발명에 의하면 T2재의 경우 적정 연속소둔온도는 650-700℃로 매우 낮아서 종래의 Nb 첨가 극저탄소 Al-kiilled 강에 의한 제조에서 문제로 되어 온 고온소둔에 의한 작업성 악화를 피할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 중량%로, C : 0.003% 이하, Mn : 0.15-0.25%, Soluble Al : 0.02-0.06%, N : 0.004% 이하, Cr : 0.02-0.06% 및 P, S 등의 소량의 불순물을 함유하는 Cr 첨가 극저탄소 Al-killed 강을 1200-1250℃ 정도에서 균질화 처리한 후 900℃정도에서 열간압연하여 750-800℃의 페라이트 영역에서 마무리 열연갑연을 실시하고 600-700℃에서 권취한 다음, 88%의 냉간압하율로 냉간압연 후 650-800℃의 온도에서 연속소둔하는 것을 특징으로 하는 연질 주석도금원판의 제조방법.

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