KR960014505B1 - 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판 및 그 제조방법

본 발명은 가전제품, 건축용 식기 또는 욕조등의 소지강판으로 사용되는 법량용 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 깊은 오무림 가공이 필요한 법랑 제품용 소지강판에 요구되는 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 법랑용 강판은 가장 치명적인 결함으로 알려진 피쉬스케일(Fish scale) 결함 발생 방지와 성형성 향상에 역점을 두어 개발되어 왔다.

통상 법랑용 강판 제조시 법랑 처리중 고용된 수소는 법랑 처리후 냉각시 강판과 법랑층 계면에 집적되어 고압을 형성하는데, 법랑층이 수소의 높은 압력을 견디지 못하면 수소가 법랑층을 파괴하면서 밖으로 방출된다. 이때, 법랑층이 파괴된 모양이 생선 비늘과 비슷하여 피쉬스케일이라 하는데, 이 결함이 외관상 보기가 흉할 뿐만 아니라, 대기와 직접 접촉되어 부식이 진행되므로 법랑 제품에서는 가장 치명적인 결함중 하나인 것이다.

이러한 피쉬스케일 방지를 목적으로 하는 대표적인 종래의 법랑용강으로서는 탈탄림드강을 들 수 있는데, 이 탈탄림드강은 비금속개재물과 탈탄소둔으로 미세한 공간을 생성하여 내피쉬스케일성을 확보하고, 탄소의 함량을 낮게하여 성형성을 향상시킨 강이었다. 그러나, 상기 탈탄림드강은 조과방식으로 생산해야 하며 탈탄소둔 공정을 거쳐야 하므로 생산성이 낮고 제조원가가 높은 단점이 있다.

이에 반하여 연속주조방식으로 생산되는 극저탄소 티타튬 첨가강은 티타늄 탄화물, 티타늄 질화물 및 티타늄 황화물등을 이용하여 내피쉬스케일성을 확보한 강종으로 성형성은 매우 우수하여 깊은 오무림 가공이 가능하나 고가의 티타늄을 다량 첨가하므로서 생산원가가 높으며, 직접 범랑처리시 법랑 밀착성이 낮은 단점이 있다.

또한, 법랑제품에 대한 소요 증대 및 품질 수준 향상에 따라 법랑용 강판 제조시 직접 법랑 처리를 하여도 일정 이상의 법랑 밀착성과 내피쉬스케일성을 확보하며, 성형성이 우수한 법랑 특성이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 강판과의 밀착성 향상과 기포결함의 발생을 억제하기 위해 통상 처리하는 하유법랑처리를 생략하고, 극저 탄소강을 직접 법랑처리하여도 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성을 확보하는 동시에, 깊은 오무림 가공이 가능한 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판 및 그 제조방법을 저공하고자 하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 보론과 질소의 첨가량을 적절히 조절하여 일정 이상의 크기와 양의 보론질화물을 열간압연 과정에서 석출시키고 또한, 일정한 냉간압하율로 냉간압하여 강중에 피쉬스케일 결함의 발생원인이 되는 수소가 전부 강중에 저장될 수 있을 정도의 충분한 공간을 생성시킴으로서 가혹한 법랑 처리조건에서도 피쉬스케일이 발생하지 않도록 하는 동시에, 니오븀의 함량과 탄소에 대한 첨가비를 적절히 조절하여 성형성을 저하시키는 고용탄소를 니오븀 탄화물로 석출시키고 또한 열간압연시 권취온도를 적절히 에어하여 열연판의 결정립을 조대화하여 성형성을 크게 향상시켜 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 직접 법랑용 냉연강판에 있어서 중량%로, C: 0.005% 이하, Mn:0.2∼0.5%, P:0.015%이하, S:0.015%이하, B:0.005∼0.015%, N6:0.004~0.05%, N:0.007∼0.02%, 잔부Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 원소로 조성되고, 상기 C와 Nb이 0.13x(%Nb)/(%C)=0.5-1.5의 조건 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 직접 법랑용 냉연강판의 제조방법에 있어서, 상기와 같이 조성된 본 발명의 극저 탄소강을 통상의 방법으로 열간압연하고, 650℃ 이상의 온도에서 열연권취한 다음, 50-85%의 압하율로 냉간압연 한 후, 재결정 이상의 온도에서 연속소둔하는 것을 특징으로 하는 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명 강의 성분 조성에 대한 수치한정 이유에 대하여 설명한다.

상기 탄소의 함량은 0.005중량%(이하%라 함)로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 탄소의 함량이 0.005% 이상일 경우 첨가되어야 하는 니오븀의 함량이 너무 높아 많은 양의 니오븀 탄화물의 석출로 소둔후의 재결정립이 미세화되어 연성 및 오무림 가공성이 크게 저하되기 때문이다.

상기 망간의 양을 0.2-0.5%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 망간의 함량이 0.2% 이하일 경우에는 법랑처리후 강판의 강도가 낮아져 법랑제품의 내충격성이 낮아지며, 0.5% 이상에는 성형성이 크게 낮아지고, 0.2-0.5%의 조성 범위에서는 법랑처리후 강도 및 성형성이 매우 양호하기 때문이다.

상기 황 및 인은 강중 불가피하게 함유되는 원소인데, 그 함량은 낮을수록 성형성은 향상되지만 0.015%이상에서는 성형성이 크게 저하되므로 0.015%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 보론의 함량이 0.005%이하일 경우 생성되는 보론질화물의 양이 너무 적어 내피쉬스케일성의 확보가 곤간하여, 0.015% 이상일 경우에는 성형성이 급격히 낮아지기 때문에 보론의 함량은 0.005-0.015%로 제한하는 것이 바람직하다. 이 범위에서는 보론질화물의 석출량이 충분하여 내피쉬스케일성을 확보할 수 있고 성형성도 양호하다.

한편, 제강공정에서 탄소를 무리없이 제거할 수 있는 최소의 탄소량은 0.001%로서, 이때 탄소를 효과적으로 석출시키기 위해 첨가되는 니오븀의 양은 본 발명의 조건식인 0.13x(%Nb)/(%C)의 비의 최소갑인 0.5를 적용하면 0.004%이 되며, Nb의 양이 0.004% 이하에서는 고용탄소가 완전히 석출되지 않아 재결정 집합조직이 발달하지 못하여 성형성이 매우 낮다. 또한, Nb의 첨가량이 0.05% 이상에서는 강중 고용탄소가 완전히 석출되어 고용탄소에 의한 성형성 저하 현상은 없으나 니오븀 탄화물의 석출량이 너무 많아 재결정립이 크게 미세화되어 성형성이 크게 저하된다. 따라서, 상기 Nb의 함유량은 0.004-0.05%로 제한하는 것이 고용탄소의 완전한 석출로 인한 재결정 집합조직이 발달하며, 제결정립의 크기도 적당하여 성형성이 우수하다.

상기 질소의 함량은 0.007-0.02%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 질소의 함량이 0.007% 이하에서는 석출되는 보론질화물의 양이 적어 내피쉬스케일성의 확보가 곤란하고, 0.02% 이상에서는 고용질소의 양이 많거나 보론질화물의 양이 너무 많아 성형서이 크게 저하되기 때문이다.

본 발명은 성형성을 저하시키는 고용탄소를 니오븀 탄화물로 석출시키는 것을 특징으로 하고 있으며, 이 때 탄소에 대한 니오븀의 함량비, 즉 0.13x(%Nb)/(%C)의 비가 0.5-1.5가 되도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 0.13x(%Nb)/(%C)의 비가 1.5 이상일 경우 고용 니오븀에 의한 결정립 미세화 효과로 성형성이 크게 저하되며, 0.5이하일 경우 고용탄소가 강중에 잔존하여 연속소둔시 재결정집합조직의 발달이 방해되어 성형성이 저하되기 때문이다.

이하, 본 발명에 따른 냉연강판의 제조방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 제조공정에 있어서, 상기한 조성의 강을 통상의 열간압연을 하고, 열연권취온도는 650℃ 이상에서 실시하는 것이 바람직한데, 그 이유는 650℃ 이하에서 권취할 경우 연속소둔후 강판의 재결정립의 크기가 작아 성형성이 낮아지기 때문이다.

또한, 권취한 열연강판은 50-85%의 압하율로 냉간압연하는 것이 바람직한데, 그 이유는 50% 이하의 압하율로 냉간압연할 경우 압하율이 너무 낮아 수소를 저장할 수 있는 공간이 적어 법랑처리후 피쉬스케일이 발생할 수 있으며, 85% 이상의 압하율과 같이 압하율이 너무 클 경우 적당한 압하율에서 생성되었던 공간이 다시 압착되어 적어지므로 법랑처리후 피쉬스케일이 발생할 수 있기 때문이다.

상기 냉간압연된 강판은 재결정 이상의 온도에서 연속소둔하는 것이 바람직한데, 그 이유는 재결정 이하의 온도에서 연속소둔을 할 경우 강도가 높아 성형성의 확보가 곤란하기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예

하기표1과 같은 조성을 갖는 강과를 1250℃의 가열로에 1시간 유지후, 900℃ 마무리 압연온도에서 열간 압연을 한 다음, 680℃에서 권취하였다. 권취된 열연강판에서 채취된 시편을 산세처리를 하여 표면의 산화철을 완전히 제거한 후, 하기표 1과 같은 압하율로 냉간압연을 실시한 다음, 830℃에서 32초간 연속소둔을 실시하였다.

소둔이 완료된 시편은 강판 표면의 기름기를 완전히 제거한 후, 70℃에서 10% 황산용액에 5분간 침적하여 산처리를 하고, 50℃의 온수로 세척한 다음, 70℃에서 12g/1 황산니켈 수용액에 5분간 침적하는 니켈처리를 하고 온수로 세척하였으며, 이후 3.6g/1 탄산소다 +1.2g/1 봉사수용액에 5분간 침적하여 중화처리하는 전처리를 완료하였다.

전처리가 완료된 시편은 시판되고 있는 백색 상유유약을 직접 강판에 도포한 후 200℃에서 10분간 건조한 다음, 830℃에서 5분간 유지하여 직접 법랑처리를 하였다.

이때 소성로의 분위기는 노점온도가 30℃로 매우 가혹한 분위기로서 피쉬스케일이 가장 발생하기 쉬운 조건이었다.

3회 소성처리가 완료된 시편의 법랑 특성을 조사하기 위하여 200℃에서 20시간 동안 유지하는 피쉬스케일 가속처리를 하여 피쉬스케일 발생여부를 육안으로 조사하였으며, 아울러 매회 법랑처리후 피쉬스케일 발생 여부를 육안으로 조사하여, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

또한 200g의 강구를 120cm 높이에서 자유낙하한 후, 그 지점에서의 법랑층 탈락정도로 법랑 밀착성을 평가하고, 그 결과를 하기표2에 나타내었다.

한편, 각 강종의 기계적 강도 및 성형성을 평가하기 위하여 항복강도, 인장강도, 연신율, 랭크포드값 및 시효지수를 측정하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

상기 표2에 나타난 바와 같이, 본 발명 강(1-4) 및 비교강 (7),(8)의 경우는 피쉬스케일 가속처리후에도 피쉬스케일 결함이 발생하지 않았으나, 비교강(5-6) 및 (9)의 경우는 피쉬스케일이 발생되었음을 알 수 있다. 즉, 비교강(5)의 경우 질소의 함량은 106ppm으로 충분하나 보론의 첨가량이 본 발명의 조성 범위보다 낮기 때문에 강중에 석출되는 보론질화물의 석출량이 적어 피쉬스케일 결함이 발생하였으며, 비교강(6)의 경우는 첨가된 보론의 양은 88ppm으로 충분하지만 질소의 함량이 너무 낮아 보론질화물의 석출량이 적어 피쉬스케일 결함이 발생하였으며, 또한 기포결함도 발생하였는데, 이는 탄소의 함량이 본 발명의 조성 범위를 벗어난 92ppm이었기 때문이다.

또한, 비교강(9)의 경우에는 첨가된 보론 및 질소의 함량은 충분하여 충분한 양의 보론질화물이 석출되었지만 냉간압하율이 너무 낮아 압연시 생성되는 미세한 공간(틈)이 적어 피쉬스케일 결함이 발생되었다.

한편, 비교강(7) 및 (8)의 경우에는 보론 및 질소의 함량은 본 발명의 조성 범위로 첨가되어 피쉬스케일 결함의 발생은 없으나, 탄소에 대한 니오븀의 첨가비가 많은 비교강(7)의 경우에서는 재결정립의 크기가 너무 작아 랭크포드값 및 연신율이 매우 낮아 성형성이 저하되었고, 비교강(8)의 경우에는 니오븀이 첨가되지 않아 랭크포드값이 낮고 시효지수도 높아 가공불량 및 시효에 의한 결함발생의 우려가 높기 때문에 바람직하지 못하다.

상술한 바와같이, 본 발명은 보론과 질소의 첨가량을 적절히 조절하여 일정 이상의 크기와 양의 보론질화물을 열간압연과정에서 석출시킴과 함께 일정한 냉간압하율로 냉간압연하여 내피쉬스케일성을 향상시키고, 니오븀의 함량과 탄소에 대한 첨가비를 적절히 조절함과 함께 열연권취온도를 적절히 조정하여 성형성을 향상시키고, 또한 법랑밀착성 향상 원소인 구리를 사용하지 않고서도 밀착특성을 향상시키는 특징이 있어 깊은 오무림 가공이 요구되고 직접 법랑 처리하는 가전제품, 건축용 식기 또는 욕조 등이 소지강판으로 이용될 수 있는 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판을 제공하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 직접 법랑용 냉연강판의 제조방법에 있어서 중량%로, C: 0.005% 이하, Mn:0.2∼0.5%, P:0.015%이하, S:0.015%이하, B:0.005∼0.015%, N:0.007∼0.02%, 잔부Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 원소로 조성되고, 상기 C와 Nb이 0.13x(%Nb)/(%C)=0.5-1.5의 조건 범위를 만족한 극저탄소강을 통상의 방법으로 열간압연하고, 650℃ 이상의 온도에서 열연권취한 다음, 50-80%의 압하율로 냉간압연한 후, 재결정 이상의 온도에서 연속소둔하는 것을 특징으로 하는 성형성이 우수한 직접 법랑용 냉연강판의 제조방법.