MXPA00003760A - Metodo para fabricar lamina de acero con recubrimiento de esmalte de alta adherencia con conformacion superior - Google Patents

Abstract

Un método para fabricar una lamina de acero laminada en friópara recubrirla con esmalte y utilizarla como laminas de acero crudo para productos recubiertos con esmalte como tinas y componentes de electrodoméstico. El contenido optimo de los elementos de reacción como S, P y N se realiza, con esto satisfaciendo la adherencia de la capa de esmalte, la resistencia de escamacion y la formabilidad. Primero, se prepara un acero compuesto de, porciento en peso, preparar un acero compuesto de, porciento en peso, 0.004%o menos de C, 0.3%o menos de Mn, 0.02-0.05%de S, 0.005-0.03%de P, 0.08-0.15%de Ti, 0.004%o menos de N,0.04%o mas de un exceso de Ti* (Ti* siendo definido como Ti-(48/32)S (48/14)N-(48/12)C), y un balance de Fe y otras impurezas inevitables para formar un acero reposado con aluminio. El acero reposado con aluminio se recalienta y luego se lleva a cabo una laminación en caliente, con una temperatura de laminación final estando por encima del punto de transformación A r3 .Después se Ileva a cabo el enrollado de manera normal, y en seguida, se lleva a cabo una laminación en frío con una proporción de reducción de 50-85%. Un recocido continuo se lleva a cabo por encima de temperatura de recristalizacion.

Description

MÉTODO PARA FABRICAR LAMINA DE ACERO CON RECUBRIMIENTO DE ESMALTE DE ALTA ADHERENCIA CON CONFORMACIÓN SUPERIOR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con un método para fabricar una lámina de acero laminada en frío que se va a utilizar como láminas de acero crudo para productos recubiertos con esmalte como bañera y componentes para electrodomésticos. Más específicamente, la presente invención está relacionada con un método para fabricar una lámina de acero laminada en frío, en la cual se aseguran más de ciertos niveles en las características como adherencia de esmalte, resistencia de escamación, formabilidad y similares. Generalmente, la lámina de acero laminado en frío con recubrimiento de esmalte se forma a presión en varias configuraciones, luego un recubrimiento de esmalte se lleva a cabo en la superficie, y luego, se lleva a cabo una cocción a alta temperatura, con esto completando la fabricación de los productos de acero recubiertos con esmalte. Las características principales que se demandan en la lámina de acero laminado en frío con recubrimiento de esmalte son la resistencia de escamación, la formabilidad y la adherencia entre la lámina de acero crudo y la capa de esmalte. Las escamación hace referencia a los defectos que se forman en la superficie de los productos recubiertos con esmalte. Esto es, cuando se fabrican los productos recubiertos con esmalte, el hidrógeno el cual es sólido-soluto dentro del acero se libera después o durante el enfriamiento. Debido a la presión del hidrógeno, la capa de esmalte endurecida se rompe para formar defectos que parecen escamas de pez. Para poder evitar la escamación, se requiere proporcionar espacio para almacenar el hidrógeno dentro del acero. Esto mucho más influenciado por el tipo y cantidad de precipitados o las inclusiones no metálicas que están presentes dentro de la lámina de acero. En los aceros que han sido propuestos hasta ahora para evitar la escamación, se agregan Ti, B, N, u 02 para formar sulfuros de Ti, nitruros de Ti, carburos de Ti, nitruros de B, óxidos de Mn o similares, los cuales todos son conocidos como fuentes de absorción de hidrógeno. De esta manera, los precipitados u óxidos se precipitan, o un acero de alto carbón se descarburiza, para asegurar la resistencia de escamación. De esto modo, hasta ahora, los aceros propuestos son en su mayoría aceros adicionados con Ti, acero adicionado con B, acero con alto oxígeno, o acero descarburizado . Mientras tanto, la formabilidad también es muy importante, debido a que la lámina de acero laminada en frió recubierta con esmalte tiene que formarse a presión para hacer configuraciones requeridas antes del recubrimiento con esmalte.

La Gaceta de Publicación de Patente Japonesa Sho-63-500 describe un método para fabricar una lámina de acero con recubrimiento de esmalte. En este acero, la composición incluye en % en peso: 0.005% o menos de C; 0.03% o menos de Si; 0.50% o menos de Mn; 0.02% o menos de P; 0.03% o menos de S; 0.005-0.01% de N; 0.15% o menos de Ti [Ti>(48/12C + 48/14N + 48/32S)]; 0.08% o menos de Cu; 0.003-0.039, de la suma de la adición de uno o más elementos seleccionados de un grupo que consiste de AS, Sb, Bi; y un balance de Fe y otras impurezas inevitables. En este acero, sin embargo, el contenido de N es muy alto, y por lo tanto, si los precipitados de TiN son expuestos a la superficie de la lámina de acero, entonces se forman burbujas. Mientras tanto, la Solicitud de Patente Coreana No. 97-63270 describe otro método para fabricar una lámina de acero con recubrimiento de esmalte. En este método, el acero esta compuesto de % en peso de: 0.01% o menos de C, 0.3% o menos de Mn, 0.05-0.1% de P, 0.02-0.04% de S, 0.04-0.10% de Ti, 0.005% o menos de N, la proporción atómica de Ti/(C+N+S) es 1.0 o más, y el balance de Fe y otras impurezas inevitables. En este acero, sin embargo, el contenido de P es alto, y por lo tanto, la formabilidad se hace más difícil, aunque la resistencia de la lámina de acero es aceptable. Como se describió anteriormente, las láminas de acero laminadas en frío recubiertas con esmalte que han sido desarrolladas hasta ahora no satisfacen la adherencia de la capa de esmalte, la resistencia de escamación y la formabilidad. En su lugar, existe el problema de que una cierta propiedad tiene que ser sacrificada para asegurar otra cierta propiedad. La presente invención pretende solucionar las desventajas descritas anteriormente de las técnicas convencionales . Por lo tanto es un objeto de la presente invención proporcionar una lámina de acero laminada en frió con recubrimiento de esmalte en la cual el contenido óptimo de los elementos de adhesión como S, P, N, Ti y Ti (Ti*) se realicen, con esto satisfaciendo la adherencia de la capa de esmalte, la resistencia de escamación y la formabilidad. Al lograr el objeto anterior, el método para fabricar una lámina de acero en frío con recubrimiento de esmalte de acuerdo con la presente invención incluye los pasos de: preparar un acero compuesto de % en peso, 0.004% o menos de C, 0.3% o menos de Mn, 0.02-0.05% de S, 0.005-0.03% de P, 0.08-0.15% de Ti, 0.004% o menos de N, 0.04% o más de un exceso de Ti* (Ti* siendo definido como ti- (48/32) S- ( 48/14 ) N- (48/12) C) , y un balance de Fe y otras impurezas inevitables para formar un acero reposado con aluminio; llevando a cabo la laminación en caliente, siendo la temperatura de laminado final por encima del punto de transformación Ar3; llevando a cabo el enrollado en la manera normal, llevando a cabo un laminado en frío con un índice de reducción de 50-85%; y llevando a cabo un recocido continuo por encima de la temperatura de recristalización. El método para fabricar una lámina de acero en frío con recubrimiento de esmalte de acuerdo con la presente invención incluye los pasos de: preparar un acero compuesto de, porciento en peso, 0.004% o menos de C, 0.3% o menos de Mn, 0.02-0.05% de S, 0.005-0.03% de P, 0.08-0.15% de Ti, 0.004% o menos de N, 0.04% o más de un exceso de Ti* (Ti* siendo definido como Ti- (48/32) S- (48/14 ) N- (48/12) C) , y un balance de Fe y otras impurezas inevitables para formar un acero reposado con aluminio; recalentar el acero reposado con aluminio; llevar a cabo laminado en caliente, con la temperatura de laminado final siendo por encima del punto de transformación Ar3; llevar a cabo el enrollado en la manera normal, llevar a cabo el laminado en frío con un índice de reducción de 50-85%; y llevar a cabo un recocido continuo por encima de la temperatura de recristalización. De aquí en adelante, razones de limitación de valor numérico para la composición de la presente invención se describirán con más detalle. Si el contenido de C es mayor que 0.004%, entonces el carbón sólido-soluto se hace excesivo. Por lo tanto, durante el recocido, el desarrollo de la textura se impide, o las cantidades de los precipitados de los carburos finos de Ti se hacen excesivos. Consecuentemente, los granos se hacen excesivos para agradar la formabilidad. Por lo tanto, el contenido de C tiene que ser limitado a 0.004% o menos. Se agrega Mn para precipitar el sólido-soluto S en Lia forma de sulfuro de Mn, para evitar el acortamiento en caliente el cual es provocado por la película de FeS . Sin embargo, en la presente invención, se agrega Ti para precipitar S en la forma de Ti, con esto completamente removiendo el S residual. Por lo tanto, no es necesario adicionar por separado Mn . Además, si Mn está presente en un estado sólido-solución, la resistencia del acero se incrementa, pero este incremento en resistencia no es significante, en su lugar agrava la formabilidad. Por lo tanto, Mn deberá preferentemente limitarse a 0.3% o menos. Generalmente, S se conoce como el elemento que agrava las propiedades mecánicas, pero en la presente invención, se agrega para reforzar- la- resistencia de escamación. Si el contenido-— de S es. menor de 0.02%, la cantidad y el tamaño de sulfuro de Ti es insuficiente, con el resultado de que la resistencia de escamación no se mejora. Si el contenido de S es 0.05% o más, el exceso de Ti* se hace demasiado pequeño como para agravar la formabilidad. Por lo tanto, el contenido de S deberá preferentemente limitarse a 0.02-0.05%. Más preferentemente se deberá limitar a 0.02-0.03% para asegurar una formabilidad superior. Mientras tanto, P también es un elemento el cual agrava las propiedades mecánicas del acero, al igual que S. Por lo tanto su contenido deberá ser lo más bajo posible. En la presente invención, sin embargo, P se agrega para mejorar la resistencia de escamación formando precipitados de Ti(Fe,P) después de reaccionar con Ti. Si el contenido de P es menos de 0.005%, los precipitados de Ti(Fe,P) no se forman, y por lo tanto, la resistencia de escamación no puede mejorarse. Si su contenido es más de 0.03%, los granos recristalizados se hacen demasiado finos debido a la formación de precipitados finos de Ti(Fe,P), con el resultado de que la formabilidad se agrava. Por lo tanto, el contenido de P deberá limitarse a 0.005-0.03%. Mientras tanto, Ti remueve el sólido-soluto C y N en la forma de carburos de Ti y nitruros de Ti, con esto mejorando la formabilidad de la lámina de acero crudo. Además, Ti mejora la resistencia de escamación precipitando el sulfuro de Ti (TiS) y los precipitados de Ti(Fe,P). Si su contenido es menor de 0.08%, los precipitados de Ti se precipitan en cantidades demasiado pequeñas, con esto haciendo imposible mejorar la resistencia de escamación. Si el contenido de Ti es más de 0.15%, entonces los precipitados de Ti son demasiado grandes para mejorar la resistencia de escamación, y la adherencia de la capa de esmalte se agrava debido al Ti* más alto. Por lo tanto el contenido de Ti deberá limitarse a 0.08-0.15%. Mientras tanto, N se hace reaccionar con Ti para precipitarse en la forma de un nitruro de Ti, con esto mejorando la resistencia de escamación. Sin embargo, si el nitruro de Ti se expone en la superficie de la lámina de acero, ocurre una oxidación para generar gases de N para provocar defectos de superficie. Por lo tanto, el contenido de N deberá ser lo más bajo posible. De este modo, si su contenido es menor de 0.004%, el nitruro de Ti se precipita en pequeñas cantidades, y por lo tanto, la probabilidad de provocar defectos en la superficie es muy baja. Por lo tanto, el contenido de N deberá ser 0.004% o menos. El titanio en exceso es definido como Ti* = Ti- (48/32) S- (48/14)N- (48/12JC) . Ti se hace reaccionar con N, S y C para formar TiN, TiS y TiC. Suponiendo que los elementos adicionados totales se precipitan, el exceso de Ti* hace referencia al Ti-sólido-soluto residual. Actualmente, sin embargo, los elementos adicionados totales no reaccionan por completo, y por lo tanto, como la cantidad de Ti* en exceso es grande, los sólidos-solutos C y N residuales se precipitan por completo. Además, los precipitados Ti(Fe,P) se precipitan para mejorar la resistencia de escamación. Si el Ti* en exceso de más de 0.04%, entonces el sólido-soluto C y N residual están casi ausentes, y por lo tanto, una formabilidad con un valor r de 2.0 o más se puede asegurar. Con el valor r de 2.0 o más, se pueden formar configuraciones complicadas. Además, con cantidades adecuadas de precipitados de Ti(Fe,P) una resistencia de escamación suficiente se puede asegurar. Por lo tanto, el límite más bajo del exceso de Ti* deberá ser de 0.04. Particularmente, si el exceso Ti* es menor de 0.04%, los precipitados de Ti(Fe,P) no se forman, y por lo tanto, se baja la resistencia de escamación. A continuación se describirá una condición de fabricación del acero de la presente invención. El acero reposado con aluminio que tiene la composición como se describió anteriormente, se recalienta, y se rela ina en caliente. Bajo esta condición, la temperatura de laminación en caliente final deberá estar por encima del punto de transformación Ar3. La razón es que si el laminado en caliente se lleva a cabo por debajo del punto de transformación Ar3, se forman granos de laminación, con esto agravando la formabilidad. Después del laminado en caliente, se lleva a cabo el enrollado de la manera usual, y luego, un laminado en frío se lleva a cabo, con la proporción de reducción siendo limitada a 50-85%. Los precipitados que han sido formados durante la laminación en caliente se destruyen o alargan durante la laminación en frió. Durante este proceso, se forman pequeñas cavidades, y estas cavidades permanecen intactas aún después del recocido continuo para actuar como fuentes de absorción de hidrógeno. En este respecto, la proporción de reducción de la laminación en frío necesita ser controlada. Esto es, si la proporción de reducción de laminado en frío es menor a 50%, las pequeñas cavidades totales son demasiado pequeñas, como para disminuir la absorción de hidrógeno, con esto haciendo probable que suceda la escamación. Por otro lado, si la proporción de reducción es más de 85%, las pequeñas cavidades se colapsan debido a la alta proporción de reducción. Por lo tanto, los espacios de pequeñas cavidades totales se disminuyen, para drásticamente disminuir la capacidad de absorción de hidrógeno. Después de la laminación en frió, el acero se hace pasar por un recocido continuo en la manera normal. Esto es, el recocido continuo se lleva a cabo a una temperatura por encima de la temperatura de recristalización. Ahora la presente invención será descrita en base a un ejemplo actual. <Ejemplo> Se prepararon lingotes que tienen las composiciones de la Tabla 1 y se sometieron a laminaciones en caliente después de mantenerlas a 1250°C durante 1 hora dentro de un horno. La temperatura final de laminación en caliente fue de 900°C, y después, se llevó a cabo el enrollado a 650°C. El espesor final fue de 3.2 mm. Los especímenes laminados en caliente se desoxidaron para remover las películas de óxido de la superficie. Después un laminado en frío se llevó a cabo a una proporción de reducción de 70%. Los especímenes laminados en frío fueron trabajados para formar especímenes con esmalte y especímenes de tracción. Después estos dos tipos de especímenes fueron sometidos a un recocido continuo. Los especímenes con esmalte fueron cortados a tamaños de 70mm x 150mm, mientras que los especímenes de tracción fueron formados en base al estándar ASTM E-8. El recocido continuo se llevó a cabo a 830°C durante 30 segundos . Una máquina de prueba de tracción de la compañía Instron (Modelo 6025) se utilizó para probar los especímenes de tracción, y de este modo, se midió la resistencia producida, la resistencia tensil, la elongación, y los valores r. Los resultados medidos se muestran en la Tabla 2 siguiente. Se removió la arcilla por completo de los especímenes de esmalte, y luego se subenfriaron en una solución de ácido sulfúrico (10%, 70°C) durante 5 minutos. Después un lavado de agua caliente se llevó a cabo, y luego se llevó a cabo una neutralización sumergiendo los especímenes en una solución acuosa de carburo de sodio 3.6g/L + bórax 1.2g/L a 85°C durante 5 minutos. De este modo se completó el pretratamiento, y después se aplicó un esmalte sobre Ibs especímenes. Se llevó a cabo el secado a 200°C durante 10 minutos, con esto completamente removiendo la humedad. Después del secado, los especímenes se dejaron a 830°C durante 7 minutos, después se llevó a cabo una cocción, y después se llevó a cabo un enfriamiento por aire, con esto completando el proceso de recubrimiento de esmalte. Bajo esta condición, la atmósfera del horno de cocción tendría una temperatura de punto de rocío de 30°C. Esto forma una adversidad severa en la cual la escamación es muy probable que ocurra. Después del recubrimiento con esmalte, los especímenes se dejaron dentro de un horno a 200°C durante 20 horas para poder acelerar la escamación, y después, el número de defectos de escamación se inspeccionó visualmente, los resultados se muestran en la Tabla 2 siguiente . En cuanto a la evaluación de la adherencia de la capa de esmalte, un probador de adherencia (en base a ASTM C313-78) se utilizó para medir el índice de adherencia. <Tabla 1> Como se muestra en las tablas 1 y 2, los materiales inventivos 1-4 mostraron un valor r de 2.0 o más para asegurar una alta formabilidad. Además, la escamación no ocurrió bajo condiciones de alta adversidad para mostrar una resistencia de escamación superior. En cuanto a su adherencia de capa de esmalte, sus índices fueron de más de 95%.

En comparación con esto, el material 1 comparativo tuvo un contenido S tan alto como 0.042%, y por lo tanto, no ocurrió la escamación, pero su contenido de C fue tan alto como 0.0042%, y por lo tanto, la cantidad de Ti* en exceso fue tan baja como 0.005%, y por lo tanto, el valor r fue justo 1.7, dando como resultado una muy baja formabilidad. En el caso del material comparativo 2, la cantidad de Ti* en exceso fue tal alta como 0.057%, y por lo tanto, el valor r fue de 2.25, dando como resultado una formabilidad superior. Sin embargo, el contenido de S fue tan bajo como 0.012%, y por lo tanto, se formaron 25 defectos de escamación. Por lo tanto, la lámina de acero no se pudo utilizar con un recubrimiento con esmalte. En el material comparativo 3, el contenido de S fue de 0.032%, y por lo tanto, los defectos de escamación no ocurrieron. Además, la cantidad de Ti* en exceso fue de 0.115% y el valor r fue de 2.37, con esto realizando una alta formabilidad. Sin embargo, el contenido de Ti fue tan alto como 0.182%, y por lo tanto, la adherencia de la capa de esmalte fue tan baja como 83%. Por lo tanto, este material no se pudo utilizar como una lámina de acero con recubrimiento de esmalte. En el material comparativo 4, el contenido de S fue tan alto como 0.038%, pero el contenido de Ti fue tan bajo como 0.072%, dando como resultado que ocurrieran 38 defectos de escamación. Además, la cantidad de Ti* en exceso fue tan baja como 0.002%, y por lo tanto, el valor r fue justo 1.72, dando como resultado una formabilidad muy baja. En cuanto a los materiales 1 y 2 convencionales, el contenido de Ti fue tan alto como 0.122% y 0.110% respectivamente, el contenido de N también fue tan alto como 0.0075% y 0.0082%. Por lo tanto, debido a la formación de compuestos gruesos de Ti dentro del acero, no ocurrieron defectos de escamación. Además, el Ti* en exceso fue de 0.061%, y el valor r fue tan alto como 2.12, dando como resultado una formabilidad superior. Sin embargo, las grandes cantidades de compuestos gruesos de TiN estuvieron presentes en la superficie de la lámina de acero, y por lo tanto, ocurrieron defectos en superficie debido a la generación de burbujas normalmente grandes. En el material 3 convencional, el contenido de P fue tan alto como 0.058%, y por lo tanto, la resistencia producida fue demasiado alta, al igual que mostrando el valor r bajo, dando como resultado una formabilidad baja. Por lo tanto cuando este tipo de hoja de lámina se utiliza para formar una configuración complicada, probablemente ocurrirán fisuramientos . De acuerdo con la presente invención que se describió anteriormente, la adherencia de la capa de esmalte, la resistencia de escamación y la formabilidad son superiores. Además, la lámina de acero de la presente invención es adecuada para formar a presión una configuración complicada .

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para fabricar una lámina de acero en frío- con revestimiento de esmalte, caracterizado porque comprende los pasos de: preparar un acero compuesto de, porciento en peso, 0.004% o menos de' C, 0.3% o menos de Mn, 0.02-0.05% de S, 0.005-0.03% de P, 0.08-0.15% de Ti, 0.004% o menos de N, 0.04% o más de un exceso de Ti* (Ti* siendo definido como Ti-(48/32) S- (48/14)N- (48/12)C) , y un balance de Fe y otras impurezas inevitables para formar un acero reposado con aluminio; recalentar el acero reposado con aluminio; llevar a cabo una laminación en caliente, con una temperatura de laminado final estando por encima del punto de transformación Ar3; llevar a cabo el enrollado de la manera normal; llevar a cabo una laminación en frío con una proporción de reducción de 50-85%; y llevar a cabo un recocido continuo por encima de temperatura de recristalización.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque S es contenido en una cantidad de 0.02 - 0.03%. -