TWI374946B - Product for enameling and enameled product - Google Patents
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Description
九、發明說明: 【有h明屬領】 技術領域 本發明係㈣於-種可提供低成本且料特性(抗泡 性、抗黑點性、密著性、抗鱗爆性)及加工特性優異的珠鄉 施轴用加工品、琺瑯加工品及該等之製造方法。 【先前技術3 背景技術 妹瑯加工品係、將玻璃質之料層形成於由鋼材 '禱 鐵、铭、銅材及料鋼等金屬材料所構成之基體表面者, 例如,在金屬製基體成形為預定職後,將㈣(玻料)塗布 於該表面’並以高溫燒成而製造出料加卫r上述絲鄉 加工品由於不容易在表面造成損傷且可輕易去除油污等, 並具有優異的耐熱性、雜性及耐祕,因此可使用於廚 房製品、餐具 '衛生容H、及建築物之㈣裝材等廣泛用 途。 通常’對於已成形之鋼板進行瑞螂加工時,一般係在 進行前處理(脫脂 '酸洗及Ni、C。等鑛覆)後進行塗轴時 於底塗層形成後再形成面塗層之所謂2次塗轴。近年來由 於鋼板或·_技_進步’省略錢步驟之所謂丨次塗轴技 術也逐漸實用化。 進行前處理除了會產生設備費或藥液、能源等運作成 本外’還切加廢祕狀設備、處”用,騎有妨礙 低成本化的問題點。 僅進行脫脂而靜電塗布轴藥以取代前處理的技術雖也 漸實用化,但為了確保密著性,也僅以包含Ni、Co、Mo等 具有提升密著性效果元素之底塗步驟為必要步驟的2次塗 釉技術可實用化。 關於省略前處理之技術,已有如特公昭36-19385號公 報、特開昭63-195284號公報之於鋼板形成氧化膜者,但 疋,並無法滿足抗泡性、抗黑點性、抗鱗爆性。又,特公 昭36-19385號公報係適用於尚未有連續鑄造時之琺瑯施釉 較為容易的帶帽鋼;而在如現今幾乎100%以連續鑄造製造 而成之鋼的情況下,由於難以進行琺瑯塗釉’故無法適用。 而後,也發明了如特開昭63-293173號公報之於鋼板形成氧 化膜後浸潰於州液的技術、或是如特開平1-316470號公報 之塗抹防銹油的改良技術,但皆非可充分滿足密著性、抗 浥陡、抗黑點性、抗鱗爆性的技術。又,特開昭63_18〇86 號公報中揭示了調整粗糙度而發揮錨定效果,並且塗抹防 銹油,藉由釉藥燒成時之油的分解氣體使釉藥浮上,而達 =均-塗布轉效果的技術。然而,還是難以相與進行 ^處理時,的安定密著性、抗泡性、抗黑點性、抗鱗爆 、此外,特開昭53-108023號公報中所揭示之技術係藉由 以較低溫_〜58Gt)加熱鋼板而除去油分,以省略可^由 鐘、銷、勤、錄等之氧化物所構成之轴劑附著的前處理者 :是,「使由m錦等之氧化物所構成之轴 的效果需要毅步驟之2次塗釉技術,省略前處理之」 轴並無法達成上述效果。
【發^明内容^ -J 發明揭示 本發明係鑒於上述問題點而提出者,本發明之目的在 於提供-種_施_加工品、_加以及該等之製造 方法’即使省略前處理與底塗步驟,也可德與有前處理 之1次塗轴、或無前處理之2次塗釉情況下同等的密著性、 抗泡性、抗黑點性、抗鱗爆性。 本發明人為了解決上述課題,使各種成分之鋼板氧化 後進行施轴,並調查_卩特性,得到以^)^)的發現。 .收施偏析於鋼板與氧化膜之界面,然後,附著轴藥 而進行燒鱗’前述界®可成為具有細微凹凸的狀態。 2) 藉由使氡化膜之構造為適當狀態,可將界面之凹凸 控制成所需之形狀。 3) 當鋼板中存在有Nb及/或B時,界面之凹凸可更佳, 而更可提升密著性。 4) 來自於轴藥之氧化物呈粒狀析出於前述細微凹凸, 可帶來有效提升⑽卩層密著性的作用。藉由在上述轴藥中 含有Ti、K、Na、B,可作為粒狀氧化物之析出核而有效地 產生機能。 5) 前述粒狀氧化物可提升鋼板與琺螂層之密著性。 6) 备然,需要確保琺螂特性(抗泡性、抗黑點性、抗鱗 爆眭)’且必須具有可捕集於琺瑯燒成中侵入鋼板之氣的機 月匕。而為了具有上述機能,必須適度地產生用以在鋼板中 1374946 作成微小空隙之金屬氧化物。由於壓製成各種形狀而進行 使用’故當然須具備良好的壓製成形性。
本發明之琺瑯施釉用加工品係於鋼板表面具有厚度為 0.10〜400μιη之由前述鋼板成分之氧化物所構成的氧化膜 5 者’且前述鋼板係以質量%計,含有:C: 0.0001〜0.040% ; Si: 0.0001 〜〇.5〇%; Μη: 0.001 〜2.00%; Ρ: 0.0001 〜〇·1〇% ; S : 0.0001 〜0.060% ; Α1 : 0.0001 〜0.10% ; Ν : 0.0001 〜 0.015% ;及〇 : 〇_0001〜0 070%,更含有犯:〇.01〜2.〇〇〇/0 ; Co: 0.0005〜2_00%; Cr: 0.001 〜2.00%; Cu: 0.01 〜2.00% ; 10 Mo : 0.0001 〜2·〇〇〇/0 ; Ti : 0.0005〜0.50%中之一種或二種 以上’且抑 + (:〇 + (:1'/2 + 0:11 + ^1〇 + 1'1:0.010〜8.0%,而 剩餘部分由Fe及不可避免之雜質所構成者。 又’本發明之琺鄉施釉用加工品係於鋼板表面具有厚 度為0.10〜400μηι之由前述鋼板成分之氧化物所構成的氧 15 化膜者’且前述鋼板係以質量%計,含有:C : 0.0001〜 0.0040%; Si: 0.0001 〜〇.1 〇〇/〇; Μη: 0.001 〜1.〇〇〇/〇; ρ: 〇 〇〇〇i 〜0.050% ; S : 0.0005〜0.060% ; A1 : 0.0001 〜o.oio% ; N : 0.0001 〜0.0040% ;及〇 : 〇_001〇〜0.050%,更含有Ni : 〇 〇1 〜1.00%; Co: 0.001 〜l‘〇〇%; Cr: 0.005 〜l.〇〇〇/0; Cu: 〇.〇1 20 〜1.00% ; Mo : 〇_〇〇〇5〜1.〇〇〇/0 ; Ti : 0.0005〜〇·ι〇〇/0中之— 種或二種以上,且Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo : 0.020〜 4.0% ’而剩餘部分由Fe及不可避免之雜質所構成者。 此外,本發明之琺瑯施釉用加工品係於鋼板表面具有 厚度為0.10〜4〇〇μιη之由前述鋼板成分之氧化物所構成的 1374946 氧化膜者,且前述鋼板係以質量%計,含有:c : 0.0001〜 0.0040%; Si: 0.0001 〜0.10%; Μη: 0.001 〜1.00%; P: 0.0001 〜0.050% ; S : 0.0005〜0.060% ; Α1 : 0.0001 〜0.010% ; Ν : 0.0001 〜0.0040% ; Ο : 0.0010 〜0.050% ;及 Ti : 0.001 〜 5 0.050%,而剩餘部分由Fe及不可避免之雜質所構成者。 【實施方式】 實施發明之最佳型態
以下,詳細說明實施本發明之最佳型態,另外,在以 下之說明中,基體及琺瑯層之組成中的質量%僅記作%。 10 本發明人為了解決上述課題,發現藉由使鋼板之成分 為最佳化,可在鋼板表面形成由前述鋼板成分之氧化物所 構成的氧化膜,因而產生本發明。 亦即,使用本發明之琺瑯塗釉用加工品,係於鋼板表 面具有厚度為0.10〜400μπι之由前述鋼板成分之氧化物所 15 構成的氧化膜者,且前述鋼板係以質量%計,含有:C: 0.0001
〜0.040% ; Si : 0.0001 〜0.50% ; Μη : 0.001 〜2.00% ; P : 0.0001 〜0.10% ; S : 0.0001 〜0.060% ; Α1 : 0.0001 〜0.10% ; Ν : 0.0001〜0.015% ;及Ο : 0.0001 〜0.070%,更含有Ni : 0.01 〜2.00% ; Co : 0.0005 〜2.00% ; Cr : 0.001 〜2.00% ; 20 Cu : Q.01 〜2.00% ; Mo : 0.0001 〜2.00% ; Ti : 0.0005〜0.50% 中之一種或二種以上,且Ni + Co + Cr/2 + Cu+Mo + Ti : 0.010〜8.0%,而剩餘部分由Fe及不可避免之雜質所構成 者。 首先,說明構成本發明之鋼成分的添加理由及數值限 9 1374946 定理由。 C : 0.0001 〜0.040% 已知C 一直是含量越低、加工性越良好的元素,在本發 明中’使之為0.040%以下’為了得到較高的延展度及Γ值, 5宜為0 0040%以下,更佳的範圍為0.0015%以下。關於下限 無須特別限定,但由於C量太低時’會提高製鋼成本,故宜 為0.0001 %以上。
Si : 0.0001 〜0.50%
為了控制氧化物的組成,也可含有些許Si,為了得到 10 前述效果,使Si為0.0001 %以上。另一方面,過度含有不僅 可能妨礙琺瑯特性,還會大量形成缺乏熱軋延展性的Si氧 化物,而降低抗鱗爆性,因此使之為0.50%以下,更宜為 0.10%以下。 Μη : 0.001 〜2.00% 15 Μη係如前所述的重要元素,可偏析於鋼板與氧化膜界
面,然後,當附著釉藥而進行燒成時’會使界面呈細微的 凹凸狀態,於細微的凹凸處析出來自於釉藥的粒狀氧化 物,而粒狀氧化物可提升鋼板與琺螂層之密著性。同時, 也是與氧、Nb添加重相關而形成氧化物的重要元素。又, 20 Μη係可防止熱軋時因S而起之熱脆性的元素,為了得到前 述效果,使之為0.001%以上。過度添加Μη會使珠鄉密著性 變差、容易產生氣泡或黑點’故將Μη量的上限設定為 2.00%,而以1·〇〇%為佳。 Ρ : 0.0001 〜0.10% 10 1374946 p係作為無法避免之雜質而含有的元素,當含量太多 時,會影響琺瑯燒成時的玻璃與铜的反應’特別是以高濃 度偏析於鋼板晶粒間界的P可能會以氣泡、黑點等型態使瑞 瑯外觀變差。在本發明中,使P含量為0.10%以下,以〇 〇5〇% 5 以下為佳。 S : 0.0001 〜0.060%
S可藉由形成Μη硫化物,特別是將前述硫化物複合析 出於氧化物,而有效率地於壓延時形成空隙,具有提升抗 鱗爆性的效果。雖然完全不含有而為〇%也無妨,但為了得 10到前述效果,需要0.0001%以上’以0.0005%以上為佳。但 是若含量過高’則可能會降低本發明主要控制氧化物組成 所需之Μη的效果,故將上限設為0.060%。 Α1 : 0,0001 〜0.10% Α1係氧化物形成元素,為了使作為絲瑯特性之抗鱗爆 15性良好,故宜使鋼中之氧以適當量作為氧化物存在於鋼材 中’而為了得到上述效果,須含有0.0001〇/〇以上的A1。另一 方面,A1係強去氧元素,若含有多量,則不僅難以將本發 明所需之氧量留在鋼中,也會大量形成在熱軋時缺乏延展 性的A1氧化物’而降低抗鱗爆性。因此,使A〗為〇1〇%以下, 20 以0.010%以下為佳。 N : 0.0001〜0.015% N與C一樣是侵入型固溶元素,若含有多量n,則即使 添加Nb、甚至疋B等氮化物形成元素,也會使加工性變差 並且難以製造出非時效性鋼板。由於前述理由,將N之上限 11 1374946 設定為0.015%,宜為0.0040%以下。下限無須特別限定,但 由於會耗費成本’故以0.0001%以上為佳。 〇 : 0.0001 〜0.070%
Ο係形成氧化物所需的元素’直接影響鱗爆性、加工性 5時,同時也關聯於Μη、Al、Nb等之量而影響抗鱗爆性,故 在本發明中為必要的元素。為了發揮前述效果,需要 0.0001%以上,宜為0.0010%以上。另一方面,當含氧量提 高時’因為氧量較高而直接使加工性較差,並且也會增加 製鋼财火物成本,因此宜將上限設為0·070%,以〇 〇5〇%以 10 下為佳。
Nl:請〜2.00%,以❻观叫斯。以下更佳。Ti:()麵5 〜0.50%,以0.001%〜0.05%以下更佳。
Nl、·複合地含有於氧化物中,會影響氧化物形成, 若以較少量地、不平均分布於氧化物,會局部性地變化延 15 展性或硬度而帶來良好的影響。
马Γ付到上述效果,需要含有001%以上的Ni,而Ti 20 需要方面,當含量過剩時,會促進氧化 物之物性均質“料本㈣之倾料,故宜規定 上限。Nl之上限宜為2._以下,叫如^ 之下=為™,⑽屬町為佳又纏
Cu : 0.01 〜2.00% 尺往 -:::燒成時之破璃與麵之反應―在 -人塗袖之琺螂t,前處理時偏 應之微觀性變動而提升密著果η助長反 j双禾。而在二次塗釉之琺 < S ) 12 螂中,由表面偏析所引起的制較小,但會對絲與詞之 微觀反應產生影響。為了得到前述效果’可因應需要添加 〇.〇1=以上。不小心過度添加不僅會妨礙玻璃與鋼之反應, 還可此會使加卫性變差,故為了避免前述不良影響,含量 宜為2.0G%以下,以!·〇%以下為佳以㈣%〜〗G%以下更 佳0
Cr : 0.001 〜2.00%
Cr可提升加工性,並且有助於提升抗鱗爆性。Cr係與 氧結合而複合地含有於氧化物中,會對氧化物形成造成影 響。若以較少量不平均地存在為氧化物,可局部性地變化 延屐性或硬度而帶來較佳影響,但若含量過剩,則會促進 氧化物之物性均質化而影響本發明的效果,故宜規定其上 限。為了得到上述效果,需要0.005%以上。又,關於上限, 宜為2.00%以下’以l.〇〇Q/。以下為佳,以0.005%〜100。/〇以 下更佳。
Mo : 0.0001 〜2.00%
Mo係可有效提升抗腐#性及與缺鄉層之密著性的元 素。然而’當Mo含量小於0.0001%時,無法得到上述效果, 又,當Mo含量大於2.00%時’除了提升抗腐蝕性的效果會 飽和外’過度添加Mo還會導致製造成本的增加,故宜為 1.00%以下,以0.0005%〜1.00%以下更佳。 其他無法避免的雜質由於會對材質特性、琺瑯特性帶 來不良影響,故宜控制含量為較低。
Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo+Ti : 0.010〜§ q〇a ⑸4946 為了使前述元素的效果加倍,必須在上述式子之範圍 =°若在前述範圍以下,則無法得職好效果,而在前述 範•圍以上,則效果會趨於飽和。 另外,當不含Ti時,則必須在下列式子的範圍内。 ^i + Co + Cr/a + Cu + Mo : 0.020〜4.0%
為了使前述元素的效果加倍,必須在上述式子之範圍 内。右在前述範圍以下,則無法得到良好效果,而在前述 範圍以上,則效果會趨於飽和。 另外,在本發明中,也可更含有Nb : 〇⑼仍〜丨〇〇%或 1〇 B : 〇·〇002〜0.0100%中之一種或二種。
Nb : 0.0005〜1.00%
Nb與Μη —樣是重要元素,可偏析於鋼板與氧化膜界 面,然後,當附著釉藥而進行燒成時,會使界面呈細微的 凹凸狀態,又,於細微的凹凸處析出來自於釉藥的含有Ti、 15 K、Na、B等之粒狀氧化物,前述氧化物具有可提升鋼板與 琺瑯層之密著性效果。又,為了固定(:及\而提升深拉延 I"生,並且進行非時效化而賦予高加工性,必須具有Nb。除 此之外’所添加之Nb與鋼中之氧結合而形成氧化物,可有 效地防止鱗爆。為了得到前述效果,需要〇 〇〇〇5%以上。但 20是,當添加量過高時,添加Nb時會進行去氧,而使抗泡性、 抗黑點性變差’故將上限設定為丨〇〇%,宜為〇 〇〇1〜 0.20%,以0.001 〜0.15%為更佳。 B : 0.0010〜〇.〇3〇〇〇/0 B係與Nb具有同樣效果的元素,為了與Nb得到同樣的 14 C £. j 1374946 效果,必須含有0.0002%以上的b,宜需要〇 001〇%以上, 而上限從鑄造性的觀點來看,設為0.0300%以 r。雖會因
Nb量而異,但在含有較多Nb時,因為過度添加會使再結日 溫度明顯上升,為了得到冷軋、退火後的良好加工性+ 5要進行非常高溫的退火,而會使退火的生產性降低,因此$ B含量宜為〇·〇1〇〇%以下,以〇〇〇5〇%以下更佳。
Nb + BxlO : 0.020〜〇 2〇/〇
Nb之效果與B之效果可相加,藉由複合存在可更發揮 良好的效果’考慮上述複合效果時,B具有灿之1〇倍的效 1〇果。另-方面,若複合添加,則鋼板之再結晶溫度會明顯 上升,為了得到效果須定出下限,而為了使鋼板充分地再 結晶而得到加工性,也必須定出上限。此外,藉由將%與 B控制在前述範圍内’可如後述般使鋼板表面之凹凸為最佳 化,而可更提高瑞鄉密著性。 15 假設’含有灿:〇糊〜1.00%或B : 0.0002〜0·_〇% 中之-種或二種時,須為以下式子的範圍内。
Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo + Nb+Ti + BxlO : 0.010〜 8.0% 又’在含有Nb . 0.0005〜〇 2〇%或B : 〇 〇〇1〇〜〇 2〇中之一種或二種時’須在以下式子的範圍内。
Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo + Nb + Ti + BxlO : 0.020〜 4.0% 為了加乘如上述之元素的效果,必須在上述式子的範 圍内右在刚述以下,則無法得到良好效果;而若在 15 1374946 前述範圍以上,則會出現上述有害影響》
在本發明中,如上述成分構成之鋼板的氧化物所構成 的氧化膜會形成於鋼板表面。前述氧化膜之厚度若薄於 Ο.ΙΟμπι’則鋼板與氧化膜界面之細微凹凸會形成的不夠充 5 分’無法充分析出粒狀氧化物,因此無法得到提升密著性 的效果。相反地,若厚度大於400μπι,則即使進行燒成, 也會殘留較厚的氧化膜,而降低密著性。厚度宜為〇.5〜 ΙΟΟμηι,以1.0〜50μηι為更佳。氧化膜厚度之測定係以顯微 鏡觀察鋼板截面,在視野中任意ΙΟΟμιη長度範圍的氧化膜 10 中’測定任意10點,取該等之平均而進行測定。 關於氧化膜,厚度宜為FeO>Fe304>Fe2〇3,且(FeO之 厚度)/(Fe304之厚度1.1或(Fe304之厚度)/(Fe2〇3之厚 度)^ 1.1。又,由鋼板成分之氧化物所構成的氧化膜之最表 面宜不為FeO、而為Fe2〇3或Fe3〇4所覆蓋。此外,形成珠鄉 15層後,與琺瑯層相接之氧化膜主要構成物質宜為FeO。 順帶一提,FeO、Fe304、Fe203可分別存在為單獨層, 也可呈該等層互相混合之狀態而存在。FeO、Fe304、Fe203 顯示為上述關係的情況,係該等分別存在為單獨層情況之 例0 20 藉由上述,可使發明效果顯著的機制雖未十分明確, 但可推論如下。釉藥中之氧化物在用以產生琺瑯層之燒成 令,會與鋼板之氧化物混合,而使熔點降m»Fe〇、Fe3〇4、 中,與Fe〇之混合物熔點最低、其次為以3〇4、再來是 Fe2〇3 ’而溶點較低者較易產生反應。因此,Fe〇與 < S ) 16 1374946 中’ FeO之厚度宜較厚,1^〇4與以2〇3中’ &3〇4之厚度宜 較厚’而使(FeO之厚度)/(Fe3〇4之厚幻y w(Fe3〇:厚 度)/(Fe203之厚度泣1.卜
如上述般控制琺螂反應中之氧量,可更促進本發明鋼 5中來自於琺瑯轴藥中之元素的氧化物析出,而提升琺瑯層 之密著性。代表物係含有Ti、K、Na、B之氧化物,該等氧 化物會在界面析出成細微的粒狀,結果可使界面呈細微的 凹凸狀。在本發明鋼中,特別會形成前述特殊的氧化物, 並非通常之鋼板與轴藥的直接反應,而係氧較多、Fe較少 10 之Fe氧化物與釉藥反應而引起者,此可謂本發明鋼特有的 現象。
如前所述’ Mn、Nb、B偏析於鋼板與氧化膜界面,產 生細微的凹凸。該等元素在形成氧化膜時,會偏析於鋼板 表面或鋼板與氧化膜之界面,且不僅是偏析於界面,還是 15 在界面上局部性地不平均存在。因此,氧化膜與母鋼板、 氧化膜與琺瑯的反應會不均一化,而可有效地形成細微的 凹凸。又,該等特殊元素即使在反應中也不會完全熔於熔 融物,以固體型態偏析於進行反應之氧化膜表面,藉此可 形成局部電池,而使界面呈凹凸不平。又,也可能作為上 20 述之特殊氧化物的形成核,而成為使特殊氧化物細微粒狀 化的原因。 為了得到該等效果,塗釉後之鋼板與氧化膜的界面之 凹凸處的谷部平均深度宜為5.Ομηι以下,前述谷部之平均間 隔宜為15μιη以下。如前所述,藉由控制為Nb+BxlO : 0.020 17 < £ ) 〜0.2%’可得到最佳之鋼板表面凹凸。 本發明鋼之密著性提升機制雖尚未明瞭化, 界面之細微凹凸變化朿作. 可藉由 -般― 為特徵。前述凹凸之特徵為比起 微且細緻的狀態。將界面之 〜 -,在切凸錢規U前述特徵之 j本發_t,前述平均深度為5_町 之珠度,若仔細觀察也可觀察出非常細微的凹凸,伸= 明中,仙SEM(掃描型電子顯微鏡)觀察鋼板的截面測定 以5_倍之像可觀察出的凹凸者。以駕倍之照片測定 0加以下的較小凹凸時,測定之精準度會產生問題,故予 以除外;亦即無視〇._町之凹凸。此並非意加师以 下之凹凸不會影響密著性’而不過是測定方法上的規定而 已。藉由該以下之凹凸來提升密著性,對本發明來說更為 適宜’成為該狀態反而更好。如上述所測定之凹凸深度宜 為3.0叫町,似叫喊下輕,以丨下更好,〇加 以下最佳°無須特別設置下限,為_也無妨。藉由形成 多數之前述凹凸,可提升密著性,而藉由凹凸之平均週期 為15.0μιη以下,即lmm長度中存在有以凹凸為一組之刚 個以上’可使本發明的效果明顯變好,平均週期宜為10 · 〇帥 以下,以5·0μϊη以下為佳,3 〇μπι以下更好,1〇μΐΏ以下更佳, 0·5μπι以下甚佳’以〇 2吨以下最佳。雖無須特別設置下限, 仁在及I疋方法上,無視深度〇25pm以下的凹凸,故週期大 概停留在0·05μιη。基本上,雖然間隔較窄、深度較深者較 好,但若難以維持反應之異方性,凹凸較深、較窄的話, 1374946 則凹凸容易斷裂。 另外’為了形成如上述希望之氧化膜,在氧濃度5%以 上之環境氣體中,以溫度500〜1000°C '時間〇.1〜i〇〇min 來加熱前述壓製品,即可實現》 5 關於氧濃度’為了使鐵系氧化物之組成為最佳,又,
為了提高氧化膜形成速度並提高生產性,宜為10%以上, 在大氣(氧濃度21 %)中也無妨,也可使用前述以上的氧濃 度。但是,當氧濃度太高時,會助長Fe2〇3的生成而減少 FeO,故氧濃度之上限為50%以下,以30%以下為佳。 1〇 加熱溫度宜為550〜900°C。當溫度為900°C以上時,所 產生之氧化膜的膜厚會過厚,而無法得到充分的性能。加 熱溫度更以600〜850°C為佳。鋼板中含有B時,使溫度為較 高的650〜800°C,而未含有B時,則為較低的550〜7〇0。(:。 氧化膜的形成時間宜為0.2〜30分,以0.3〜20分為更 15 佳。當氧化膜的形成時間長於30分鐘時,生產性反而會變 差。
由於鋼板粗糙度也會影響塗釉後之鋼板與氧化膜界面 的凹凸大小’故宜進行適度調整。藉由使之為Ra0.3〜 5.0μπι,可得到較大的密著性提升效果。若Ra較前述範圍為 20 小,則鋼板與氧化膜界面之凹凸較小,粒狀氧化物的析出 便較少,故提升密著性的效果也較小。又,錨定效果也會 變小。相反地,若Ra較前述範圍為大,則不僅密著性提升 效果會飽和,還可能因為壓製而產生壓痕、容易附著污垢, 而有損外觀。粗糙度以〇·5〜3.0μηι為佳,但是,並非在該 19 1374946 範圍外’就無法得到本發明的效果。關於釉藥的成分無特 別限疋#從轴藥中之元素細微地析出於界面而提升密著 陳此點來看’本發明中之轴藥成分也為控㈣對象。以& 氧化物為主的㈣中’特別奸、Na、K、B係形成該等之 5細微氧化物的形成元素。 關於&<元素’若以質量%計,調整為^^:〇1〜2慨、
Na · O·1 1〇/。、K : 01.〜贈。、B : 01.〜10%,且Ti + Na
+ K+B . 0_1〜5G%的範圍内,則可將密著性提升效果發揮 到最大限度。别述元素可在如上述之鋼板表面之氧化物與 10釉藥的反應中,形成特殊的氧化物,而有助於提升密著性。 太少的話’會無法形成特殊的氧化物;而太多的話,又非 琺瑯膜特性較佳者。
一般在有前處理時為了確保前處理的鍍覆性,進行脫 月曰處理。而在無前處理時、以靜電塗布釉藥時,在5〇〇。匸附 15近進行短時間的熱處理,將油分蒸發、碳化而去除。在本 發明的情況下,由於藉由以與鋼板成分之組合將加熱時殘 留在表面的油分與鋼板之氧化反應進行適度調整,使氧化 膜中之鐵系氧化物組成(Fe〇、Fe3〇4、Fe203)或氧化膜之厚 度為適當狀態,可在塗轴時使鋼板與氧化膜界面的凹凸為 20最佳者’更可使粒狀氧化物之狀態如前述般之適當狀態, 故可有效地提升琺螂層的密著性。油可使用潤滑油、防銹 油。油分可為加熱前即附著之狀態,也可加熱前刻意塗上。 本發明之技術係可省略前處理及底塗的技術,但即使 是使用以往之有前處理(也可含有珠擊處理)的2次塗釉及1 20 (S:? 1374946 次塗釉、無前處理的2次塗釉等習知技術,也可得到提升密 著性的效果。特別地,可適用特別要求密著性的高級琺瑯 製品。 實施例1 5 以下,舉出本發明之實施例以及在本發明之範圍以外 的比較例,具體說明本發明的效果。
首先關於本發明之實施例,以各種鑄造條件將如表 1-卜表1-2所示之各種化學組成所構成的連續鑄造鑄塊進行 熱軋、冷軋、退火,並進行1.0%的調質壓延,製作板厚〇.8mm 10 的鋼板。此時,也於前述鋼板表面形成氧化膜。接著,對 於前述鋼板塗釉,調查琺瑯特性。塗轴係藉由粉體靜電塗 裝法以乾式將面塗用釉藥塗布ΙΟΟμηι,不施行底塗。
21 < £ ) 1374946
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另外,鋼種14〜16係相對於申請專利範圍第丨項所規定 成分之發明的比較例,鋼種17〜18係相對於申請專利範圍第 2項所規定成分之發明的比較例。又,鋼種19〜2ΐ係相對於 10申請專利範圍第3項所規定成分之發明的比較例,鋼種22〜 23係相對於申請專利範圍第4項所規定成分之發明的比較 例。鋼種24係相對於申請專利範圍第5項所規定成分之發明 的比較例’鋼種25〜26係相對於申請專利範圍第6項所規定 成分之發明的比較例。鋼種27〜28係C添加量為0.05%以上時 15 之例。 順帶一提’在前述表1中,一併記錄Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo + Ti之計算結果、Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo + Nb + Ti + Βχ10之計算結果、甚至是Nb + Bxl〇之計算結果。在前述 計算結果中,脫離本發明所規定之範圍者,以底線表示。 20 關於前述各試驗No之樣本,琺瑯特性以及評價加工性之 結果顯示如表2。琺瑯特性包括密著性、氣泡及黑點性、抗 鱗爆性等3項目而進行評價。前述密著性之評價方法係以重 落試驗機將直徑16mm、重1.0kg之球頭從lm的高度落下一 次’痛認瑞瑯層的剝離狀況。前述剝離狀況的評價係以169 24 C £ ) 1374946 根觸診針測量變形部之琺瑯剝離狀態,以未剝離部分之面積 率進行評價。
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表2 琺瑯特性 加工色 _ 密著性 % 氣泡黑點性 抗鱗爆性 延展 (%) r値 1-1 65 D D 51 2.11 1-2 82 B B 51 2.16 1-3 77 B B 52 2.21 1-4 10 E E 52 2.18 2-1 65 c D 55 2.24 2-2 80 B B 54 2.31 2-3 80 B C 55 2.31 2-4 4 E E 55 2.34 3-1 60 C D 49 1.97 3-2 78 C B 48 1.99 3-3 75 B C 48 2.01 3-4 10 E E 50 2.03 4-1 55 D D 47 1.94 4-2 75 C C 48 1.99 4-3 5 E E 48 1.97 5-1 70 D C 53 2.31 5-2 100 A A 52 2.35 5-3 90 A B 54 2.24 5-4 85 B C 51 2.29 5-5 75 C C 53 2.26 5-6 10 E E 52 2.32 6-1 80 A B 54 2.31 7-1 80 A B 54 2.34 8-1 80 B C 51 2.19 9-1 100 A A 51 2.18 10-1 80 A B 55 2.31 11-1 70 D D 54 2.35 11-2 100 A A 53 2.28 11-3 90 A B 55 2.36 11-4 85 B B 54 2.34 11-5 10 E E 53 2.31 12-1 100 A A 55 2.35 13-1 100 A A 53 2.35 14-1 45 D E 51 2.11 15-1 51 E D 51 2.11 16-1 23 D D 52 2.2 17-1 55 D C 53 2.25 18-1 24 E D 53 2.26 19-1 44 D D 51 2.21 20-1 43 C D 53 2.33 21-1 15 E E 53 2.31 22-1 55 D D 52 2.21 23-1 10 E E 52 2.19 24-1 51 D D 51 2.15 25-1 16 E D 49 1.99 26-1 65 D E 48 1.98 27-1 75 C C 43 1.51 28-1 80 C B 44 1.55
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氣泡、黑點係以目視判斷,幾乎未產生氣泡、黑點之A 為非吊優異’ B為優良,C為可耐於實用的程度,D為稍微無 法耐於實用’ E為有問題而無法耐於實用者,而判定為以上5 種階段。若為A〜C,則與以往在前處理後進行塗釉之習知妹 5 螂加工品為同等性能。 抗鱗爆性係將已燒成之板置^16Gt之怪溫槽中1〇小 時,進行㈣促進試驗,以目視_爆產錄關定為5種 階段:幾乎未產生鱗爆之A為最佳,6為優良,c為可耐於實 〇用的程度,D為稱稍無法耐於實用,E則有問題而無法耐於實 用。若為A〜C’則與以往在前處理後進行塗轴之習知珠鄉加 工品為同等性能。 加工性的評價係藉由-般的拉伸試驗評價延展度與藍 克福特(Lankford)值(以下稱為r值)。 15 結果’使用本發明之鋼種i〜u中’氧化膜厚度不在
20 〜4〇〇μηι而作為比較例之試驗n〇1_i、 3-4、4-1、4-3、5-1、5-6、11-1、ΐι_5 对於此,使用本發明之鋼種1〜11中, 〜4〇〇μηι内之本發明例的瑞瑯特性中 味、抗鱗爆性皆為C以上,不管任何項 添加Β、Cu、Nb之鋼種5、9、11、12 異。 1-4、2-1、2-4、3-1、 ’琺螂特性皆變差。相 氧化膜厚度設定為〇1 之在、著性、氣泡黑點 目皆很優良。特別地, ' 13之琺螂特性十分優 另-方面,脫離本發明賴定之成分範圍的比較鋼之鋼 種14〜26所構成的試驗漏4-卜26],所有的缺鄉特性皆較 (S) 27 1374946
此外,在試驗No27-l、28-1中,因為增加C添加量而使 加工性(延展度與r值)更是明顯變差。 表3係關於位在本發明所規定之成分範圍内的鋼種2、 5、7,對於形成氧化膜實之加熱條件的琺瑯特性的實驗結 5 果。試驗No2-5〜2-19使用鋼種2,試驗No5-7〜5-16使用鋼種 5,而試驗No9-2〜9-5使用鋼種9。
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10
No2-13、2-14及試驗No5-ll係在本發明所規定之加熱時環境氣體 的溫度500〜1000°C以外者。此外,試驗n〇2-18、2-19及試驗 No5-15、5-16係在本發明所規定之加熱時間〇丨〜購分鐘以外者。 脫離本發明例之試驗No稱為比較例。 結果,氧濃度較低之試驗No2-8、試驗No5-7、試驗No9-2,琺 瑯特性中之密著性、氣泡黑點性、抗鱗爆性等3項目之特性皆較 差。又’在本發明所規定之加熱環境氣體溫度外之試驗N〇2-i3、 2-14及試驗No5-ll也同樣為琺瑯特性較差。此外,在本發明所規 定之加熱時間以外的試驗No2-18、2-19及試驗Νο5·15、5-16也同 樣地琺瑯特性較差。 15
20 相對於此’在氧濃度5%以上之環境氣體中以溫度5〇〇〜1〇〇〇 c、時間0.1〜100分鐘加熱壓製品的本發明例,則琺瑯特性中之 畨著性、氣泡黑點性、抗鱗爆性等3項皆為C以上的優異特性。另 外,也對於該等比較例中之任一者調查氧化膜狀態,氧化膜之厚 度都不在0.1〜400μιη以内。又,在前述表3中,!^〇3與1^3〇4之厚 度比係將施加琺瑯前之狀態,以相對於全膜厚之^2〇3與&3〇4之 各比例來表示。亦即,在前述表3中,表示(Fe〇之厚度)/(Fe3〇4 之厚度)與(FqO4之厚度)/ (Fe2〇3之厚度) 結果’在表3中’在溫度500〜l〇〇〇°c、時間〇·ι〜1〇〇分以外 的試驗Ν〇2·13、2-19、5-11、5-16,(FeO之厚度之厚度) 】於’且綠鄉特性也變差。而剩下的試驗No中,(FeO之厚度) /(Fe;5〇4之厚度)以及(FqO4之厚度)/(Fe2〇3之厚度)為l 1以上。 30 1374946 又,也調查氧化膜之界面凹凸狀態,特別是在上述加熱條件 以外的試驗No,凹凸之平均深度為5.Ομηι以上、或是凹凸本身太 大而無法指定,因此無法測量。
表4-卜表4-2係對於本發明所規定之成分範圍内之鋼種2、5, 表示釉藥成分與琺瑯特性的關係。對於鋼種2、5,在氧濃度5%以 上之環境氣體中,以溫度500〜1000°C、時間0.1〜1〇〇分進行加熱 後,施加如表4所示之各釉藥成分。在前述釉藥成分中,對脫離申 請專利範圍第13項所規定之以下範圍Ti : 0_1〜20%、Na : 0.1〜 10%、K : 01.〜10%、B : 01.〜10%者,以底線表示。
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表4-1 纖 No mmm 力_方法 mm 臟 Ra μτη 之mm % 纖 °C 綱 min 厚度 βπι FeO/ FC3 〇4 厚勸匕 Fe3 〇4 / F©2 〇3 厚度比 2-20 2 1.4 21伏氣) 520 90 0.3 11.3 5.5 2-21 0.3 11.3 5.5 2-22 0.3 11.3 5.5 2-23 0.3 11.3 5.5 2-24 0.3 11.3 5.5 2-25 0.3 11.3 5.5 2-26 680 4 5.4 3.5 1.7 2-27 5.4 3.5 1.7 2-28 5.4 3.5 1.7 2-29 5.4 3.5 1.7 2-30 5.4 3.5 1.7 2-31 5.4 3.5 1.7 2-32 800 2 10.3 4.3 2.4 2-33 10.3 4.3 2.4 2-34 680 4 5.4 3.5 1.7 2-35 5.4 3.5 1.7 2-36 5.4 3.5 1.7 2-37 5.4 3.5 1.7 2-38 5.4 3.5 1.7 2-39 5.4 3.5 1.7 2^0 5.4 3.5 1.7 5-17 5 1.3 21(觸 520 90 0.3 11.2 4.4 5-18 0.3 11.2 4.4 5-19 680 4 6.3 5.3 2.6 5-20 6.3 5.3 2.6 5-21 6.3 5.3 2.6 5-22 6.3 5.3 2.6 5-23 6.3 5.3 2.6 5-24 680 4 6.3 5.3 2.6 5-25 6.3 5.3 2.6 5-26 6.3 5.3 2.6 5-27 6.3 5.3 2.6 5-28 6.3 5.3 2.6 32 (S ) 1374946
。i—SI— ㈢ £^v 5 ¥ b> 1 fe fe 1 I fe N N — fe — b N N E i 薛 _ =r> 菪 m i lit Hi 1 u CQ CO U 〇 U u U u u U U U U U u Ο u u CQ u u U CQ m CQ < OQ CQ OQ CQ CQ υ 1 « 1 I 1 u U υ CO U u u CQ 0D o o PD u u U CD u u CQ CD CJ u U OQ < CQ < < < OQ m CQ u r JO g § g JO JO JO oo g g 00 g g jn g g jn g § JQ JQ JO s s 8 On s s JQ p li βτη W-J CO rn iTi iT) Os (N 卜 oo oo oo CN v〇 oo \〇 v〇 oo rn <s (N m (N H OO cn (N OO μτη o cn 寸 d CN <N ΓΟ 卜 cn iN tN v〇 (N ίΝ r^] ΓΛ O) r^) vq 卜 (N fN 1 Ti+K+B +Na 1 25.6 1 1 20.6 I 1_?2AJ 1 30.4 1 a; 1 25.5 1 CO 1 30.3 1 1_35JJ 1 29.3 1 G\ ΓΛ 00 <N 1 25.5 1 1 30.3 1 1_352J 1 29,3 1 00 m 导 〇\ m 1 25.6 I 1 20.6 1 1_216j σ\ 1 30.3 1 1 35.2 1 答 |i 00 a» rn OO <N 00 00 v〇 VO CO Ό\ <N 00 VI 00 Vi 00 CO m· v〇 σ\ oo 〇\ (N 〇\ 00 ip Cj \〇 Os oo m ON v〇 rn 卜 卜 00 m 00 v〇 in ΓΟ 卜 VO 卜 VO m VO 00 VO 00 00 v〇 k (N oo n d 卜 卜 (N 卜 m· ro VO 00 卜 2 rn m oo 卜 00 卜 CN oo rn ο 卜 cn o m VO 卜 ί rn rn (N d ^r 卜 CN 卜 卜 卜 卜 00 卜 00 (N o 卜 卜 卜 卜 oo 卜 oo fn CO cn 卜 oo 卜 卜 卜 oo l . H MM n 9β 1 2-20 1 2-21 1 2-22 | 1 2-23 1 1 2-24 1 1 2-25 | 1 2-26 | 1 2-27 1 1 2-28 1 1 2-29 1 1 2-30 1 1 2-31 | 1 2-32 1 1 2-33 1 1 2-34 | 1 2-35 1 1 2-36 1 2-37 1 2-38 1 1 2-39 1 1 240 1 5-17 1 5-18 1 5-19 1 5-20 1 5-21 1 5-22 1 5-23 1 5-24 1 5-25 1 5-26 1 5-27 | 1 5-28 1374946 結果,上述轴藥成分在本發明所規定之範圍内者,琺 瑯特性皆為良好。特別地,試驗No5-22、5-23之密著性在 95%以上,氣泡黑點性、抗鱗爆性也都表現出良好的傾向。 相對於此,上述轴藥成分在本發明所規定之範圍外者表現 出琺瑯特性稍差的傾向。
從以上實施例的結果可知:即使省略前處理與底塗步 驟,也可確保與具有前處理之1次塗轴、或無前處理之2次 塗轴具有同等的密著性、抗泡性、抗黑點性、抗鱗爆性。 產業上之可利用性 10 由上述所構成之本發明,即使省略前處理與底塗步 驟,可確保與具有前處理之1次塗釉、或無前處理之2次塗 釉具有同等的密著性、抗泡性、抗黑點性、抗鱗爆性。 【圖式簡單說明3 無〇 15 【主要元件符號說明】 無
34 (£ )
Claims (1)
1374946 . 第96134680號申請案申請專利範圍修正本 修正日期101.1.11 f -- 十、申請專利範圍: h)l年1月/丨日修正本 1. 一種琺瑯施釉用加工品,其特徵為於鋼板之壓製後的表 面具有厚度為〇·1〇〜400μιη之由前述鋼板成分之氧化物 所構成的氧化膜,且前述鋼板係以質量%計,含有: 5 C : 0.0001 〜0.040% ; Si : 0.0001 〜0.50% ; Μη : 0.001 〜2.00% ;
10 15
Ρ : 0.0001-0.10% ; S : 0.0001 〜0.060% ; Α1 : 0.0001 〜0.10% ; Ν : 0.0001 〜0.015% ;及 Ο : 0.0001 〜0.070%, 更含有Ni: 0.01 〜2.00% ; Co : 0.0005〜2·00% ; Cr : 0.001 〜2.00%; Cu: 0·01 〜2.00% ; Mo : 0.0001 〜2.00% ; Ti : 0.0005〜0.50%中之一種或二種以上, 且Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo + Ti : 0.010〜8.0%, 而剩餘部分由Fe及不可避免之雜質所構成者。 2.如申請專利範圍第1項之琺瑯施釉用加工品,更含有 Nb : 0.0005〜1.00%或B : 0.0002〜0.0100%中之一種或 二種,且Ni + Co + Cr/2 + Cu + Mo + Nb + Ti + BxlO : 0.010〜8.0%。 3· —種琺瑯施釉用加工品,其特徵為於鋼板之壓製後的表 面具有厚度為0.10〜400μπι之由前述鋼板成分之氧化物 所構成的氧化膜,且前述鋼板係以質量%計,含有: 35 20 1374946 __ 第96134680號申請案申~~ϋ曰期ί^ΓίΓ C ·· 0.0001 〜0.0040% ; Si : 0.0001 〜0.10% ; Μη : 0.001 〜1.00% ; Ρ : 0.0001 〜0.050% ; 5 S : 0.0005〜0.060% ; Α1 : 0.0001 〜0.010% ; Ν : 0.0001 〜0.0040% ;及 Ο : 0.0010〜0.050%, 更含有Ni : 0.01 〜1.00% ; Co : 0.001 〜1.00% ; Cr : 10 0.005〜1.00%; Cu: 0.01 〜1.00%; Mo : 0.0005〜1.00% ; Ti : 0.0005〜0.10%中之一種或二種以上’ 且州 + (!:〇+(^//2 + (^11 + ]\4〇:0.020〜4.0%’而剩 餘部分由Fe及不可避免之雜質所構成者。 4·如申請專利範圍第3項之琺瑯施轴用加工品,更含有 15 Nb : 0.0005〜0.20%或B : 0.0010〜0.0050%中之一種或 二種,且Ni+Co + Cr/2 + Cu + Mo + Nb + Ti + BxlO : 0.020〜4.0%。 5· —種珠瑯施釉用加工品,其特徵為於鋼板之壓製後的表 面具有厚度為〇 1〇〜400μιη之由前述鋼板成分之氧化物 20 所構成的氧化膜,昱前述鋼板係以質量%計,含有: C : 0.0001 〜0.0040% ; Si : 0.0001 〜0.10% ; Μη : 0.001 〜1.00% ; Ρ : 0.0001 〜0_〇5〇% ; 36 第96134680號申請案申請專利範圍修正本 修正日期1〇丨.1.11 S : 0.0005〜0.060〇/〇 ; A1 : 0.0001 〜0.010% ; N : 0.0001 〜0.0040% ; 〇 : 0.0010〜0.050% ;及 Ti : 0.001〜0.050%,而剩餘部分由Fe及不可避免 之雜質所構成者。 6.如申請專利範圍第5項之琺螂施轴用加工品,更含有 Nb . 0.0005〜0.15%或B : 0.0010〜〇 〇〇5〇%中之一種或 二種,且Nb + BxlO : 0.020〜〇.2〇/0。 7·如申請專利範圍第1〜6項中任一項之琺瑯施釉用加工 品,其t由鋼板成分之氧化物所構成的氧化膜厚度為 Fe〇>Fe3〇4>Fe2〇3,且(Fe〇 之厚度)/(Fe3〇4 之厚度) $1.1 或(Fe304之厚度)/(Fe2〇3 之厚度。 8.—種琺螂加工品,其特徵為在如申請專利範圍第丨〜6 項中任一項之成分的鋼板表面,具有由鋼板成分之氧化 物所構成的氧化膜,更在其上層具有琺瑯層,且前述氧 化骐與鋼板界面之凹凸之谷部的平均深度為5〇μηι以 下且則述谷部之平均間隔為15 μηι以下。 種琺鄉加工品,其特徵為在如申請專利範圍第丨〜6 項中任一項之成分的鋼板表面,具有由鋼板成分之氣化 物所構成的氧化膜,更在其上層具有琺瑯層,且與琺螂 層相接之氧化膜的主要構成物質為Fe〇。 1〇. ~種如申請專利範圍第1〜6項中任—項之琺瑯施釉用 力工。。的製造方法,其特徵在於將如申請專利範圍第1 1374946 第96134680號申請案申請專利範圍修正本 ^^船⑴」u 〜6項中任一項之成分的鋼板壓製成所需之形狀後,進 行脫脂’在氧濃度5%以上之環境氣體中,以溫度5〇〇〜 1000°C、時間0.1〜1〇〇分鐘加熱前述壓製品。 11.種如申凊專利範圍第1〜6項中任一項之球瑯施轴用 加工的製造方法,其特徵在於將如申請專利範圍第1 〜6項中任一項之成分的鋼板壓製成所需之形狀後不 進行脫脂,在氧濃度5%以上之環境氣體中,以溫度5〇〇 〜1000°c、時間〇_1〜100分鐘加熱前述壓製品。 12- —種琺瑯施釉用加工品的製造方法,係對於粗糙度為 Ra : 0.3〜5·〇μηι之鋼板進行如中請專利範圍第1〇或^項 之加熱者。 13. —種將琺瑯施釉用加工品加工後之琺瑯加工品的製造 方法’其特徵在於對於以如申請專利範圍第1〇〜12項中 任一項之方法製造的琺瑯施釉用加工品,以靜電塗布轴 藥使之附著後進行燒成’且前述釉藥係含有Ti氧化物以 金屬換算之質量%為〇.1〜20%、κ氧化物以金屬換算之 質量4為〇.1〜10%、B氧化物以金屬換算之質量%為〇.1 〜1 〇°/〇、及Na氧化物以金屬換算之質量%為〇.丨〜丨〇%中 之任—種或二種以上’且Ti + Na+K+B在〇.1〜5〇%之 範圍内者。 38
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