TWI738528B - 用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法 - Google Patents

用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法 Download PDF

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本發明提供一種用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法，包括：提供冷軋低碳鋼帶；將冷軋低碳鋼帶進行退火，以得到經退火之冷軋低碳鋼帶；以及將經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理，以得到淺亮紋理之低碳鋼帶。在將經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理之步驟中，調質軋延處理所設定之參數包括調質軋延率及工輥粗糙度，調質軋延率係介於0.5%與2.5%之間且工輥粗糙度係介於1.4 μm與1.8 μm之間。淺亮紋理之低碳鋼帶的表面粗糙度可提高其表面之摩擦力，避免發生打滑及產生鑿痕缺陷，以提升後續產品之良率以及降低生產成本。

Description

用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法
本發明係有關一種低碳鋼帶之製備方法，尤指一種用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法。
目前，冷軋低碳鋼帶產品已廣泛被使用於CPU背板或滑軌，且冷軋低碳鋼帶之生產過程主要包括分條、衝壓及鍍鎳等步驟。現有技術在冷軋低碳鋼帶經退火步驟後，以諸如硫酸水溶液之化學溶液進行酸洗冷軋低碳鋼帶之表面，之後再進行電鍍處理。然而此方法額外進行化學溶液酸洗過程，導致成本提高，且化學溶液具有腐蝕及毒性等潛在的工安風險。
此外，現有技術另使用亮面紋理或非亮面紋理之低碳鋼帶進行鍍鎳處理，以得到較佳之表面。倘若使用非亮面紋理之低碳鋼帶進行鍍鎳處理，非亮面紋理之低碳鋼帶必須先經由機械拋光之方式研磨低碳鋼帶之表面，得到表面粗糙度Ra介於0.1 μm與0.6 μm之間的亮面紋理之低碳鋼帶，以使其經鍍鎳後能獲得良好的光澤度及外觀。
然而，亮面紋理之低碳鋼帶於生產過程中，由於低碳鋼帶之表面的摩擦力較小，導致低碳鋼帶之表面與製程輥之間容易發生打滑現象，造成產生鑿痕及亮點等表面品質之問題，而該等表面品質之問題的缺陷並不利於後續的鍍鎳處理作業。此外，亮面紋理之低碳鋼帶在生產上需要獨立排程，製程需要特別管控軋延序、工輥及軋延里程等，導致生產彈性較低。
因此，開發出一種無須透過機械拋光處理之淺亮紋理之低碳鋼帶的製備方法係本領域亟待解決之問題。
為解決上述現有技術之問題，本發明之目的在於提供一種用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法，透過設定特定範圍之調質軋延率以及工輥粗糙度之參數，以獲得具淺亮紋理之低碳鋼帶。
為了達成上述目的，本發明提供一種用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法，包括步驟： 提供一冷軋低碳鋼帶； 將該冷軋低碳鋼帶進行退火，以得到一經退火之冷軋低碳鋼帶；以及 將該經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理，以得到一淺亮紋理之低碳鋼帶； 其中，在將該經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理之步驟中，該調質軋延處理所設定之參數包括一調質軋延率以及一工輥粗糙度，該調質軋延率係介於0.5%與2.5%之間且該工輥粗糙度係介於1.4 μm與1.8 μm之間。
在一具體實施例中，以該低碳鋼帶之總重量計，低碳鋼帶包括介於0.08wt%與0.20wt%之間的碳、介於0.30wt%與0.60wt%之間的錳、介於0.01wt%與0.30wt%之間的矽、介於0.001wt%與0.03wt%之間的鉛、介於0.0001wt%與0.025wt%之間的硫、介於0.001wt%與0.10wt%之間的銅、介於0.001wt%與0.10wt%之間的鎳，以及介於0.001wt%與0.10wt%之間的鉻。
在一具體實施例中，在將該冷軋低碳鋼帶進行退火之步驟中，該退火之步驟包括一連續退火或一封盒退火。
在一具體實施例中，該連續退火包括： 將該冷軋低碳鋼帶歷經500秒至800秒升溫至630℃至780℃； 於720℃至750℃下持溫80秒至240秒； 歷經15秒至48秒降溫至510℃至560℃； 歷經12秒至35秒降溫至360℃至440℃； 歷經310秒至900秒降溫至260℃至320℃；以及 歷經40秒至130秒降溫至室溫。
在一具體實施例中，調質軋延率係介於0.5%與2.5%之間，且該工輥粗糙度係介於1.4 μm與1.8 μm之間。
在一具體實施例中，調質軋延率係介於0.5%與2%之間，且該工輥粗糙度係介於1.6 μm與1.8 μm之間。
在一具體實施例中，調質軋延率係介於1.5%與2.5%之間，且該工輥粗糙度係介於1.6 μm與1.8 μm之間。
在一具體實施例中，淺亮紋理之低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度Ra係介於0.7 μm與1.0 μm之間，或低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度之峰數計算PPC（peak per count）係介於100與110之間。
在一具體實施例中，淺亮紋理之低碳鋼帶之色差
Figure 02_image001
E係介於37與40之間。
在一具體實施例中，淺亮紋理之低碳鋼帶之光澤度（0°）係介於15 GU與35 GU之間，以及光澤度（90°）係介於16 GU與30 GU之間。
本發明之用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法所製得之低碳鋼帶係屬於淺亮紋理且鋼帶表面粗糙度Ra係介於0.7 μm與1.0 μm之間。此外，在表面品質方面，透過提升低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度，使淺亮紋理之低碳鋼帶之表面的摩擦力提升，並減少層間之位移滑動，進而減低鑿痕缺陷。再者，在鍍鎳品質方面，淺亮紋理之低碳鋼帶於鍍鎳後之外觀與亮面紋理之低碳鋼帶於鍍鎳後之外觀相近，且淺亮紋理之低碳鋼帶於鍍鎳前及鍍鎳後相較於亮面紋理之低碳鋼帶於鍍鎳前及鍍鎳後更為明亮。因此，本發明之用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法所製得之淺亮紋理之低碳鋼帶，在鍍鎳處理之前無須經過機械拋光處理，且淺亮紋理之低碳鋼帶的表面粗糙度係介於亮面紋理之低碳鋼帶與鈍面紋理之低碳鋼帶的表面粗糙度之間，淺亮紋理之低碳鋼帶的表面粗糙度可提高其表面之摩擦力，避免在製備過程中發生打滑及產生鑿痕缺陷之現象，以提升其表面之品質，進而提升後續產品之良率以及降低生產成本。
以下係藉由特定之具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容瞭解本發明之其他優點與功效。然而，本發明中所揭示之例示性實施例僅出於說明之目的，不應被視為限制本發明之範圍。換言之，本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同的觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
除非本文另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括複數個體。除非本文另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」包括「及/或」之含義。
製備例1 製備第一低碳鋼帶
製備第一低碳鋼帶之步驟包括： 提供一冷軋低碳鋼帶； 將該冷軋低碳鋼帶進行退火，以得到一經退火之冷軋低碳鋼帶；以及 將該經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理，且調質軋延處理之條件為：調質軋延率設為1%，且工輥粗糙度Ra設為1.7 μm，以得到一第一低碳鋼帶。
製備例2 製備第二低碳鋼帶
製備第二低碳鋼帶之步驟概同於製備例1，製備例2與製備例1之差異在於：在製備例2中，將經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理之條件為：調質軋延率設為2%，且工輥粗糙度Ra設為1.7 μm，以得到一第二低碳鋼帶。
比較例1 製備第三低碳鋼帶
製備第三低碳鋼帶之步驟概同於製備例1，比較例1與製備例1之差異在於：在比較例1中，將經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理之條件為：調質軋延率設為4%，且工輥粗糙度Ra設為0.4 μm，以得到一第三低碳鋼帶。
實施例1 檢測第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之平均表面粗糙度
利用表面粗度計檢測第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之平均表面粗糙度，並依據第1圖所示之EN 10130表面粗糙度之分級指標予以分級。結果如下表1所示，製備例1所製得之第一低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度（Ra）為0.8 μm及鋼帶表面粗糙度之峰數計算（PPC）為104.3；製備例2所製得之第二低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度（Ra）為1.0 μm及鋼帶表面粗糙度之峰數計算（PPC）為103.5；以及，比較例1所製得之第三低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度（Ra）為0.43 μm及鋼帶表面粗糙度之峰數計算（PPC）為114。基於第1圖所示之鋼帶表面粗糙度（Ra）之鋼帶表面紋理分級顯見，製備例1與製備例2分別所製得之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之表面紋理分級係屬於淺亮紋理，而比較例1所製得之第三低碳鋼帶之表面紋理分級係屬於亮面紋理。
表1  第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之平均表面粗糙度
  調質軋延率(%) 工輥粗糙度(Ra) 鋼帶表面粗糙度 （Ra：μm） 鋼帶表面粗糙度之峰數計算（PPC） 低碳鋼帶之表面紋理分級
製備例1 (第一低碳鋼帶) 1 1.7 0.8 104.3 淺亮紋理
製備例2 (第二低碳鋼帶) 2 1.7 1.0 103.5 淺亮紋理
比較例1 (第一低碳鋼帶) 4 0.4 0.43 144 亮面紋理
實施例2 觀察第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶經鍍鎳後之外觀
將第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶分別進行鍍鎳，以得到鎳層厚度分別為6 μm及11 μm之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶。鍍鎳前之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之外觀，以及鍍鎳後之鎳層厚度分別為6 μm及11 μm之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之外觀如第2圖所示，鍍鎳前之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之外觀皆呈現銀白金屬色。此外，鍍鎳前之第三低碳鋼帶之外觀在某一角度下呈現極亮光澤，而在另一角度下呈現極暗光澤。鍍鎳前之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之表面光澤度隨著鋼帶表面粗糙度之提升而降低，且鍍鎳前之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之表面模糊程度隨著鋼帶表面粗糙度之提升而升高。
鍍鎳後之第三低碳鋼帶之外觀呈淺黃色，且鎳層厚度越厚，其表面光澤度越明顯。鍍鎳後之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之外觀呈淺黃色且具有灰白色光澤，且隨著鎳層厚度之增加，淺黃色之色澤越為明顯。因此，鍍鎳後之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之外觀與鍍鎳後之第三低碳鋼帶之外觀相近。
實施例3 分析鍍鎳前及經鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之色差
利用色差儀分析鍍鎳前及經鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之色差，結果如下表2所示，鍍鎳前之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之紅綠維度
Figure 02_image001
a約介於0.2與0.3之間、黃藍維度
Figure 02_image001
b約介於-0.3與0.4之間，且色差值
Figure 02_image001
E約介於37與40之間。此外，鍍鎳前及鍍鎳後之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之紅綠維度
Figure 02_image001
a及黃藍維度
Figure 02_image001
b相較於鍍鎳前及鍍鎳後之第三低碳鋼帶之紅綠維度
Figure 02_image001
a及黃藍維度
Figure 02_image001
b並未有顯著差異。
惟，利用CIE Lab色彩空間評估鍍鎳前及鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之明暗維度
Figure 02_image001
L，結果顯示鍍鎳前之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶相較於鍍鎳前之第三低碳鋼帶更為明亮，且鍍鎳後之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶相較於鍍鎳後之第三低碳鋼帶亦更為明亮。
表2  鍍鎳前及經鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之色差
指數 低碳鋼帶 表面紋理 鍍鎳前 鍍鎳後
鎳層之厚度 （6μm） 鎳層之厚度 （11μm）
紅綠維度
Figure 02_image001
a 		第一低碳鋼帶 淺亮紋理 0.29 0.79 0.72
第二低碳鋼帶 淺亮紋理 0.22 0.83 0.67
第三低碳鋼帶 亮面紋理 0.37 0.92 0.88
黃藍維度
Figure 02_image001
b 		第一低碳鋼帶 淺亮紋理 0.35 3.82 3.98
第二低碳鋼帶 淺亮紋理 -0.27 3.84 4.12
第三低碳鋼帶 亮面紋理 -0.25 3.41 3.55
色差值
Figure 02_image001
E 		第一低碳鋼帶 淺亮紋理 39.39 23.26 25.36
第二低碳鋼帶 淺亮紋理 37.98 24.05 24.71
第三低碳鋼帶 亮面紋理 35.83 30.30 29.13
明暗維度
Figure 02_image001
L 		第一低碳鋼帶 淺亮紋理 -39.39 -25.24 -25.06
第二低碳鋼帶 淺亮紋理 -39.97 -23.69 -24.40
第三低碳鋼帶 亮面紋理 -35.82 -28.91 -30.11
實施例4 分析鍍鎳前及經鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之光澤度
將折射率為1.567之「標準黑片」之反射值定義為100 GU，並利用光澤度儀評估低碳鋼帶之表面對光的反射能力，以分析鍍鎳前及經鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之光澤度。結果如下表3所示，鍍鎳前及鍍鎳後之第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之光澤度（0°）約介於15 GU與35 GU之間，且光澤度（90°）約介於16 GU與30 GU之間。此外，低碳鋼帶之表面紋理隨著粗糙度之提升，而其光澤度則下降。雖然第一低碳鋼帶及第二低碳鋼帶之光澤度下降，然而並不影響其後續之應用。
表3  鍍鎳前及經鍍鎳後之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶之光澤度
指數 低碳鋼帶 表面紋理 鍍鎳前 鍍鎳後
鎳層之厚度 （6 μm） 鎳層之厚度 （11μm）
光澤度（0°） 第一低碳鋼帶 淺亮紋理 31.67 31.70 31.80
第二低碳鋼帶 淺亮紋理 15.45 18.15 20.87
第三低碳鋼帶 亮面紋理 71.70 74.00 75.02
光澤度（90°） 第一低碳鋼帶 淺亮紋理 27.35 27.80 28.75
第二低碳鋼帶 淺亮紋理 20.67 23.15 16.22
第三低碳鋼帶 亮面紋理 78.00 67.48 79.87
依據本發明之用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法所製得之低碳鋼帶係屬於淺亮紋理且鋼帶表面粗糙度Ra係介於0.7 μm與1.0 μm之間。此外，在淺亮紋理之低碳鋼帶的表面品質方面，透過提升低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度，使淺亮紋理之低碳鋼帶之表面的摩擦力提升，並減少層間之位移滑動，進而減低鑿痕缺陷。再者，在淺亮紋理之低碳鋼帶的鍍鎳品質方面，淺亮紋理之低碳鋼帶於鍍鎳後之外觀與亮面紋理之低碳鋼帶於鍍鎳後之外觀相近，且基於明暗維度
Figure 02_image001
L之結果，淺亮紋理之低碳鋼帶於鍍鎳前及鍍鎳後相較於亮面紋理之低碳鋼帶於鍍鎳前及鍍鎳後更為明亮。
上述實施例僅例示性說明本發明之用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法，而非用於限制本發明。任何熟習此項技術之人士皆可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所載。
第1圖係鋼帶表面粗糙度（Ra）之鋼帶表面紋理之分級示意圖。 第2圖係依據本發明之用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法所製得之第一低碳鋼帶、第二低碳鋼帶及第三低碳鋼帶於鍍鎳前及鍍鎳後之照片。

Claims (9)

  1. 一種用於鍍鎳處理之淺亮紋理之低碳鋼帶之製備方法，包括步驟：提供一冷軋低碳鋼帶；將該冷軋低碳鋼帶進行退火，以得到一經退火之冷軋低碳鋼帶；以及將該經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理，以得到一淺亮紋理之低碳鋼帶；其中，在將該經退火之冷軋低碳鋼帶進行調質軋延處理之步驟中，該調質軋延處理所設定之參數包括一調質軋延率以及一工輥粗糙度，該調質軋延率係介於0.5%與2.5%之間且該工輥粗糙度係介於1.4μm與1.8μm之間；以及其中以該淺亮紋理之低碳鋼帶之總重量計，該淺亮紋理之低碳鋼帶包括介於0.08wt%與0.20wt%之間的碳、介於0.30wt%與0.60wt%之間的錳、介於0.01wt%與0.30wt%之間的矽、介於0.001wt%與0.03wt%之間的鉛、介於0.0001wt%與0.025wt%之間的硫、介於0.001wt%與0.10wt%之間的銅、介於0.001wt%與0.10wt%之間的鎳，以及介於0.001wt%與0.10wt%之間的鉻。
  2. 如請求項1所述之製備方法，其中在將該冷軋低碳鋼帶進行退火之步驟中，該退火之步驟包括一連續退火或一封盒退火。
  3. 如請求項1所述之製備方法，其中該連續退火包括：將該冷軋低碳鋼帶歷經500秒至800秒升溫至630℃至780℃；於720℃至750℃下持溫80秒至240秒；歷經15秒至48秒降溫至510℃至560℃；歷經12秒至35秒降溫至360℃至440℃； 歷經310秒至900秒降溫至260℃至320℃；以及歷經40秒至130秒降溫至室溫。
  4. 如請求項1所述之製備方法，其中該調質軋延率係介於0.5%與2.5%之間且該工輥粗糙度係介於1.4μm與1.8μm之間。
  5. 如請求項1所述之製備方法，其中該調質軋延率係介於0.5%與2%之間且該工輥粗糙度係介於1.6μm與1.8μm之間。
  6. 如請求項1所述之製備方法，其中該調質軋延率係介於1.5%與2.5%之間且該工輥粗糙度係介於1.6μm與1.8μm之間。
  7. 如請求項1所述之製備方法，其中該淺亮紋理之低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度Ra係介於0.7μm與1.0μm之間，或該淺亮紋理之低碳鋼帶之鋼帶表面粗糙度之峰數計算PPC係介於100與110之間。
  8. 如請求項1所述之製備方法，其中該淺亮紋理之低碳鋼帶之色差△E係介於37與40之間。
  9. 如請求項1所述之製備方法，其中該淺亮紋理之低碳鋼帶之光澤度(0°)係介於15GU與35GU之間，以及光澤度(90°)係介於16GU與30GU之間。
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