專利名稱：高加工性三片焊接罐用鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及即使減小板厚也具有良好的加工性的罐用鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了擴(kuò)大鋼罐的需求，一直在采取降低制罐成本的策略。作為降低制罐成本的策略之一，可列舉原材料的低成本化，不用說進(jìn)行拉深加工的兩片罐，即使是圓筒成形為主體的三片罐，也一直在推進(jìn)所使用的鋼板的薄壁化。對于通過焊接對罐身進(jìn)行圓筒成形、并通過卷邊將底和蓋與罐身接合而成的三片罐而言，使用通過一次冷軋和后續(xù)的退火、表面光軋而制造的SR(—次冷軋，Single Reduce)材料，對于咖啡等的飲料罐而言，使用約0. 175mm的厚度的鋼板。另外，作為使鋼板變薄的方法，有使用退火后再次進(jìn)行冷軋的DR(二次冷軋， Double Reduce)材料的方法，與SR材料相比容易減小板厚。上述DR材料作為罐用鋼板，主要用于拉深罐等。在將DR材料用于三片罐的情況下，鋼板的加工性成為問題。對于三片罐身而言， 為了對蓋和底進(jìn)行卷邊，在圓筒成形后實施擴(kuò)大兩端的直徑的翻邊加工。圓筒成形主要使用將長方形的鋼板卷成圓筒并進(jìn)行電焊接的方法，但在使用DR材料的情況下，在翻邊加工時，有時會在焊接部附近產(chǎn)生鋼板的裂紋。特別而言，最近，作為三片飲料罐的制造方法，主流是沿鋼板的軋制方向進(jìn)行罐身的焊接的方法。因此，在翻邊加工中發(fā)生伸長變形的主要是鋼板的軋制直角方向，從而該方向的加工性變得重要。另外，咖啡等一部分罐裝飲料在填充內(nèi)容物之后要經(jīng)過蒸餾殺菌工序。在該蒸餾殺菌工序中，罐曝露在超過100°C的水蒸汽的壓力下，因此，需要能夠承受上述外壓的罐體強(qiáng)度。這種情況下，影響罐體強(qiáng)度的是罐身圓周方向的鋼板強(qiáng)度，在沿鋼板的軋制方向?qū)奚磉M(jìn)行焊接的情況下，軋制直角方向的鋼板強(qiáng)度變得重要。基于以上背景，專利文獻(xiàn)1中公開了一種通過向超低碳鋼中添加與C量和板厚相應(yīng)的量的B來提高焊接部的加工性的方法。專利文獻(xiàn)2中公開了一種通過對超低碳鋼中的B和N的重量比進(jìn)行適當(dāng)控制來制造相當(dāng)于調(diào)質(zhì)度T3的焊接性優(yōu)良的鋼板的方法。專利文獻(xiàn)3中公開了一種通過將添加B的超低碳鋼中的氮化物、硫化物的形態(tài)、種類、量控制在適當(dāng)范圍內(nèi)來制造具有高加工性的鋼板的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利第3379375號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2001-247917號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2003-231948號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題然而，上述現(xiàn)有技術(shù)均存在以下的問題。對于專利文獻(xiàn)1中記載的鋼板而言，二次軋制率大，因此，軋制直角方向的延展性不足，在沿鋼板的軋制直角方向進(jìn)行焊接的情況下沒有問題，但在沿軋制方向進(jìn)行罐身的焊接的情況下，在翻邊加工時產(chǎn)生裂紋的可能性較大，因而不適合作為三片飲料罐用鋼板。對于專利文獻(xiàn)2中記載的鋼板的制造方法而言，所制造的鋼板具有約調(diào)質(zhì)度T3的硬度，因此，在應(yīng)用于三片飲料罐用鋼板的薄壁化時，鋼板強(qiáng)度不足。另外，對于所規(guī)定的軋制率為3. 5 6%的二次軋制而言，在利用軋制率通常為1 2%的表面光軋設(shè)備進(jìn)行制造時，軋制率過大，從而設(shè)備的負(fù)荷變得過大，而在利用大量使用潤滑劑的二次軋制設(shè)備進(jìn)行制造時，軋制率過小，從而振動(★ ^夕U > ^ )等軋制不良發(fā)生的可能性高。利用專利文獻(xiàn)3中記載的制造方法而制造的鋼板含有大量的S,因此，缺乏高溫延展性，從而在通過連鑄來制造鋼坯時可能會產(chǎn)生裂紋。本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供適合實際應(yīng)用于三片飲料罐用鋼板的、具有400MPa以上的軋制直角方向拉伸強(qiáng)度和優(yōu)良的翻邊加工性的高加工性三片焊接罐用鋼板及其制造方法。用于解決問題的方法本發(fā)明人為了解決上述問題，進(jìn)行了深入研究。結(jié)果得到了以下的見解。DR材料在退火后再次實施冷軋，因此，與SR材料相比變得更硬。因此，為了使鋼板具備良好的加工性，需要具有足夠的斷裂伸長率，即需要是軟質(zhì)的原材料。從上述方面來講，碳鋼的C量越少，會變得越軟，因此，本發(fā)明中設(shè)定為使用超低碳鋼。另外，對于DR材料而言，引入有由二次冷軋帶來的應(yīng)變，由于焊接時所提供的熱量而在焊接部附近的區(qū)域發(fā)生再結(jié)晶。再結(jié)晶了的區(qū)域與其他部分相比變軟，因此，在翻邊加工時，變形集中而產(chǎn)生裂紋。為了防止上述現(xiàn)象，需要對鋼板賦予淬透性。通過添加適當(dāng)量的B，可提高焊接時的淬透性，從而能夠防止焊接部附近的軟化。但是，二次冷軋率變小時，由于淬透效果而使焊接部的強(qiáng)度變得比周圍的母材大，因此，在翻邊加工時，焊接部附近的母材中變形集中而產(chǎn)生裂紋。因此，需要將二次冷軋的軋制率限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。本發(fā)明基于以上的見解而完成，其主旨如下。[1] 一種高加工性三片焊接罐用鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有C:大于 0. 0015%且在 0. 0030% 以下、Si 0. 10% 以下、Mn :0. 20% 以上且 0. 80% 以下、P :0. 001% 以上且0. 020%以下、S 0. 001%以上且0. 020%以下、Al 大于0. 040%且在0. 100%以下、N: 0. 030%以下、B 0. 0002%以上且0. 0050%以下，余量由！^及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，軋制直角方向的拉伸強(qiáng)度為400MPa以上、且軋制直角方向的斷裂伸長率為15%以上。[2] 一種高加工性三片焊接罐用鋼板的制造方法，其特征在于，將鋼通過連鑄制成鋼坯，在終軋溫度為Ar3相變點以上且960°C以下、卷取溫度為560°C以上且750°C以下的條件下對所述鋼坯進(jìn)行熱軋，接著，以89%以上且93%以下的軋制率進(jìn)行一次冷軋，在600°C 以上且790°C以下的溫度下實施退火處理，接著，以大于6. 0%且小于10. 0%的軋制率實施二次冷軋，其中，所述鋼具有如下成分，以質(zhì)量％計，含有C 大于0. 0015%且在0. 0030% 以下、Si 0. 10%以下、Mn 0. 20%以上且0. 80%以下、P :0. 001%以上且0. 020%以下、 S 0. 001% 以上且 0. 020% 以下、Al 大于 0. 040%且在 0. 100% 以下、N :0. 030% 以下、B 0. 0002%以上且0. 0050%以下，余量由！^及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。需要說明的是，在本說明書中，表示鋼成分的％全部為質(zhì)量％。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠得到具有400MPa以上的軋制直角方向拉伸強(qiáng)度及優(yōu)良的翻邊加工性的高加工性三片焊接罐用鋼板。詳細(xì)而言，本發(fā)明通過向超低碳鋼中添加B、并且將二次冷軋率設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹担?能夠利用二次冷軋法以薄的板厚來可靠地制造加工性優(yōu)良的三片焊接罐用鋼板。結(jié)果，通過提高原板(鋼板)的加工性，在三片罐的翻邊加工時不會產(chǎn)生裂紋，使利用板厚薄的DR材料的制罐成為可能，從而能實現(xiàn)三片罐的大幅度的薄壁化。
具體實施例方式下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的高加工性三片焊接罐用鋼板的特征在于，軋制直角方向的拉伸強(qiáng)度為 400MPa以上、且軋制直角方向的斷裂伸長率為15%以上。于是，對于本發(fā)明的加工性高的三片焊接罐用的鋼板而言，通過向超低碳鋼中添加B而在軟質(zhì)的狀態(tài)下賦予淬透性、并且將二次冷軋率設(shè)定為適當(dāng)?shù)臈l件，從而能夠在確保焊接部的翻邊加工性的同時，利用二次冷軋法制造成極薄鋼板。對本發(fā)明的高加工性三片焊接罐用鋼板的成分組成進(jìn)行說明。C 大于 0. 0015%且在 0. 0030% 以下本發(fā)明中，為了確保二次冷軋后的加工性，需要將原材料設(shè)定為軟質(zhì)的鋼。一般而言，C量越多，鋼會變得越硬，因此，使C含量的上限為0. 0030%。C量大于0. 0030%時，鋼板的加工性受到損害，從而翻邊加工等制罐加工變得困難。另一方面，要使C量在0. 0015% 以下，精煉工序中的脫碳成本會增加，因而并不優(yōu)選，因此，使C含量的下限大于0. 0015%。Si :0.10% 以下Si量大于0. 10%時，會引起表面處理性降低、耐腐蝕性變差等問題，因此，使其為 0. 10%以下。Mn :0· 20% 以上且 0. 80% 以下Mn具有防止由S引起的熱軋中的紅熱脆性、使晶粒微細(xì)化的作用，是確保優(yōu)選的材質(zhì)所必需的元素。為了發(fā)揮這些效果，需要添加至少0. 20%以上。另一方面，大量過度添加Mn時，耐腐蝕性變差，而且鋼板發(fā)生硬質(zhì)化，從而使翻邊加工性、縮徑加工性變差，因此， 使上限為0.80%。P :0· 001% 以上且 0. 020% 以下P是使鋼硬質(zhì)化而使翻邊加工性和縮徑加工性變差、同時使耐腐蝕性也變差的有害元素，因此，使其上限為0. 020%。此外，要使P量低于0. 001 %，脫磷成本會變得過大。因此，使P量的下限為0. 001%。S :0· 001% 以上且 0. 020% 以下S是在鋼中以夾雜物的形式存在、且引起延展性降低、耐腐蝕性變差的有害元素。 另外，S量過大時，高溫延展性缺乏，因此，會導(dǎo)致連鑄中的鋼坯裂紋。S量大于0. 020%時， 這些不良影響變明顯，因此，S量限制在0.020%以下。另一方面，要使S低于0.001%，脫硫成本會過大，而且進(jìn)一步降低S量而低于0. 001%也幾乎不會受到上述不良影響。因此， 使S量的下限為0. 001%。Al 大于 0.040%且在 0. 100% 以下Al是作為煉鋼時的脫氧材料而必需的元素。Al量在0. 040%以下時，脫氧變得不充分，夾雜物增加而翻邊加工性變差。另一方面，Al量超過0. 100%時，因氧化鋁簇群等引起的表面缺陷的發(fā)生頻率增加。因此，使Al量大于0.040%且在0. 100%以下。N :0.030% 以下大量添加N時，熱延展性變差，從而在連鑄中鋼坯產(chǎn)生裂紋。因此，使N量的上限為 0. 030% οB 0. 0002 % 以上且 0. 0050 % 以下B是用于防止焊接部的軟化所必需的元素，低于0.0002%時，其性能不能得到充分發(fā)揮。因此，使B量的下限為0.0002%。另一方面，B量即使超過0.0050%，也不能期望進(jìn)一步提高性能，反而導(dǎo)致成本增加。因此，使B量的上限為0.0050%。優(yōu)選為0.0011% 以上且0. 0020%以下。余量設(shè)定為Fe及不可避免的雜質(zhì)。接下來，對本發(fā)明的高加工性三片焊接罐用鋼板的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的高加工性三片焊接罐用鋼板可通過下述方法來制造使用通過連鑄而制造的具有上述組成的鋼坯，實施熱軋、一次冷軋、退火處理和二次冷軋。設(shè)想將根據(jù)本發(fā)明制造的鋼板應(yīng)用于三片飲料罐用鋼板的薄壁化的情況。因此，要求制品板厚與以往使用的鋼板相比更薄，從而需要軋制到約0. 15mm以下。通常，僅通過一次冷軋難以制成0. 15mm以下的板厚。即，為了通過冷軋而得到薄的板厚，對軋制機(jī)的負(fù)荷變得過大。另外，為了減小冷軋后的板厚，也考慮在熱軋階段軋制到比通常薄的板厚，但在增大熱軋的軋制率時，軋制中鋼板的溫度降低變大，從而無法得到預(yù)定的終軋溫度。而且，在減小退火前的板厚時，在實施連續(xù)退火的情況下，退火中發(fā)生鋼板的斷裂或變形等問題的可能性變大?；谏鲜隼碛桑景l(fā)明中設(shè)定為在退火后實施第二次冷軋。終軋溫度為Ar3相變點以上且960°C以下熱軋的終軋溫度低于Ar3相變點時，退火后的再結(jié)晶粒徑變得不均勻，而超過 960°C時，退火后的再結(jié)晶粒徑粗大化到必要以上。因此，使熱軋的終軋溫度為Ar3相變點以上且960°C以下。更加優(yōu)選為890°C以上且930°C以下。卷取溫度為560°C以上且750°C以下熱軋后的卷取溫度低于560°C時，退火后的再結(jié)晶粒徑變得過細(xì)。另外，超過 750°C時，鋼板整體的材質(zhì)變得不均勻，氧化皮生成量也變得過大，因此并不優(yōu)選。因此，使熱軋后的卷取溫度為560°C以上且750°C以下。更加優(yōu)選為600°C以上且720°C以下。以89%以上且93%以下的軋制率進(jìn)行一次冷軋一次冷軋率對退火后的粒徑產(chǎn)生影響，低于89%時，再結(jié)晶粒徑變得過大，而超過 93%時變得過小。因此，使一次冷軋率為89%以上且93%以下。更加優(yōu)選為90%以上且 92%以下。在600°C以上且790°C以下的溫度下進(jìn)行退火處理退火溫度對再結(jié)晶率、粒徑產(chǎn)生影響。即，低于600°C時，未再結(jié)晶的晶粒變得過多而損害加工性。超過790°C時，粒徑變得過大而難以確保強(qiáng)度。因此，使退火溫度為600°C 以上且790°C以下。更加優(yōu)選為610°C以上且700°C以下。需要說明的是，在退火后可以殘留未再結(jié)晶的晶粒。以大于6. 0%且小于10. 0%的軋制率進(jìn)行二次冷軋二次冷軋率在6. 0%以下時，由二次冷軋帶來的加工硬化不充分，從而無法得到需要的鋼板強(qiáng)度。另外，由于焊接時的淬透效果，強(qiáng)度升高了的焊接部與母材的強(qiáng)度差變大， 從而在翻邊加工時在焊接部附近產(chǎn)生裂紋。另一方面，使二次冷軋率為10. 0%以上時，由二次冷軋帶來的加工硬化變得過大，從而無法得到充分的斷裂伸長率。另外，由二次冷軋引起的應(yīng)變的蓄積量大，因此，在焊接部附近發(fā)生再結(jié)晶的晶粒的比例(再結(jié)晶率)變大，焊接部附近的強(qiáng)度降低，因此在翻邊加工時容易產(chǎn)生裂紋。根據(jù)以上所述，使二次冷軋率為大于 6. 0%且小于 10. 0%。之后的鍍覆等工序按照常規(guī)方法進(jìn)行，并精加工成罐用鋼板。根據(jù)以上所述，能夠得到本發(fā)明的高加工性三片焊接罐用鋼板。而且，上述加工性高的三片焊接罐用的鋼板的軋制直角方向的拉伸強(qiáng)度在400MPa以上，并且使軋制直角方向的斷裂伸長率為15%以上。在應(yīng)用于沿軋制方向進(jìn)行焊接的三片飲料罐身的情況下，為了能承受蒸餾殺菌工序中的外壓，軋制直角方向的強(qiáng)度是重要的，通過使軋制直角方向的拉伸強(qiáng)度為400MPa以上，即使曝露在蒸餾環(huán)境下，也完全不會產(chǎn)生凹坑或壓曲。另外，在應(yīng)用于沿軋制方向進(jìn)行焊接的三片飲料罐身的情況下，為了在翻邊加工時不產(chǎn)生裂紋，軋制直角方向的斷裂伸長率是重要的，通過使軋制直角方向的斷裂伸長率為15%以上，能夠在完全不產(chǎn)生裂紋的條件下進(jìn)行翻邊加工。實施例將含有表1所示的成分組成、余量由！^及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼在實際轉(zhuǎn)爐中熔煉，通過連鑄法得到鋼坯。接著，對所得到的鋼坯在1250°C下進(jìn)行再加熱，然后，在表2所示的條件下實施熱軋、一次冷軋、連續(xù)退火、二次冷軋，從而制成0. 14 0. 15mm的板厚。在熱軋之后實施酸洗。對如上操作而制造的鋼板的兩個表面連續(xù)地實施鍍Sn，得到單面Sn附著量為2. 8g/m2的鍍錫鋼皮。
權(quán)利要求
1.一種高加工性三片焊接罐用鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有C 大于0. 0015% 且在0. 0030%以下、Si 0. 10%以下、Mn :0. 20%以上且0. 80%以下、P :0. 001%以上且 0. 020% 以下、S 0. 001% 以上且 0. 020% 以下、Al 大于 0. 040% 且在 0. 100% 以下、N: 0. 030%以下、B 0. 0002%以上且0. 0050%以下，余量由！^及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，軋制直角方向的拉伸強(qiáng)度為400MPa以上、且軋制直角方向的斷裂伸長率為15%以上。
2.一種高加工性三片焊接罐用鋼板的制造方法，其特征在于，將鋼通過連鑄制成鋼坯， 在終軋溫度為Ar3相變點以上且960°C以下、卷取溫度為560°C以上且750°C以下的條件下對所述鋼坯進(jìn)行熱軋，接著，以89%以上且93%以下的軋制率進(jìn)行一次冷軋，在600°C以上且790°C以下的溫度下實施退火處理，接著，以大于6. 0%且小于10. 0%的軋制率實施二次冷軋，其中，所述鋼具有如下成分，以質(zhì)量％計，含有C 大于0. 0015%且在0. 0030% 以下、Si 0. 10%以下、Mn 0. 20%以上且0. 80%以下、P :0. 001%以上且0. 020%以下、 S 0. 001% 以上且 0. 020% 以下、Al 大于 0. 040%且在 0. 100% 以下、N :0. 030% 以下、B 0. 0002%以上且0. 0050%以下，余量由！^及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
全文摘要
一種適合實際應(yīng)用的高加工性三片焊接罐用鋼板，以質(zhì)量％計，含有C大于0.0015％且在0.0030％以下、Si0.10％以下、Mn0.20％以上且0.80％以下、P0.001％以上且0.020％以下、S0.001％以上且0.020％以下、Al大于0.040％且在0.100％以下、N0.030％以下、B0.0002％以上且0.0050％以下，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，軋制直角方向的拉伸強(qiáng)度為400MPa以上、且軋制直角方向的斷裂伸長率為15％以上。所述鋼板通過下述方法得到在終軋溫度為Ar3相變點以上且960℃以下、卷取溫度為560℃以上且750℃以下的條件下對具有上述成分的鋼進(jìn)行熱軋，然后，實施軋制率為89～93％的一次冷軋和600℃～790℃下的退火處理，接著，以大于6.0％且小于10.0％的軋制率實施二次冷軋。
文檔編號C21D9/46GK102482748SQ20108003689
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者多田雅毅, 小島克己, 巖佐浩樹, 田中匠 申請人:杰富意鋼鐵株式會社