一种搪瓷用钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种搪瓷用钢，其化学元素质量百分含量为：C≤0.020%；Si≤0.05%；Mn：0.10～0.50%；P≤0.03%；S：0.003～0.050%；Al：0.001～0.03%；N：0.001～0.015%；O：0.005～0.050%；Ca≤0.005%；Mg≤0.005%；Cu≤0.10%；Cr≤0.10%；Ni≤0.10%；Mo≤0.10%；至少添加B：0.0005～0.003%，Nb≤0.01%，V≤0.02%、Ti：0.001～0.05%中的任一种，余量为Fe和其他不可避免的杂质，其中N（%）×Ti（%）≤3×10-4。相应地，本发明专利技术还公开了该搪瓷用钢的制造方法。该搪瓷用钢具有优良的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢种及其制造方法，尤其涉及。
技术介绍
一次搪瓷工艺就是不施底釉而直接施面釉并将面釉烧制在钢板上的一种涂搪工艺。一次搪瓷工艺与两次涂搪工艺的不同之处在于两次涂搪首先需要在钢板等底胚上搪一层底釉，然后在底釉上面再搪一层面釉，底釉与钢板底胚以及底釉与面釉之间的结合力较好，并且有利于提高抗鳞爆性能。因此，相比较而言，一次涂搪对钢板底胚与瓷层之间的密着性、抗鳞爆性以及防止气泡和黑点等缺陷的要求较高，因为钢板在搪瓷过程中产生的鳞爆、密着不良和气泡等缺陷会严重影响搪瓷产品的质量。鳞爆是涂搪制胚在高温烧结时，瓷浆内的水或结晶水与钢板表面的铁、碳反应生成原子氢，在冷却过程中，由于氢在钢中的溶解度急剧下降，如果钢中没有足够的吸氢场 所，即贮氢陷阱，氢原子则会大量逸出，在钢板和瓷层界面积聚，至一定程度以很大的压力冲破瓷层表面，产生鳞爆剥落。密着性是用来衡量钢板与瓷层之间结合的牢固程度的指标。密着不良则瓷层很容易从钢板表面剥落。针孔是由于在高温下瓷浆内的结晶水与钢中的碳反应生成气泡，气泡穿过瓷层逸出形成针孔状而造成的缺陷。一次搪瓷除了对密着性、抗鳞爆性、针孔缺陷等方面有要求外，由于瓷层薄容易在烧成过程中产生气泡和黑点等缺陷，因此还要求钢板在烧成过程中产生的气泡少，以避免产生相类似的缺陷。为了避免产生鳞爆缺陷，现有技术通常在钢中形成足量的贮氢陷阱，如微空穴、夹杂物、位错、晶界等，或通过加入足量的钛，以使钛在钢中形成夹杂物。公开号为CN 101535517A，公开日期为2009年9月16日的中国专利文献公开了一种耐鳞爆性显著优良的搪瓷用钢板及其制造方法，在该技术方案中加入了 Nb :0. 055 0. 25%，优选加入V :0. 003 0. 15%。在连铸时需要控制铸坯凝固时的冷却速度，即按铸坯板厚的1/4厚的凝固时的冷却速度< 10°C /s，对于铸坯的冷却的要求较高。公开号为JP2006-37215A，公开日期为2006年2月9日的日本专利文献公开了一种具有良好附着力搪瓷的搪瓷钢板，其制造方法及其搪瓷产品，该技术方案在低碳或超低碳钢中加入 Cu:0. 051 8. 0%、Ni:0. 051 8. 0%、Co:0. 051 8. 0%、Mo:0. 051 8. 0% 中的至少一种以上的贵重合金元素，而且合金元素的加入量较高，但是并未加入Ca和Mg。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该搪瓷用钢应当具有良好的抗鳞爆性和抗气泡性，同时还应当能够克服黑点缺陷，此外该搪瓷用钢还应当具有较高的强度、良好的成型性和优良的涂搪性能。为达到上述目的，本专利技术提供了一种搪瓷用钢，其化学元素质量百分含量配比控制为C 彡 0. 020% ；Si ( 0. 05% ；Mn :0. 10 0. 50% ；P ( 0. 03% ；S :0. 003 0. 050% ；A1 0. 001 0. 03% ；N 0. 001 0. 015% ；0 :0. 005 0. 050% ；Ca ( 0. 005% ；Mg ( 0. 005% ；Cu ( 0. 10% ；Cr ( 0. 10% ；Ni ( 0. 10% ；Mo ( 0. 10% ;还含有 B :0. 0005 0. 003%、Nb ( 0. 01%,V ( 0. 02%,Ti :0. 001 0. 05% 中的至少一种，且其中 N(%)XTi(%)彡 3 X KT4 ；余量为Fe和其他不可避免的杂质。本技术方案中的各化学元素配比的设计原理如下碳一般来说，碳含量越低成形性能越好。此外，在本技术方案中，钢中的碳含量对搪瓷表面质量起着重要的影响，钢中碳含量过高时会在搪瓷过程中生成较多的一氧化碳，其形成的气泡数量多、体积大，严重的情况下会在搪瓷表面产生针孔缺陷，损害搪瓷质量。因此专利技术人经过大量试验和验证将碳含量控制在< 0. 02%。硅硅元素容易形成氧化物。在本技术方案中，当硅含量高时，在热轧中容易形成大量延展性差的夹杂物，而且在轧制过程中会导致钢的加工性变差，因此将硅含量控制为(0. 05%。锰锰是脱氧元素，可以控制钢中氧的含量。锰除了形成氧化锰外，还可以与硫反应生成硫化锰或氧硫化锰。单纯的硫化锰夹杂物经过轧制后呈细长条状分布，影响钢板的横向性能。在本技术方案中，锰元素与钢中少量的钛元素会形成复合的球状夹杂物如硫化锰钛等，这类夹杂物能够显著地改善硫化锰对加工性能的不利影响。但锰含量过高，会影响搪瓷的密着性能，并且容易产生气泡和黑点，所以将锰的含量控制为0. 10 0. 50%。磷磷容易在钢中的晶界上偏聚，在搪烧时容易产生气泡和黑点，影响搪瓷的表面质量。因此，在本技术方案中，磷是有害元素，含量越低越好。 硫硫一般来说在钢中都是有害元素，但在本技术方案中，适量的硫元素起着有益的作用。硫不仅可与锰形成硫化锰，还可以与钛等形成硫化钛，有利于提高抗鳞爆性能，因此将硫含量设计为0. 003 0. 050%。铝铝是强脱氧元素，铝含量高会导致钢中氧含量的降低。由于氧化铝夹杂塑性差，并且大量的氧化铝夹杂还会严重损害钢的加工性能。本专利技术钢中由于需要保留一定量的氧，因此铝含量不宜过高，将其控制为0. 001 0. 03%。氮在本技术方案中，钢中加入钛元素后，氮比碳和硫优先形成氮化钛化合物，其有利于提高抗鳞爆性。同时，氮化钛也有利于抑制铁素体晶粒的长大，一方面在热轧和冷轧退火过程中抑制铁素体晶粒长大，另一方面在高温烧成过程中防止铁素体晶粒的异常长大。但由于氮化钛在高温甚至在钢液中就会生成，因此当氮和钛的含量都较高时，那么氮和钛的溶度积大，氮化钛的形成温度就高，形成的氮化钛的颗粒就会变大。为了避免形成颗粒粗大的氮化钛，氮和钛应控制在N(%)*Ti(%) ( 3X10_4。这样不仅所形成的氮化钛的颗粒细小、分布均匀，还能提高抗鳞爆性能和抑制铁素体晶粒长大。综合考虑，将氮含量控制在0. 001 0. 015%。氧在本技术方案中，氧会直接影响钢的抗鳞爆性和加工性能。控制钢中的含氧量，不仅有利于脱碳，而且氧与多种元素都很容易结合形成氧化物，有利于形成一定量的氧化物。在本专利技术中氧是必需的元素，但是其含量还与钛有关。为了防止钢中形成粗大的氧化物夹杂，必须控制将氧含量控制在0. 05%以下，故在本专利技术中的氧含量为0. 005 0. 05%。钙和镁钙和镁都可以改善钢中夹杂物如硫化锰等的形态，避免形成长条状的夹杂物，有利于提高钢的塑性。因此将钙和镁均控制为< 0. 005%。铜在本技术方案中，铜是残余元素。铜含量过高，成型性下降。铬在本技术方案中，铬是残余元素。铬在钢中也容易形成氧化物，使得钢板表面耐酸洗。含量过高时，不仅影响瓷层和钢板之间的密着性还会相应提高钢板的烧成温度。镍在本技术方案中，镍是残余元素。镍 在钢中可以形成氧化物，特别是在表面形成的氧化镍会使钢板表面耐酸洗。镍含量过高时，不但不利于提高钢板的密着性能，还会使钢板的烧成温度上升。钥在本技术方案中，钥也是残余元素。钥含量过高会增加钢板的耐蚀性，从而影响钢板的酸洗速度。硼硼容易在晶界处偏聚，在本技术方案中，其可以提高抗鳞爆性和密着性。硼虽然具有上述有益作用，但是在本技术方案中，硼含量过高会在连铸过程中于铸坯上产生裂纹。所以发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搪瓷用钢，其特征在于，其化学元素质量百分含量为：C≤0.020%；Si≤0.05%；Mn：0.10～0.50%；P≤0.03%；S：0.003～0.050%；Al：0.001～0.03%；N：0.001～0.015%；O：0.005～0.050%；Ca≤0.005%；Mg≤0.005%；Cu≤0.10%；Cr≤0.10%；Ni≤0.10%；Mo≤0.10%；B：0.0005～0.003%，Nb≤0.01%，V≤0.02%，Ti：0.001～0.05%中的至少一种；余量为Fe和其他不可避免的杂质；其中N（%）×Ti（%）≤3×10？4。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙全社，郑建忠，居发亮，张志超，刘玉章，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：