DE69423713T2

DE69423713T2 - Verfahren zum Herstellen von dünnen Stahlblechen mit niedriger planarer Anisotropie für Dosen

Info

Publication number: DE69423713T2
Application number: DE69423713T
Authority: DE
Inventors: Chikako Fujinaga; Toshiyuki Kato; Kaku Sato; Akio Tosaka
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2014-12-21
Also published as: EP0659890B1; US5534089A; DE69423713D1; EP0659890A2; KR100254671B1; KR950016903A; EP0659890A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen Stahlblechs für Dosen, die für einen zinnplattierten, zinnfreien Stahl, und dergleichen, verwendet werden. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit höherer Festigkeit, das eine geringere Dicke und eine bessere Verarbeitbarkeit verglichen mit herkömmlichen Stahlblechen für Dosen hat.

Beschreibung des in Bezug stehenden Stands der Technik

Stahlbleche für Dosen, insbesondere für Stahlbleche von Getränkedosen, können im Hinblick auf die Einsparung von Resourcen zum Erreichen einer Gewichtsverringerung dünner werden. Verbesserungen sind vorgenommen worden, um Stahlbleche für Dosen dünnwandiger zu gestalten. Dabei ist ein Erfordernis für eine gute Verarbeitbarkeit bei der Anwendung solcher Stahlbleche für zweiteilige Dosen vorhanden.
Herkömmlich wird zum Beispiel ein Kastenglühmaterial, das eine Dicke von ungefähr 0,33 mm oder größer und einen Tempergrad von ungefähr T1 (eine Festigkeit (TS) von ungefähr 32 bis 33 kgf/mm²) besitzt, für zweiteilige DI-Dosen verwendet. Die Dicke eines solchen Materials ist in neuerer Zeit auf bis zu 0,29 mm und sogar auf 0,25 mm oder kleiner herunterdimensioniert worden. Zusammen mit einer Verringerung des Materials folgt eine Erhöhung bei der Verwendung von Materialien mit höherer Festigkeit, die einen Tempergrad von T2,5 (eine Festigkeit TS von ungefähr 37 kgf/mm²) besitzen, und Materialien mit höherer Festigkeit, die sogar einen Tempergrad von T3 bis T4 (eine Festigkeit TS von ungefähr 38 bis 39 kgf/mm²) besitzen.
Weiterhin ist, da ein Tiefziehen bei den zweiteiligen Dosen in dem Herstellvorgang durchgeführt wird, ein Erfordernis für einen hohen Grad eines durchschnittlichen r und eines kleinen Grads eines Δr vorhanden. Zum Beispiel ist ein Erfordernis vorhanden, daß ein DI- Dosenstahlblech ein durchschnittliches r von 1,3 oder größer und ein Δr von 0,3 oder kleiner haben sollte. Ein kleiner Grad von Δr ist im Hinblick auf ein Unterdrücken einer Zipfelbildung während eines Tiefziehens zum Verbessern des Ertrags hergestellter Dosen und eines Vermeidens eines Bruchs des Zipfels während eines Abstreckziehens, das in Bezug auf die grobe Form der Dose und während eines darauffolgenden Vorgangs eines Entfernens der Dose von einem Stempel durchgeführt wird, zu vermeiden.
Obwohl viele Vorschläge für ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen erfolgt sind, erfüllt kein Vorschlag alle Erfordernisse, die vorstehend beschrieben sind. Zum Beispiel schlägt die EP 556834A2 ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs vor, das zur Herstellung von Dosen nützlich ist, wobei das Verfahren die Schritte eines Heißwalzens einer Platte, Aufwickeln des Rohmaterials, Kaltwalzen des Materials, kontinuierliches Glühen des Materials und dann Temperwalzen des Materials umfaßt.
Als ein anderes Beispiel offenbart die japanische Patentoffenlegung Nr. 2-118027 ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen, das eine gute Verarbeitbarkeit besitzt. Dieses Verfahren wird eingesetzt, wodurch die sogenannte Stahlplatte mit extrem niedrigem Kohlenstoff, die eine vorbestimmte Zusammensetzung besitzt, einem Heißwalzen, einem Kaltwalzen und einem Säurebeizen gemäß einem herkömmlichen Vorgang unterworfen wird, gefolgt durch ein Kaltwalzen unter einem Walzreduktionsverhältnis von 85 bis 90%, um ein heißgewalztes Stahlband zu erhalten. Darauffolgend wird das erhaltene Band einem kontinuierlichen Glühen und weiterhin einem Temperwalzen unter einem Walzreduktionsverhältnis von 15 bis 45% unterworfen, um dadurch den Stahl zu verfestigen.
Allerdings zeigt das vorstehende Verfahren die folgenden Probleme. Da Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff als ein Material verwendet wird, ist es notwendig, ein Temperwalzen unter einem beträchtlich hohen Reduktionsverhältnis, dem kontinuierlichen Glühen folgend, durchzuführen, um eine hochfeste Stahlplatte zu erhalten. Dies verringert die Produktivität.
Ein Vorschlag, der gemacht wurde, um die Festigkeit eines Stahlblechs für Dosen zu erhöhen, ist in, zum Beispiel, der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2-118025 offenbart. Nach diesem Verfahren wird N zu dem Material eines Stahls hinzugefügt, und das Temperwalzen wird weiterhin nach einem Glühen durchgeführt, um dadurch die Festigkeit des Stahls zu erhöhen.
Allerdings kann die Stahlplatte, die durch dieses Verfahren erhalten ist, nicht die Bedingungen einer guten Verarbeitbarkeit erfüllen und besitzt eine kleine, planare Anisotropie (Δr), was für die Herstellung einer zweiteiligen Dose, die ein großes Reduktionsverhältnis besitzt, erforderlich ist.
Ein Verfahren einer Verwendung einer die Zusammensetzung kontrollierenden Technik durch Ausscheiden bzw. Abscheiden von AlN während eines Glühens ist ausreichend als ein Verfahren zum Sicherstellen einer guten Verarbeitbarkeit bekannt. Allerdings liefert dieses Verfahren die folgenden Probleme. Da AlN während eines Glühens ausgeschieden wird, ist eine vergleichbare langsame Erwärmungsgeschwindigkeit erforderlich. Dies erfordert typischerweise das Einsetzen eines Kastenglühvorgangs und es ist demzufolge sehr unwahrscheinlich, daß man in der Lage ist, ein kosteneffektives, kontinuierliches Glühverfahren zu erzielen.
Weiterhin offenbart die japanische Patentoffenlegung Nr. 63-230848 ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs, das eine gute Verarbeitbarkeit besitzt, durch die Verwendung einer die Zusammensetzung kontrollierenden Technik mittels des Abscheidens von AlN während des kontinuierlichen Glühvorgangs. Dieses Verfahren wird wie folgt eingesetzt. Ein Stahl, der eine Zusammensetzung von C ≤ 0,003%, Mn = 0,09 - 0,8%, sol. Al = 0,06 - 0,12% und N = 0,005 - 0,011% besitzt, wird verwendet. Er wird einem Heißwalzen unterworfen und dann bei einer Temperatur von 560ºC oder niedriger aufgewickelt. Darauffolgend wird er einem Kaltwalzen unterworfen und wird kontinuierlich unter den Bedingungen einer durchschnittlichen Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 1 bis 20ºC/s in einem Bereich von 400 bis 700ºC und einer maximalen Erwärmungstemperatur von 700 bis 900ºC geglüht. Dieser Vorgang ist dazu vorgesehen, eine gute Verarbeitbarkeit sicherzustellen.
Allerdings erfordert dieses Verfahren den Gehalt einer großen Menge an Al; bis zu 0,06% oder höher. Dies unterstützt das Ausscheiden von AlN während des Heißwalzens und die Menge des ausgeschiedenen AlN variiert sich, was es schwierig gestaltet, die Menge von aufgelöstem N, vor einem kontinuierlichen Glühen, zu kontrollieren. Dies macht es weiterhin schwierig, die Menge an AlN zu kontrollieren, das in dem Verfahren eines kontinuierlichen Glühens ausgeschieden werden sollte, was dadurch eine Variation in der Materialqualität breiter gestaltet. Zusätzlich macht eine große Menge eines Al-Gehalts das Produkt teuer.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines hochfesten, dünnen Stahlblechs für Dosen, das eine gute Verarbeitbarkeit besitzt, zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen zu schaffen, das mit den vorstehenden Charakteristika, die durch einen kontinuierlichen Glühvorgang erreicht sind, versehen ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellverfahren zu schaffen, mit dem das Reduktionsverhältnis eines Temperwalzens, auf ein kontinuierliches Glühen folgend, ausreichend im Hinblick auf ein Reduktionsverhältnis von 1 bis 3% ist, das in einem herkömmlichen Verfahren eingesetzt wird.
Die spezifischen Produkt-Charakteristika gemäß der vorliegenden Erfindung sollten alle Erfordernisse erfüllen, wie: eine Dicke von 0,29 mm oder kleiner, und bevorzugter von 0,25 mm oder kleiner; ein Festigkeits-(TS)-Niveau von 37 kgf/mm² oder mehr, und noch bevorzugter 39 kgf/mm² oder mehr, wenn das Temperwalzreduktionsverhältnis von 1 bis 3% reicht; ein durchschnittlicher Wert r von 1,3 oder größer; und eine planare Anisotropie von Δr von 0,3 oder niedriger, und bevorzugter 0,2 oder niedriger.
Das Δr, das eine planare Anisotropie anzeigt, kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Δr = (rL + rC - 2rD)/2
wobei rL: der Wert r in der Walzrichtung ist,
rC: der Wert r bei 90º in Bezug auf die Walzrichtung ist, und
rD: der Wert r bei 45º in Bezug auf die Walzrichtung ist.
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, haben die vorliegenden Erfinder verschiedene Untersuchungen und Prüfungen vorgenommen. Sie entdeckten, daß ein Stahlblech für Dosen, das die vorgesehenen Charakteristika besitzt, durch einen kontinuierlichen Glühvorgang hergestellt werden kann, der als ein Material Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff, der eine große Menge an Mn und N enthält, das Einstellungen in Bezug auf Heißwalzbedingungen vornimmt, hergestellt werden können.
Demgemäß schafft, um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen, das eine kleine, planare Anisotropie ebenso wie eine hohe Festigkeit besitzt, das die Schritte aufweist: Heißwalzen einer Stahlplatte, um ein heißgewalztes Stahlband bei einer Endbearbeitungstemperatur an dem Ar3 Transformationspunkt oder höher herzustellen, wobei die Platte eine Zusammensetzung besitzt, die, in Gewichts-%, besteht aus und die die Bedingungen erfüllt: C = 0,0003%-0,004%, Si ≤ 0,02%, Mn = 0,5% - 3%, P ≤ 0,02%, Al = 0,02% - 0,05%, 0,008% ≤ N ≤ 0,024%, und wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen ist, wobei die Bedingungen die Beziehung haben von: Al%/N% > 2; Kühlen des erhaltenen, heißgewalzten Stahlbands bei einer Kühlrate von 10ºC/s oder höher, um so eine Temperatur von 650ºC oder niedriger zu erreichen; Aufwickeln des sich ergebenden, heißgewalzten Stahlbands bei einer Temperatur in einem Bereich von 550ºC bis 400ºC; Kaltwalzen des erhaltenen, heißgewalzten Stahlbands unter einem Reduktionsverhältnis von 82% oder höher, um ein kaltgewalztes Stahlband nach Entfernen eines Zunders herzustellen; kontinuierliches Glühen des erhaltenen, kaltgewalzten Stahlbands bei einer Rekristallisationstemperatur oder höher; und Temperwalzen des erhaltenen, kaltgewalzten Stahlbands.
Die spezifischeren Merkmale, die Bedingungen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung, und dergleichen, werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bedingungen für die Materialzusammensetzung

Eine Beschreibung wird zuerst über die Zusammensetzung des Materials vorgenommen. C: Es ist notwendig, den Gehalt an C in dem Material auf einem niedrigen Niveau zu halten, um eine gute Verarbeitbarkeit sicherzustellen. Es ist auch notwendig, daß der Gehalt an C 0,004% oder niedriger sein sollte, um ein Kontrollieren der Zusammensetzung mittels des Niederschlags von AlN während des kontinuierlichen Glühens vorzunehmen. Allerdings kann ein Gehalt an C von 0,0003% oder niedriger die Kristallkorngröße wesentlich gröber gestalten, was dadurch zu einer Oberflächenaufrauhung der erhaltenen Stahlplatte nach einer Preßbearbeitung führt. Die untere Grenze des Gehalts an C sollte demzufolge 0,0003% sein.
Si: Si wird zum Verfestigen des Stahls verwendet, allerdings bringt es eine Verringerung der Verarbeitbarkeit und der Korrosionswiderstandsfähigkeit mit sich, und demgemäß ist es erwünscht, den Gehalt an Si so stark wie möglich zu erniedrigen. Die obere Grenze des Gehalts an Si sollte 0,02% sein.
Mn: Mn ist typischerweise ein wesentliches Element für die Verfestigung eines Stahlblechs und kann demzufolge aktiv hinzugefügt werden, um Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff in dieser Ausführungsform zu verfestigen.
Die wichtigen Faktoren für Mn sind nicht auf die vorstehenden Faktoren, die typischen Eigenschaften von Mn eigen sind, beschränkt. Obwohl der detaillierte Mechanismus von Mn unbekannt ist, ist eine vorbestimmte Menge an Mn unvermeidbar, um das Abscheiden von N zu unterbinden und um die Menge an aufgelöstem N vor dem kontinuierlichen Glühen sicherzustellen, wobei die Eigenschaften N auf die Reduktion in dem Transformationspunkt während des Heißwalzens in Bezug gesetzt werden können. Mn besitzt auch den Vorteil eines Unterstützens des Abscheidens von AlN während des kontinuierlichen Glühens.
Demzufolge kann die vorliegende Erfindung wie folgt zusammengefaßt werden. Extrem niedriger Kohlenstoff wird als ein Material verwendet und vorbestimmte Mengen an Mn, N und Al werden zu dem Kohlenstoff hinzugefügt. Die Heißwalzbedingungen und die Bedingungen eines kontinuierlichen Glühens werden geeignet eingestellt, wie dies nachfolgend beschrieben ist, um den Niederschlag von AlN während des kontinuierlichen Glühens zu verstärken, um dadurch eine Verbesserung in dem Kontrollieren der Zusammensetzung zu erzielen. Dies führt weiter zu einer Verbesserung in den Charakteristika einer planaren Anisotropie des Werts r.
Um die vorstehenden Vorteile zu erhalten, ist es notwendig, 0,5% oder mehr an Mn in der vorliegenden Erfindung hinzuzufügen. Allerdings verhärtet der Mn-Gehalt oberhalb von 3% wesentlich das heißgewalzte Stahlband, was es schwierig gestaltet, ein Kaltwalzen in Bezug auf das sich ergebende Band durchzuführen. Demzufolge sollte der Mn-Gehalt auf einen Bereich von 0,5 bis 3% beschränkt werden.
P: P, ebenso wie Si, ist ein Element zum Verfestigen von Stahl. Gleichzeitig bringt es allerdings eine Verringerung der Verarbeitbarkeit und der Korrosionsbeständigkeit mit sich, und demzufolge ist es erwünscht, daß der Gehalt an P so stark wie möglich erniedrigt wird. Die obere Grenze des Gehalts an P sollte 0,02% betragen.
Al: Al ist ein wesentliches Element, das zum Abscheiden von N als AlN erforderlich ist. Es ist notwendig, 0,02% oder mehr an Al hinzuzufügen, um den Effekt eines Erleichterns des Abscheidens von N während des kontinuierlichen Glühens zu erzielen. Allerdings beschleunigt eine übermäßige Menge an Al die Abscheidung von AlN während des Heißwal zens, was demzufolge ein Kontrollieren der Zusammensetzung mittels des Abscheidens von AlN während des kontinuierlichen Glühens stört und eine Erhöhung in der Festigkeit verhindert. Eine übermäßige Menge an Al und eine übermäßige Disparität einer thermischen Hysterese von heißgewalztem Stahlband bewirkt eine große Variation in der Abscheidemenge von AlN in dem heißgewalzten Stahlband, was demzufolge eine Variation in der Materialqualität verursacht. Demgemäß sollte die obere Grenze des Gehalts an Al 0,05%, und noch bevorzugter 0,04% oder niedriger, sein. Es ist bei der vorliegenden Erfindung auch notwendig, daß N als AlN im wesentlichen vollständig während des kontinuierlichen Glühens abgeschieden wird. Um ein solches Erfordernis zu erfüllen, ist ein Erfordernis für die Bedingung, daß Al%/N% > 2 gilt, vorhanden.
N: N ist ein wichtiges Element zum Durchführen einer Kontrolle der Zusammensetzung bei der vorliegenden Erfindung. Eine große Menge an N sollte im Hinblick auf ein Abscheiden einer großen Menge von abschließend gebildetem AlN während des kontinuierlichen Glühens hinzugefügt werden, um so diese Zusammensetzungskontrollfunktion durchzuführen und um auch die Festigkeit der sich ergebenden Stahlplatte zu erhöhen. Eine kleine Menge des Gehalts an N verzögert das Abscheiden von AlN während eines Glühens, was dadurch den Effekt einer Kontrolle der Zusammensetzung verhindert und es wahrscheinlicher gestaltet, daß das aufgelöste N verbleibt.
Demgemäß wird der Gehalt an N so bestimmt, daß er 0,08% oder höher bei der vorliegenden Erfindung ist. Eine große Menge an N wird vorzugsweise hinzugefügt, allerdings sättigt die Menge oberhalb von 0,024% oder höher die Effekte von N und erhöht auch die Gefahr einer Erzeugung von Defekten während des kontinuierlichen Formens. Die obere Grenze ist demzufolge auf 0,024% beschränkt.
Die Grundbedingungen für das Material bei der vorliegenden Erfindung sind vorstehend diskutiert worden. Obwohl eine große Menge an N, unter anderen Elementen, hinzugefügt werden sollte, wird es im wesentlichen als AlN unter dem Vorhandensein des vorstehenden Mn und Al abgeschieden, wobei es demzufolge frei von dem Problem eines Alterns, verursacht durch N, ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ist eine große Menge an extrem feinem AlN in dem Stahl vorhanden. Dies führt zu vielen Bereichen, bei denen eine Dislokation dahingehend wahrscheinlich ist, daß sie auftritt, was demzufolge ein Auftreten einer Streckgrenzenausdeh nung, oder dergleichen, verglichen mit typischem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff, der eine kleine Menge an AlN enthält, zu verhindert.
Für die Anwendungen, die besonders durch das Altern beeinflußt sind, wird der Gehalt an C in dem Stahl verringert, so daß Alterungscharakteristika verbessert werden können. Um dies zu erreichen, sollte der Gehalt an C in dem Stahl 0,0010% oder niedriger sein. Es ist schwierig, den Gehalt an C in dem Stahl auf einen Umfang eines Bereichs zu reduzieren, innerhalb dem ein Altern kein Problem darstellt, wobei Alterungscharakteristika durch Hinzufügen von Nb verbessert werden können, um die Menge an gelösten C, das das Altern verursacht, zu reduzieren.
In einem solchen Fall sollte Nb in einem solchen Umfang hinzugefügt werden, um die Bedingung des Ausdrucks zu erfüllen: C%-0,0010% ≤ Nb%x12/93. Allerdings erhöht eine große Menge an Nb oberhalb von 0,04% die Rekristallisationstemperatur während des kontinuierlichen Glühens, was demzufolge erfordert, die Glühbedingung genauer zu gestalten und auch nachteilig erfordert, Nb auf N zu fixieren, und dadurch das Abscheiden von AlN behindert. Demzufolge sollte die untere Grenze des Gehalts an Nb ein Wert sein, der durch den Ausdruck berechnet ist: C%-0,0010% < Nb%x12/93, während die obere Grenze 0,04% sein sollte.
Zum Evaluieren von Alterungscharakteristika, wie ausgehärtete Härte (BH), sollte die Bedingung des Ausdrucks BH ≤ 1 kgf/mm² erfüllt werden, um dadurch das Problem von Alterungscharakteristika zu eliminieren.

Walz- und Glühbedingungen

Eine Beschreibung wird nun in Bezug auf die Gründe zum Einschränken der Walzbedingungen vorgenommen.
Die nachfolgend erwähnten Bedingungen für das Heißwalzen und Kaltwalzen sollten erfüllt werden.
Die Heißwalzendbearbeitungstemperatur: Die Heißwalzendbearbeitungstemperatur sollte der Ar&sub3;-Transformationspunkt oder höher sein. Wenn das Walzen in Bezug auf den Ferritbereich des Stahlblechs bei einer Endbearbeitungstemperatur unterhalb des Ar&sub3;- Transformationspunkts durchgeführt wird, wird die Abscheidung von AlN in dem heißgewalzten Blech beschleunigt. Dies gestaltet es schwierig, den Schritt der Kontrolle der Zusammensetzung mittels des Abscheidens von AlN während des Glühens vorzunehmen.
Gerade wenn die Walzendbearbeitungstemperatur der Ar&sub3;-Transformationspunkt oder höher ist, fixiert die Hinzufügung von Nb nachteilig N während des Heißwalzens, was die Menge von gelöstem N vor einem Glühen erniedrigt und auch den Effekt eines Reduzierens des Alterungsbetrags einschränkt, wobei dieser Effekt durch die Hinzufügung von Nb erreicht werden kann. Demzufolge liegt die Walzendbearbeitungstemperatur vorzugsweise bei 870ºC oder höher, falls Nb hinzugefügt wird.
Im Gegensatz dazu gestaltet eine hohe Walzendbearbeitungstemperatur, wie beispielsweise bis zu 980ºC hoch oder höher, in unerwünschter Weise die Kristallkorngröße des heißgewalzten Blechs gröber und ist dahingehend wahrscheinlich, den Wert von r zu reduzieren. Demzufolge liegt die Walzendbearbeitungstemperatur auch vorzugsweise bei 980ºC oder niedriger.
Wickeltemperatur: Die obere Grenze der Wickeltemperatur sollte 550ºC betragen. Die Wickeltemperatur oberhalb von 550ºC erweitert eine Variation in der Materialqualität in der Längsrichtung des Bands. Dies erfordert eine Erhöhung in dem Betrag eines Schneidens eines vorderen und hinteren Endes des Produkts, um die Gleichförmigkeit der Materialien und der Qualität des Produkts sicherzustellen, was dadurch den Ertrag des Produkts verschlechtert. Eine höhere Wickeltemperatur bringt auch die Abscheidung von AlN in der groben Form in dem heißgewalzten Blech mit sich, was dadurch den Beitrag zu dem Schritt der Kontrolle der Zusammensetzung während des kontinuierlichen Glühens und zu einer Erhöhung der Festigkeit erniedrigt.
Eine Wickeltemperatur unterhalb von 400ºC kann die Konfiguration des Blechs, das in einer derzeit verfügbaren Heißwalzvorrichtung aufgewickelt worden ist, ändern oder stören, was demzufolge darauffolgende Prozesse eines Säurebeizens und eines Kaltwalzens behindert. Die untere Grenze der Wickeltemperatur sollte demzufolge 400ºC betragen. Kühlrate: Die Kühlrate nach dem Endwalzen, um so 650ºC oder niedriger zu erreichen, wird als 10ºC/s, und noch bevorzugter als 20ºC/s oder höher, bestimmt. Im Hinblick auf ein Verhindern des Abscheidens von AlN in dem heißgewalzten Blech ist es notwendig, die Kühlrate in einem Bereich von einer Temperatur, bei der das Walzen abgeschlossen ist, auf 650ºC, bei der es wahrscheinlich ist, daß AlN abgeschieden wird, zu maximieren. Eine niedrige Kühlrate erleichtert das Abscheiden von AlN während eines Kühlens oder die Bildung eines abgeschiedenen Keims aus AlN, gerade wenn ein Mn enthaltendes Material verwendet wird, so daß es wahrscheinlich ist, daß N in der heißgewalzten Platte abgeschieden wird. Dies unterstützt das Abscheiden von AlN in der heißgewalzten Platte und schlägt dahingehend fehl, von dem Hinzufügen von N zu profitieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu ermöglichen, daß eine große Menge an gelöstem N vor einem Glühen beibehalten wird, indem Einstellungen in Bezug auf die Kühlrate vorgenommen werden. Das gelöste N wird als fein gebildetes AlN während des kontinuierlichen Glühens abgeschieden, was demzufolge ein Kontrollieren der Rekristallisations-Zusammensetzung ohne Hinzufügen einer großen Menge von Al ermöglicht, um dadurch eine gute Verarbeitbarkeit und, insbesondere, eine Verbesserung in dem Rankford-Wert r zu erreichen.
Kaltwalzbedingungen: Die Stahlplatte, die dem Heißwalzen unterworfen ist, durchläuft ein Säurebeizen und ein Kaltwalzen, gefolgt durch das kontinuierliche Glühen bei einer Rekristallisationstemperatur oder höher.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können, da das Stahlblech, das einem Heißwalzen unterworfen ist, bei einer niedrigen Temperatur aufgewickelt wird, sehr gute Säurebeizeigenschaften erhalten werden. Auch beträgt das Kaltwalz-Reduktionsverhältnis 82% oder höher, und, noch bevorzugter, 86% oder höher, um einen gute Tiefziehverarbeitbarkeit zu erhalten und auch das Abscheiden von AlN während des kontinuierlichen Glühens zu erleichtern.
Kontinuierliches Glühen: Die Glühtemperatur sollte die Rekristallisationstemperatur oder höher sein, da es notwendig ist, das Stahlblech während des Glühens zu rekristallisieren. Es ist auch bevorzugt, daß das Stahlblech bei einer relativ hohen Temperatur, bis zu 720ºC hoch oder höher, geglüht wird, um vollständig AlN in einer feinen Form während des Glühens abzuscheiden. Allerdings erhöht eine übermäßig hohe Glühtemperatur die Gefahr der Bildung von Defekten während des kontinuierlichen Glühens, wie beispielsweise ein Wärmewölben, ein Blechbruch, oder dergleichen. Die Glühtemperatur ist demzufolge vorzugsweise 840ºC oder niedriger. Die Erwärmungsgeschwindigkeit des kontinuierlichen Glühens in einem Bereich von ungefähr 1 bis 100ºC/s übt einen sehr geringen Einfluß auf das sich ergebende Stahlblech aus, und, dementsprechend, kann eine stabile Materialqualität garantiert werden.
Temperwalzen: Temperwalzen wird in Bezug auf das Stahlblech durchgeführt, das einem Glühen unterworfen worden ist. Eine Streckgrenzenverlängerung tritt in dem Stahlblech, das nur einem Glühen, ohne Durchführen eines weiteren Vorgangs, unterworfen ist, auf, was demzufolge die Materialqualität instabil gestaltet. Demzufolge ist es notwendig, ein Temperwalzen in Bezug auf das Stahlblech bei einem Reduktionsverhältnis von 1% oder höher durchzuführen. Bei der vorliegenden Erfindung werden Einstellungen in Bezug auf die Zusammensetzung und die Heißwalz- und die Kaltwalzbedingungen vorgenommen, um dadurch ein Stahlblech für Dosen mit einer hohen Festigkeit, das eine geringe Dicke besitzt und eine gute Verarbeitbarkeit erzielt, vorgenommen. Demzufolge ist es dem Grunde nach ausreichend, ein Temperwalzen in einem solchen Umfang durchzuführen, um die Konfiguration des Stahlblechs einzustellen, das bedeutet ein Walzreduktionsverhältnis von ungefähr 1 bis 3%.
Allerdings erhöht ein Temperwalzen bei einem höheren Reduktionsverhältnis von 5% oder höher die Festigkeit. Ein Temperwalzen bei einem hohen Reduktionsverhältnis ist dahingehend wahrscheinlich, die gehärtete Härte BH zu reduzieren, und ermöglicht auch eine Verbesserung in den Alterungscharakteristika. Allerdings führt ein Reduktionsverhältnis über 40% hinaus zu einer Härtung des Stahlblechs, was es schwierig gestaltet, ein Kaltwalzen durchzuführen, und führt auch zu einer Sichtbarmachung der Unordnung der Konfiguration des Stahlblechs. Das Reduktionsverhältnis des Temperwalzens liegt demzufolge vorzugsweise ungefähr bei 1 bis 40%.
Die vorliegende Erfindung erreicht eine Kontrolle der Zusammensetzung mittels des Abscheidens von AlN, obwohl ein kontinuierliches Glühen eingesetzt wird. Dies resultiert aus den folgenden Gründen. Da Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff als ein Material verwendet wird, sind geringe Bereiche vorhanden, wo die Rekristallisation gestartet wird, wie beispielsweise Karbide, wodurch ein beträchtlicher Einfluß auf die Rekristallisation von AlN ausgeübt wird. Weiterhin kann das Erreichen einer Kontrolle der Zusammensetzung mittels des Abscheidens von AlN ohne Hinzufügen einer großen Menge Al aus der Tatsache resultieren, daß eine große Menge von gelöstem N vor einem Glühen, indem Einstellungen in Bezug auf die Zusammensetzung und die Walzbedingungen vorgenommen werden, und daß das Niederschlagen von AlN während des kontinuierlichen Glühens aufgrund der Hinzufügung von Mn und aufgrund eines vergleichbar hohen Kaltwalzreduktionsverhältnisses, und aus anderen Gründen, garantiert werden.
Darüberhinaus wird, bei der vorliegenden Erfindung, das Abscheiden des abschließend gebildeten AlN während eines Glühens weiterhin konsolidiert, um dadurch eine Erhöhung in der Festigkeit der Stahlplatte zu verbessern. Dies führt zu dem Erreichen eines hochfe sten Stahlblechs, obwohl Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff als ein Material verwendet wird.

Beispiel

Ein Stahl von einem Konverter und der eine Zusammensetzung besaß, wie dies in Tabelle 1 dargestellt ist (der Rest waren Fe und unvermeidbare Verunreinigungen), wurde kontinuierlich in eine Platte gegossen, und die so hergestellte Platte wurde einem Heißwalzen zu dem heißgewalzten Band unterworfen. Das heißgewalzte Stahlband wurde dann gebeizt und zu einem kaltgewalzten Stahlband gewalzt. Das kaltgewalzte Stahlband wurde dann kontinuierlich bei einer durchschnittlichen Heizrate von 20 bis 30ºC/s in einem Temperaturbereich von 740 bis 800ºC, gefolgt durch ein Temperwalzen, unter den Bedingungen, die in Tabelle 2 dargestellt sind, geglüht. Ein Zinnplattieren wurde auf dem erhaltenen, kaltgewalzten Band durch eine Elektrozinnplattieranlage vom Halogen-Typ durchgeführt, um so das Band als ein Zinnblech, das eine Qualität #25 besaß, fertigzustellen. Evaluierungen wurden in Bezug auf die Zugfestigkeit (TS), den durchschnittlichen Wert r, den planaren Anisotropiewert Δr und BH Charakteristika des sich ergebenden Zinnblechs durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Wie aus Tabelle 1 (Materialzusammensetzung), Tabelle 2 (Walz- und Glühbedingungen) und Tabelle 3 (Produkt-Charakteristika) gesehen werden kann, erreichte das Stahlblech, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt war, kleine, anisotropen Charakteristika in r und eine hohe Festigkeit, wobei die gesamten Eigenschaften erwünscht waren, um für ein Stahlblech für Dosen verwendet zu werden. Auch wurde das Reduktionsverhältnis eines Temperwalzens auf das kontinuierliche Glühen folgend so erhöht, um weiterhin die Festigkeit des Stahlblechs zu erhöhen. Weiterhin wurde verifiziert, daß eine Erniedrigung in dem Gehalt an C oder die Hinzufügung einer geeigneten Menge von Nb eine Reduktion in der Härtungshärte BH bis zu 1 kgf/mm² oder niedriger ermöglichte, was demzufolge wesentlich die Alterungscharakteristika verbessert.
Einem Zinnplattieren folgend wurde ein Reflow-Verfahren (Zinnschmelzverfahren) kontinuierlich auf einer Probe dieses Beispiels, um so die Probe als ein Zinnblech fertigzustellen, durchgeführt. Ein Anstreichen und Einbrennen wurden dann auf dem Zinnblech, gefolgt durch einen Schweißtest und eine Flanschbearbeitung, ausgeführt. Dann wurden Evaluierungen in Bezug auf das Vorhandensein von Rissen des HAZ-Bereichs vorgenommen. Dabei war kein Problem der Schweißcharakteristika und der Verarbeitbarkeit, die dem Schweißvorgang folgend erreicht waren, vorhanden, was gute Ergebnisse beim Herstellen von aus drei Teilen geschweißten Dosen zeigte.
Obwohl in diesem Beispiel der Stahl als ein zinnplattiertes Stahlblech fertiggestellt wurde, kann er als ein Stahlblech für Dosen, wie beispielsweise ein zinnfreies Stahlblech oder ein plattiertes Komposit-Stahlblech, oder dergleichen, verwendet werden, wobei in diesen Fällen gute Charakteristika auch erhalten werden können.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich werden wird, liefert die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile.
Es ist möglich, zuverlässig und kosteneffektiv ein Stahlblech für Dosen mit einer hohen Festigkeit, das eine geringe Dicke besitzt und eine geringe planare Anisotropie in dem Wert r besitzt, zu schaffen, dessen Eigenschaften nicht durch die herkömmlichen Stahlbleche bis jetzt erhalten worden sind, wodurch merkbar die Beiträge in Bezug auf Produktivität, Kosteneffektivität und Gewichtsreduktion für die Verwendung von Dosen, und insbesondere für DI-Dosen, erreicht werden können. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs mit niedriger, planarer Anisotropie für Dosen, das die Schritte aufweist:

- Heißwalzen einer Stahlplatte, um ein heißgewalztes Stahlband bei einer Endbearbeitungstemperatur bei dem Ar&sub3;-Transformationspunkt oder höher zu erhalten, wobei die Platte eine Zusammensetzung besitzt, die, in Gewichts-%, besteht aus und die die Bedingungen erfüllt von:

C = 0,0003% - 0,00,4%,

Si ≤ 0,02%,

Mn = 0,5% - 3%,

P ≤ 0,02%,

Al = 0,02% - 0,05%,

0,008% ≤ N ≤ 0,024%, und

wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen ist, wobei die Bedingungen die Beziehung haben von: Al%/N% > 2;

- Kühlen des erhaltenen, heißgewalzten Stahlbands bei einer Kühlrate von 10ºC/s oder höher, um so eine Temperatur von 650ºC oder niedriger zu erreichen;

- Aufwickeln des erhaltenen Bands bei einer Temperatur in einem Bereich von 550ºC bis 400ºC;

- Kaltwalzen des erhaltenen Bands bei einem Reduktionsverhältnis von 82% oder höher, eingeleitet durch Entfernen eines Zunders, um ein kaltgewalztes Stahlband zu erhalten;

- Kontinuierliches Glühen des erhaltenen, kaltgewalzten Stahlbands bei einer Rekristallisationstemperatur oder höher; und

- Temperwalzen des erhaltenen, kaltgewalzten Stahlbands.

2. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 1, wobei die Stahlplatte weiterhin Nb unter den Bedingungen enthält von: Nb ≤ 0,4%, wobei Al%/N%> 2 und C% -0,0010 ≤ (Nb%x12/93) gilt.

3. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 1, wobei der Gehalt an C der Stahlplatte 0,0010% oder niedriger ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 2, wobei das Heißwalzen bei einer Temperatur von 870ºC oder höher abgeschlossen wird.

5. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Kühlrate, die nach dem Kühlen erreicht wird, dem Beenden des Heißwalzens folgend, 20ºC/s oder höher beträgt.

6. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsverhältnis des Kaltwalzens, dem Entfernen des Zunders folgend, 86% oder größer beträgt.

7. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsverhältnis des Temperwalzens, das dem kontinuierlichen Glühen folgend durchgeführt wird, 1 bis 3% beträgt.

8. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch - 1, wobei das Reduktionsverhältnis des Temperwalzens, das dem kontinuierlichen Glühen folgend durchgeführt wird, 5% oder größer beträgt.

9. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 2, wobei das Reduktionsverhältnis des Kaltwalzens, dem Entfernen des Zunders folgend, 86% oder größer beträgt.

10. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 2, wobei das Reduktionsverhältnis des Temperwalzens, das dem kontinuierlichen Glühen folgend durchgeführt wird, von 1 bis 3% beträgt.

11. Verfahren zum Herstellen eines Stahlblechs für Dosen mit hoher Festigkeit, das geringe Alterungs- und geringe, planare, anisotrope Charakteristika besitzt, nach Anspruch 2, wobei das Reduktionsverhältnis des Temperwalzens, das dem kontinuierlichen Glühen folgend durchgeführt wird, 5% oder größer beträgt.