[发明专利]一种搪瓷用钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢种及其制造方法，尤其涉及一种搪瓷用钢及其制造方法。

背景技术

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℃/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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搪瓷用钢及其制造方法，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，本发明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≤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%；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（%）×Ti（%）≤3×10^-4；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。因此发明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%。