具有優秀的電磁屏蔽性能的高強度鋼板及其生產方法

專利名稱：具有優秀的電磁屏蔽性能的高強度鋼板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及具有優秀的電磁屏蔽性能和熱浸鍍性能的高強度鋼板，該鋼板適用于要求高耐蝕性的領域，如建筑裝修領域。更具體地說，本發明涉及具有優秀的電磁屏蔽性能和熱浸鍍性能的高強度鋼板，該鋼板對60Hz的電磁場的屏蔽效應為25dB(屏蔽效率為93％)或更高且其屈服強度為22kg/mm2或更高。
近來的研究已經證實，低頻率的電磁波對生物系統產生有害作用。具體來說，一系列研究結果顯示輸電線周圍的電磁場(60Hz)與致癌作用有關系，這已經在全世界引起非常大的反響。
除致癌作用外，人們還發現當人體長時間暴露于低頻波中時，帶有磁性能的低頻波能在人體中產生感應電流，打破各種離子如Na+、K+、Cl-等在細胞膜上的生物平衡，這將導致對人體的激素分泌和免疫細胞產生有害影響。
另外，其它研究顯示出磁場對褪黑激素分泌的影響，褪黑激素是負責調節睡眠周期的激素，這說明當人體長時間暴露于磁場中時，可能會受到失眠癥的困擾。
為了對付這種有害的電磁波，人們從兩方面開發了屏蔽技術結構和材料。關于建筑方面，美國專利No.6,282,848和日本特許公開專利No.Hei 7-32136中公開了磁場屏蔽室。日本特許公開專利2001-217589中公開了目前用作屏蔽電磁波材料的導電材料如銅。但是，這樣的材料只適用于高頻(1KHz或更高)電磁波。
通常在常用電源中檢測到的60Hz的電磁波由電場和磁場分量構成，這兩種場分量都隨時間而改變。因此，為了屏蔽近來已證明對健康有負作用的這些低頻電磁波，應當一起考慮時變的電場和磁場。但是，目前還沒有開發出能有效地屏蔽時變的電磁場的鋼板實用技術。
傳統上用高導磁率的鋼板作為磁屏蔽材料。例如，日本特許公開專利No.Hei.10-208670和No.Hei.10-96067及PCT申請WO97/11204中公開了可用在如電視監視器的彩色顯像管中的靜磁場屏蔽鋼板，這可防止監視器上的色彩調制。使用這些鋼板是為了利用其在靜磁場如地球磁場下的矯頑力和導磁性，但是不能用于屏蔽時變的磁場和電場。因此，傳統鋼板與電磁波屏蔽材料有一些不同。
在必要時，要求建筑材料不能透過電磁波。在這一方面，有人建議將使用硅鋼的熱軋厚鋼板用在屏蔽電磁場的建筑中，這公開在日本特許公開專利2001-107201和2001-107202中。但是，這些建筑材料只利用了硅鋼在靜磁場下的高導磁率，并沒有說明其在電場中的情況。另外，因為這樣的鋼板不是冷軋而是熱軋的，因此其機械成型性和可鍍性(鍍鋅層性能)差。
另外，本發明的發明人在韓國專利申請No.1999-52018中公開了一種在低頻磁場中具有優秀屏蔽效應的鋼材。這種屏蔽效應是由在靜磁場下測定的導磁率和導電率得到的理論值，因此不同于實際值，這難以進行實際應用。因此，仍然需要對時變磁場下的屏蔽作用進行評價。
為了滿足這一要求，人們開發了根據頻率評價鋼板的磁屏蔽效應的方法(韓國專利No.2000-799907和No.2000-80886)，并且在目前得到了應用。
一般用下述公式得到鋼板的屏蔽效率公式1 公式2 用下述公式得到鋼板的屏蔽效應，以dB為單位表示公式3 公式4 根據上述公式，屏蔽效率為90％(電磁波衰減至十分之一)的屏蔽材料的屏蔽效應可以表示為20dB。95％(電磁波衰減至二十分之一)的屏蔽效率對應于約26dB的屏蔽效應。
本發明的發明人的韓國專利申請No.2000-81056涉及基于電磁屏蔽冷軋鋼板的生物波(biowave)鋼板，其上涂有能發射遠紅外線的粉末。為了改善其對時變磁場的屏蔽效應，即，為了在時變磁場下得到高導磁率，用于屏蔽電磁波的生物波鋼板中含有0.02％或更低的碳和0.5-3.5％的Si。
至于碳含量低于0.02％的冷軋鋼板，因為它們的強度差而不能用在建筑中。在鋼板中，碳含量越低，鋼的顯微組織的晶粒越粗，這樣能夠改善磁屏蔽效應，但是會使強度降低。因此，低碳含量的冷軋鋼板不適用于要求高強度的領域。
另外，硅鋼板強度太高，其機械成型性非常差(延伸率為40％或更低)，因此，它們難以應用在對材料的機械成型性有要求的建筑和家用電器中。
為了用在外部環境中，如用在建筑外部裝修中，硅鋼板必須具有耐蝕性。在這一方面，在這樣的外部裝修上用耐腐蝕材料進行熱浸鍍。但是，在對鋼板進行熱浸鍍時，Si的存在易于造成鍍層缺陷，如沒有鍍上鍍層的缺陷。事實上，對應用在高腐蝕性環境如建筑裝修中的電磁屏蔽鋼板的要求是用鋅進行熱浸鍍時，鍍層密度至少為100g/mm2。
本發明的另一個目的是提供一種生產該鋼板的方法。
本發明的一個方面是提供一種高強度鋼板，該鋼板是用含下述元素的組合物制成的C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2-0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1-0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素，該鋼板具有優秀的電磁屏蔽性能和熱浸鍍性能。
本發明的另一方面是提供一種生產高強度鋼板的方法，包括下述步驟提供一種含下述元素的鋼坯C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2-0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1-0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素；在1110-1290℃下將鋼坯再加熱；在900℃或更高的最終變形溫度下熱軋鋼坯，得到熱軋鋼板；卷繞熱軋鋼板；以50-70％的壓縮百分率(reduction percentage)冷軋鋼板并退火，這樣能夠改進鋼板的電磁屏蔽效應和熱浸鍍性能。
本發明的再一方面是提供一種生產高強度的熱浸鍍的鋼板的方法，包括下述步驟提供一種含下述元素的鋼坯C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2-0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1-0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素；在1110-1290℃下將鋼坯再加熱；在900℃或更高的最終變形溫度下熱軋鋼坯，得到熱軋鋼板；卷繞熱軋鋼板；以44-70％的壓縮百分率冷軋鋼板并退火；對鋼板進行熱浸鍍并任選地以0.2-1.0％的壓縮百分率對鋼板進行光整冷軋，這樣能夠改進鋼板的電磁屏蔽效應和熱浸鍍性能。
本發明的最佳實施方案電流產生磁場，電壓感應電場。在低頻時，電磁波可以分解成電分量和磁分量。為了用于電磁屏蔽，該材料必須能夠衰減或屏蔽電分量和磁分量。
材料對低頻磁場的磁屏蔽效應取決于其改變磁通線路和造成渦流損耗的能力。在本申請中，改變磁通線路的意思是當有害磁場入射到屏蔽材料上時，屏蔽材料表面將產生能使磁場流經的線路，因此，磁場不會進入屏蔽材料內部，而是被導向它處進行分散。在本申請中，渦流損耗的意思是當磁場入射到屏蔽材料上時，在屏蔽材料上在消除磁場的方向環流的渦流使屏蔽材料表面上的波形式的磁場作為熱量散發掉。較高導磁率的材料更利于改變磁通線路。另外，低頻時產生的渦流損耗一般隨屏蔽材料的導電率和導磁率的增加而增加。因此，在60Hz時具有高導磁率和導電率的鋼板具有優秀的低頻磁場屏蔽性能。
即使沒有電流流過，只要產生了電勢差，就會感應電場。為了防止屏蔽空間內感應電場，屏蔽空間必須處于等電位狀態。對電屏蔽材料的要求是具有高體積導電率，因為較高的導電率更利于防止電勢差的產生。
依本發明的發明人的經驗，在時變電場如電磁波的存在下精確測量一種材料的導電率和導磁率是非常困難的。另外，制備樣品的過程非常復雜，會導致導電率和導磁率測量中的很大誤差。
在本發明中，對鋼板屏蔽磁場和電場的能力進行測量。在這一點上，通過使用測量時變磁場下的磁屏蔽能力的裝置評價低頻磁屏蔽能力(韓國專利No.2000-79907和2000-80886)。至于屏蔽時變電場的能力，使用置于屏蔽室外面的60Hz的1200伏特/米的電壓電源，通過測定存在屏蔽材料和不存在屏蔽材料時屏蔽室內的電場強度的比值確定。
本發明涉及能夠屏蔽電磁場的高強度鋼板。
除Fe外，鋼板可含有各種元素。一般加入鐵磁體Fe中用于改進鋼板強度和耐蝕性的合金元素能夠影響時變磁場(60Hz)下的最大導磁率和導電率。另外，導磁率和導電率隨鋼板的碳含量和晶粒大小而改變。當然，由于硬化機理如固溶硬化、晶粒尺寸細化等的變化而使鋼板的機械性能隨鋼板組成的變化而變化。
本發明提供的一種鋼板的強度適用于建筑和家具面板，即，屈服強度為22kg/mm2或更高，其電磁屏蔽能力為93％(25dB)或更高。本發明的發明人通過全面細致的實驗，即，在改變鋼板組成的同時測量鋼板的電磁屏蔽效應和機械強度，確定了每一種組分在決定鋼板的電磁屏蔽效應和強度方面的作用。具體來說，我們發現C、N、S、Si、Mn、Al、Cu和Sn對鋼板的屏蔽能力和強度有重要影響。基于這些實驗結果，可以得到最佳的鋼組成系統。其他實驗發現輔助元素如Si、Mn、Al、Cu和Sn的含量與鋼板的熱浸鍍性能有關，這樣就能夠得到熱浸鍍性能和屏蔽能力與強度均優秀的鋼組成。
從整體上講，鋼板的電磁屏蔽效應主要取決于其間隙元素如N、C和S或能夠形成析出物的元素含量。例如，鋼的內應力隨C、N和S的含量增加而增加，其強度也由于應變硬化而增加。另外，間隙元素C、N和S分別以Fe3C、AlN和MnS的形式析出，因此增加了鋼強度。
但是，增加的應力和形成的析出物將使鋼的導磁率和導電率降低很多，因此將破壞鋼的屏蔽性能。事實上，僅用這些間隙元素產生具有合適強度和屏蔽效率為95％(25dB)或更高的鋼非常困難。
根據本發明，在鋼的組成中，將對鋼板的電磁屏蔽性能有致命影響的C、N和S的含量總和限定為最高0.015重量％。
為了保證鋼的電磁屏蔽效應和機械成型性，C和N的含量優選均為0.0030％或更低，同時控制S含量為0.0090％。
當以上述含量使用間隙元素C、N和S時，鋼的強度差。為了補償由于間隙元素含量低所造成的強度差的情況，必須用其它元素進行固溶硬化以增加鋼強度。但是，必須對用于改善強度的元素含量和種類進行限制，防止它們因為會使導磁率和導電率下降太大而破壞電磁屏蔽效應。具體來說，用鋼板的熱浸鍍性能對輔助元素的含量和種類進行限定，因為輔助元素對熱浸鍍性能有非常大的影響。
本發明的鋼板中含有Mn。鋼板的電屏蔽能力不會隨Mn含量的變化而變化，因為該元素不會影響鋼板的導電率。但是，Mn含量對鋼板的機械性能和磁屏蔽效應有非常大的影響。
當Mn含量達到0.2重量％時，除了能保證合適的強度外，Mn通常還對鋼板的磁屏蔽效應和延伸率有好處。但是，當存在0.8重量％或更高的Mn時，進行熱浸鍍時就會產生鍍層缺陷。考慮到Mn的這些作用，將Mn的用量確定為0.2-0.8重量％。
本發明的鋼板中還含有Si。增加Si含量能夠增加鋼的強度，但會降低磁屏蔽效應。
在本發明中，將Si含量的上限確定為0.4重量％。如果Si含量太高，易于氧化的Si在冷軋鋼板表面上會形成SiO2，該氧化物對可鍍性有負面影響。
本發明的鋼板中可以含有Al。Al能夠改善鋼的強度，會略微降低電屏蔽效應，不會大幅降低磁場屏蔽效應。在本發明中，Al的最高含量為0.6重量％。超過0.6重量％的Al會大幅降低可鍍性。
在電磁屏蔽效應、機械性能和熱浸鍍性能方面，Al的作用類似于Si。可以認為二者作用類似的原因不僅在于這兩種元素對鋼板的導磁率和導電率的影響及硬化機理方面類似，而且在于這兩種元素都易于在鋼板表面上氧化形成氧化物，對可鍍性產生負面影響。
根據本發明，鋼板中含有Cu和Sn。我們發現Cu和Sn能夠在改進電磁屏蔽效應的同時增加鋼板強度。另外，因為它們不像Si和Al那樣易于氧化，所以Cu和Sn都不會對鋼板的熱浸鍍性能產生負面影響。
可以用由于Cu和Sn的固溶產生的硬化效應來解釋Cu和Sn的強度改善機理。通常，當鋼合金中發生固溶硬化時，其內應力會使導磁率降低，或者說晶粒細化使導磁率和導電率下降。盡管加入Cu和/或Sn產生固溶硬化，但是鋼板的導磁率和導電率不會顯著降低。可以認為加入的這些元素發展了易磁化軸<100>的組織，并且幾乎沒有改變晶粒的大小。
Cu和Sn能夠改善鋼板的強度，同時不會使磁屏蔽性能顯著降低，這兩種元素可單獨也可結合用在本發明中。
優選將Cu和Sn的含量總和限定為0.1-0.6重量％。例如，低于0.1％時，Cu和Sn不起作用，也不能保證得到要求的強度(屈服強度為22kg/mm2或更高)。另一方面，當Cu和Sn的用量之和大于0.6％時，不僅磁屏蔽效應降低，而且在鋼板上不能成功地進行熱浸鍍。
將Cu和Sn與Si、Al和Mn結合使用時，對電磁屏蔽和強度都有益。在本發明中，Cu、Sn、Al、Mn和Si的含量總和限定為1重量％或更低。
另外，本發明涉及鋼板和熱浸鍍的鋼板的生產方法。
首先，將按上述組成制備的鋼坯再加熱。在這一方面，將鋼坯再加熱溫度(SRT)限定為1110-1290℃。
當SRT低于1110℃時，在連續加工過程中除鱗時間不充分，產生表面缺陷。或者說，低于1110℃的低溫會使熱軋在兩相區進行(鐵素體+奧氏體區)，因此，在鋼坯中會產生一些問題如材料性能的變化問題。另一方面，高于1290℃的SRT要求很高的能量和設備費用。另外，在1290℃的SRT下，在鋼坯表面形成的氧化物層太厚，不能使鋼坯除鱗，將產生表面缺陷。
在SRT范圍內，(Mn，Cu，Sn)S析出物的大小隨溫度的提高而增加，因此能夠有效地改善電磁屏蔽能力。但是，當溫度超過1200℃時，鋼坯中再熔融的(Mn，Cu，Sn)S將再次析出和細分散，使鋼坯的晶粒變小。由于細析出物而造成的晶粒尺寸減小會阻礙晶粒在隨后冷軋工藝的退火工序中生長，這將使屏蔽效應略有降低。
因此，SRT優選為1110-1200℃。
然后在900℃或更高的最終變形溫度下(FDT)熱軋再加熱的鋼坯。當FDT低于900℃時，兩相區(鐵素體+奧氏體區)經受熱軋，造成材料性能變化和表面缺陷如桔皮現象。因此，將FDT限定為900℃或更高。
然后卷繞熱軋鋼板。因為熱軋后熱軋鋼板的晶粒大小對冷軋產品中晶粒大小的影響非常大，所以優選將卷繞溫度(CT)限定為610-750℃。具體地說，CT低于610℃時，晶粒生長不充分。另一方面，高于750℃的CT不會使晶粒進一步生長。
然后將卷繞的熱軋鋼板酸洗，酸洗后進行冷軋和退火。
一般來說，鋼板的電磁屏蔽效應主要取決于其晶粒大小。具有大顆粒的鋼板允許磁疇在顆粒內自由移動，因此能夠改善磁屏蔽能力。因此，控制冷軋工藝條件很重要，因為冷軋工藝能夠改變晶粒大小，因此對電磁屏蔽效應的影響非常大。
當冷軋過程中的壓縮百分率較低時，冷軋后的熱軋組織幾乎沒有被破壞。因此，退火時發生再結晶的成核點的數量將減少，因此退火后的晶粒尺寸會增大。但是，在連續冷軋過程中，低壓縮百分率難以控制鋼板形狀。另外，低壓縮百分率下的生產效率低。
另一方面，壓縮百分率太高時，冷軋鋼板的晶粒變得很細，會破壞鋼板的電磁屏蔽效應。
因此，在本發明中將冷軋的壓縮百分率定為50-70％。
然后在一般條件下將冷軋鋼板退火，得到高強度冷軋鋼板，該鋼板除具有優越的熱浸鍍性能外還具有22kg/mm2或更高的屈服強度和在60Hz的時變電磁場下93％(25dB)或更高的屏蔽效率。
為了使具有上述組成的鋼板具有耐蝕性，可以用耐腐蝕元素如鋅或鋁進行熱浸鍍。為了控制鋼板的形狀和粗糙度，可以對熱浸鍍后的鋼板進行光整冷軋。
但是，光整冷軋會降低時變磁場下的導磁率，因此會破壞鋼板的磁屏蔽效應。但是，不進行光整冷軋又無法控制諸如鋼板畸變的缺陷。因此，優選使光整冷軋的程度盡可能小。
為了避免諸如鋼板畸變的缺陷，要求延伸率至少為0.2％。另一方面，當壓縮百分率超過1.0％時，鋼板內會產生非常大的內應力，這樣會使鋼板的電磁屏蔽效應降低很多。因此，在本發明中優選以0.2-1.0％的壓縮百分率進行光整冷軋。
這樣的光整冷軋能有效地避免由于44-50％的低冷軋壓縮百分率造成的鋼板畸變。因此，當進行光整冷軋時，可以將冷軋壓縮百分率由50％改變為44％。換句話說，在本發明中可以不進行光整冷軋，因為在壓縮百分率為50％-70％的冷軋過程中不會產生鋼板畸變。
通過用鋅或鋁進行熱浸鍍可以改善具有上述組成的高強度鋼板的耐蝕性。
與未涂覆鍍層的冷軋鋼板相比，熱浸鍍鋼板的電磁屏蔽能力略有提高，而其屈服強度下降。這是因為當鋼板上鍍鋅時，冷軋鋼板增厚，而鋅與鐵相比，導電率高，強度低。但是，熱浸鍍的鋼板與裸鋼板相比，二者在電磁屏蔽和強度方面沒有可測出的差別。
鍍層方法沒有限定本發明的鋼板的應用。因為熱浸鍍的鋼板一般可用電鍍法制成，所以可用耐腐蝕元素如鋅和鋁以電鍍方式對本發明的鋼板進行鍍層。
根據本發明，可以用有機樹脂層涂覆鋼板以在鋼板上顯示顏色。用含顏料的有機樹脂如聚乙烯涂覆后，被稱為預涂布的金屬的鋼板仍然保持其以前具有的電磁屏蔽效應和機械性能方面的特征，這不僅因為樹脂中含有的顏料是非磁性的，還因為這種涂層僅有25μm厚。
根據本發明，輻射效率(發射率)為0.9或更高的能發射遠紅外光的粉末可以在鋼板的涂層上形成15-60μm厚的層。優選發射遠紅外光的粉末的比表面積為1m2/g或更高并含有17-99％的Mg(OH)2。
前面已對本發明進行了概述，參考本申請提供的一些具體實施例可以進一步理解本發明，這些實施例僅僅為了說明本發明，除非特別指出，這些實施例不能限制本發明。
在1250℃下將熔融組合物再加熱，在保持為900℃的最終變形溫度下對其熱軋，得到均為2mm厚的熱軋鋼板，通過酸洗除去鋼板上的熱軋鐵鱗。以50％的壓縮百分率將酸洗的熱軋鋼板冷軋成1mm的厚度。然后在850℃下用連續退火模擬裝置進行退火，得到冷軋鋼板。用熱浸鍍模擬裝置在每一種冷軋鋼板上鍍鋅，鍍層密度為300g/m2。
用電磁屏蔽效應分析器測定每一種熱浸鍍的鋼板在60Hz時的電磁屏蔽效應，結果示于下面表1中。另外，用通用試驗機測定鋼板的機械性能如屈服強度和延伸率，將結果概括在下面表1中。
通過肉眼觀察和實驗的方法測定鍍層附著性，在表1中用○表示熱浸鍍的鋼板的可鍍性好，用×表示存在致命的鍍層缺陷。
表1

從表1中的數據可清楚地看到本發明的鋼板(組合物1和2)的Cu、Sn和Si含量都在本發明定義的范圍內，這些鋼板都具有優秀的強度性能，并且沒有犧牲電磁屏蔽效應。另外還發現這些鋼板具有優秀的可鍍性。
相反，不含Cu、Sn和Si的對比組合物1雖然具有優秀的屏蔽效應，但強度太低，不能適用于本發明。當Si含量超過0.4％時(對比組合物2和3)，可鍍性差，觀察到由于存在未鍍區域而產生的鍍層缺陷。
含有Mn和/或Si、但不含Cu和Sn的對比組合物4-7的強度僅為18-22kg/mm2，達不到要求的強度(22kg/mm2或更高)。另外，其中的一些鋼板具有高強度(＞22kg/mm2)，但不能熱浸鍍。特別是當Si、Al和Mn的含量總和超過1.0％時(對比組合物4)，我們觀察到其電磁屏蔽效應降低，特別是其熱浸鍍性能受到非常大的破壞。
當Cu和Sn的含量總和低于0.1％時(對比組合物8)，屏蔽效應和熱浸鍍性能優秀，但強度低。另一方面，當Cu和Sn的含量總和超過0.6％時(對比組合物9)，強度非常高，但是，我們發現磁屏蔽效應和熱浸鍍性能驟降。
用電磁屏蔽效應分析器測定每一種冷軋鋼板在60Hz時的電磁屏蔽效應，結果示于下面表2中。另外，用通用試驗機測定鋼板的機械性能如屈服強度，將結果概括在下面表2中。用肉眼觀察，確定其表面上是否存在鐵鱗。
表2

從表2可以看出本發明的鋼板(鋼號1-5)都是在適當控制的再加熱和卷繞溫度下制備的，我們發現所有這些鋼板都具有優越的電磁屏蔽性能，并且除鱗完全，沒有形成熱軋鋼板缺陷。
具體來說，當鋼坯的再加熱溫度(SRT)在本發明定義的范圍內時，電磁屏蔽效應有非常大的提高。電磁屏蔽效應提高的原因可以認為是組分Mn、Cu和Sn與雜質S的(Mn，Cu，Sn)S集合體不再重新析出，因此，(Mn，Cu，Sn)S析出物和晶粒仍然是粗糙的。
對于SRT大于1200℃的鋼號1和2，除鱗進行的很充分，能夠防止表面缺陷，但是在再加熱后的冷卻工序中會產生新的析出物(Mn，Cu，Sn)S，使晶粒變小。因此，鋼號為1和2的鋼板的電磁屏蔽效應比鋼號為3-5的低。因此，優選將SRT限定為1110-1200℃。
相反，當SRT小于1110℃時(對比鋼號1)，充分的除鱗時間難以保證。因此，在冷軋鋼板表面上形成缺陷，這些缺陷會接著殘留在熱浸鍍的鋼板表面上。
當FDT小于900℃時，兩相區(鐵素體+奧氏體區)經受熱軋，造成材料性能變化和鋼板變形及許多表面缺陷(對比鋼2和3)。
另外，當卷繞溫度小于600℃時(對比鋼號4)，因為晶粒變小而使得電磁屏蔽效應驟降。
從表2可清楚地看到高卷繞溫度能夠提高電磁屏蔽能力，但鋼板的強度降低。這是因為晶粒在高溫下生長，這樣能夠改進鋼板在時變電磁場下的導磁率和導電率。
在1200℃下將熔煉組合物再加熱后，將其制成熱軋鋼板，其厚度為1.8、2.0、3.0和4.0mm，而將FDT和CT分別設定為910℃和680℃。然后以表3所示的不同的壓縮百分率將鋼板冷軋成1mm的厚度。在850℃下退火，然后用鋅對這些鋼板進行熱浸鍍，鍍層密度為180g/m2。以不同的壓縮百分率對得到的一些熱浸鍍的鋼板進行光整冷軋。
用電磁屏蔽效應分析器測定每一種冷軋鋼板在60Hz時的電磁屏蔽效應，結果示于下面表3中。另外，用通用試驗機測定鋼板的機械性能(屈服強度)，將結果概括在下面表3中。用肉眼觀察冷軋鋼板，確定鋼板上是否有形狀缺陷(鋼板變形)。
表3

從表3可以看出冷軋壓縮百分率為44-70％，光整冷軋壓縮百分率為0.2-1.0％的本發明的鋼板(鋼號1-6)均具有優秀的電磁屏蔽效應，其形狀沒有變形。冷軋壓縮百分率控制在50-70％范圍內的鋼號1和2即使不進行光整冷軋，也具有優秀的電磁屏蔽性能和機械性能及優秀的鋼板構形。
相反，在冷軋壓縮百分率小于50％且沒有進行光整冷軋的對比鋼號1中觀察到鋼板變形的缺陷。當冷軋壓縮百分率大于70％時(對比鋼號2和3)，其電磁屏蔽效應驟降。
當光整冷軋壓縮百分率大于1.0％時(對比鋼4)，在鋼中會引入大的應力，導致其在時變電磁場下的導磁率和導電率下降，并因此導致其電磁屏蔽效應降低。
工業實用性如上所述，控制Cu和Sn的含量在具有下述性能的鋼板和熱浸鍍鋼板的生產中是有用的屈服強度為22kg/mm2或更高，在60Hz的時變電磁場下的屏蔽效率為93％或更高(25dB或更高)。
權利要求
1.一種高強度鋼板，所述的鋼板是由含下述元素的組合物制成的C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2-0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1-0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素，該鋼板具有優秀的電磁屏蔽效應和熱浸鍍性能。
2.根據權利要求1的高強度鋼板，其中，Mn、Cu、Sn、Si和Al的含量總和為1.0％或更低。
3.根據權利要求1的高強度鋼板，其中，C和N的含量均為0.0030重量％或更低，S含量為0.0090重量％或更低。
4.根據權利要求1的高強度鋼板，其中，1mm厚的所述鋼板的電磁屏蔽效應為25dB或更高，其屈服強度為22kg/mm2或更高。
5.根據權利要求1-4任一項的高強度鋼板，其中所述的鋼板上包括熱浸鍍的耐腐蝕性元素鍍層。
6.根據權利要求5的鋼板，其還包括在熱浸鍍鍍層上的有機樹脂涂層。
7.根據權利要求5的鋼板，其中的熱浸鍍鍍層上覆有輻射效率為0.9的遠紅外輻射發射粉末層，所述粉末層的厚度為15-60μm。
8.根據權利要求7的鋼板，其中的遠紅外輻射發射粉末的比表面積為1m2/g并含有17-99重量％的Mg(OH)2。
9.一種生產高強度鋼板的方法，所述的方法包括下述步驟提供一種含有下述元素的鋼坯C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2-0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1-0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素；在1110-1290℃下將鋼坯再加熱；在900℃或更高的最終變形溫度下熱軋鋼坯，得到熱軋鋼板；然后卷繞熱軋鋼板；以50-70％的壓縮百分率冷軋鋼板并退火，該方法能夠改進鋼板的電磁屏蔽效應。
10.根據權利要求9的方法，其中的Mn、Cu、Sn、Si和Al的含量總和為1.0％或更低。
11.根據權利要求9的方法，其中的C和N的含量均為0.0030重量％或更低，S含量為0.0090重量％或更低。
12.根據權利要求9的方法，其中在1110-1200℃下進行再加熱步驟。
13.根據權利要求9的方法，其中在610-750℃下卷繞鋼板。
14.一種生產高強度的熱浸鍍的鋼板的方法，包括下述步驟提供一種含有下述元素的鋼坯C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2-0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1-0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素；在1110-1290℃下將鋼坯再加熱，在900℃或更高的最終變形溫度下熱軋鋼坯，得到熱軋鋼板，卷繞熱軋鋼板；以44-70％的壓縮百分率冷軋鋼板并退火；和對鋼板進行熱浸鍍并任選地以0.2-1.0％的壓縮百分率對鋼板進行光整冷軋，該方法能夠改進鋼板的電磁屏蔽效應和熱浸鍍性能。
15.根據權利要求14的方法，其中以50-70％的壓縮百分率進行冷軋步驟并省略光整冷軋步驟。
16.根據權利要求14的方法，其中的Mn、Cu、Sn、Si和Al的含量總和為1.0％或更低。
17.根據權利要求14的方法，其中的C和N的含量均為0.0030重量％或更低，S含量為0.0090重量％或更低。
18.根據權利要求14的方法，其中在610-750℃下卷繞鋼板。
全文摘要
本發明公開了一種具有優秀的電磁屏蔽能力的高強度鋼板及其生產方法。該鋼板是用含下述元素的組合物制成的C、N和S的總含量為0.0150重量％或更低；Mn含量為0.2－0.8重量％；Al含量為0.6重量％或更低；Si含量為0.4重量％或更低；Cu和/或Sn的總含量為0.1－0.6重量％；余量為Fe和不可避免地存在的元素，該鋼板具有優秀的電磁屏蔽效應和熱浸鍍性能。
文檔編號C21D9/46GK1401212SQ01804992
公開日2003年3月5日 申請日期2001年12月19日 優先權日2000年12月19日
發明者金逸榮, 李在永, 孫晉君, 趙雷夏, 郭榮鎮, 權純宙, 金容敏, 李貞植 申請人:Posco公司, 浦項產業科學研究院