CN101379207A

CN101379207A - 精冲加工性优良的钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN101379207A
Application number: CNA2007800040153A
Authority: CN
Inventors: 仮屋房亮; 横田毅; 中村展之; 濑户一洋
Original assignee: NKK Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2027-01-29
Also published as: US20090308504A1; EP2003220A1; CN101379207B; JP2007270325A; KR20080081955A; KR101024232B1; JP5076347B2; WO2007116599A1; EP2003220A4; EP2003220B1

Abstract

本发明提供FB加工性优良、并且FB加工后的成型加工性也优良的钢板及其制造方法。所述钢板具有：以质量％计，C：0.1～0.5％、Si：0.5％以下、Mn：0.2～1.5％、将P、S调节至适当范围内的组成；以及平均粒径超过10μm且小于20μm的铁素体和铁素体晶粒内碳化物的平均粒径为0.3～1.5μm的组织。由此，制成FB加工性、金属模具寿命及FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)优良的钢板。

Description

精冲加工性优良的钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及适合汽车部件等用途的钢板，特别涉及适合用于进行精密冲裁加工(以下，也称精冲加工或FB加工)的精冲加工性优良的钢板。

背景技术

在制造复杂的机械部件方面，从提高尺寸精度、缩短制造工序等观点考虑，已知精冲加工与切削加工相比，是极为有利的加工方法。

通常的冲裁加工中，模具间的间隙为冲裁材料金属板的板厚的约5％～约10％，而精冲加工与通常的冲裁加工不同，是在将模具间的间隙设定为极小、几乎为零(实际为冲裁材料金属板的板厚的约2％以下)的同时，使压应力作用于模具刀刃附近材料的冲裁加工方法。因此，精冲加工的特征在于：

(1)抑制模具刀刃处的裂纹产生，通常的冲裁加工中可见的断裂面几乎变为零，可得到加工面(冲裁面)几乎为100％剪切面的平滑加工面；

(2)尺寸精度好；

(3)通过一个工序冲裁复杂的形状等。

但是，精冲加工中，材料(金属板)受到的加工度极为严苛。另外，精冲加工中，模具间的间隙几乎为零，因此存在对金属模具的载荷过大、金属模具寿命缩短的问题。因此，对于应用于精冲加工的材料，要求具备优良的精冲加工性的同时，还要求防止金属模具寿命的降低。

针对这样的要求，例如，专利文献1公开了精密冲裁加工性优良的高碳钢板，其具有含有C：0.15～0.90重量％、Si：0.4重量％以下、Mn：0.3～1.0重量％的组成以及球化率80％以上、平均粒径0.4～1.0μm的碳化物分散于铁素体基体中的组织，切口拉伸率为20％以上。根据专利文献1所述的技术，精密冲裁性得到改善，进而金属模具寿命也得到改善。

但是，专利文献1所述的高碳钢板存在精冲加工后的成型加工性差的问题。

另外，专利文献2公开了将含有C：0.08～0.19％、Si、Mn、Al适量、Cr：0.05～0.80％、B：0.0005～0.005％的钢片进行适当的热轧而形成的精密冲裁用钢板。专利文献2所述的钢板屈服强度低，并且冲击值高因而精冲加工性优良，低应变区域n值高因而复合成型加工性优良，而且短时间快速加工性也优良。但是，专利文献2没有公开有关精冲加工性的具体的评价。另外，专利文献2所述的钢板存在精冲加工后的成型加工性差的问题。

另外，专利文献3公开了转造加工或精冲加工中成型性优良的高碳钢板，其具有含有C：0.15～0.45％、将Si、Mn、P、S、Al、N含量调整至适当范围内的组成，而且具有珠光体+渗碳体率为10％以下、并且铁素体晶粒的平均粒径为10～20μm的组织。专利文献3所述的高碳钢板精冲加工性优良，并且精冲加工中金属模具的寿命也得到了改善。但是，专利文献3所述的高碳钢板存在精冲加工后的成型加工性差的问题。

另外，专利文献1、专利文献2、专利文献3所述的钢板，在近来的加工条件严格的精冲加工中，任何一种都不能说具备令人满意的充分的精冲加工性，另外金属模具的寿命也并没有得到充分改善，而且精冲加工后的成型加工性差的问题也没有解决。

最初，精冲加工只应用于齿轮部件等精冲加工后不再进行加工的部件。但近来精冲加工的应用有扩大至汽车部件(活动靠背部件等)的倾向，在精冲加工后需要进行拉伸凸缘加工或鼓凸加工等的部件上的应用也正在研究。因此，作为汽车部件，迫切需要精冲加工性优良并且精冲加工后的拉伸凸缘加工或鼓凸加工等成型加工性也优良的钢板。

作为改善拉伸凸缘加工性的技术，目前已有很多的提案。例如，专利文献4公开了拉伸凸缘性优良的耐磨损热轧钢板，其具有含有C：0.20～0.33％、将Si、Mn、P、S、sol.Al、N含量调整至适当范围内、以及含有Cr：0.15～0.7％的组成，并且具有可含有珠光体的铁素体·贝氏体混合组织。专利文献4所述的热轧钢板通过具有上述组织，扩孔率增高，拉伸凸缘性提高。另外，专利文献5公开了拉伸凸缘性优良的高碳钢板，其具有含有C：0.2～0.7％的组成，并具有碳化物平均粒径为0.1μm以上且小于1.2μm、不含碳化物的铁素体晶粒的体积率为15％以下的组织。专利文献5所述的高碳钢板，抑制冲裁时端面上孔洞的产生，可使扩孔加工中裂纹的形成变慢，拉伸凸缘性提高。

另外，专利文献6公开了冲裁性和退火性优良的高碳钢板，其具有含有C：0.2％以上的组成，并且具有以铁素体及碳化物为主体、碳化物粒径为0.2μm以下、铁素体粒径为0.5～1μm的组织。由此，由毛刺高度和金属模具寿命决定的冲裁性与退火性同时提高。

专利文献1：日本特开2000-265240号公报

专利文献2：日本特开昭59-76861号公报

专利文献3：日本特开2001-140037号公报

专利文献4：日本特开平9-49065号公报

专利文献5：日本特开2001-214234号公报

专利文献6：日本特开平9-316595号公报

但是，专利文献4、专利文献5所述的技术每种都以进行现有的冲裁加工为前提，不认为可以应用于间隙几乎为零的精冲加工。因此，在严格的精冲加工后，难以确保同样的拉伸凸缘性，即使能够确保也存在金属模具寿命缩短的问题。

另外，专利文献6所述的技术需要铁素体粒径在0.5～1μm的范围内，具有这样的铁素体粒径的钢板难以在工业上稳定地制造，存在制品成品率降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题而完成的发明，其目的在于提供精冲加工性优良、并且精冲加工后的成型加工性也优良的钢板及其制造方法。

本发明人为了达到上述目的，针对金属组织、特别是铁素体、碳化物的形态及分布状态对精冲加工性(以下简称为FB加工性)的影响进行了深入研究。

结果发现，FB加工性、FB加工后的成型加工性及金属模具寿命与铁素体晶粒内存在的碳化物的粒径及铁素体粒径有密切关系。因此，将具有规定范围组成的钢原材在适当的热轧终轧条件及其后的冷却条件下，制成具有几乎100％珠光体组织的热轧钢板，再进行适当条件的热轧板退火，使金属组织成为平均铁素体粒径超过10μm且小于20μm、铁素体晶粒内碳化物的平均粒径为0.3～1.5μm的铁素体+渗碳体(粒状碳化物)金属组织，由此，新发现FB加工性、金属模具寿命及FB加工后的成型加工性(侧弯拉伸)显著提高。

FB加工中，在零间隙、压应力状态下加工材料。因此，材料承受大的变形，在该变形中有时会产生裂纹。如果产生裂纹，则冲裁面上出现断裂面。为了防止裂纹产生，重要的是碳化物的球化。但是，碳化物粗大地存在于铁素体晶粒内时，考虑到大的变形时碳化物间易产生孔洞，由孔洞成长引起的裂纹产生不可避免，对铁素体晶粒内的碳化物直径和FB加工性进行了研究。另外，关于金属模具寿命，本发明人推测，如果铁素体晶粒内存在微细的碳化物，则会促进模具刀刃的磨损，金属模具寿命降低。而且，本发明人还考虑，在FB加工后进行成型加工时，FB加工时产生的裂纹之间相互连接而引起成型加工性的降低。

首先，说明作为本发明基础的实验结果。

将以质量％计，含有0.34％ C-0.2％ Si-0.8％ Mn的高碳钢坯(相当于S35C)加热至1150℃后，进行由5道次粗轧、7道次终轧构成的热轧，制成板厚4.2mm的热轧钢板。另外，热轧终轧中的总压下率变化为10～40％，终轧结束温度为860℃，卷取温度为600℃，终轧后将冷却速度由空冷(5℃/秒)改变为250℃/秒而进行冷却。另外，进行空冷以外的冷却(强制冷却)时的冷却停止温度为650℃。接着将这些热轧钢板酸洗后，进行作为热轧板退火的分批退火(720℃×40小时)。

对这些实施了热轧板退火的钢板，首先观察其金属组织。

金属组织的观察是从得到的钢板取试验片，研磨该试验片的与轧制方向平行的截面，进行硝酸乙醇腐蚀后，用扫描电子显微镜(SEM)观察板厚1/4位置的金属组织并拍照，测定铁素体粒径及铁素体晶粒内碳化物粒径。

铁素体粒径及铁素体晶粒内的碳化物粒径是对拍照的组织，使用Media Cybernetics公司制造的图像分析软件“Image Pro Plus ver.4.0”，通过图像分析处理进行定量化。对各铁素体晶粒测定其面积，由得到的面积求出圆相当直径作为各自的粒径。将得到的各铁素体粒径进行算术平均，以其值作为该钢板的铁素体平均粒径。

另外，在拍照的组织中，通过图像分析识别铁素体晶界上存在的碳化物及铁素体晶粒内存在的碳化物，对铁素体晶粒内存在的各碳化物，测定每2°的通过碳化物外周上2点和碳化物的相当椭圆(与碳化物面积相同且静矩及惯性矩相等的椭圆)重心的直径，求出圆相当直径，以此作为各自的碳化物粒径。将得到的各碳化物粒径进行算数平均，以其值作为该钢板的碳化物平均粒径。另外，测定的碳化物的晶粒数为各3000个。

另外，从得到的钢板取试验片(大小：100×80mm)，进行精冲试验(FB试验)。FB试验如下：使用110吨油压冲压机，在间隙：0.060mm(板厚的1.5％)、加工力：8.5吨、有润滑的条件下，从试验片上冲裁大小为60mm×40mm(转角半径R：10mm)的试样。测定冲裁下来的试样的端面(冲裁面)的表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)，评价FB加工性。另外，为了消除板厚偏差对于间隙的影响，预先将试验片两面分别进行等量研削，使板厚为4.0±0.010mm。

表面粗糙度的测定如下：对于除R部以外的4个端面，如图3所示，在各端面(板厚面)上，在从距冲床侧表面0.5mm至板厚方向3.9mm的范围、并且平行于表面(X方向)延伸10mm的区域内，用触针式表面粗糙度仪沿板厚方向(t方向)以100μm间距扫描35次，根据JISB0601-1994标准，测定各扫描线上的表面粗糙度Rz。而且，测定面的表面粗糙度Rz为将各条扫描线的Rz求和后算出的平均值。按照与上述相同的方法测定4个端面，算出以下式定义的平均表面粗糙度Rzave(μm)。

Rz ave＝(Rz 1+Rz 2+Rz 3+Rz 4)/4

(在此，Rz 1、Rz 2、Rz 3、Rz 4为各面的Rz)

一般而言，冲裁端面中断裂面的出现为10％以下的情况被认为“FB加工性优良”，而本发明中，平均表面粗糙度Rz ave若为10μm以下，则FB加工性优良，且其值越小FB加工性越好。

另外，评价使用的模具(金属模具)的寿命。与上述同样地测定FB加工中冲裁次数达到30000次时的试样端面(冲裁面)的表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)，评价金属模具寿命。

另外，从得到的钢板上通过FB加工冲裁下试验片(大小：40mm×170mm(轧制方向))，进行侧弯试验，评价FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)。FB加工是在模具间的间隙：0.060mm(板厚的1.5％)、加工力：8.5吨、有润滑的条件下进行的。

侧弯试验如下：以长井等人(长井美宪、永井康友：PK技报，No.6(1995)，p14)的方法为标准，在束缚试验片的侧面(板面)的状态下进行侧弯试验，测定贯穿板厚的裂缝产生时的拉伸。进行拉伸评价一侧的试验片端面为170mm长度侧的FB加工面。另外，在试验片上，将用于评价断裂时拉伸的计量标点以计量标点间距离50mm画下划线。试验数为各钢板2片，以得到的拉伸值的平均值作为侧弯拉伸值。

根据热轧的终轧中的总压下率及终轧后的平均冷却速度而改变铁素体平均粒径及铁素体晶粒内的碳化物平均粒径。得到的结果如图1、图2所示。

图1显示了铁素体平均粒径与侧弯拉伸的关系。从图1可以看出，铁素体平均粒径如果超过10μm，则侧弯拉伸超过45％，显示非常良好的值，表现出良好的FB加工后的加工性。另外，铁素体平均粒径为20μm以上时，FB加工后的毛刺变大，FB加工性降低。另外，图2显示了铁素体平均粒径超过10μm且小于20μm时，铁素体晶粒内碳化物平均粒径与FB加工冲裁面的平均表面粗糙度Rz ave的关系。从图2可以看出，铁素体晶粒内碳化物平均粒径为1.5μm以下时，Rz ave为10μm以下，显示出良好的FB加工性。另外，铁素体晶粒内碳化物平均粒径小于0.3μm时，30000次冲裁后的冲裁面的平均表面粗糙度超过10μm，金属模具寿命降低。

本发明是基于上述发现进一步进行深入研究而完成的。即，本发明的要点如下。

(1)一种精冲加工性优良的钢板，其特征在于，具有：以质量％计，含有C：0.1～0.5％、Si：0.5％以下、Mn：0.2～1.5％、P：0.03％以下、S：0.02％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；以及以铁素体及碳化物为主体的组织，其中，所述铁素体的平均粒径超过10μm且小于20μm，所述碳化物中，铁素体晶粒内存在的碳化物的平均粒径为0.3～1.5μm。

(2)如(1)所述的钢板，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有Al：0.1％以下。

(3)如(1)或(2)所述的钢板，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有选自Cr：3.5％以下、Mo：0.7％以下、Ni：3.5％以下、Ti：0.01～0.1％及B：0.0005～0.005％中的1种或2种以上。

(4)一种精冲加工性优良的钢板的制造方法，依次实施将钢原材加热并轧制成热轧板的热轧、对该热轧板进行退火的热轧板退火，其特征在于，所述钢原材具有以质量％计，含有C：0.1～0.5％、Si：0.5％以下、Mn：0.2～1.5％、P：0.03％以下、S：0.02％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；所述热轧，终轧中800～950℃温度范围的总压下率为25％以上，终轧的结束温度为800～950℃；该终轧结束后，以50℃/秒以上且小于120℃/秒的平均冷却速度冷却，在500～700℃的温度范围停止该冷却，在450～600℃进行卷取处理；并以600～720℃的退火温度进行所述热轧板退火处理。

(5)如(4)所述的钢板的制造方法，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有Al：0.1％以下。

(6)如(4)或第(5)项所述的钢板的制造方法，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有选自Cr：3.5％以下、Mo：0.7％以下、Ni：3.5％以下、Ti：0.01～0.1％及B：0.0005～0.005％中的1种或2种以上。

根据本发明，可以容易且低价地制造FB加工性优良、而且FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)也优良的钢板，在工业上具有显著的效果。另外，根据本发明生产FB加工性优良的钢板，不必进行FB加工后的端面处理，可以缩短制造工期提高生产率，同时还具有能削减制造成本的效果。

附图说明

图1是表示铁素体平均粒径与FB加工后的侧弯拉伸的关系的图。

图2是表示FB加工性(冲裁面的平均表面粗糙度：Rz ave)与铁素体晶粒内碳化物平均粒径的关系的图。

图3是示意地说明FB加工后的冲裁面的表面粗糙度测定区域的说明图。

具体实施方式

首先，说明本发明钢板的组成限定理由。另外，组成中的质量％只要没有特别说明，均只记作％。

C：0.1～0.5％

C是影响热轧退火后及淬火后硬度的元素，在本发明中需要含有0.1％以上。C小于0.1％时，不能得到作为汽车用部件所要求的硬度。另一方面，在超过0.5％而大量含有的情况下，钢板发生硬质化，因此不能在工业上确保充分的金属模具寿命。因此，C限定在0.1～0.5％的范围。

Si：0.5％以下

Si是作为脱氧剂发挥作用、并且通过固溶强化增加强度(硬度)的元素，但如果超过0.5％而大量含有，则铁素体相发生硬质化，使FB加工性降低。另外，如果含有超过0.5％的Si，则在热轧阶段产生被称为红锈的表面缺陷。因此，Si限定为0.5％以下。另外，优选0.35％以下。

Mn：0.2～1.5％

Mn是通过固溶强化增加钢的强度、并且对于提高淬火性有效地发挥作用的元素。为了得到这样的效果，希望其含量为0.2％以上，但如果超过1.5％而过量地含有，则固溶强化过强，从而铁素体发生硬质化，FB加工性降低。因此，Mn限定为0.2～1.5％的范围。另外，优选0.6～0.9％。

P：0.03％以下

P偏析于晶界等上而使加工性降低，因此在本发明中希望尽可能减少其含量，但可允许达到0.03％。由此，P限定为0.03％以下。另外，优选0.02％以下。

S：0.02％以下

S在钢中形成MnS等硫化物而作为夹杂物存在，是使FB加工性降低的元素，希望尽可能减少其含量，但可允许达到0.02％。由此，S限定为0.02％以下。另外，优选0.01％以下。

上述成分为基本组成，本发明在上述基本组成的基础上，还可以含有Al和/或选自Cr、Mo、Ni、Ti及B的1种或2种以上。

Al：0.1％以下

Al是作为脱氧剂发挥作用、并且与N结合形成AlN而对防止奥氏体晶粒的粗大化有贡献的的元素。与B同时含有时，还有固定N、防止B形成BN而使对于提高淬火性有效的B量减少的效果。这样的效果在0.02％以上的含量下显著，但超过0.1％的含量使钢的纯度降低。因此，含有时Al优选限定为0.1％以下。另外，作为不可避免的杂质的Al为0.01％以下。

Cr、Mo、Ni、Ti、B的任意一种都是对于提高淬火性、或者进一步提高抗回火软化性有贡献的元素，可根据需要选择性地含有。

Cr：3.5％以下

Cr是对提高淬火性有效的元素，为了得到这样的效果而优选含有0.1％以上，但超过3.5％的含量在FB加工性降低的同时导致抗回火软化性的过度增大。因此，含有Cr时优选限定为3.5％以下。另外，更优选0.2～1.5％。

Mo：0.7％以下

Mo是对提高淬火性有效地发挥作用的元素，为了得到这样的效果而优选含有0.05％以上，但超过0.7％的含量会导致钢的硬质化，FB加工性降低。因此，含有Mo时优选限定为0.7％以下。另外，更优选0.1～0.3％。

Ni：3.5％以下

Ni是使淬火性提高的元素，为了得到这样的效果而优选含有0.1％以上，但超过3.5％的含量会导致钢的硬质化，FB加工性降低。因此，含有Ni时优选限定为3.5％以下。另外，更优选0.1～2.0％。

Ti：0.01～0.1％

Ti容易与N结合形成TiN，是对于防止淬火时γ晶粒的粗大化有效地发挥作用的元素。另外，与B同时含有时减少形成BN的N，因此还具有可减少提高淬火性所需要的B的添加量的效果。为了得到这样的效果，需要0.01％以上的含量。另一方面，超过0.1％含有时，由TiC等的析出造成铁素体析出强化而发生硬质化，导致金属模具寿命的降低。因此，含有时Ti优选限定为0.01～0.1％的范围。另外，更优选0.015～0.08％。

B：0.0005～0.005％

B是偏析于奥氏体晶界上、以微量即可改善淬火性的元素，特别是在与Ti复合添加时有效。为了改善淬火性，需要0.0005％以上的含量。另一方面，即使含量超过0.005％，其效果已饱和，无法期待与含量相符的效果而在经济上变得不利。因此，含有时B优选限定为0.0005～0.005％的范围。另外，更优选0.0008～0.004％。

上述成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。另外，作为不可避免的杂质，可以允许存在例如N：0.01％以下、O：0.01％以下、Cu：0.1％以下。

接下来，说明本发明钢板的组织限定理由。

本发明的钢板，具有以铁素体及碳化物为主体的组织。以铁素体及碳化物为主体的组织是指铁素体及碳化物的体积率为95％以上的组织。即，本发明的钢板具有几乎由铁素体及碳化物构成的组成，但铁素体、碳化物以外的相允许达到体积率5％左右。

本发明的钢板中，铁素体的粒径以平均粒径计为超过10μm且小于20μm。铁素体的平均粒径为10μm以下时，如图1所示，FB加工后的侧弯拉伸降低。其理由虽不明确，但根据本发明人的推测，认为铁素体平均粒径如果变小至10μm以下，则铁素体晶界上的扩散速度快，铁素体晶界上存在的碳化物的平均粒径容易变大，因此，由FB加工时的大的变形引起铁素体晶界上的碳化物间产生孔洞，孔洞生长而容易形成裂纹，该裂纹在FB加工后的成型加工时进一步延伸并接合，从而使FB加工后的侧弯拉伸降低。另一方面，铁素体平均粒径为20μm以上时，虽然发生软质化而提高了金属模具寿命，但加工后的毛刺高度显著增大。因此，铁素体的平均粒径限定为超过10μm且小于20μm。另外，优选12～18μm。

另外，本发明钢板中，碳化物中铁素体晶粒内的碳化物的平均粒径为0.3～1.5μm。铁素体晶粒内存在的碳化物的平均粒径小于0.3μm时，钢板发生硬质化，金属模具寿命降低。另一方面，如果超过1.5μm而发生粗大化，则如图2所示，由FB加工时的大的变形引起碳化物间产生孔洞，孔洞生长而形成裂纹，产生断裂面，加工面(冲裁面)的粗糙度增大，FB加工性降低。因此，铁素体晶粒内的碳化物的平均粒径限定为0.3～1.5μm的范围。

下面说明本发明钢板的优选的制造方法。

优选将具有上述组成的钢水用转炉等常用的熔炼方法熔炼，并用连铸法等常用的铸造方法制成钢原材(钢坯)。

然后对得到的钢原材进行将钢原材加热并轧制成热轧板的热轧。

所述热轧，终轧的800～950℃温度范围的总压下率为25％以上，终轧的结束温度为800～950℃；该终轧结束后，以50℃/秒以上且小于120℃/秒的平均冷却速度冷却，在500～700℃的温度范围停止该冷却，在450～600℃进行卷取处理。

本发明的热轧中，通过调节终轧的结束温度和其后的冷却条件，可得到具有几乎100％的珠光体组织的热轧钢板。另外，本发明的热轧中，进一步通过使终轧的800～950℃温度范围的总压下率为25％以上，在适当的热轧板退火后，可得到铁素体平均粒径超过10μm且小于20μm的组织。

终轧的800～950℃温度范围的总压下率：25％以上

热轧的终轧中，通过增大压下率，奥氏体粒径变小，与此相伴相变后的珠光体粒径变微细，热轧板退火中，以具有微细珠光体的高晶界能为驱动力，促进铁素体晶粒的成长。

在此，特别是在超过950℃的高温下，由于重结晶，奥氏体粒径容易增大，因此在950℃以下的温度范围内压下的影响大。

珠光体通过热轧板退火变为多边形铁素体和球状渗碳体。为了使由该热轧板退火生成的铁素体的平均粒径超过10μm且小于20μm，终轧的800～950℃温度范围的总压下率采用比通常进行的轧制大的压下率，为25％以上。800～950℃温度范围的总压下率小于25％时，压下率不足，难以使铁素体粒径达到所希望的范围。另外，从轧制载荷的观点考虑，总压下率的上限优选35％以下。另外，更优选25～33％。

终轧的结束温度：800～950℃

终轧的结束温度超过950℃而变高时，产生的锈皮变厚，酸洗性降低，并且有时在钢板表层产生脱碳层，铁素体粒径易变粗大。另一方面，终轧的结束温度小于800℃时，轧制载荷的增大显著，产生对轧钢机的载荷过大的问题。因此，终轧的结束温度优选为800～950℃范围内的温度。

终轧结束后的平均冷却速度：50℃/秒以上且小于120℃/秒

终轧结束后以50℃/秒以上的平均冷却速度冷却。另外，该平均冷却速度为从终轧的结束温度至该冷却(强制冷却)的停止温度的平均冷却速度。平均冷却速度小于50℃/秒时，冷却中产生不含碳化物的铁素体，冷却后的组织成为铁素体+珠光体的不均匀组织，不能确保由几乎100％的珠光体形成的均匀组织。热轧板组织为铁素体+珠光体的不均匀组织时，碳化物的分布也不均匀，无论其后的热轧板退火如何费心思，晶粒内存在的碳化物也易变粗大，因此终轧结束后的平均冷却速度优选限定为50℃/秒以上。另外，终轧结束后的平均冷却速度设定为小于120℃/秒，从防止贝氏体生成的观点出发是优选的。平均冷却速度如果为120℃/秒以上，则钢板表层部与板厚中央部的组织容易不同，热轧板退火后表层部与板厚中央部的变形能不同，因此金属模具寿命、FB加工性、FB加工后的成型加工性容易降低。因此，终轧结束后的平均冷却速度优选为50℃/秒以上且小于120℃/秒。

冷却停止温度：500～700℃

停止上述冷却(强制冷却)的温度优选为500～700℃。冷却停止温度低于500℃时，产生生成硬质的贝氏体或马氏体而使热轧板退火时间延长的问题、或卷取时产生裂缝等操作上的问题。另一方面，冷却停止温度为超过700℃的高温时，铁素体相变鼻点(transformation nose)在700℃附近，因此在冷却停止后的放冷中产生铁素体，不能确保由几乎100％的珠光体形成的均匀组织。由此，冷却停止温度优选限定为500～700℃范围内的温度。另外，更优选500～650℃，进一步优选500～600℃。

冷却停止后，立即将热轧板卷取成卷材状。

卷取温度为450～600℃。卷取温度低于450℃时，卷取时钢板产生裂缝，成为操作上的问题。另一方面，卷取温度如果超过600℃，则存在卷取中产生铁素体的问题。

另外，优选500～600℃。

如上得到的热轧板(热轧钢板)，接着通过酸洗或喷丸等除去表面的氧化锈皮后，进行退火温度为600～720℃的热轧板退火。通过对具有几乎100％珠光体组织的热轧板进行适当的热轧板退火，可以促进碳化物的球化，将铁素体粒径调整到所希望的范围内，并且能够将铁素体晶粒内的碳化物粒径调整到规定的范围内。

热轧板退火的退火温度：600～720℃

退火温度低于600℃时，铁素体晶粒内的碳化物的平均粒径小于0.3μm。另一方面，如果为超过750℃的高温，则铁素体晶粒内的碳化物的平均粒径超过1.5μm，FB加工性降低。另外，热轧板退火的保持时间不需要特别限定，但为了将碳化物粒径调整到所希望的范围内，优选8小时以上。另外，如果超过80小时，则铁素体晶粒过度粗大化，铁素体晶粒内碳化物平均粒径可能超过1.5μm，因此优选80小时以下。

实施例

以具有表1所示组成的钢原材(钢坯)作为起始原材。将此钢原材加热至表2所示的加热温度后，按照表2所示的热轧条件制成板厚4.2mm的热轧板。

改变终轧的800～950℃温度范围的总压下率、终轧的轧制结束温度、终轧结束后冷却的平均冷却速度、冷却停止温度及卷取温度作为热轧条件。

接着对上述热轧板进行分批退火及酸洗处理。对得到的钢板评价组织组织、FB加工性、FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)。试验方法如下所述。

(1)组织观察

从得到的钢板上取组织观察用试验片。然后，研磨试验片的与轧制方向平行的截面，进行硝酸乙醇腐蚀后，用扫描电子显微镜(SEM)(倍率，铁素体：1000倍，碳化物：3000倍)观察板厚1/4位置的金属组织(视野数：30处)，使用Media Cybernetics公司制造的图像分析软件“Image Pro Plus ver.4.0”，通过图像分析处理测定铁素体及碳化物的体积率、铁素体粒径、铁素体晶粒内碳化物粒径。

铁素体及碳化物的体积率如下进行判断：用SEM(倍率：3000倍)观察金属组织(视野数：30处)，用除碳化物外的铁素体面积与碳化物面积的总面积除以全视野面积求出面积率，将其作为铁素体及碳化物的体积率。铁素体粒径是对各铁素体晶粒测定其面积、由得到的面积求出圆相当直径作为各自的粒径。将得到的各铁素体粒径进行算术平均，以该值作为该钢板的平均铁素体粒径。另外，测定的面积率为各500个。

铁素体晶粒内碳化物的粒径是在金属组织观察(倍率：3000倍)的各视野(视野数：30处)中，通过图像分析识别铁素体晶粒内存在的碳化物，对铁素体晶粒内存在的各碳化物，测定每2°的通过碳化物外周上2点和碳化物的相当椭圆(与碳化物面积相同且静矩及惯性矩相等的椭圆)重心的直径，求出圆相当直径，将其作为各自的碳化物粒径，将得到的碳化物粒径的平均值作为铁素体晶粒内碳化物的平均粒径。另外，测定的碳化物的晶粒数为各3000个。

(2)FB加工性

从得到的钢板取试验片(大小：100×80mm)，进行FB试验。FB试验如下：使用110吨油压冲压机，在模具间的间隙：0.060mm(板厚的1.5％)、加工力：8.5吨、有润滑的条件下，从试验片上冲裁大小为60mm×40mm(转角半径R：10mm)的试样。对冲裁下来的试样的端面(冲裁面)，测定表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)，评价FB加工性。另外，为了消除板厚偏差对于间隙的影响，预先将两面分别进行等量研削，使板厚为4.0±0.010mm。

表面粗糙度的测定如下：对于除R部以外的4个端面，如图3所示，在各端面(板厚面)上，在从距冲床侧表面0.5mm至板厚方向3.9mm的范围、并且平行于表面(X方向)延伸10mm的区域内，用触针式表面粗糙度仪沿板厚方向(t方向)以100μm间距扫描35次，根据JIS B0601-1994标准，测定各扫描线上的表面粗糙度Rz。而且，测定面的表面粗糙度Rz为将各条扫描线的Rz求和后算出的平均值。按照与上述相同的方法测定4个端面，算出以下式定义的平均表面粗糙度Rzave(μm)，评价FB加工性。

Rz ave＝(Rz 1+Rz 2+Rz 3+Rz 4)/4

(在此，Rz 1、Rz 2、Rz 3、Rz 4为各面的Rz)

另外，如上所述的本发明中，Rz ave如果为10μm以下，则其值越小FB加工性越优良。

另外，观察了有无对FB加工成为问题的大的毛刺(高毛刺)的产生。

另外，评价使用的模具(金属模具)的寿命。测定FB加工中冲裁次数达到30000次时的试样端面(冲裁面)的表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)，评价金属模具寿命。另外，表面粗糙度的测定方法与上述方法相同。试样端面的表面粗糙度Rz ave按10μm以下为○、超过10μm且在16μm以下为△、超过16μm为×而进行评价。

(3)FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)

从得到的钢板上通过FB加工冲裁下试验片(大小：40mm×170mm(轧制方向))，进行侧弯试验，评价FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)。

另外，为了消除板厚偏差对于间隙的影响，预先将试验片两面进行等量研削，使板厚为4.0±0.010mm。FB加工是在模具间的间隙：0.060mm(板厚的1.5％)、加工力：8.5吨、有润滑的条件下进行的。

侧弯试验是以长井等人(长井美宪、永井康友：PK技报，No.6(1995)，p14)的方法为标准，在束缚试验片的侧面(板面)的状态下进行侧弯试验，测定贯穿板厚的裂缝产生时的拉伸。进行拉伸评价一侧的试验片端面为170mm长度侧的FB加工面。另外，在试验片上，将用于评价断裂时拉伸的计量标点以计量标点间距离50mm画下划线。试验数为各钢板2片，以得到的拉伸值的平均值作为侧弯拉伸值。侧弯拉伸值在45％以上时为○，小于45％时为×，评价FB加工后的加工性(侧弯拉伸性)。

得到的结果显示于表3。

本发明例的任意一例，冲裁面的平均表面粗糙度Rz ave均为10μm以下，FB加工性均优良，而且冲裁次数30000次时的冲裁面表面也均光滑(评价为○)，也没有发现金属模具寿命的降低。另外，本发明例的FB加工后的侧弯拉伸性(加工性)也优良。另外，本发明例中任意一例的铁素体及碳化物的体积率的合计均在95％以上，确认形成了以铁素体及碳化物为主体的组织。另一方面，偏离本发明范围的比较例，冲裁面的平均表面粗糙度Rz ave超过10μm而变粗，FB加工性降低或FB加工时产生大的毛刺，或者金属模具寿命降低，或者FB加工后的侧弯拉伸性(加工性)降低，或者FB加工性、金属模具寿命、FB加工后的侧弯拉伸性(加工性)全都降低。

表1

表2

*)终轧中在800～950℃的总压下率

**)卷取时产生裂缝

表3

**)卷取时产生裂缝

***)产生高毛刺

Claims

1.一种精冲加工性优良的钢板，其特征在于，具有：以质量％计，含有C：0.1～0.5％、Si：0.5％以下、Mn：0.2～1.5％、P：0.03％以下、S：0.02％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；以及以铁素体及碳化物为主体的组织，其中，所述铁素体的平均粒径超过10μm且小于20μm，所述碳化物中，铁素体晶粒内存在的碳化物的平均粒径为0.3～1.5μm。

2.如权利要求1所述的钢板，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有Al：0.1％以下。

3.如权利要求1或2所述的钢板，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有选自Cr：3.5％以下、Mo：0.7％以下、Ni：3.5％以下、Ti：0.01～0.1％及B：0.0005～0.005％中的1种或2种以上。

4.一种精冲加工性优良的钢板的制造方法，依次实施将钢原材加热并轧制成热轧板的热轧、对所述热轧板进行退火的热轧板退火，其特征在于，所述钢原材具有以质量％计，含有C：0.1～0.5％、Si：0.5％以下、Mn：0.2～1.5％、P：0.03％以下、S：0.02％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；所述热轧，终轧中800～950℃温度范围的总压下率为25％以上，终轧的结束温度为800～950℃；所述终轧结束后，以50℃/秒以上且小于120℃/秒的平均冷却速度冷却，在500～700℃的温度范围停止所述冷却，在450～600℃进行卷取处理；并以600～720℃的退火温度进行所述热轧板退火处理。

5.如权利要求4所述的钢板的制造方法，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有Al：0.1％以下。

6.如权利要求4或5所述的钢板的制造方法，其特征在于，所述组成中，以质量％计，还含有选自Cr：3.5％以下、Mo：0.7％以下、Ni：3.5％以下、Ti：0.01～0.1％及B：0.0005～0.005％中的1种或2种以上。