CN101622080A - 高张力冷轧钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种高张力冷轧钢板，表面的几何学形状由粗糙度剖面曲线从滤波起伏曲线的偏离为±2μm以下的平坦部和距滤波起伏曲线的最大深度为10μm以上、50μm以下的凹部构成，控制凹部的平均面积超过0.01mm2且在0.2mm2以下、凹部的面积率为5％以上且小于20％，从而即使连续进行冲压成形，也得到能够可靠地抑制模具磨损的产生的、拉伸强度为340MPa以上的高张力冷轧钢板。

Description

高张力冷轧钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及耐模具磨损性(galling prevention properties)优良的高张力冷轧钢板(high strength steel sheet)，特别是，通过控制钢板表面的几何学形状(surface texture)而能够提高耐模具磨损性的、拉伸强度(TS)为340MPa以上的高张力冷轧钢板及其制造方法。
背景技术
冷轧钢板通常通过冲压成形(press forming)等成形为所希望的形状，作为汽车部件和家电部件(electric appliance parts)等广泛应用。此时，如果连续对大量的冷轧钢板进行冲压成形，由于金属模具和冷轧钢板之间的粘结(metal transfer)所引起的滑动阻力(friction)的增加而产生模具磨损，有时导致金属模具的破损和成形不良(fracture inpress-forming)等。特别是，近年来，对由于部件轻量化(weightreduction)而使用量增加的高张力钢板而言，在冲压成形时金属模具(stamping tools)和钢板的接触面压力(contact pressure)变高，因此容易产生模具磨损。鉴于此，为了抑制模具磨损的产生，已提出控制钢板和金属模具的材质的方法、控制钢板表面的几何学形状的方法、控制钢板表面的氧化膜的方法、使润滑油的粘度最佳化的方法及将钢板表面加工硬化(work hardening)的方法等。
其中，对于控制钢板表面的几何学形状的方法，由于不损害钢板原来的成形性，并且不需要附加的制造工序.因此正在进行各种研究。例如，在日本特开平2-163344号公报(专利文献1)中公开了如下控制方法，使钢板表面的凸部面积率(fraction of swelling area)为20～60％，并且使每个凸部的平均面积(avarage area)为2×104～105(μm2)。在日本特开2-163345号公报(专利文献2)中公开了根据屈服应力(YS)以SRa≥(32.4/YS[kgf/mm2])-1.1控制钢板的表面粗糙度(surface roughness)SRa的方法。在日本特开平5-261401号公报(专利文献3)、日本特开平6-218403号公报(专利文献4)、日本特开平6-87001号公报(专利文献5)、日本特开平6-87002号公报(专利文献6)、日本特开平6-87003号公报(专利文献7)、日本特开平6-91305号公报(专利文献8)及日本特开平6-116745号公报(专利文献9)中公开了使钢板表面的凹部(dented area)的深度为板厚的0.5～10％，使凹部的总体积按每1mm2钢板表面为0.8×106μm3以上，使凹部总面积为0.2mm2以上，并且对这些凹部的配置进行各种控制的方法。在日本特开平9-29304号公报(专利文献10)中公开了如下控制方法，设置距平均粗糙度(average roughness)Ra为0.2～0.4μm的平坦部(flat area)的深度为10～30μm的凹部，并且使各凹部的面积为0.0001～0.01mm2，使凹部面积率为5～30％。
另外，以涂装后清晰性(distinctness)为目的，已提出控制钢板表面的几何学形状的方法。例如，在日本特开昭60-111156号公报(专利文献11)中公开了如下控制方法，使表面凸部的平坦部(flatness)P为0～0.2，使中心面平均谷高度(average maximum profile valley depth)Rv为0.1μm以上。在日本特开平6-91303号公报(专利文献12)中公开了如下控制方法，使钢板表面的平均起伏(average waviness)Wca、平均粗糙度Ra分别为0.6μm以下，使10点平均粗糙度(ten point heightof irregularites)Rz为3μm以下的平坦部为20～80％，使深度2μm以上的凹部的最接近间隔为10～200μm。在日本特开平6-210364号公报(专利文献13)中公开了如下控制方法，使钢板表面的平均起伏为0.6μm以下，使冲头面(punch surface)10点平均粗糙度为10μm以上，使冲模面(die surface)平均粗糙度Ra为0.4μm以上，并且使平坦部面积率为40％以上。在日本特开平9-118918号公报(专利文献14)中公开了使钢板表面的平均粗糙度Ra为0.8μm以下，使最大粗糙度Rmax为4.0μm以下，使Rv/Rmax为0.7以下(Rv：maximum profile valleydepth)。在日本特开平10-24301号公报(专利文献15)中公开了如下控制方法，使最大粗糙度Rmax为4.0μm以下，并且使Rv/Rmax为0.6以上。
另外，在对后述实施例中所述的模具磨损性进行评价时，采用日本特开2005-240148号公报(专利文献16)中记载的装置等。
发明内容
但是，专利文献1～9所记载的方法如果应用于以软质钢板(mildsteel sheet)为对象、冲压成形时金属模具和钢板的接触面压力变高的高张力钢板，特别是拉伸强度为340MPa以上的高张力冷轧钢板，则未必能够抑制模具磨损的产生。另外，通过专利文献10～15所记载的方法，对同样接触面压力变高的高张力钢板，不能够有效地抑制模具磨损的产生。
本发明的目的在于，提供即使连续进行冲压成形，也能够可靠地抑制模具磨损的产生的、拉伸强度为340MPa以上的高张力冷轧钢板及其制造方法。
上述目的通过如下耐模具磨损性优良的高张力冷轧钢板来实现，其特征在于，在表面具有由粗糙度剖面曲线(roughness profile)从滤波起伏曲线(filtered waviness curve)的偏离(deviation)为±2μm以下的平坦部和距滤波起伏曲线的最大深度为10μm以上、50μm以下的凹部构成(comprising)的几何学形状，所述凹部的平均面积超过0.01mm2且在0.2mm2以下，所述凹部的面积率为5％以上且小于20％。
本发明的高张力冷轧钢板能够通过如下耐模具磨损性优良的高张力冷轧钢板的制造方法来实现，其特征在于，具有对热轧后的钢板进行冷轧的工序和对冷轧后的钢板进行退火的工序，其中，在所述冷轧工序中，利用表面的中心线峰高(maximum profile peak height)Rp为10μm以上、50μm以下且核心粗糙度深度(DIN：Kernrauhtiefe)(coreroughness depth)Rk为10μm以上的工作辊(work roll)，进行轧制率(rolling reduction)为5％以上的冷轧。
本发明的高张力冷轧钢板能够通过如下耐模具磨损性优良的高张力冷轧钢板的制造方法来实现，其特征在于，具有对热轧后的钢板进行冷轧的工序和对冷轧后的钢板进行退火的工序，其中，在所述退火工序后，利用表面的中心线峰高Rp为10μm以上、50μm以下且核心粗糙度深度Rk为10μm以上的工作辊，进行延伸率(elongation)为0.10％以上的表面光轧(temperrolling)。
附图说明
图1是钢板表面的剖面曲线及滤波起伏曲线的模式图。
图2是说明中心线峰高Rp的测定方法的模式图。
图3是说明核心粗糙度深度Rk的测定方法的模式图。
图4是表示利用带有表面三维形状测定功能(3-dimensional surfacetexture analyzer)的扫描电子显微镜的测定结果的一个例子(色调和深度的关系)的图。
标号说明
1：剖面曲线
2：滤波起伏曲线
3：表示(滤波起伏曲线+2μm)的曲线
4：表示(滤波起伏曲线-2μm)的曲线
5：凹部(剖面)
6：粗糙度曲线
7：粗糙度曲线的中心线
8：粗糙度曲线中基准长度内的最高的峰
9：特殊滤波器处理后的粗糙度曲线
10：负荷曲线
11：最小倾斜直线
12：平坦部(SEM像)
13：凹部(SEM像)
具体实施方式
(高张力冷轧钢板)
(表面的几何学形状)
冲压成形时的耐模具磨损性可以通过在钢板表面的凹部保持润滑油，防止金属模具和钢板的粘结而提高。但是，在高张力冷轧钢板中，钢板表面的冲压成形时的微观塑性变形量比软质钢板小，而且，与金属模具的接触面压力与软质钢板相比显著变高，因此如果形成为与以往的软质钢板同样的表面几何学形状，则不能够提高耐模具磨损性。
但是，发明人发现如果具有具备由粗糙度剖面曲线从滤波起伏曲线的偏离为±2μm以下的平坦部和距滤波起伏曲线的最大深度为10μm以上、50μm以下的凹部的几何学形状的表面，并且形成为凹部的平均面积超过0.01mm2且在0.2mm2以下、凹部的面积率为5％以上且小于20％的几何学形状的表面，则能够可靠地抑制高张力冷轧钢板中模具磨损的产生。下面对此详细说明。
1)粗糙度剖面曲线从滤波起伏曲线的偏离为+2μm以下的平坦部的存在
冲压成形时在钢板表面保持的润滑油的量(以下称为保油量(lubricant holding ability))，取决于钢板和金属模具的润滑油的密封性(sealing property)和钢板表面的凹部的体积。钢板和金属模具的润滑油的密封性取决于钢板表面的平坦部的有无和状态。平坦部一般根据从中心线偏离的程度判断，但是根据发明人得到的见解，对从模具受到的面压大的高张力钢板而言，优选以滤波起伏曲线为基准进行评价，而不是一般的平坦部的定义。也就是说，如图1(横向相当于测定方向，纵向相当于高度方向)所示，如果在钢板表面的剖面曲线1中存在粗糙度剖面曲线从滤波起伏曲线2的偏离为+2μm的部分(即剖面曲线1为在表示“滤波起伏曲线+2μm”的曲线3和表示“滤波起伏曲线-2μm”的曲线4之间的区域)，则可以将该部分作为平坦部处理，能够确保润滑油的密封性。在此，滤波起伏曲线是除去剖面曲线的短周期成分的曲线，按照JIS B0601、B0610-1987，以截止值0.8mm或2.5mm进行测定。
滤波起伏曲线的波长和振幅没有特别的限制，优选分别为10～100mm左右、10μm以下。
2)距滤波起伏曲线的最大深度为10μm以上、50μm以下的凹部的存在，凹部的平均面积超过0.01mm2且在0.2mm2以下
在本发明中凹部也基于滤波起伏曲线定义。也就是说，作为确定保油量的另一个因素的凹部5(参照图1)的体积，取决于距滤波起伏曲线的最大深度(凹部的深度)和凹部的面积。
此时，如果最大深度小于10μm，则不能够得到足够的保油量，如果超过50μm，则在成形时凹部成为裂纹的起点，因此需要将距滤波起伏曲线的最大深度设为10μm以上、50μm以下。另外，如果凹部的平均面积为0.01mm2以下，则不能够得到足够的保油量，如果其超过0.2mm2，则即使在高张力钢板中，由于钢板和金属模具的密合的润滑油的密封性也降低，从而不能够得到足够的保油量，因此需要将凹部的平均面积设为超过0.01mm2且在0.2mm2以下。另外，在此所说的凹部的平均面积是指从凹入部分切除的、包含滤波起伏曲线的面的平均面积。另外，凹部的平均面积优选为0.012mm2以上，更优选为0.020mm2以上。
3)凹部的面积率：5％以上且小于20％
为了提高耐模具磨损性，需要使上述形状的凹部以一定程度的面积率存在。如果凹部的面积率小于5％，则不能够得到足够的保油量，如果其为20％以上，则凹部处的润滑油的密封性降低，不能够得到足够的保油量，因此需要将凹部的面积率设为5％以上且小于20％。
另外，最大深度超过2μm且小于10μm的凹部不具有提高上述的耐模具磨损性的效果，因此按平坦部处理，但是如果其面积率超过20％，则有时使最大深度为10μm以上、50μm以下的凹部的凹部保油效果损失，因此最大深度为超过2μm且小于10μm的凹部的面积率优选为20％以下。
如上所述，通过以滤波起伏曲线为基准将平坦度和凹部(深度、面积、分布)设定在适当的范围内，能够设计使得钢板表面为高粗糙度，并且有效地确保保油量。
另外，下面表示优选的高张力钢板的例子。上述的表面几何学形状通常能够应用于高张力钢板，但是特别是在应用于具有以下组成和机械特性的钢板时，发挥优良的效果。
(化学成分)(以下按质量％表示)
C：0.05％以上、0.2％以下
为了得到作为高张力冷轧钢板的足够的拉伸强度，将C的含量设为0.05％以上极为有效。另一方面，为了确保极为优良的点焊接性，优选将C的含量设为0.2％以下。
Si：0.15％以上、2.0％以下
为了得到作为高张力冷轧钢板的足够的拉伸强度，将Si的含量设为0.15％以上极为有效。另外，通过将Si的含量设为0.15％以上，还能够大幅度地改善耐模具磨损性。认为这是因为在冷轧后的退火工序中，在钢板表面被选择氧化的Si氧化物抑制钢板和冲压金属模具之间的粘结。为了进一步提高该效果，Si的含量优选为0.6％以上。另一方面，为了确保极为良好的化学转化处理性，优选将Si的含量设为2.0％以下。
Mn：0.9％以上、2.5％以下
为了得到作为高张力冷轧钢板的足够的拉伸强度，将Mn的含量设为0.9％以上极为有效。另一方面，从通过确保极为良好的拉伸性而赋予优良的冲压成形性的观点出发，Mn的含量优选为2.5％以下。
Al：0.01％以上、0.1％以下
Al是在大多情况下作为脱氧元素利用的元素。在以脱氧为目的时，优选含有0.01％以上的Al。另一方面，在超过0.1％的区域，脱氧效果饱和，因而从添加成本的观点出发，优选设为0.1％以下。
N：0.005％以下
在一般的高张力冷轧钢板中，N是杂质元素，在炼钢工序中被除去。特别是，从通过确保极为良好的拉伸性而赋予优良的冲压成形性的观点出发，N的含量优选为0.005％以下。
余量优选由不可避免的杂质和Fe构成。
以下元素可以任意选择添加。
Ti、Nb、V中的一种或两种以上：分别为0.01％以上、0.1％以下
Ti、Nb、V具有通过碳化物的析出而提高拉伸强度的效果。为了利用该效果，优选分别含有0.01％以上。另一方面，如果分别超过0.1％，则不仅效果饱和而且成本增加。
Cr、Mo中的一种或两种：分别为0.1％以上、1％以下
Cr、Mo是淬火强化元素，为了利用该效果，优选分别含有0.1％以上。另一方面，从通过确保极为良好的拉伸性而赋予优良的冲压成形性的观点出发，优选分别为1％以下。
Cu、Ni中的一种或两种：分别为0.1～1％
Cu、Ni是固溶和析出强化元素，为了利用该效果，优选分别含有0.1％以上。另一方面，从通过确保极为良好的拉伸性而赋予优良的冲压成形性的观点出发，优选分别为1％以下。
(机械特性)
拉伸强度(TS)：优选为590MPa以上、1500MPa以下
本发明的表面的几何学形状应用于TS为340MPa以上的高张力冷轧钢板没有问题，特别是在TS为590MPa以上的高张力冷轧钢板中能够得到显著的模具磨损改善效果。并且TS为780MPa以上是最优选的，能够得到以往不能够实现的良好的模具磨损改善效果。认为这是因为通过材料强度变高，能够以高面压的成形化稳定地保持作为本发明特征的几何学形状。
另外，从用途的观点出发，为了充分应对近年来要求的汽车等机械结构部件的部件强度的提高和轻量化的需求，优选TS为590MPa以上，更优选为780MPa以上。
另外，从确保优良的拉伸性和焊接性的观点出发，优选TS为1500MPa以下。
(制造方法)
(优选的制造条件)
下面，说明本发明的高张力钢板的优选的制造方法。
铸造钢锭，然后进行热轧和冷轧。钢锭的组成优选为上述的组成。然后进行退火，但是在退火后优选进行通过淬火等快速冷却的强化处理。退火通过装箱退火或连续退火进行。
退火中的热处理温度和时间，在连续退火炉的情况下优选为750～890℃、10～500秒，在装箱退火的情况下优选为650～750℃、1～30小时。为了实现拉伸强度为590MPa以上的高强度，热处理方法优选为连续退火，从上述热处理温度到300℃以下的冷却速度优选为-100℃/秒以上。
退火工序中的气氛气体，优选以氮为主体，含有3～15体积％的氢，露点为-20％℃以下。这是为了使气氛气体的氧势合理，在钢板的表面生成Si和Al等(在各自以上述范围含有的情况下)高熔点的氧化物，在冲压成形中，抑制冲压金属模具和钢板表面的粘结。在热处理后，优选用盐酸或硫酸除去Mn和Fe等低熔点氧化物。酸洗时间(浸渍时间)优选为5～60秒左右。这是为了在冲压成形中，抑制冲压金属模具和钢板表面的低熔点氧化物之间的粘结。通过这样的除去操作，所述Si和Al等高熔点氧化物的效果进一步提高。另外，酸洗液温度优选为通常的40～90℃左右。
即使进行热镀锌、电镀锌、闪镀Ni等表面处理，作为本发明的特征的钢板表面的几何学形状的效果也不变。但是，不能够最大限度地发挥通过钢板表面的氧化物控制的粘结抑制效果。
(钢板表面的几何学形状的赋予方法)
本发明的高张力冷轧钢板，如上所述，通过对与强度相应的组成的钢进行热轧，然后进行冷轧、退火而制造，在冷轧时，或者在退火(可包括快速冷却处理)后的表面光轧时，利用具有所希望的表面的几何学形状的工作辊，通过调整轧制率和延伸率，能够将上述的几何学形状赋予钢板表面。
也就是说，利用表面的中心线峰高Rp为10μm以上、50μm以下且核心粗糙度深度Rk为10μm以上的几何学形状的工作辊，在冷轧时按轧制率为5％以上进行轧制，在表面光轧时按延伸率为0.10％以上进行轧制。将在表面具有上述几何学形状的工作辊称为表面调整用工作辊。
在此，Rp按照IS04287/1，如图2模式地所示地进行测定。也就是说，从粗糙度曲线6(roughness profile：用相位补偿高通滤波器从剖面曲线中除去比预定的波长(0.8mm)长的表面起伏成分的曲线：JISB0601-1982)选出基准长度(evaluation length：JIS B0601-1982)(2.5mm)(在图2中的X表示测定方向，Z表示高度)。粗糙度曲线6的中心线7和经过选择范围内最高的峰8的高度(最高点)而平行于所述中心线7的直线之间的间隔为Rp。Rp是用于将几何学形状赋予钢板表面的本质性的指标，如果Rp小于10μm，则不能够将必要的几何学形状赋予钢板表面。另一方面，Rp超过50μm时，钢板表面的凹部的深度过大，耐模具磨损性变差。另外，如果Rp超过50μm，则工作辊的寿命也缩短。
另一方面，Rk按照德国规格DIN 4776-1990，如图3模式地所示地进行测定(类似于IS013565)。也就是说，由实施特殊滤波器处理(高斯滤波器处理)而得到的粗糙度曲线9(图3左侧：横轴为测定方向，纵轴为高度)，计算每个峰高的百分比，得到其累计值(实绩成分率)的曲线(负荷曲线10)(图3的右侧：横轴为实绩成分率，纵轴为高度(切割水平：cutting level)。从负荷曲线10选择具有40％的宽度的区域并且连接在该区域中负荷曲线的两端的直线的斜率为最小的区域(未图示)。另外，将在该区域中的所述直线设为最小倾斜直线11。将最小倾斜直线11和实绩成分率0％及100％的线的交点设为a和b，将a和b的高度之差设为Rk。
Rk是用于控制辊寿命的本质性的指标，如果Rk小于10μm，则工作辊的寿命缩短，不能够稳定地将必要的几何学形状赋予钢板表面。另外，Rk优选为30μm以下。
满足上述条件的工作辊表面的平均粗糙度Ra大概为3～10μm，但是这不是实现本发明的目的的充分条件，需要如上所述的Rp和Rk的调整。另外，表面调整用工作辊表面的几何学形状，例如可以通过对辊表面进行放电加工而赋予。在放电加工时，作为加工条件，优选将加工电流、通电时间分别设为3～10A、10～200μS左右。
另外，工作辊的表面的几何学形状的测定，利用(株)东京精密(TOKYO SEIMITSU CO.，LTD)制造的サ一フコム(Surfcom)(TM)570A进行，Rp、Rk、Ra也根据相同制品的手册计算。
在利用所述的表面调整用工作辊、在冷轧时将必要的几何学形状赋予钢板表面的情况下，在利用可逆轧机(reverse type cold-rolling mill)时，对1道次以上进行利用所述表面调整用工作辊的轧制率为5％以上的轧制，另外，在利用连轧机(tandem cold-rolling mill)时，对1机架以上进行利用所述表面调整用工作辊的轧制率为5％以上的轧制。在1道次或1机架的轧制率小于5％时，难以将必要的几何学形状赋予钢板表面。另外，如果利用所述表面调整用工作辊的1道次或1机架的轧制率为10％以上，则赋予几何学形状带来的耐模具磨损性改善效果特别大，因此轧制率优选为10％以上。
另外，在冷轧时，特别是优选利用所述表面调整用工作辊对最后的1道次以上或最后的1机架以上进行轧制，特别是对于最终道次或最终机架，优选以上述5％以上、优选10％以上的轧制率进行轧制。
对利用所述表面调整用工作辊进行冷轧后的钢板，优选在所述优选的条件下进行退火。在退火后，直接或者在热镀锌、电镀锌、闪镀Ni等表面处理后进行延伸率为0.1～3.0％的一般的表面光轧。这是因为在将本发明的几何学形状赋予钢板表面的情况下，主要加工平坦部的一般的表面光轧中对钢板表面的几何学形状的影响极小。此时，为了进一步减轻对钢板表面的几何学形状的影响，表面光轧的工作辊的平均表面粗糙度Ra优选为2μm以下。
另一方面，在通过在退火后利用所述表面调整用工作辊进行表面光轧而将必要的几何学形状赋予钢板表面时，将延伸率设为0.10％以上。如果延伸率小于0.10％，则难以将必要的几何学形状赋予给钢板表面。另外，从确保钢板的拉伸性的观点出发，延伸率优选为2％以下。
另外，在表面光轧中，与冷轧相比，能够以低的延伸率(轧制率)将必要的几何学形状赋予钢板表面。这是因为表面光轧与在冷轧变形蓄积的状态下将几何学形状赋予钢板的冷轧不同，钢板由于退火而释放加工变形，容易赋予几何学形状。在此，为了释放加工变形以有效地赋予几何学形状，并且确保强度，特别优选采用上述退火条件。
[实施例]
(实施例1)
准备了在实验室制造的板厚为1.2mm的退火后的钢板No.1～15和41～52。使钢板No.1～15的组成在C：0.06～0.15％、Si：0.6～1.5％、Mn：1.2～2.3％、Al：0.03～0.08％、N：0.0045％以下、Ti：0(未添加)～0.04％的范围内变化，在780～870℃×60～400秒、5～7％H2+余量N2、露点为约-30℃的气体气氛的退火条件下进行退火，然后以30～2000℃/秒冷却到300℃以下。
另外，对于钢板No.41～45，使组成为C：0.02％、Si：0.02％、Mn：0.2％、Al：0.05％、N：0.0030％，退火在800℃×120秒、5～7％H2+余量N2、露点为约-30℃的气体气氛下进行，退火后以约30℃/秒冷却到300℃以下。另外，对于钢板No.46～50，使组成为C：0.15％、Si：0.7％、Mn：1.9％、Al：0.03％、N：0.0030％，退火在860℃×300秒、5～7％H2+余量N2、露点为约-30℃的气体气氛下进行，退火后以约2000℃/秒冷却到300℃以下。特别是对于钢板No.46～49，尽量使凹部平均面积以外的几何学形状保持一定。
退火后，用盐酸将钢板No.47、48酸洗约30秒，分别作为钢板No.51、52。
对钢板No.1～6、8、10、44、45、47、48，用Rp为10μm以上、50μm以下且Rk为10μm以上、30μm以下的工作辊，以延伸率0.10％以上、1.0％以下进行了表面光轧。另外，对钢板No.7、9、11～15、41～43、46、49、50，用Rp为5μm以上、80μm以下且Rk为5μm以上、45μm以下的工作辊，以延伸率0.10％以上、5.0％以下进行了表面光轧。
表面光轧后，从与轧制垂直方向采取JIS 5号试验片进行拉伸试验，测定了屈服强度YS、拉伸强度TS、拉伸率E1。另外，利用带有表面三维形状测定功能的扫描电子显微镜观察表面光轧后的钢板表面，基于其结果，测定了钢板表面的几何学形状，即距滤波起伏曲线的最大深度、凹部的平均面积、凹部的面积率。另外，在凹部以外的平坦部中，确认了大部分是从滤波起伏曲线的偏离为±2μm的区域(偏离超过2μm且小于10μm的区域为10％以下。其中，钢板No.9、13、15中偏离超过2μm且小于10μm并且没有形成凹部的区域为10％以下)。在图4中例示通过所述扫描电子显微镜得到的表面的信息。图4中的12是平坦部，13是凹部。
另外，根据上述扫描电子显微镜观察的结果，按照JIS B0601测定了Ra、Rmax。并且，利用(株)东京精密制造的サ一フコム(TM)570A测定了Rv。在此，Rv与专利文献14相同，定义为在剖面曲线的测定长度内的最深的谷和中心线之间的距离(μm)。
利用形状与专利文献16所公开的平板滑动装置相同的SKD11制的金属模具，按面压15kgf/mm2(条件A：与软钢板的冲压条件对应)、30kgf/mm2(条件B：与高张力钢板的冲压条件对应)施加载荷，在滑动距离100mm内测定产生模具磨损之前的滑动次数，评价耐模具磨损性。另外，如果在条件B下滑动次数超过50次，则可以判断实质上在实机冲压成形中不产生成形不良，但是在更严格的条件C下，无论金属模具材质和润滑条件如何，产生模具磨损之前的滑动次数多的稳定地具有优良的耐模具磨损特性，因此更优选。
在表1和表2中表示结果。本发明例的钢板No.1～6、8、10、47、48、51、52，钢板表面的几何学形状在本发明范围内，产生模具磨损之前的滑动次数在条件B下超过50次，可知具有优良的耐模具磨损性。
特别是，在拉伸强度为590MPa以上时(No.10除外)，在条件C下也能够滑动20次以上，能够得到特别优良的耐模具磨损性。并且，若为了强化表面氧化物的效果而进行酸洗(No.51、52)，则在条件C下也能够具有50次以上的滑动次数，能够得到极为优良的耐模具磨损性。
另外，由钢板No.41～45的结果可知，即使对TS＜340MPa的软钢板应用本发明的表面几何学形状，也不能够得到模具磨损改善效果。软钢板在凹部平均面积小于本发明的范围时反而能够得到模具磨损改善效果，但是在高面压条件下还是不能够得到效果。认为这是因为材料强度低，从而不能够在高面压的成形下稳定地保持作为本发明特征的几何学形状的缘故。另外，认为Si的含量少、高熔点的表面氧化物不足也是主要原因。
表1
Figure G200780051951XD00161
表2
Figure G200780051951XD00171
(实施例2)
在实验室准备了具有表3所示的成分组成的热轧钢板。对该热轧钢板，用具有表3所示的Rp、Rk的表面调整用工作辊，在以表3所示的轧制率进行最终道次的条件下，通过可逆轧制进行了冷轧。然后，在表4所示的条件下进行退火，进行延伸率为0.05％以上、0.7％以下的表面光轧，制作板厚为1.2mm的钢板No.16～26、61。除了冷轧的最终道次以外，在表面光轧中利用的工作辊的Ra、Rp、Rk分别为0.5～3.0μm、2～8μm、3～5μm。
退火后，用硫酸将钢板No.18酸洗约30秒，作为钢板No.62。
对得到的钢板，与实施例1同样地，研究了拉伸特性值、钢板表面的几何学形状、耐模具磨损性。另外，测定工作辊的Rp降低到10μm之前的被轧制材料(钢板)的总轧制长度，作为辊寿命的评价指标。另外，如果辊寿命为50km，则可以判断工作辊的表面加工成本(修补频率)与以往的情况相等。
在表4和表5中表示结果。本发明例的钢板No.16～18、22～24、26、62，钢板表面的几何学形状在本发明范围内，在条件B下产生模具磨损之前的滑动次数超过50次，具有优良的耐模具磨损性，总轧制长度为50km以上，辊寿命也与以往的相等或在其以上。另外，除了凹部以外的平坦部的状态与实施例1相同。
表3
Figure G200780051951XD00181
表4
Figure G200780051951XD00191
表5
Figure G200780051951XD00192
(实施例3)
在实验室准备了具有表5所示的成分组成、在表5所示的条件下进行退火而制造的板厚为1.2mm的钢板No.27～37、71～77，对部分钢板，还进行了表6所示的表面处理。其中，钢板No.73是在退火后对钢板No.31进行盐酸酸洗(约30秒)而得到的钢板，钢板No.74是对钢板No.31进行电镀锌而得到的钢板。
对各钢板，在表6所示的表面光轧条件下进行了表面光轧。然后，与实施例2同样地，研究了拉伸特性值、钢板表面的几何学形状、耐模具磨损性、辊寿命。
在表7中表示结果。本发明例的钢板No.27、28、31、32、35～37，71～75，77，钢板表面的几何学形状在本发明范围内，在条件B下产生模具磨损之前的滑动次数超过50次，具有优良的耐模具磨损性，总轧制长度为75km以上，辊寿命也与以往的相等或在其以上。
另外，No.32的C含量少于所述优选的量，但是在这种程度下通过1000℃/秒以上的快速冷却就能够确保强度，得到优良的耐模具磨损性。另外，No.34采用装箱退火循环，不能在退火后进行快速冷却，强度稍微降低，不能够将条件C的滑动次数提高到最高水平。并且，钢板No.77使用与钢板No.27相同的表面光轧辊，得到几乎相同的拉伸特性、表面几何学形状的钢板，但是由于钢板No.77的Si添加量高，因此在条件C下模具磨损产生次数下降，能够达到几乎最高水平的耐模具磨损特性。
另外，除了凹部以外的平坦部的状态与实施例1相同。
表6
Figure G200780051951XD00211
表7
Figure G200780051951XD00221
表8
Figure G200780051951XD00222
产业上的利用可能性
根据本发明，即使连续进行冲压成形，也能够制造可靠地抑制模具磨损的产生的、拉伸强度为340MPa以上的高张力冷轧钢板。利用本发明的高张力冷轧钢板，在冲压成形时不会产生金属模具的破损和成形不良等，也能够实现用于制造本发明的高张力冷轧钢板的冷轧和表面光轧用辊的长寿命化。另外，本发明的效果在780MPa以上的高张力冷轧钢板中更显著。

Claims (3)

1.一种高张力冷轧钢板，在表面具有由粗糙度剖面曲线从滤波起伏曲线的偏离为±2μm以下的平坦部和距滤波起伏曲线的最大深度为10μm以上、50μm以下的凹部构成的几何学形状，
所述凹部的平均面积超过0.01mm2且在0.2mm2以下，所述凹部的面积率为5％以上且小于20％。
2.一种高张力冷轧钢板的制造方法，具有对热轧后的钢板进行冷轧的工序和对冷轧后的钢板进行退火的工序，其中，
在所述冷轧工序中，利用表面的中心线峰高Rp为10μm以上、50μm以下且核心粗糙度深度Rk为10μm以上的工作辊，进行轧制率为5％以上的冷轧。
3.一种高张力冷轧钢板的制造方法，具有对热轧后的钢板进行冷轧的工序和对冷轧后的钢板进行退火的工序，其中，
在所述退火工序后，利用表面的中心线峰高Rp为10μm以上、50μm以下且核心粗糙度深度Rk为10μm以上的工作辊，进行延伸率为0.10％以上的表面光轧。
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