JP2001107184A - 異方性の優れた電池用di成形用鋼板及びその製造法 - Google Patents
異方性の優れた電池用di成形用鋼板及びその製造法Info
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Abstract
成形用材料に関し、異方性に優れた薄肉化DI成形缶に
適した鋼板及びその製造法を提供する。 【解決手段】 C:0.015〜0.06%(重量%、
以下同じ)、Si:≦0.03%、Mn:0.1〜0.
5%、P:≦0.02%、S:≦0.04%、Cr:
0.03〜0.10%、Al:0.015〜0.03
%、N:≦0.0030%、B:5ppm≦B−(11/1
4)×N≦30ppm、残部Feからなる鋼片を、熱間仕上
げ圧延をAr3点以上、巻き取り温度540〜680℃
にて熱間圧延し、81〜90%の圧延率で冷間圧延し、
その後580〜680℃で箱型焼鈍を行い、調質圧延後
Niめっきを施し、次いでNiの拡散処理後、板の表面
平均粗さRaが0.02〜0.06μmの間となるよう
に調質圧延を行う。
Description
れるDI(Draw and Ironing)成形用材料に関し、異方性
に優れた薄肉化DI成形缶に適した鋼板及びその製造法
に関するものである。
製造コスト低減を目的として、軽量化、製造工程の短
縮、及び充填剤容量増加が可能なDI成形缶の製造技術
が実用化されている。
法または深絞り成形法により製造される2ピース缶にお
いては、絞り或いはしごき加工後の缶円周方向の缶高さ
が不揃いになること(以下イヤリング)が問題となる。
このイヤリング不良が発生した場合、不良缶の搬送が困
難となり、生産性を阻害するばかりでなく、正常品に比
べ不良缶はトリム代を大きく取る必要があり、歩留まり
を低下させる。また、このイヤリングは、コイルの幅方
向中央部に比べて、幅方向端部のイヤリングが大きくな
る傾向がある。
えば特開平6−344003号公報、特開平9−241
757号公報、特開平9−241758号公報、特開平
9−241759号公報、特開平9−241760号公
報等が提案されている。しかし、それぞれ冷延率や成分
の規制等が記述されているが、イヤリング不良を完全に
解消することは困難である。本発明の目的は、従来技術
の課題を解決し、コイル内で均一で優れたイヤリング性
を有する鋼板及びその製造法を提供するものである。
形用鋼板のイヤリング性の向上を目的に鋭意研究の結
果、低炭素鋼の鋼中Al量と熱延巻取温度、冷延率及
び、箱型焼鈍条件を選択し組み合わせることで、上記イ
ヤリングの課題を解決し満足できるDI成形性を有する
鋼板の製造方法を見出した。請求項1の異方性の優れた
電池用DI成形用鋼板は、C:0.015〜0.06%
(重量%、以下同じ)、Si:≦0.03%、Mn:
0.1〜0.5%、P:≦0.02%、S:≦0.04
%、Cr:0.03〜0.10%、Al:0.015〜
0.03%、N:≦0.0030%、B:5ppm≦B−
(11/14)×N≦30ppm、残部Feおよび不可避的
不純物からなる鋼片を、熱間仕上げ圧延をAr3点以
上、巻き取り温度540〜680℃にて熱間圧延し、酸
洗後、81〜90%の圧延率で冷間圧延し、その後58
0〜680℃で箱型焼鈍を行い、調質圧延後Niめっき
を施し、次いでNiの拡散処理後、板の表面平均粗さR
aが0.02〜0.06μmの範囲となるように調質圧
延を行うことによって形成されたものであることを特徴
とする。請求項2の異方性の優れた電池用DI成形用鋼
板の製造法は、C:0.015〜0.06%(重量%、
以下同じ)、Si:≦0.03%、Mn:0.1〜0.
5%、P:≦0.02%、S:≦0.04%、Cr:
0.03〜0.10%、Al:0.015〜0.03
%、N:≦0.0030%、B:5ppm≦B−(11/1
4)×N≦30ppm、残部Feおよび不可避的不純物から
なる鋼片を、熱間仕上げ圧延をAr3点以上、巻き取り
温度540〜680℃にて熱間圧延し、酸洗後、81〜
90%の圧延率で冷間圧延し、その後580〜680℃
で箱型焼鈍を行い、調質圧延後Niめっきを施し、次い
でNiの拡散処理後、板の表面平均粗さRaが0.02
〜0.06μmの範囲となるように調質圧延を行うこと
を特徴とする。この製造法において、箱型焼鈍の雰囲気
ガス濃度は、H2:5.5〜24%、残りN2からなる雰
囲気ガスを使用することが好ましい。
%で、C:0.015〜0.06%、Si:≦0.03
%、Mn:0.1〜0.5%、P:≦0.2%、S:≦
0.04%、Cr:0.03〜0.10%、Al:0.
015〜0.03%、N:≦0.0030%、B:5ppm
≦B−(11/14)×N≦30ppm、残部Feおよび不
可避的不純物からなることがこのましい。以下に鋼成分
の規制理由を述べる。Cは、DI成形缶の強度及び成形
性、耐食性に大きく影響を及ぼす元素であり、0.01
5%未満では、必要な強度が得られない。且つ、イヤリ
ング性も劣化する。また、0.06%を超えると炭化物
の増大により、耐食性と加工性が低下する。このため、
C量は0.015〜0.06%とすることが好ましい。
Siは、耐食性に有害な元素であるが、Alキルド鋼と
しては不可避的に含有される元素であり、上限を0.0
3%とすることが好ましい。Mnは、不純物であるSに
よる熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であ
る。一方、0.5%を超えると絞り加工性を劣化する。
このことから下限を0.1%、上限を0.5%とするこ
とが好ましい。Pは、結晶粒微細化に有効な成分であ
り、また原板の強度を高めることから一定の割合で添加
することがこのましい。一方、耐食性を阻害するため、
本発明用途としてはPが0.02%を上限とすることが
好ましい。Sは、熱延中の赤熱脆性を生じる不純物成分
であり、極力少ないことが望ましいが、不可避的に含有
される元素であり、上限を0.04%とすることが好ま
しい。Alは、製鋼に際し、脱酸剤として鋼浴中に添加
され、スラグとして除かれるが、添加量が少ないと安定
した脱酸効果が得られない。またAlは熱延中にAlN
の窒化物を形成し、冷延後の焼鈍時の再結晶集合組織形
成に影響を及ぼし、イヤリング性を安定する。このため
には、0.015%以上の添加が必要である。一方、
0.03%を超えて添加しても、効果が小さく、むし
ろ、過剰なAlによる強度上昇を招き成形性を劣化さ
せ、経済上も好ましくないので上限を0.03%とする
ことが好ましい。Nは、Alと窒化物をつくり、固溶N
を減少させ、時効性を低減し耐圧強度の上昇を抑制する
効果がある。このため極力少なくすることが望ましい。
また、0.003%を超えると固溶Nが増加し、AlN
析出量が増えてイヤリング性の安定化を阻害する。この
ため上限を0.003%とすることが好ましい。Bは、
5ppm≦B−(11/14)×N≦30ppmの範囲で含有さ
せることが好ましい。Bは上記範囲を外れると、硬質化
し成形性が劣化するため、この範囲に限定することが好
ましい。残部は、Fe及びイヤリング性を損なわない程
度に不可避的に含有される元素は規制しない。
延条件は、本発明では特定するものではないが、スラブ
加熱温度は、1100℃より低いと熱間圧延性が悪化
し、熱間圧延温度を確保する観点からも1100℃より
高くすることが望ましい。またスラブ加熱温度が高すぎ
ると窒化物の分解、再固溶を促進してしまうので、12
20℃を越えないことが望ましい。熱間圧延仕上げ温度
をAr3 点以下にすると、熱延板の結晶組織が混粒化す
るとともに粗大化し、深絞り性も劣化するので熱間圧延
仕上げ温度はAr3 点以上とすることが好ましい。巻取
温度は、熱延時のコイル幅方向および長手方向の品質安
定性を考慮して下限を540℃とすることが好ましい。
一方、680℃を超えると脱スケール性が劣悪となり、
また結晶粒が粗大化し、イヤリング性を不安定にする。
このため、540〜680℃の範囲とすることが望まし
い。
は、焼鈍後の再結晶集合組織に大きく影響を及ぼす。ま
た、イヤリング性にも大きく影響を及ぼす。これらの特
性を安定して得るために、圧延率を81〜90%とする
ことが好ましい。
以上の焼鈍温度が必要である。焼鈍温度が高すぎると結
晶粒が粗大化し、イヤリング性を不安定にする。このた
め、680℃を超えないことが望ましい。従って、58
0〜680℃とすることが好ましい。焼鈍時間は、コイ
ル内が均一に所定の温度に到達すれば問題ないため、特
に限定しないが8時間〜15時間を目安とすることが望
ましい。。
トッレッチャーストレインを防止できれば良く、圧延率
は特に限定しないが、通常0.8〜2.0%の範囲とす
ることが望ましい。
き及び拡散処理は、DI成形後の耐食性を確保出来るも
のであれば、特に限定はしないが、少なくとも拡散処理
後に、下地の鋼板とNiめっき層の間にFe−Ni合金
層があることが望ましい。Niめっき浴の種類は、特に
限定しないが、公知のめっき浴で良く、硫酸浴、ワット
浴、塩化浴、スルファミン酸浴が使える。また、光沢め
っきあるいは無光沢めっきのどちらでも良い。Niめっ
きの厚みは特に限定しないが、通常、電池缶内面側では
0.5〜3μmの範囲とすることが好ましい。電池缶外
面側では1〜4μmの範囲とすることが望ましい。
の調質圧延は、表面平均粗さRaの付与を目的に、板の
表面平均粗さRaが0.02〜0.06μmとなるよう
に実施することが望ましい。圧延率はストッレッチャー
ストレインを防止できれば良く、特に限定しないが、通
常0.8〜2.0%が望ましい。
する。表1に示す化学成分をもつ鋼片を、熱間圧延に
て、2.3mmの熱延鋼板とし、酸洗後、冷間圧延し板
厚が0.4mmの冷延板とした。その後、焼鈍、調質圧
延、Niめっき、拡散処理後、調質圧延(2回目)して
DI成形用鋼板を作製し、表2に示す。なお、拡散処理
は530℃で6時間行った。調質圧延率は1%とした。
比較例1は、鋼片1を使って、巻取り温度が低すぎ、か
つ表面平均粗さRaが高すぎる例である。比較例2は、
鋼片1を使って、冷間圧延率が低すぎ、かつ表面平均粗
さRaが高すぎる例である。比較例3は、鋼片1を使っ
て、表面平均粗さRaが低すぎる例である。比較例4及
び比較例5は、BとNの含有量の関係式が適正でない例
を示す。 (イヤリング性評価)DI成形法による電池ケースの成
形は、表2で作製した鋼板を用いて、直径41mmのブ
ランク径から直径20.5mmのカッピング後、DI成
形機でリドローおよび2段階のしごき成形を行って、外
径13.8mm、ケース壁0.2mm、高さ56mmに
成形した。缶の側壁高さにおいて、最も高い箇所の缶高
さと最も低い箇所の缶高さの差でイヤリング性を評価し
た。下式において、試験した試料数10枚とも4以下を
○、試験した10枚中1枚でも4を超えると×として評
価した。 イヤリング性=(最も高い箇所の缶高さ−最も低い箇所
の缶高さ)×100/最も高い箇所の缶高さ
0.06%(重量%、以下同じ)、Si:≦0.03
%、Mn:0.1〜0.5%、P:≦0.02%、S:
≦0.04%、Cr:0.03〜0.10%、Al:
0.015〜0.03%、N:≦0.0030%、B:
5ppm≦B−(11/14)×N≦30ppm、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる鋼片を、熱間仕上げ圧延をA
r3点以上、巻き取り温度540〜680℃にて熱間圧
延し、酸洗後、81〜90%の圧延率で冷間圧延し、そ
の後580〜680℃で箱型焼鈍を行い、調質圧延後N
iめっきを施し、次いで箱型焼鈍にてNiの拡散処理
後、板の表面平均粗さRaが0.02〜0.06μmの
間となるように調質圧延を行なった電池用DI成形用鋼
板はイヤリング性が良好であった。
Claims (3)
- 【請求項1】 C:0.015〜0.06%(重量%、
以下同じ)、Si:≦0.03%、Mn:0.1〜0.
5%、P:≦0.02%、S:≦0.04%、Cr:
0.03〜0.10%、Al:0.015〜0.03
%、N:≦0.0030%、B:5ppm≦B−(11/1
4)×N≦30ppm、残部Feおよび不可避的不純物から
なる鋼片を、熱間仕上げ圧延をAr3点以上、巻き取り
温度540〜680℃にて熱間圧延し、酸洗後、81〜
90%の圧延率で冷間圧延し、その後580〜680℃
で箱型焼鈍を行い、調質圧延後Niめっきを施し、次い
でNiの拡散処理後、板の表面平均粗さRaが0.02
〜0.06μmの範囲となるように調質圧延を行うこと
によって形成された異方性の優れた電池用DI成形用鋼
板。 - 【請求項2】 C:0.015〜0.06%(重量%、
以下同じ)、Si:≦0.03%、Mn:0.1〜0.
5%、P:≦0.02%、S:≦0.04%、Cr:
0.03〜0.10%、Al:0.015〜0.03
%、N:≦0.0030%、B:5ppm≦B−(11/1
4)×N≦30ppm、残部Feおよび不可避的不純物から
なる鋼片を、熱間仕上げ圧延をAr3点以上、巻き取り
温度540〜680℃にて熱間圧延し、酸洗後、81〜
90%の圧延率で冷間圧延し、その後580〜680℃
で箱型焼鈍を行い、調質圧延後Niめっきを施し、次い
でNiの拡散処理後、板の表面平均粗さRaが0.02
〜0.06μmの範囲となるように調質圧延を行うこと
を特徴とする異方性の優れた電池用DI成形用鋼板の製
造法。 - 【請求項3】 前記箱型焼鈍の雰囲気ガス濃度が、
H2:5.5〜24%、残りN2からなる雰囲気ガスを使
用することを特徴とする請求項2に記載の製造法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP28432499A JP4350231B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 異方性の優れた電池用di成形用鋼板及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28432499A JP4350231B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 異方性の優れた電池用di成形用鋼板及びその製造法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001107184A true JP2001107184A (ja) | 2001-04-17 |
JP4350231B2 JP4350231B2 (ja) | 2009-10-21 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP28432499A Expired - Fee Related JP4350231B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 異方性の優れた電池用di成形用鋼板及びその製造法 |
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JP (1) | JP4350231B2 (ja) |
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JP6460053B2 (ja) * | 2016-06-27 | 2019-01-30 | Jfeスチール株式会社 | 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-10-05 JP JP28432499A patent/JP4350231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4350231B2 (ja) | 2009-10-21 |
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