JP2001140037A - 成形性に優れた高炭素鋼板 - Google Patents
成形性に優れた高炭素鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形性に優れた高炭素鋼板の提供。
【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、
Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜１．２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．１％、Ｎ：０．００８％以下を含有し、必要に応
じてＴｉ：０．０１〜０．０６％、Ｂ：０．０００５〜
０．００５％のうち１種以上を含有し、残部が不可避的
不純物とＦｅの組成をもち、パーライト＋セメンタイト
分率が１０％以下、かつフェライト粒の平均粒径が１０
〜２０μｍの成形性に優れた高炭素鋼板であって、この
鋼板は、自動車部品の一種であるドライブプレート用あ
るいはリクライナーギヤー用として適している。
Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜１．２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．１％、Ｎ：０．００８％以下を含有し、必要に応
じてＴｉ：０．０１〜０．０６％、Ｂ：０．０００５〜
０．００５％のうち１種以上を含有し、残部が不可避的
不純物とＦｅの組成をもち、パーライト＋セメンタイト
分率が１０％以下、かつフェライト粒の平均粒径が１０
〜２０μｍの成形性に優れた高炭素鋼板であって、この
鋼板は、自動車部品の一種であるドライブプレート用あ
るいはリクライナーギヤー用として適している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用オートマ
チックトランスミッションに組み込まれるドライブプレ
ート用、自動車のシートに組み込まれるリクライナー部
品のギヤー等に用いられる鋼板に関するものである。
チックトランスミッションに組み込まれるドライブプレ
ート用、自動車のシートに組み込まれるリクライナー部
品のギヤー等に用いられる鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高炭素鋼板は通常、打ち抜く、曲げ、絞
り加工により、所定の寸法に成形後、焼き入れ、焼戻し
の熱処理が施され、製品に供される。また、複数の部品
を溶接等で接合して製作されていた部品をねじ転造加
工、あるいはファインブランキングの半抜きで精密な加
工が行われる方法が広まっている。例えば、オートマチ
ックトランスミッションに組み込まれるドライブプレー
トは、エンジン始動時にセルモータギアーと噛み合い、
エンジンを始動させる。このドライブプレートは、Ｓ４
５Ｃ等のＳＣ材を切削加工し、焼き入れ焼戻し熱処理さ
れたギヤー部を普通鋼等で製造されたプレートに溶接、
焼きばめ等で接合して製造されてきた。しかし、自動車
の軽量化、工程省略によるコスト低減等から、プレート
とギヤー部を一体成形することが検討されている。
り加工により、所定の寸法に成形後、焼き入れ、焼戻し
の熱処理が施され、製品に供される。また、複数の部品
を溶接等で接合して製作されていた部品をねじ転造加
工、あるいはファインブランキングの半抜きで精密な加
工が行われる方法が広まっている。例えば、オートマチ
ックトランスミッションに組み込まれるドライブプレー
トは、エンジン始動時にセルモータギアーと噛み合い、
エンジンを始動させる。このドライブプレートは、Ｓ４
５Ｃ等のＳＣ材を切削加工し、焼き入れ焼戻し熱処理さ
れたギヤー部を普通鋼等で製造されたプレートに溶接、
焼きばめ等で接合して製造されてきた。しかし、自動車
の軽量化、工程省略によるコスト低減等から、プレート
とギヤー部を一体成形することが検討されている。
【０００３】一体成形法の１つに鋼板をプレス加工後、
ギヤー部を転造加工する方法がある。この方法に使用さ
れる鋼板は、プレス加工後、ギヤー転造成形性等の加工
性と共にギヤー部を高周波焼き入れされるため、優れた
焼き入れ性が要求される。即ち、焼き入れ性の優れた高
炭素鋼あるいは高合金鋼はプレス加工性時にネッキン
グ、割れ等は生じ易い。一方、低炭素鋼は、プレス成形
性は良好であるが、ギヤー部の高周波焼き入れしても必
要硬さが得られない。
ギヤー部を転造加工する方法がある。この方法に使用さ
れる鋼板は、プレス加工後、ギヤー転造成形性等の加工
性と共にギヤー部を高周波焼き入れされるため、優れた
焼き入れ性が要求される。即ち、焼き入れ性の優れた高
炭素鋼あるいは高合金鋼はプレス加工性時にネッキン
グ、割れ等は生じ易い。一方、低炭素鋼は、プレス成形
性は良好であるが、ギヤー部の高周波焼き入れしても必
要硬さが得られない。
【０００４】また、上記以外の部品として、自動車のリ
クライナーシートの角度変更、シートを固定する役割を
有するギヤー部品がある。このギヤー部品は、従来Ｓ４
５Ｃ、あるいは、Ｓ２０Ｃが用いられて、半抜きによ
り、ギヤー部を成形し、Ｓ４５Ｃは直接に焼き入れ、焼
戻し、Ｓ２０Ｃは浸炭焼き入れ、焼戻しにより、所定の
強度を確保している。しかし、自動車の軽量化、リクラ
イナーのスムースな変動等の要求から、ギヤーの小モジ
ュール化、即ち、ギヤーの歯のピッチを小さくすること
が進められている。このため、従来のＳ４５Ｃでは成形
時に割れ等が生じ易く、歯のピッチが小さい部品の成形
ができなく、成形ができても工具寿命が短く、成形コス
トが高くなる問題がある。低炭素のＳ２０Ｃは、浸炭焼
き入れを行う必要があると同時に、未浸炭部の強度が不
足するという問題点がある。
クライナーシートの角度変更、シートを固定する役割を
有するギヤー部品がある。このギヤー部品は、従来Ｓ４
５Ｃ、あるいは、Ｓ２０Ｃが用いられて、半抜きによ
り、ギヤー部を成形し、Ｓ４５Ｃは直接に焼き入れ、焼
戻し、Ｓ２０Ｃは浸炭焼き入れ、焼戻しにより、所定の
強度を確保している。しかし、自動車の軽量化、リクラ
イナーのスムースな変動等の要求から、ギヤーの小モジ
ュール化、即ち、ギヤーの歯のピッチを小さくすること
が進められている。このため、従来のＳ４５Ｃでは成形
時に割れ等が生じ易く、歯のピッチが小さい部品の成形
ができなく、成形ができても工具寿命が短く、成形コス
トが高くなる問題がある。低炭素のＳ２０Ｃは、浸炭焼
き入れを行う必要があると同時に、未浸炭部の強度が不
足するという問題点がある。
【０００５】加工性、焼き入れ性を改善する方法とし
て、特開平８−３６８７号公報、特開平１０−２５９４
４７号公報が開示されている。特開平８−３６８７号公
報は球状化焼鈍された炭化物の粒径と量を調整してい
る。この方法はドライブプレートのギヤー部を成形する
ときに要求される転造成形性については何ら開示はな
い。また、この方法で製造された鋼板はプレス成形性も
ギヤー部の転造成形性、あるいはファインブランキング
で微細なギヤーの成形には成形性が不十分である。
て、特開平８−３６８７号公報、特開平１０−２５９４
４７号公報が開示されている。特開平８−３６８７号公
報は球状化焼鈍された炭化物の粒径と量を調整してい
る。この方法はドライブプレートのギヤー部を成形する
ときに要求される転造成形性については何ら開示はな
い。また、この方法で製造された鋼板はプレス成形性も
ギヤー部の転造成形性、あるいはファインブランキング
で微細なギヤーの成形には成形性が不十分である。
【０００６】特開平１０−２５９４４７号公報は、ドラ
イブプレート用に適した鋼板が、焼き入れ性は１０＜３
０Ｃ＋５Ｍｎ＋６Ｃｒ＋３００Ｂを、加工性は５＞１０
Ｃ＋Ｍｎ＋１５０Ｓを満足する成分に調整することで得
られるとしている。しかし、この技術は転造加工性の厳
しい場合、冷延後に焼鈍を必要とし、Ｃｒ添加が必須の
ため炭化物球状化に必要な焼鈍時間を長くとる必要があ
るため、製造コストが高いという問題点もある。このた
め、より転造加工性の優れた鋼板を安価に提供すること
が望まれている。
イブプレート用に適した鋼板が、焼き入れ性は１０＜３
０Ｃ＋５Ｍｎ＋６Ｃｒ＋３００Ｂを、加工性は５＞１０
Ｃ＋Ｍｎ＋１５０Ｓを満足する成分に調整することで得
られるとしている。しかし、この技術は転造加工性の厳
しい場合、冷延後に焼鈍を必要とし、Ｃｒ添加が必須の
ため炭化物球状化に必要な焼鈍時間を長くとる必要があ
るため、製造コストが高いという問題点もある。このた
め、より転造加工性の優れた鋼板を安価に提供すること
が望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で問題であっ
た厳しい転造加工でも、厳しいファインブランキング加
工でも成形可能で、かつ安価な高炭素鋼板を提供するこ
とを目的とする。
た厳しい転造加工でも、厳しいファインブランキング加
工でも成形可能で、かつ安価な高炭素鋼板を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記、従来技術の課題に
ついて、鋭意研究した結果、炭化物分率を一定以下に
し、かつフェライト粒径を特定の範囲に制御することに
より転造成形性、ファインブランキング性が共に良好と
なることを知見した。本発明はこの知見に基づき完成し
た。
ついて、鋭意研究した結果、炭化物分率を一定以下に
し、かつフェライト粒径を特定の範囲に制御することに
より転造成形性、ファインブランキング性が共に良好と
なることを知見した。本発明はこの知見に基づき完成し
た。
【０００９】本発明の要旨は、質量％で、Ｃ：０．１５
〜０．４５％、Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜
１．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、
Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ：０．００８％以下を含
有し、必要に応じてＴｉ：０．０１〜０．０６％、Ｂ：
０．０００５〜０．００５％のうち１種以上を含有し、
残部が不可避的不純物とＦｅの組成をもち、パーライト
＋セメンタイト分率が１０％以下、かつフェライト粒の
平均粒径が１０〜２０μｍの組成を有し、転造成形性、
ファインブランキング性に優れた高炭素鋼板である。そ
して、この鋼板は、自動車部品の一種であるドライブプ
レート用あるいはリクライナーギヤー用として適してい
る。
〜０．４５％、Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜
１．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、
Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ：０．００８％以下を含
有し、必要に応じてＴｉ：０．０１〜０．０６％、Ｂ：
０．０００５〜０．００５％のうち１種以上を含有し、
残部が不可避的不純物とＦｅの組成をもち、パーライト
＋セメンタイト分率が１０％以下、かつフェライト粒の
平均粒径が１０〜２０μｍの組成を有し、転造成形性、
ファインブランキング性に優れた高炭素鋼板である。そ
して、この鋼板は、自動車部品の一種であるドライブプ
レート用あるいはリクライナーギヤー用として適してい
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成要件について
説明する。
説明する。
【００１１】本発明は、０．１５％以上の炭素鋼におい
て、炭化物の占める面積率を１０％以下に制御すること
が１つの特徴である。ここでの炭化物はセメンタイトお
よびパーライト組織を併せたものをいう。炭化物の占め
る面積率が１０％を超えると、ドライブプレートのギヤ
ー部の転造成形時に割れが生じたり、割れが発生しなく
成形ができたとしても、微小なミクロクラックが発生
し、耐久性が劣る。また、厳しいファインブランキング
加工時もクラックが発生したり、工具寿命が短くなるた
めである。一方、下限の面積率は特に規定する必要はな
いが、本発明は焼き入れ性も必要なため、炭化物の面積
率が少ないと焼き入れ時の硬さが低くなるため、５％以
上が好ましい。
て、炭化物の占める面積率を１０％以下に制御すること
が１つの特徴である。ここでの炭化物はセメンタイトお
よびパーライト組織を併せたものをいう。炭化物の占め
る面積率が１０％を超えると、ドライブプレートのギヤ
ー部の転造成形時に割れが生じたり、割れが発生しなく
成形ができたとしても、微小なミクロクラックが発生
し、耐久性が劣る。また、厳しいファインブランキング
加工時もクラックが発生したり、工具寿命が短くなるた
めである。一方、下限の面積率は特に規定する必要はな
いが、本発明は焼き入れ性も必要なため、炭化物の面積
率が少ないと焼き入れ時の硬さが低くなるため、５％以
上が好ましい。
【００１２】本発明では、炭化物面積率の制御をＣ量と
炭化物の形態を変えること、即ち、熱延後の冷却時に生
じるパーライト変態発熱を抑える冷却条件とＡｃ温度以
下でできるだけ高い温度で焼鈍することにより、ラメラ
ー状の炭化物をできるだけ少なくし、球状セメンタイト
のサイズを大きくする方法で実施することができる。
炭化物の形態を変えること、即ち、熱延後の冷却時に生
じるパーライト変態発熱を抑える冷却条件とＡｃ温度以
下でできるだけ高い温度で焼鈍することにより、ラメラ
ー状の炭化物をできるだけ少なくし、球状セメンタイト
のサイズを大きくする方法で実施することができる。
【００１３】次に、本発明の他の特徴は、フェライト粒
径を１０〜２０μｍに制御することにある。フェライト
粒径が１０μｍ未満になると炭化物の面積率を１０％以
下に制御しても、ドライブプレートのギヤー転造成形時
に割れが生じ成形できないか、できたとしてもクラック
が生じる。また、加工度の厳しいファインブランク加工
でもクラックが生じる。一方、２０μｍを超える大きな
フェライト粒の鋼板は、ギヤー転造成形性は問題となら
ないが、焼き入れ性が不足したり、ドライブプレートの
耐久性が劣るため、ファインブランキング時の工具寿命
が短くなる、また、熱処理後の寸法変化が大きくなる。
径を１０〜２０μｍに制御することにある。フェライト
粒径が１０μｍ未満になると炭化物の面積率を１０％以
下に制御しても、ドライブプレートのギヤー転造成形時
に割れが生じ成形できないか、できたとしてもクラック
が生じる。また、加工度の厳しいファインブランク加工
でもクラックが生じる。一方、２０μｍを超える大きな
フェライト粒の鋼板は、ギヤー転造成形性は問題となら
ないが、焼き入れ性が不足したり、ドライブプレートの
耐久性が劣るため、ファインブランキング時の工具寿命
が短くなる、また、熱処理後の寸法変化が大きくなる。
【００１４】この粒径は走査型電子顕微鏡によって観察
したフェライト粒をＪＩＳの方法で粒度番号を測定し、
フェライト粒を球とした場合の平均粒径を採用した。フ
ェライト粒径は、熱延板を焼鈍して提供する場合、鋼成
分と熱延条件の組み合わせで制御し、そして、熱延板を
冷延、焼鈍して提供する場合は、鋼成分と熱延条件に加
えて冷延率と焼鈍温度・時間を変えることにより制御す
る。
したフェライト粒をＪＩＳの方法で粒度番号を測定し、
フェライト粒を球とした場合の平均粒径を採用した。フ
ェライト粒径は、熱延板を焼鈍して提供する場合、鋼成
分と熱延条件の組み合わせで制御し、そして、熱延板を
冷延、焼鈍して提供する場合は、鋼成分と熱延条件に加
えて冷延率と焼鈍温度・時間を変えることにより制御す
る。
【００１５】熱延条件の制御は主に熱延後の冷却時のフ
ェライト変態温度域の冷却速度を変化させることで行う
ことができ、フェライト変態域の冷却速度が速いとフェ
ライト粒径は細粒となり、遅いと粒径が大きくなる。
ェライト変態温度域の冷却速度を変化させることで行う
ことができ、フェライト変態域の冷却速度が速いとフェ
ライト粒径は細粒となり、遅いと粒径が大きくなる。
【００１６】冷延、焼鈍後のフェライト粒径は鋼組成、
熱延板の組織、冷延率、焼鈍条件により変化し、Ｃ、Ｍ
ｎ量が少ないとフェライト粒径が大きくなり、熱延組織
が粗いとフェライト粒径が大きくなり、冷延率が１５％
以上の場合、冷延率が高いとフェライト粒径が細粒とな
る。鋼組成、熱延条件、焼鈍条件、冷延条件を制御する
ことにより、フェライト粒径が１０〜２０μｍの範囲の
鋼板が製造できる。
熱延板の組織、冷延率、焼鈍条件により変化し、Ｃ、Ｍ
ｎ量が少ないとフェライト粒径が大きくなり、熱延組織
が粗いとフェライト粒径が大きくなり、冷延率が１５％
以上の場合、冷延率が高いとフェライト粒径が細粒とな
る。鋼組成、熱延条件、焼鈍条件、冷延条件を制御する
ことにより、フェライト粒径が１０〜２０μｍの範囲の
鋼板が製造できる。
【００１７】次に本発明の他の特徴である鋼組成につい
て説明する。
て説明する。
【００１８】Ｃは、ギヤー部の焼き入れ後の硬さを確保
するために０．１５％以上必要である。一方、Ｃ量が
０．４５％を超えると焼き入れ硬さは充分に確保される
が、転造成形性、ファインブランキング性が劣化する。
するために０．１５％以上必要である。一方、Ｃ量が
０．４５％を超えると焼き入れ硬さは充分に確保される
が、転造成形性、ファインブランキング性が劣化する。
【００１９】Ｓｉは、鋼板を硬質化させる元素で成形性
を劣化させ、また熱延時にスケール疵が発生し易くな
り、表面品質および歩留まり低下を招く。これらの理由
から０．２５％以下とする必要がある。好ましい範囲は
同様の理由から０．０８％以下である。
を劣化させ、また熱延時にスケール疵が発生し易くな
り、表面品質および歩留まり低下を招く。これらの理由
から０．２５％以下とする必要がある。好ましい範囲は
同様の理由から０．０８％以下である。
【００２０】Ｍｎは、焼き入れ性に有用な元素であり、
同時に不可避的に混入し、熱間脆化の原因となるＳをＭ
ｎＳとして固定するためにも必要である。このため、
０．３％以上の添加が必要である。一方、添加量が多く
なると、連続鋳造時に偏析し、Ｍｎの高密度域の炭化物
密度が高くなり、プレス加工性、転造成形性を悪くす
る。このため、１．２％以下にする必要がある。好まし
い範囲は同様の理由から０．５〜０．８％である。
同時に不可避的に混入し、熱間脆化の原因となるＳをＭ
ｎＳとして固定するためにも必要である。このため、
０．３％以上の添加が必要である。一方、添加量が多く
なると、連続鋳造時に偏析し、Ｍｎの高密度域の炭化物
密度が高くなり、プレス加工性、転造成形性を悪くす
る。このため、１．２％以下にする必要がある。好まし
い範囲は同様の理由から０．５〜０．８％である。
【００２１】Ｐは、不可避的に混入する元素であるが、
Ｍｎと同様に連続鋳造時に偏析しやすく、炭化物の分布
を不均一にし、鋼板の加工性を損なう。このため、０．
０２％以下に抑える必要がある。好ましい範囲は同様の
理由から０．０１５％以下である。
Ｍｎと同様に連続鋳造時に偏析しやすく、炭化物の分布
を不均一にし、鋼板の加工性を損なう。このため、０．
０２％以下に抑える必要がある。好ましい範囲は同様の
理由から０．０１５％以下である。
【００２２】Ｓは、不可避的に混入する元素で、Ｍｎと
結合し、ＭｎＳの介在物となり、クラック等の原因とな
り、加工性を劣化する。このため、Ｓは０．０２％以下
にする必要がある。好ましい範囲は同様の理由から０．
００８％以下である。下限は特に特定する必要はない
が、Ｓを０．００１％以下まで低めるには製鋼コストが
高くなるので、本発明では主に０．００３〜０．００８
％の範囲が好ましい。
結合し、ＭｎＳの介在物となり、クラック等の原因とな
り、加工性を劣化する。このため、Ｓは０．０２％以下
にする必要がある。好ましい範囲は同様の理由から０．
００８％以下である。下限は特に特定する必要はない
が、Ｓを０．００１％以下まで低めるには製鋼コストが
高くなるので、本発明では主に０．００３〜０．００８
％の範囲が好ましい。
【００２３】Ａｌは、溶鋼の脱酸剤として使用される元
素であると共に、ＮをＡｌＮとして固定し、焼き入れ時
のγ粒の微細化に役立ち、靭性を高める。このような作
用には０．０１％以上の添加が必要である。一方、添加
量が０．１％を超えると表面性状を劣化させるので、上
限を０．１％に特定したが、上限を０．０８％とするこ
とが好ましい。
素であると共に、ＮをＡｌＮとして固定し、焼き入れ時
のγ粒の微細化に役立ち、靭性を高める。このような作
用には０．０１％以上の添加が必要である。一方、添加
量が０．１％を超えると表面性状を劣化させるので、上
限を０．１％に特定したが、上限を０．０８％とするこ
とが好ましい。
【００２４】Ｎは不可避的に混入する元素であるが、Ａ
ｌ、Ｔｉ等と結合し窒化物となり、焼き入れ時のγ粒微
細化作用がある。しかし、含有量が増えると加工性が劣
化するため、０．００８％以下にする必要がある。
ｌ、Ｔｉ等と結合し窒化物となり、焼き入れ時のγ粒微
細化作用がある。しかし、含有量が増えると加工性が劣
化するため、０．００８％以下にする必要がある。
【００２５】Ｔｉは、Ｎと結合してＴｉＮとなり、焼き
入れ時のγ粒の微細化に有効であると共に、Ｂと複合添
加すると焼き入れ性向上に寄与するＢの比率を高め、焼
き入れ性を高める。このため、０．０１％以上を添加す
ることが好ましい。一方、添加量が多くなると鋼板を硬
質化し、加工性を劣化させるため、０．０６％以下の添
加が好ましい。
入れ時のγ粒の微細化に有効であると共に、Ｂと複合添
加すると焼き入れ性向上に寄与するＢの比率を高め、焼
き入れ性を高める。このため、０．０１％以上を添加す
ることが好ましい。一方、添加量が多くなると鋼板を硬
質化し、加工性を劣化させるため、０．０６％以下の添
加が好ましい。
【００２６】Ｂは、焼き入れ時に粒界に偏析し、粒界エ
ネルギーを低めることで、微量添加でも焼き入れ性を高
める元素であることが良く知られている。特に焼き入れ
性を必要とする場合は、Ｔｉと複合添加する。焼き入れ
性に有効な添加量は０．０００５〜０．００５％である
が、０．００１〜０．００４％とすることが好ましい。
ネルギーを低めることで、微量添加でも焼き入れ性を高
める元素であることが良く知られている。特に焼き入れ
性を必要とする場合は、Ｔｉと複合添加する。焼き入れ
性に有効な添加量は０．０００５〜０．００５％である
が、０．００１〜０．００４％とすることが好ましい。
【００２７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。
【００２８】表１に示す組成の鋼を転炉で溶製し、連続
鋳造でスラブを造り、熱間圧延により、板厚２．５ｍｍ
および３．８ｍｍの熱延コイルを製造した。このコイル
を酸洗後、２．５ｍｍ厚のコイルはそのまま焼鈍し、
３．８ｍｍ厚のコイルは２．５ｍｍ厚まで冷間圧延した
後に焼鈍した。各々の焼鈍コイルから直径３００ｍｍの
ブランクを打ち抜き、プレスでドライブプレート形状の
皿型を造り、これを転造加工し、歯幅８ｍｍ、歯丈６ｍ
ｍのギヤーを持つドライブプレートを造った。
鋳造でスラブを造り、熱間圧延により、板厚２．５ｍｍ
および３．８ｍｍの熱延コイルを製造した。このコイル
を酸洗後、２．５ｍｍ厚のコイルはそのまま焼鈍し、
３．８ｍｍ厚のコイルは２．５ｍｍ厚まで冷間圧延した
後に焼鈍した。各々の焼鈍コイルから直径３００ｍｍの
ブランクを打ち抜き、プレスでドライブプレート形状の
皿型を造り、これを転造加工し、歯幅８ｍｍ、歯丈６ｍ
ｍのギヤーを持つドライブプレートを造った。
【００２９】同時に熱延コイルのフェライト粒径と炭化
物面積率を走査型電子顕微鏡で測定した。フェライト粒
径は鋼板の長手方向断面の任意の１ｍｍ2の結晶粒の数
を基に円相当直径を求め、これを平均粒径とした。炭化
物の面積率は、やはり鋼板の長手方向断面の任意の１ｍ
ｍ2の領域を対象として点算法で求めた。点算法とは、
金属便覧（社団法人、日本金属学会偏）改定５版に記載
されているように、グリッドの交点を使用して、組織を
定量化する方法である。
物面積率を走査型電子顕微鏡で測定した。フェライト粒
径は鋼板の長手方向断面の任意の１ｍｍ2の結晶粒の数
を基に円相当直径を求め、これを平均粒径とした。炭化
物の面積率は、やはり鋼板の長手方向断面の任意の１ｍ
ｍ2の領域を対象として点算法で求めた。点算法とは、
金属便覧（社団法人、日本金属学会偏）改定５版に記載
されているように、グリッドの交点を使用して、組織を
定量化する方法である。
【００３０】成形されたドライブプレートの外観に、割
れ、クラックの有無の目視観察と、変形の大きな部分を
切り出し、断面を光学顕微鏡でミクロクラックの有無を
調査した。外観調査および断面の光学顕微鏡観察でミク
ロクラックが無いものを○、外観検査ではクラックが観
察されないが、光学顕微鏡観察でミクロクラックが観察
されたものを△、外観観察でクラックが観察されたもの
を×、所定の寸法まで成形する前に割れたものを××と
し、転造成形性を評価した。
れ、クラックの有無の目視観察と、変形の大きな部分を
切り出し、断面を光学顕微鏡でミクロクラックの有無を
調査した。外観調査および断面の光学顕微鏡観察でミク
ロクラックが無いものを○、外観検査ではクラックが観
察されないが、光学顕微鏡観察でミクロクラックが観察
されたものを△、外観観察でクラックが観察されたもの
を×、所定の寸法まで成形する前に割れたものを××と
し、転造成形性を評価した。
【００３１】また、転造成形されたドライブプレートを
高周波加熱で９００℃に加熱後、注水で冷却し、歯先と
歯元のビッカース硬さを測定し、焼き入れ性を評価し
た。焼き入れされたドライブプレートをオートマチック
トランスミッションに組み込み、耐久試験を行い、割れ
が生じたり、変形したものを×、割れ、変形等が無いも
のを○とし、耐久性を評価した。なお、転造成形で所定
の寸法に成形できなかったものは焼き入れ、耐久試験を
行わなかった。
高周波加熱で９００℃に加熱後、注水で冷却し、歯先と
歯元のビッカース硬さを測定し、焼き入れ性を評価し
た。焼き入れされたドライブプレートをオートマチック
トランスミッションに組み込み、耐久試験を行い、割れ
が生じたり、変形したものを×、割れ、変形等が無いも
のを○とし、耐久性を評価した。なお、転造成形で所定
の寸法に成形できなかったものは焼き入れ、耐久試験を
行わなかった。
【００３２】
【表１】
【００３３】転造成形性、焼き入れ性、耐久性の評点を
表２に示した。
表２に示した。
【００３４】熱延板を焼鈍したＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ
１、Ｅ１および熱延板を冷延し、焼鈍したＡ２、Ｂ２、
Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２の本発明範囲の実施例はいずれも転造
成形性、焼き入れ性が優れ、しかも耐久試験でも良好な
成績である。
１、Ｅ１および熱延板を冷延し、焼鈍したＡ２、Ｂ２、
Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２の本発明範囲の実施例はいずれも転造
成形性、焼き入れ性が優れ、しかも耐久試験でも良好な
成績である。
【００３５】一方、成分的に本発明範囲内であるが、熱
延後の冷却速度を速めて製造した、フェライト粒径が本
発明範囲外のＡ３、Ｃ３、パーライト変態発熱を抑え
ず、熱延後冷却して製造した、炭化物分率が本発明範囲
外のＢ３は、転造成形性が劣り、耐久試験でクラックが
大きくなり、割れが生じ、ドライブプレート用鋼板に適
さない。
延後の冷却速度を速めて製造した、フェライト粒径が本
発明範囲外のＡ３、Ｃ３、パーライト変態発熱を抑え
ず、熱延後冷却して製造した、炭化物分率が本発明範囲
外のＢ３は、転造成形性が劣り、耐久試験でクラックが
大きくなり、割れが生じ、ドライブプレート用鋼板に適
さない。
【００３６】成分的にＣが本発明外のＦ、Ｓｉが本発明
外のＧ、ＰおよびＳが本発明外のＨの各比較例は、いず
れも転造成形時に割れが生じ、やはり、ドライブプレー
ト用鋼板に適さない。
外のＧ、ＰおよびＳが本発明外のＨの各比較例は、いず
れも転造成形時に割れが生じ、やはり、ドライブプレー
ト用鋼板に適さない。
【００３７】成分的に本発明範囲内で、炭化物分率も本
発明範囲内であるが、フェライト粒径が大きすぎるＣ４
は、転造成形性、焼き入れ性は共に良好であったが、耐
久試験でクラックが生じると共に、プレートが変形して
おり、やはり自動車にとって重要な部品であるドライブ
プレートに適用できない。
発明範囲内であるが、フェライト粒径が大きすぎるＣ４
は、転造成形性、焼き入れ性は共に良好であったが、耐
久試験でクラックが生じると共に、プレートが変形して
おり、やはり自動車にとって重要な部品であるドライブ
プレートに適用できない。
【００３８】このように、本発明は鋼組成と組織を共に
特定することにより、その効果を発揮できるもので、そ
のいずれかが本発明範囲から外れると、転造成形時に割
れ、クラックが生じ、一体成形でドライブプレートが成
形できないことが分かる。
特定することにより、その効果を発揮できるもので、そ
のいずれかが本発明範囲から外れると、転造成形時に割
れ、クラックが生じ、一体成形でドライブプレートが成
形できないことが分かる。
【００３９】
【表２】
【００４０】表３に示す組成の鋼を転炉で溶製し、連続
鋳造でスラブを造り、熱間圧延により、板厚７．０ｍｍ
および５．０ｍｍの熱延コイルを製造した。このコイル
を酸洗後、５．０ｍｍのコイルはそのまま焼鈍し、７．
０ｍｍのコイルは５．０ｍｍ、４．５ｍｍ厚まで冷間圧
延した後に焼鈍した。各々の焼鈍コイルを内歯式のシー
トリクライナーのモジュール：０．４のアームポールを
ファインブランキングで作成した。同時に各コイルのフ
ェライト粒径と炭化物面積率を走査型電子顕微鏡で測定
した。成形されたアームポールの外観に割れ、クラック
の有無を目視観察と、加工度の最も大きな歯先部の断面
を光学顕微鏡で観察し、外観観察および断面の光学顕微
鏡観察でミクロクラックが無いものを○、外観観察では
クラックが観察されないが、光学顕微鏡観察でミクロク
ラックが観察されたものを△、外観観察でクラックが観
察されたものを×で評価した。また、同一工具で連続し
て成形し、良好な成形が可能な個数を調査した。これら
の加工品を８６０℃×５０ｍｉｎの加熱の焼き入れ、４
００℃×５０ｍｉｎの焼戻し処理を行い、熱処理前後の
寸法変化と硬さを測定した。寸法変化は１０個の熱処理
前後の寸法の差の平均値で評価した。硬さはＨＲＣ表面
固さを測定した。なお、ファインブランキングでクラッ
クが生じたものは、焼き入れ、焼戻し処理を行わなかっ
た。得られた成形性、工具寿命、硬さ、寸法変化を表４
に示した。
鋳造でスラブを造り、熱間圧延により、板厚７．０ｍｍ
および５．０ｍｍの熱延コイルを製造した。このコイル
を酸洗後、５．０ｍｍのコイルはそのまま焼鈍し、７．
０ｍｍのコイルは５．０ｍｍ、４．５ｍｍ厚まで冷間圧
延した後に焼鈍した。各々の焼鈍コイルを内歯式のシー
トリクライナーのモジュール：０．４のアームポールを
ファインブランキングで作成した。同時に各コイルのフ
ェライト粒径と炭化物面積率を走査型電子顕微鏡で測定
した。成形されたアームポールの外観に割れ、クラック
の有無を目視観察と、加工度の最も大きな歯先部の断面
を光学顕微鏡で観察し、外観観察および断面の光学顕微
鏡観察でミクロクラックが無いものを○、外観観察では
クラックが観察されないが、光学顕微鏡観察でミクロク
ラックが観察されたものを△、外観観察でクラックが観
察されたものを×で評価した。また、同一工具で連続し
て成形し、良好な成形が可能な個数を調査した。これら
の加工品を８６０℃×５０ｍｉｎの加熱の焼き入れ、４
００℃×５０ｍｉｎの焼戻し処理を行い、熱処理前後の
寸法変化と硬さを測定した。寸法変化は１０個の熱処理
前後の寸法の差の平均値で評価した。硬さはＨＲＣ表面
固さを測定した。なお、ファインブランキングでクラッ
クが生じたものは、焼き入れ、焼戻し処理を行わなかっ
た。得られた成形性、工具寿命、硬さ、寸法変化を表４
に示した。
【００４１】
【表３】
【００４２】
【表４】
【００４３】熱延板を酸洗し、焼鈍したＡ５、Ｂ５、Ｃ
５、Ｄ５、Ｅ５、および熱延板を冷延し、焼鈍したＡ
６、Ｂ６、Ｃ６、Ｄ６、Ｅ６の本発明範囲の実施例はい
ずれも、ファインブランキング成形性、工具寿命が良好
で、熱処理後の硬さも必要レベルを確保しており、熱処
理による寸法変化が小さく、リクライナーのギヤー部品
とし良好な特性を有していることが分かる。
５、Ｄ５、Ｅ５、および熱延板を冷延し、焼鈍したＡ
６、Ｂ６、Ｃ６、Ｄ６、Ｅ６の本発明範囲の実施例はい
ずれも、ファインブランキング成形性、工具寿命が良好
で、熱処理後の硬さも必要レベルを確保しており、熱処
理による寸法変化が小さく、リクライナーのギヤー部品
とし良好な特性を有していることが分かる。
【００４４】一方、成分的には本発明範囲であるが、熱
延後の冷却速度を速めて製造することでフェライト粒径
が本発明範囲より小さいＡ７、Ｃ７は、ファインブラン
キングで製品が成形できたが、工具寿命が大幅に短く、
リクライナー用ギヤー部品用鋼板として適していない。
延後の冷却速度を速めて製造することでフェライト粒径
が本発明範囲より小さいＡ７、Ｃ７は、ファインブラン
キングで製品が成形できたが、工具寿命が大幅に短く、
リクライナー用ギヤー部品用鋼板として適していない。
【００４５】一方、フェライト粒径が本発明範囲より大
きいＣ８は成形性、熱処理後の硬さは良好であるが、工
具寿命が短く、熱処理前後の寸法変化が大きく、やはり
リクライナーのギヤー部品用鋼板に適していない。
きいＣ８は成形性、熱処理後の硬さは良好であるが、工
具寿命が短く、熱処理前後の寸法変化が大きく、やはり
リクライナーのギヤー部品用鋼板に適していない。
【００４６】また、成分的に本発明範囲内であるが、熱
延後の冷却速度を遅くして製造し、焼鈍後の炭化物面積
が本発明範囲より多いＢ７は、ファインブランキング時
にクラックが発生し、ファインブランキング性が劣る。
延後の冷却速度を遅くして製造し、焼鈍後の炭化物面積
が本発明範囲より多いＢ７は、ファインブランキング時
にクラックが発生し、ファインブランキング性が劣る。
【００４７】Ｆ２はＣ量が、Ｇ２はＳｉ量が、Ｈ２はＰ
量が本発明範囲外の比較例であるが、いずれもファイン
ブランキング性が劣る。特に、Ｇ２、Ｈ２はフェライト
粒径、炭化物面積率共に本発明範囲内であるが、ファイ
ンブランキング性が劣る。
量が本発明範囲外の比較例であるが、いずれもファイン
ブランキング性が劣る。特に、Ｇ２、Ｈ２はフェライト
粒径、炭化物面積率共に本発明範囲内であるが、ファイ
ンブランキング性が劣る。
【００４８】本発明は鋼成分、フェライト粒径、炭化物
面積率が共に、特定範囲内で優れたファインブランキン
グ性を発揮することが分かる。
面積率が共に、特定範囲内で優れたファインブランキン
グ性を発揮することが分かる。
【００４９】
【発明の効果】本発明は、鋼組成を適切に調整し、フェ
ライト粒径と炭化物分率を特定範囲に制御することによ
り、はじめて成形性の良好な高炭素鋼板を提供できる。
とりわけ、リクライナー用のギヤー用部品、一体成形型
によるドライブプレートの成形が可能となる。また、熱
延板を直接焼鈍しても、優れた成形性を有するので、熱
延板を焼鈍−冷延後に焼鈍する工程、冷延−焼鈍する工
程に対し、省工程で鋼板の製造が可能で工業的に有用な
発明である。
ライト粒径と炭化物分率を特定範囲に制御することによ
り、はじめて成形性の良好な高炭素鋼板を提供できる。
とりわけ、リクライナー用のギヤー用部品、一体成形型
によるドライブプレートの成形が可能となる。また、熱
延板を直接焼鈍しても、優れた成形性を有するので、熱
延板を焼鈍−冷延後に焼鈍する工程、冷延−焼鈍する工
程に対し、省工程で鋼板の製造が可能で工業的に有用な
発明である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐柳 志郎 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 3J056 AA60 BA01 BE09 CA07 EA02 EA13 EA23 FA03 GA05 GA12 GA13
Claims (4)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、
Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜１．２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．１％、Ｎ：０．００８％以下を含有し、残部が不
可避的不純物とＦｅの組成をもち、パーライト＋セメン
タイト分率が１０％以下、かつフェライト粒の平均粒径
が１０〜２０μｍの成形性に優れた高炭素鋼板。 - 【請求項２】 質量％で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、
Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜１．２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．０８％、Ｎ：０．００８％以下を含有し、残部が
不可避的不純物とＦｅの組成をもち、パーライト＋セメ
ンタイト分率が１０％以下、かつフェライト粒の平均粒
径が１０〜２０μｍの転造成形性に優れたドライブプレ
ート用高炭素鋼板。 - 【請求項３】 質量％で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、
Ｓｉ：０．２５％以下、Ｍｎ：０．３〜１．２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．１％、Ｎ：０．００８％以下を含有し、残部が不
可避的不純物とＦｅの組成をもち、パーライト＋セメン
タイト分率が１０％以下、かつフェライト粒の平均粒径
が１０〜２０μｍのファインブランキング性に優れたリ
クライナギヤー用高炭素鋼板。 - 【請求項４】 鋼成分として、質量％で更に、Ｔｉ：
０．０１〜０．０６％、Ｂ：０．０００５〜０．００５
％のうち１種以上を含有することを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１つに記載の高炭素鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000028020A JP3752118B2 (ja) | 1999-08-31 | 2000-02-04 | 成形性に優れた高炭素鋼板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-244666 | 1999-08-31 | ||
| JP24466699 | 1999-08-31 | ||
| JP2000028020A JP3752118B2 (ja) | 1999-08-31 | 2000-02-04 | 成形性に優れた高炭素鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001140037A true JP2001140037A (ja) | 2001-05-22 |
| JP3752118B2 JP3752118B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=26536845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000028020A Expired - Fee Related JP3752118B2 (ja) | 1999-08-31 | 2000-02-04 | 成形性に優れた高炭素鋼板 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3752118B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004315927A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Nippon Steel Corp | 高温成形後硬化能に優れた熱間成形加工用鋼板およびその使用方法 |
| WO2007075030A1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Posco | Carbon steel sheet superior in formability and manufacturing method thereof |
| WO2007088985A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Jfe Steel Corporation | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
| WO2007116599A1 (ja) | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Corporation | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
| JP2009287072A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低温焼戻し用鋼板 |
| WO2010123315A3 (ko) * | 2009-04-23 | 2011-03-10 | 주식회사 포스코 | 고강도 고인성 강선재 및 그 제조방법 |
| WO2011115279A1 (ja) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 冷間加工性と焼入れ性に優れた熱延鋼板およびその製造方法 |
| WO2013154254A1 (ko) | 2012-04-10 | 2013-10-17 | 주식회사 포스코 | 재질 균일성이 우수한 고탄소 열연강판 및 이의 제조방법 |
| KR20160047058A (ko) | 2014-10-21 | 2016-05-02 | 주식회사 포스코 | 고상 접합성이 우수한 고탄소 열연강판 및 그 제조방법 |
| KR20160053790A (ko) | 2014-10-30 | 2016-05-13 | 주식회사 포스코 | 템퍼 취성 저항성이 우수한 고탄소 열연강판 및 그 제조 방법 |
-
2000
- 2000-02-04 JP JP2000028020A patent/JP3752118B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8197616B2 (en) | 2005-12-26 | 2012-06-12 | Posco | Manufacturing method of carbon steel sheet superior in formability |
| EP1966404A1 (en) * | 2005-12-26 | 2008-09-10 | Posco | Carbon steel sheet superior in formability and manufacturing method thereof |
| EP1966404A4 (en) * | 2005-12-26 | 2009-01-14 | Posco | UNBALANCED STEEL SHEET WITH SUPERIOR FORMABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
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| CN101379208B (zh) * | 2006-01-31 | 2012-06-20 | 杰富意钢铁株式会社 | 精冲加工性优良的钢板及其制造方法 |
| JP2007270325A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
| KR101024232B1 (ko) * | 2006-03-31 | 2011-03-29 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판 및 그 제조 방법 |
| CN101379207B (zh) * | 2006-03-31 | 2010-10-06 | 杰富意钢铁株式会社 | 精冲加工性优良的钢板及其制造方法 |
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| JP2009287072A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低温焼戻し用鋼板 |
| WO2010123315A3 (ko) * | 2009-04-23 | 2011-03-10 | 주식회사 포스코 | 고강도 고인성 강선재 및 그 제조방법 |
| CN102439186A (zh) * | 2009-04-23 | 2012-05-02 | Posco公司 | 高强度、高韧性钢线材及其制造方法 |
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| WO2013154254A1 (ko) | 2012-04-10 | 2013-10-17 | 주식회사 포스코 | 재질 균일성이 우수한 고탄소 열연강판 및 이의 제조방법 |
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