JP2001234250A - 表面処理性と深絞り成形性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

表面処理性と深絞り成形性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法

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JP2001234250A
JP2001234250A JP2000044198A JP2000044198A JP2001234250A JP 2001234250 A JP2001234250 A JP 2001234250A JP 2000044198 A JP2000044198 A JP 2000044198A JP 2000044198 A JP2000044198 A JP 2000044198A JP 2001234250 A JP2001234250 A JP 2001234250A
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steel sheet
rolled steel
annealing
cold
less
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JP2000044198A
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Satoshi Kodama
悟史 児玉
Hideki Matsuoka
秀樹 松岡
Kenji Tawara
健司 田原
Kenichi Mitsuzuka
賢一 三塚
Yasushi Tanaka
靖 田中
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた表面処理性を有し、さらに従来のIF
鋼並の優れた深絞り成形性を有する冷延鋼板の製造方法
を提供する。 【解決手段】 重量%で、C:0.01〜0.1%、S
i:0.25%以下、Mn:0.1〜2.5%、P:
0.10%以下、S:0.05%以下、Sol.Al:
0.1%以下、N:0.01%以下、残部が実質的にF
eからなる低炭素鋼を、仕上圧延温度をAr3点以上、
巻取温度を700℃以下で熱間圧延を行い、次いでC:
0.001%以下まで脱炭焼鈍を行い、冷間圧延、再結
晶焼鈍を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のフェンダ
ー、オイルパン等の部品に用いられる冷延鋼板の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のフェンダー、オイルパン等の部
品に用いられる鋼板には深絞り成形性が要求され、一般
的に高r値の鋼板が用いられている。従来は、熱間圧延
において低温巻取された低炭素熱延鋼板を冷間圧延後に
箱焼鈍を施して、焼鈍初期段階のAlNの析出を利用し
て、<111>//ND方位の強いパンケーキ状の集合
組織を得ることで、r値1.6程度の深絞り用軟質冷延
鋼板が製造されていた。
【0003】しかし、さらなる深絞り性向上と連続焼鈍
化の要望から、特公昭42−12348号公報、特公昭
53−35002号公報等では、IF(Interstitial Fr
ee)鋼の開発が開示され、r値1.8程度の超深絞り用
軟質冷延鋼板が製造されている。このIF鋼は極低炭素
鋼にTi、Nbなどの炭窒化物形成元素を添加し、Cを
固定することによって再結晶焼鈍時に<111>//N
D方位の強い集合組織を得、高r値化を図ったものであ
る。これらのIF鋼は一般に軟質であるため、高い強度
が要求される場合には、強化元素を添加して高強度化を
図ることができる。このような高強度IF鋼のr値は
1.6程度で、超深絞り用軟質冷延鋼板よりは劣るもの
の、従来の高強度冷延鋼板に比べて高く、深絞り用高強
度冷延鋼板として製造されている。
【0004】一方、自動車のフェンダー、オイルパン等
の部品に用いられる鋼板は、使用環境での腐食を防止す
るために、亜鉛めっき等の金属めっきを施してから成形
されるか、あるいは部品に成形された後に化成処理およ
び塗装を施されるのが一般的である。そのため、これら
の鋼板には、良好な深絞り成形性の他に、優れた表面処
理性、即ち均一な表面性状を併せ持つことが要求され
る。ところが、Ti、Nbなどの炭窒化物形成元素は鋼
板表面に濃化し、鋼板表層の結晶粒成長を不均一化する
ため、亜鉛めっき、化成処理等の表面処理を施した場合
には、鋼板表面にすじ状のムラが発生し、問題となって
いる。このような表面ムラ改善のために、特開平3−2
81764号公報では表面濃化層を酸洗除去してめっき
を行う方法、特開平2−11746号公報、特開平2−
38549号公報、特開平7−243015号公報では
前処理を施してめっきを行う方法、特開平3−1804
29号公報、特開平6−101009号公報ではTi添
加を少量に抑え、NbやBを添加する方法、特開平9−
296222号公報ではスラブ加熱温度を低くする方法
がそれぞれ開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−281764号公報、特開平2−11746号公
報、特開平2−38549号公報、特開平7−2430
15号公報、特開平3−180429号公報、特開平6
−101009号公報、特開平9−296222号公報
記載のいずれの技術も炭窒化物形成元素による表面ムラ
の発生を抑える効果、もしくは目立たなくする効果はあ
っても、完全に表面ムラ防止にはなっておらず、充分で
あるとはいえない。
【0006】本発明は、上記問題点を鑑みなされたもの
で、表面処理を施した場合に従来のIF鋼(超深絞り用
軟質冷延鋼板もしくは深絞り用高強度冷延鋼板)で発生
するようなすじ状の表面ムラが全く発生せず、優れた表
面処理性を有し、さらに従来のIF鋼(超深絞り用軟質
冷延鋼板もしくは深絞り用高強度冷延鋼板)並の優れた
深絞り成形性を有する冷延鋼板の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】冷延鋼板の深絞り性向上
には再結晶焼鈍によって<111>//ND方位の強い
集合組織を得る必要があり、そのためには鋼中の固溶
C、Nが再結晶焼鈍時にほとんどないこと、および熱延
鋼板の組織が細粒であることが特に重要である。しかし
Ti、Nbなどの炭窒化物形成元素の添加は冷延鋼板の
表面処理性を劣化させるため、避けなければならない。
そこで製鋼で強脱炭し、NはAlNとして固定すること
で、再結晶焼鈍時の固溶C、Nの悪影響をなくすことが
考えられる。ところが製鋼で<111>//ND方位の
集合組織形成に悪影響を与えない程度にC量を安定して
下げる技術は未だ確立されていない。仮に製鋼でそのよ
うな超極低炭素鋼を鋳造したとしても、粒成長性が良す
ぎるため熱延鋼板組織の粗大化は避けられず、<111
>//ND方位の強い集合組織は得られない。
【0008】本発明者らはTi、Nbなどの炭窒化物形
成元素を添加しないことを前提に固溶C、Nの除去と熱
延鋼板組織の細粒化を両立させる製造方法について鋭意
研究を重ねた。その結果、低炭素鋼を熱間圧延した後、
脱炭焼鈍することが表面処理性及び高r値の点で非常に
有効なことを見いだした。
【0009】脱炭焼鈍に供する熱延鋼板は熱間圧延の巻
取処理によって十分に歪みが除去されているため、脱炭
焼鈍によって結晶粒が粗大化することなく、細粒組織を
維持している。しかもCは脱炭焼鈍によって除去され、
NはAlによって固定されているため、冷間圧延後の再
結晶焼鈍によって<111>//ND方位の強い集合組
織となり、高r値の鋼板が得られる。
【0010】本発明は上記骨子に基づきなされ、以下の
発明により解決される。第一の発明は、重量%で、C:
0.01〜0.1%、Si:0.25%以下、Mn:
0.1〜2.5%、P:0.10%以下、S:0.05
%以下、Sol.Al:0.1%以下、N:0.01%
以下、残部が実質的にFeからなる低炭素鋼を、仕上圧
延温度をAr3点以上、巻取温度を700℃以下で熱間
圧延を行い、次いでC:0.001%以下まで脱炭焼鈍
を行い、冷間圧延、再結晶焼鈍を行うことを特徴とする
表面処理性と深絞り成形性に優れた極低炭素冷延鋼板の
製造方法である。
【0011】第二の発明は、再結晶焼鈍が連続焼鈍であ
ることを特徴とする第一の発明記載の表面処理性と深絞
り成形性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法である。
【0012】第三の発明は、再結晶焼鈍が箱焼鈍である
ことを特徴とする第一の発明記載の表面処理性と深絞り
成形性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法である。
【0013】なお、これらの手段において、「残部実質
的にFe」とは、本発明の作用効果を無くさない限り、
不可避不純物をはじめ、他の微量元素を含有するものが
本発明の範囲に含まれることを意味する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、発明の詳細について説明す
る。まず、最初に、鋼の成分限定理由を述べる。 C:熱間圧延に供する鋼のC量は熱延鋼板組織の細粒化
を図るためにある程度含有したものを用いる。C量が
0.01%未満の場合には熱間仕上圧延後に急冷しても
結晶粒の粗大化は避けられず、0.1%を超える場合に
は次工程の脱炭焼鈍の長時間化をまねき、製造コストの
増加につながる。したがって、熱間圧延に供する鋼のC
量は0.01〜0.1%とする。
【0015】Si:鋼を強化する元素であり、所望の強
度に応じて添加するが、含有量が0.25%を超えると
深絞り性及び表面性状に悪影響を与えるので、0.25
%以下とする。
【0016】Mn:SをMnSとして固定し、Sによる
熱間延性劣化を防止する作用を有するため、0.1%以
上添加する必要がある。また鋼を強化する元素でもあ
り、所望の強度に応じて添加する。しかしMn量が2.
5%を超えると深絞り性の劣化をまねくため、上限は
2.5%とする。
【0017】P:鋼を強化する有効な元素であり、所望
の強度に応じて適宜添加するが、多量に添加すると表面
処理性を劣化させるため、0.10%以下とする。特に
高い強度が要求されない場合には、0.05%以下とす
るのが望ましい。
【0018】S:鋼の熱間延性を劣化させるため、0.
05%以下とする。
【0019】Sol.Al:製鋼における脱酸と鋼中の
Nの固定に必要である。しかし、必要以上に添加しても
コスト増加をまねくので、0.1%以下とする。
【0020】N:AlNとして固定されるが、含有量が
多い場合には多量に析出したAlNが再結晶焼鈍時の粒
成長性を劣化させるので、0.01%以下とする。
【0021】以下、本発明における製造条件の限定理由
について述べる。まず、上記組成の鋼を熱間圧延する。
粗圧延は鋳造したスラブを一旦冷却した後、再加熱して
行っても良いし、鋳造直後のスラブを適当な温度まで冷
却した後に行っても良い。仕上圧延は熱延鋼板組織の極
端な粗大化を避けるため、Ar3点以上で行う。また巻
取温度は低い方が熱延鋼板の細粒化にとって有利である
ため、700℃以下、より好ましくは650℃以下とす
る。
【0022】次いで、上記熱間圧延板を脱炭焼鈍する。
従来のIF鋼並の高r値を得るためにはC量を0.00
1%以下とする必要があるため、脱炭焼鈍はC量が0.
001%以下となるまで行う。脱炭焼鈍の方法は常法に
従うことができるが、例えば、熱延鋼板をオープンコイ
ルの状態で箱型焼鈍炉に挿入し、20vol%H2、8
0vol%N2、露点20℃の雰囲気中において700
℃で焼鈍することで脱炭できる。
【0023】次いで、脱炭焼鈍後、冷間圧延する。冷間
圧延は所望の板厚に圧延すればよく、限定するものでは
ないが、特に優れた深絞り性を得るためには冷圧率60
%以上で圧延するのが良い。
【0024】次いで、上記冷間圧延板を再結晶焼鈍す
る。再結晶焼鈍は、連続焼鈍法により行うことができ
る。ここで連続焼鈍法とは、連続焼鈍ラインで再結晶焼
鈍のみを単独で行う場合の他に、めっき設備の前工程な
どで再結晶焼鈍とめっきを連続的に行う場合や、調質圧
延等の他工程を連続的に行う場合を含む。連続焼鈍法は
生産効率が高く、鋼板長手方向全長に渡り均一性の高い
再結晶組織を得ることができる。しかしながら、本発明
では冷間圧延前に脱炭焼鈍を施しているため焼鈍時の鋼
板強度が小さく、板厚が薄い場合には、焼鈍中にいわゆ
る幅絞りが生じ、板形状を損なうことがある。板形状劣
化の生じる板厚は、個々の連続焼鈍ラインの特性、例え
ば張力条件の設定範囲などにより異なるが、概ね0.3
mm以下である。このような薄鋼板の場合には、箱焼鈍
法を用いることにより、板形状の劣化を防止することが
できる。本発明においては焼鈍時のC量がごく微量であ
るため、箱焼鈍法においても通常の低炭素鋼よりはるか
に均一性の高い再結晶組織を得ることができる。
【0025】
【実施例】表1の軟質材供試鋼A〜J、高強度材供試鋼
K〜Pを溶製し、熱間圧延を施して、表2のNo.1〜
22の熱延鋼板を得た。これらのうちNo.1〜3、N
o.16〜18については、酸洗した後に冷間圧延、再
結晶焼鈍を施し供試材とした。No.4〜15、No.
19〜22については、酸洗した後に48時間の脱炭焼
鈍を行い、冷間圧延、再結晶焼鈍を施し供試材とした。
【0026】
【表1】
【0027】各供試材について、深絞り性の評価を行っ
た。深絞り性の評価は、引張試験を行い、r値を測定し
て、深絞り性の指標とし、No.1〜15の軟質冷延鋼
板についてはr値が1.8以上のものを深絞り性良好と
して○、1.8未満を深絞り性不十分として×、No.
16〜22の高強度冷延鋼板についてはr値が1.6以
上のものを○、1.6未満のものを×とした。また供試
材すべてについて合金化溶融亜鉛めっきを施した後、目
視によって表面性状を調査し、表面ムラが確認されない
ものを○、少しでも確認されたものを×とした。供試材
No.1〜22の製造条件と評価結果を併せて表2に示
す。
【0028】
【表2】
【0029】表2より、鋼の成分および製造条件が本発
明範囲内であるNo.5〜7、No.10〜14、N
o.19〜21では、深絞り性、表面処理性ともに優れ
ていることがわかる。
【0030】No.5〜7、No.10〜14では、r
値が1.8以上と従来の超深絞り用軟質冷延鋼板並のr
値が得られ、深絞り性に優れている上に表面処理性も良
好である。
【0031】No.19〜21では、高強度化のための
Pを軟質材より多めに添加しているので深絞り用高強度
冷延鋼板並の強度が得られ、かつ、r値が1.6以上と
高強度材として十分な深絞り性を有している。さらに、
表面処理性も良好である。
【0032】以上より、熱間圧延後に脱炭焼鈍を施して
C量を0.001%以下にすることによって、従来のI
F鋼(超深絞り用軟質冷延鋼板もしくは深絞り用高強度
冷延鋼板)並の優れた深絞り性を有する冷延鋼板が得ら
れ、表面処理性に優れることがわかる。
【0033】一方、製鋼で強脱炭し、後の脱炭焼鈍を行
わなかったNo.1は深絞り性が劣り、従来の超深絞り
用軟質冷延鋼板であるNo.2、3、従来の深絞り用高
強度冷延鋼板であるNo.16、17、18は表面処理
性が劣っていた。また、熱間圧延に供する鋼のC量が
0.01%未満の場合(No.4)には熱延鋼板組織が
粗大化し、脱炭焼鈍を行ってCを0.001%以下に下
げたとしても高r値が得られないこと、0.1%を超え
る場合(No.15)には48時間の脱炭焼鈍によって
もC量が0.001%以下にならないため、長時間の脱
炭焼鈍が必要なことがわかる。またMn量が2.5%を
超える場合(No.22)にも高r値が得られないこ
と、熱間圧延の仕上温度がAr3変態点以下のNo.9
および巻取温度が高いNo.8のいずれの場合でも、r
値が劣化することがわかる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、深絞り性、表面処理性
ともに優れた冷延鋼板が得られ、自動車のフェンダー、
オイルパン等の部品に用いられる冷延鋼板として好適で
ある。
【0035】また、通常の低炭素熱延鋼板を素材とし
て、それ以降の製造工程の変更だけで深絞り用鋼板を製
造できるので、鋳造工程以前でのつくりわけの必要がな
く、大幅な在庫低減につながる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 健司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 三塚 賢一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田中 靖 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K037 EA01 EA05 EA15 EA16 EA18 EA23 EA25 EA27 EB06 FC07 FE01 FE02 FE03 FF00 FG01 FG03 FH01 FH03 GA04 GA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.01〜0.1%、S
    i:0.25%以下、Mn:0.1〜2.5%、P:
    0.10%以下、S:0.05%以下、Sol.Al:
    0.1%以下、N:0.01%以下、残部が実質的にF
    eからなる低炭素鋼を、仕上圧延温度をAr3点以上、
    巻取温度を700℃以下で熱間圧延を行い、次いでC:
    0.001%以下まで脱炭焼鈍を行い、冷間圧延、再結
    晶焼鈍を行うことを特徴とする表面処理性と深絞り成形
    性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 再結晶焼鈍が連続焼鈍であることを特徴
    とする請求項1記載の表面処理性と深絞り成形性に優れ
    た極低炭素冷延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 再結晶焼鈍が箱焼鈍であることを特徴と
    する請求項1記載の表面処理性と深絞り成形性に優れた
    極低炭素冷延鋼板の製造方法。
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