JP2672751B2

JP2672751B2 - 打抜き加工性、成形性に優れた冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2672751B2
Application number: JP4230173A
Authority: JP
Inventors: 暢彦上杉; 林三橘; 等萩原; 徳浩永村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1997-11-05
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JPH0673457A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、打抜き加工性、成形
性に優れた冷延鋼板の製造方法に関し、特に良好な打抜
き性及び成形性を兼ね備える冷延鋼板を容易かつ安価に
得ようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オーディオ機器のスピーカーネッ
ト等、お椀状の張出し成形を行った後蜂の巣状の微細な
精密打抜きを行うような用途に供せられる鋼板として
は、SPCD又はSPCEグレードの低炭箱焼鈍材が充当されて
きた。

【０００３】一般に、打抜き加工に用いられる材料に
は、打抜き時のバリが少ないこと及び連続打抜き時の型
摩耗が少ないこと等が要求されるが、低炭箱焼鈍材は数
十時間にわたる焼鈍過程においてＣが脆いセメンタイト
として結晶粒界や粒内に粗大に析出し、このセメンタイ
トが打抜き加工時に鉄−フェライト粒の連続せん断を分
断すると共に脆く破壊することから、バリの発生量が少
なく、また型摩耗も小さく、しかもせん断荷重も小さく
なることが知られている。さらに成形性については、焼
鈍温度のアップ等によって、打抜き性を維持したまま容
易に向上させることができる。

【０００４】しかし、焼鈍工程における生産性向上及び
品質向上を目的として、従来の箱焼鈍法から高温短時間
焼鈍の連続焼鈍法への移行が急速に進みつつある現在、
短時間焼鈍であるが故に粗大なセメンタイトの生成が困
難な連続焼鈍法を用いた場合においても、打抜き加工性
と良好な成形性を兼備した鋼板の開発が急務となってい
る。

【０００５】連続焼鈍材の打抜き性改善方法としては、
Mn, Ｓを添加することによってMnＳ析出物を多量に生成
する方法（特開平１−230748号公報）や、Ｐ等の固溶強
化元素を添加し鋼板を硬質にする方法等が知られてい
る。しかしながら、前者のMnＳ析出鋼では、打抜き性は
改善されるものの、成形性に対してはこのMnＳが有害で
あることから、良好な成形性が得られず、他方後者の硬
質化鋼についても、打抜き性は向上するけれども、逆に
成形性は大幅に劣化するため、打抜き性と良好な成形性
を兼備させることは困難であった。

【０００６】この点、両特性を兼備するものとして、成
形性の良い鋼板の表層組織のみを硬化させる方法（特開
平３-56644号、同３−226526号、同３−277739号、同４
-32538号、同３−202442号及び同３−199343号各公報）
が提案されたが、この方法は複雑な製造工程を必要と
し、コストアップが免れ得ない不利があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、従来
から知られている箱焼鈍材におけるセメンタイトの代替
としてMnＳ析出物を多量に含有させる方法や、鋼板を硬
質にする方法では、打抜き性の向上に伴って機械的性質
が大幅に劣化するという問題があった。また発明者ら
は、従来の低炭箱焼鈍材を含め数種の冷延鋼板を用いて
円板状の打抜きサンプルを作製し、円周方向にわたるバ
リの発生形態について調査したところ、いずれの材料に
もバリ高さに異方性があること、そしてこのバリ高さの
異方性と機械的性質の異方性とは相関を有していること
も併せて究明した。ここに、打抜き加工に使用される材
料には、バリ高さは勿論のこと機械的性質に関し、でき
る限り異方性が小さいことが望まれる。

【０００８】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、連続焼鈍材の打抜き性改善方法として基本的に
は析出物を多量に生成させる方法をとるものの、極低炭
素鋼をベースとして析出物を材質劣化の少ないTi系析出
物主体に構成し、さらにNb,Ｂ等を適量添加して異方性
を低減することにより、打抜き加工性及び成形性に優れ
た冷延鋼板を容易かつ安価に得ることができる製造方法
を提案することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上のような観点より、
この発明では、その鋼種を極低炭ＩＦ鋼とし、しかも良
好な打抜き性と成形性を付与するために、特定の成分系
と熱処理方法を効果的に組み合わせたものである。

【００１０】すなわちこの発明は、Ｃ：0.005 wt％（以下単に％で示す）以下、 Si：0.5 ％以下、 Mn：1.0 ％以下、Ｐ：0.1 ％以下、Ｓ：0.02〜0.10％、 Al：0.01〜0.08％、Ｎ：0.005 ％以下及び Nb：0.003 〜0.030 ％を、次式の範囲を満足するTi (48/12×Ｃ％ + 48/14×Ｎ％) + 0.03（％）≦Ti≦0.10
（％）と共に含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる極
低炭素鋼スラブを、スラブ加熱温度：1300℃以下、仕上
げ温度 : 850〜950 ℃、巻取り温度 : 500〜750℃の条
件で熱間圧延し、ついで50％以上の圧下率で冷間圧延し
た後、再結晶温度以上 900℃以下の温度範囲で連続焼鈍
を施すことからなる打抜き加工性、成形性に優れた冷延
鋼板の製造方法（第１発明）である。

【００１１】またこの発明は、上記の第１発明におい
て、さらに副成分としてＢ：0.0003〜0.0030％を含有させた打抜き加工性、成形性に優れた冷延鋼板の
製造方法（第２発明）である。

【００１２】

【作用】まず、この発明において素材の成分組成を上記
の範囲に限定した理由について説明する。Ｃ：0.005 ％以下Ｃは、0.005 ％を超えて含有すると延性及びｒ値が低下
し、成形性が劣化するだけでなく、Ｃを固定するための
必要Ti量が多くなり経済的にも不利となるので、上限を
0.005％とした。

【００１３】Si：0.5 ％以下 Siは、0.5 ％を超えて含有すると成形性が劣化すると共
に、熱間圧延時のスケールが剥離し難くなるので、上限
を 0.5％とした。

【００１４】Mn：1.0 ％以下 Mnは、1.0 ％を超えて含有すると成形性が劣化するた
め、上限を 1.0％とした。

【００１５】Ｐ：0.1 ％以下Ｐは、0.1 ％を超えて含有すると鋼板の伸びが劣化する
ため、上限を 0.1％とした。

【００１６】さてこの発明では、打抜き性の改善を図り
つつ、これに伴う材質劣化を極力抑制する必要があり、
ここに打抜き性向上のために鋼板に含有させる析出物と
してはTiＳを用いることにした。TiＳを用いる利点は、
次のとおりである。ｉ) Tiは、Ｃ，Ｎ，Ｓとの結合力が強いため、Tiの添加
量をＣ，Ｎ，Ｓの含有量とほぼ当量に制御することによ
って、固溶状態で残留し材質に悪影響を及ぼす過剰添加
分を抑制することができる。なおこれまでのTi系極低炭
ＩＦ鋼の実績では、TiがＣ，Ｎ，Ｓの含有量に対し0.05
％程度までであれば過剰に添加されても大きな材質劣化
は生じない。 ii) Ti系析出物としては、TiＣ, TiＮ及びTiＳが結合力
の強い析出物として知られているが、これらの析出物の
大きさを比較するとTiＳが最も大きい。従って、同じ打
抜き性改善効果を得るために必要なTi量はTiＳの場合に
最小となり、経済的、材質的にとりわけ有利である。

【００１７】Ｓ：0.02〜0.10％上記の観点に基づき、Ｓについては、打抜き性を改善す
るために0.02％以上が必要なため0.02％を下限とし、一
方0.10％を超えて添加すると成形性が劣化するため上限
を0.10％とした。

【００１８】(48/12×Ｃ％ + 48/14×Ｎ％) + 0.03
（％）≦Ti≦0.10（％）またTiは、Ｃ，Ｎ並びに下限量である0.02％分のＳが固
定可能な(48/12×Ｃ％＋48/14 Ｎ％）＋0.03％を下限と
し、一方0.10％を超えて添加すると成形性が劣化するた
め上限を0.10％とした。

【００１９】Al：0.01〜0.08％ Alは、Alキルドを得るために必要な量として0.01〜0.08
％の範囲とした。

【００２０】Ｎ：0.005 ％以下Ｎは、Ｃと同様、良好な成形性を得るためには低い方が
好ましことから、上限を 0.005％とした。

【００２１】Nb：0.003 〜0.030 ％ Nbは、熱延板組織を細粒化し異方性の低減に有効な元素
である。ここに異方性を低減するためには少なくとも
0.003％のNbが必要であり、一方 0.030％を超えて添加
すると組織が細粒になり過ぎて成形性が劣化するため、
0.003〜0.030 ％の範囲とした。

【００２２】Ｂ：0.0003〜0.0030％Ｂは、微量の添加で圧延方向の伸びやｒ値を幾分低下さ
せ、異方性の低減に有効に寄与するので、この発明で
は、成形性を劣化させることなく異方性改善に有効な量
として、必要に応じ0.0003〜0.0030％の範囲で含有させ
るものとした。

【００２３】次に、この発明に従う製造工程について説
明する。まず製鋼工程については、極低炭素材を製造す
るための常法に従えばよい。熱間圧延工程では、スラブ
加熱温度が1300℃を超えると、スラブ段階で粗大に析出
していたTiＳが完全に再固溶し、後工程において粗大な
TiＳの析出物を得ることが困難となるので、1300℃を上
限とした。

【００２４】仕上げ温度は、低温仕上げによる材質劣化
を避けるため 850℃以上とし、逆に950 ℃を超える高温
では熱間圧延鋼板のフェライト粒が粗大化し冷延焼鈍後
の絞り性が劣化するので上限は 950℃とした。

【００２５】巻取り温度は、高過ぎるとスケールの酸洗
性が低下するので750 ℃以下とし、一方 500℃に満たな
いと良好な成形性が得られないので下限は 500℃とし
た。

【００２６】冷間圧延において、少なくとも50％の圧下
率がないと十分な加工性が得られないので、この発明で
は、冷間圧延における圧下率は50％以上とした。

【００２７】冷間圧延後の連続焼鈍における焼鈍温度
は、通常のように再結晶温度以上であればよいが、とり
わけ望ましい範囲は（１次再結晶温度＋30℃) 以上の温
度範囲である。一方、焼鈍温度が900 ℃を超えると粗大
な結晶粒となる危険性が高いので、上限は 900℃に定め
た。なお焼鈍後の調質圧延は、板形状矯正又は板面粗度
調整等を目的として通常の伸び率（板厚(mm)％程度）で
行うことができる。

【００２８】

【実施例】表１に示す成分組成になる種々のスラブを、
表２に示す条件で熱間圧延−酸洗−冷間圧延−連続焼鈍
−調質圧延の各処理を施した。かくして得られた鋼板の
機械的性質及びバリ高さについて調査した結果を表３に
示す。ここにバリ高さは、鋼板を同一の打抜き試験器で
同時に 100φの円盤に打抜き、打抜きサンプルのバリ高
さを非接触式粗度計で測定した。またバリ高さは圧延方
向、圧延方向に対し45゜方向、圧延方向に対し直角方向
の３方向について測定しバリ高さの異方性についても評
価した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】表３から明らかなように、この発明法に従
って得られた鋼板は、比較法は勿論従来の箱焼鈍法で得
られた鋼板よりも、バリ高さ及びその異方性が小さく、
しかも機械的性質にも優れている。

【００３３】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、打抜き加工
性と成形性の両者に優れた冷延鋼板を、容易かつ安価に
得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永村徳浩岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.005 wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.1 wt％以下、Ｓ：0.02〜0.10wt％、 Al：0.01〜0.08wt％、Ｎ：0.005 wt％以下及び Nb：0.003 〜0.030 wt％を、次式の範囲を満足するTi (48/12×Ｃ％ + 48/14×Ｎ％) + 0.03（％）≦Ti≦0.10
（％）と共に含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる極
低炭素鋼スラブを、スラブ加熱温度：1300℃以下、仕上
げ温度 : 850〜950 ℃、巻取り温度 : 500〜750℃の条
件で熱間圧延し、ついで50％以上の圧下率で冷間圧延し
た後、再結晶温度以上 900℃以下の温度範囲で連続焼鈍
を施すことを特徴とする打抜き加工性、成形性に優れた
冷延鋼板の製造方法。
【請求項２】Ｃ：0.005 wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.1 wt％以下、Ｓ：0.02〜0.10wt％、 Al：0.01〜0.08wt％、Ｎ：0.005 wt％以下及び Nb：0.003 〜0.030 wt％を、次式の範囲を満足するTi (48/12×Ｃ％ + 48/14×Ｎ％) + 0.03（％）≦Ti≦0.10
（％）と共に含み、さらにＢ：0.0003〜0.0030wt％を含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる極低炭
素鋼スラブを、スラブ加熱温度：1300℃以下、仕上げ温
度 : 850〜950 ℃、巻取り温度 : 500〜750 ℃の条件で
熱間圧延し、ついで50％以上の圧下率で冷間圧延した
後、再結晶温度以上900℃以下の温度範囲で連続焼鈍を
施すことを特徴とする打抜き加工性、成形性に優れた冷
延鋼板の製造方法。