JP2879575B2

JP2879575B2 - 高い延性と深絞り性とを兼備した極薄冷延鋼板の製造法

Info

Publication number: JP2879575B2
Application number: JP1215508A
Authority: JP
Inventors: 利昭沖村; 亀雄池田; 清孝源内; 克則福井
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JPH0379726A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は板厚0.5mm以下の高い延性と深絞り性とを兼
備した極薄冷延鋼板を製造性よく製造する方法に関す
る。

〔従来の技術並びにその問題点〕

近年，冷延鋼板の利用はますます多様化すると共にそ
の要求特性もまた過酷さを増しつつある。軽薄短小化の
傾向は冷延鋼板の分野でも浸透しつつあり，家電製品用
あるいは自動車部材用など軽量化を目的として板厚が0.
5mm以下の極薄冷延鋼板が適用されつつある。

従来，板厚0.5mm以下の極薄板用の材料としては一般
軟鋼が適用され，これには，脱酸あるいはC,Nなどの侵
入型固溶元素をスタビライズするためにAlとかTiなどが
添加される。このような一般軟鋼は冷間での加工硬化が
大きく，また再結晶温度が高いという性質がある。した
がって，極薄板の製造にさいしては，鋼片を熱間圧延し
た後，最終板厚まで冷間圧延する間に１回もしくは２回
以上の中間焼鈍が行われ，またこの中間焼鈍は650℃以
上の温度で行なわれるのが普通であった。そして，焼鈍
を施すなでの冷延率は80％以下とする必要があった。

このように従来材では加工硬化が大きいために板厚0.
5mm以下にまで冷間圧延するには中間焼鈍を要し，しか
も焼鈍までの冷延率は80％以下に抑える必要があり，中
間焼鈍なしの１回の冷間圧延で最終板厚まで冷延するこ
とは一般に困難であった。中間焼鈍を挾む方法では工程
の複雑さから当然のことながらコストの増大，生産性の
低下を余儀なくされ，しかも，その再結晶温度が高いの
で高い焼鈍温度を必要とし，焼き付けや形状不良を起こ
す原因となっていた。

この問題の解決策の一つとして，冷延圧延時の圧下率
を小さくすること，すなわち熱間圧延後の板厚を極力薄
くすることにより，冷間圧延での負荷を軽減するという
方策が考えられるが，この場合には逆に熱間圧延時の負
荷が増大し，その結果圧延ロールの摩耗，損傷が進行し
たり，熱間圧延時の温度低下が大きいため予め鋳片の加
熱温度を高めにする必要が生じ加熱エネルギーが増大す
るといった新たな問題を有することになる。

他方，焼鈍温度に関しては一般軟鋼の再結晶温度が60
0〜650℃であり、冷間圧延後の加工ひずみを十分に除去
して軟化されるには従来材では650℃以上の温度を必要
としていたのであるが，板厚0.5mm以下の極薄鋼板の場
合には650℃以上の温度で箱焼鈍を行うと，鋼板が相互
に接着する焼き付き現象を生じる。これを防止すべくス
ペーサを用いたオーブンコイル焼鈍によれば腰折れと称
されるコイル変形による不良が生じる。

本発明はかかる従来技術の問題の解決を目的としたも
のである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は,C≦0.010％で且つＣ＋Ｎ≦0.012％,Si≦0.0
1％,Mn≦0.15％,P≦0.020％,S≦0.020％，残部がFeおよ
び不可避的不純物からなる熱間圧延後のコイルを，中間
焼鈍なしに冷延率80〜99％にて板厚0.5mm以下まで冷間
圧延し，必要に応じてさらに500〜650℃の温度にて仕上
げ焼鈍することを特徴とする高い延性と深絞り性とを兼
備した極薄冷延鋼板の製造法を提供するものである。こ
の鋼の溶製にあたってはAlの添加は行わず、Tiの添加も
行わない。また、前掲の仕上げ焼鈍は箱焼鈍で行う。

〔発明の詳述〕

本発明は,0.5mm以下の極薄板厚まで通常の熱延鋼帯の
板厚から80％以上，場合によっては90％以上，さらには
95％以上の高い冷延率で中間焼鈍なしに冷間圧延し，し
かも最終の仕上げ焼鈍ではその温度は650℃以下，好ま
しくは600℃以下とするものであるが，このような冷延
条件と仕上げ焼鈍を可能としたのは，鋼の組成と密接な
関係がある。

本発明における鋼の組成を決定したポイントは冷間で
の加工硬化を低減し且つ再結晶温度を低下された点にあ
る。発明者らは種々の鋼組成について冷間加工硬化の程
度を調べ，例えば第１図に示す関係を得た。この図か
ら，鋼中の炭素含有量を低減していくと冷間加工硬化の
程度が減少し，例えばＣ＝0.002％,N＝0.002％の場合に
は，圧下率95％での加工硬化が,C＝0.05％の一般軟鋼の
圧下率50％でのそれと同等以下になることがわかる。ま
た，この関係は鋼中の窒素含有量についても同様であり
その影響度は炭素含有量と等価であることも発明者らの
調査で明らかとなった。両者の影響を総合して示したの
が第２図である。第２図中の破線はＣ＝0.05％の一般軟
鋼の冷延率80％，一点鎖線は同冷延率70％の水準を示す
ものであるが，この図より,C＋Ｎが0.004％以下であれ
ば冷延率99％以上でも一般軟鋼の冷延率80％での冷間加
工硬化以下になり，またＣ＋Ｎが0.012％以下でも冷延
率95％で一般軟鋼の冷延率80％での冷延加工硬化以下と
なることがわかる。すなわち平均的な熱延ゲージ3mmか
らの冷間圧延を考えた場合，一般軟鋼の冷延率80％での
冷間負荷と同じ負荷でも,C＋Ｎが0.004％の場合には冷
延率99％以上,C＋Ｎが0.012％の場合でも冷延率95％ま
で冷間圧延が可能であり,C＋Ｎ≦0.012％とすれば確実
に前記目的の一つが達成される。

また，発明者らは回復・再結晶特性についても種々の
鋼組成について調べ，例えば第３図に示す関係を得た。
この図から，鋼中のＣ＋Ｎを低減していくと回復・再結
晶に至る温度は低下することがわかる。例えばＣ＋Ｎが
0.004％以下であれば再結晶が終了する温度は500℃以下
になり,C＋Ｎが0.012％以下でも再結晶が終了する温度
は550℃以下になる。このように，一般軟鋼の再結晶終
了温度約650℃に比べてＣ＋Ｎの規制により100℃ないし
は150℃は低減される。したがって,C＋Ｎ≦0.012％を規
定すると焼鈍温度を低減する目的が確実に達成される。

また，本発明においてＣ≦0.010％とするのは，溶鋼
の凝固に伴う酸素溶解度の減少により放出される酸素と
鋼中の炭素との反応によって生成するCO気泡の生成を防
止するためであり，この規制によってAlやTiなどの脱酸
剤の添加を不要とし再結晶温度の上昇を防止することが
できる。このような溶鋼は，通常行われている高炉溶銑
を用いた転炉製鋼とRH脱ガスに代表される二次精錬を組
み合わせることによって得られ，しかも高価な添加元素
を必要としないので安価で有益である。

しかし，高炉溶銑を用いる場合には添加元素なしで
も,0.10％程度のMn,0.01％程度以下のSi,0.010％程度の
ＰあるいはＳが含有される場合があり，これらはいずれ
も冷間加工時の加工硬化を増加させる。Siが0.01％を超
えると，あるいはMnが0.15％を超えると，さらにＣ＋Ｎ
の規制を厳しくする必要があり，経済的な負担が大きく
なる。したがって,Si≦0.01％,Mn≦0.15％に規制する。
またＰおよびＳについても0.020％を超えて含有すると
鋼板の硬質化および再結晶温度の上昇を招くためこれ以
下に規制する。前記の第２図および第３図はこれらを勘
案して,Mn＝0.15％,Si＝0.005％,P＝0.010％,S＝0.010
％のときのＣ＋Ｎがそれぞれ冷間加工硬化および回復再
結晶特性に及ぼす影響として示した。

本発明においては前記鋼成分を有する熱延コイルを通
常の板厚で製造し，これを冷間圧延する際冷延率を80〜
99％で中間焼鈍なしに0.5mm以下にまで冷間圧延する。
冷間率が80％未満では，仕上げ焼鈍時において本発明に
従う低温焼鈍を実施した場合に鋼板の成形性が劣る結果
となり,650℃以下の低温焼鈍では意図する特性が得られ
ない。また99％を超える冷延率では通常の冷延機では鋼
板の形状コントロールが難しくまた製品の深絞り性が低
下する。好ましい冷延率の範囲は85〜95％である。

本発明においては板厚0.5mm以下の極薄鋼板を対象と
しており，かかる極薄鋼板の場合は650℃を超える温度
で焼鈍を行うと，板形状の不良あるいは焼き付き現象が
生じるといった問題があるため650℃以下の低温とする
ことが必要である。しかしこの焼鈍温度もあまり低いと
きには焼鈍による十分な再結晶が起こらず，得られる鋼
板の成形性が劣ることとなるので下限を500℃とする。
本鋼の再結晶温度は400〜550℃であり規定された温度範
囲の仕上焼鈍であれば全く差し支えない。

焼鈍後の冷延鋼板は形状調整，降伏点伸びの消去のた
めに，調質圧延，レベラー掛け等，適宜の手段が施され
る。

以下に実施例を示す。

〔実施例〕

第１表に示す鋼成分を有する本発明鋼および比較鋼を
実験用小型溶解炉にて溶製し，これを鋳造後鍛造して50
mm厚さのスラブとした。これを加熱温度1200℃で30分間
保持した後，仕上げ温度800℃で板厚3.2mmまで熱間圧延
し，次いで,700℃にて30分間の巻取りシミュレート処理
を行った。

この熱間圧延鋼板に第１表に示す条件にて中間焼鈍な
しに冷間圧延を行ったのち，仕上げ焼鈍を行い，最終的
に板厚が0.095〜0.8mmの冷延鋼板を製造し，この鋼板に
0.8〜1.0％の調質圧延を施した後，その材質を調査し
た。なお焼鈍はすべて箱焼鈍によった。

第２表に本発明の実施例および比較例の評価結果を示
した。評価は次のようにして行った。

・冷延性冷間圧延時の最大変形抵抗を測定した結果から以下の
評価基準で評価を行った。

○・・・最大変形抵抗:50kgf/mm²未満 △・・・最大変形抵抗:50kgf/mm²以上,60kgf/mm²未満 ×・・・最大変形抵抗:60kgf/mm²以上・製品組織最終製品の結晶粒度を測定し以下の評価基準で評価を
行った。

○・・・粒度:FGS No.7以上の微細な再結晶組織 △・・・粒度:FGS No.3〜No.6 ×・・・粒度:FGS No.2以下の粗大粒第２表の結果に見られるとおり，本発明範囲内の化学
成分の鋼を用い，これに本発明範囲内の冷間圧延および
焼鈍を行うことにより97％の強冷延でも比較的低い変形
抵抗で冷延でき，しかも焼鈍温度が650℃以下の低温で
あるため焼鈍時に焼き付きが発生しない。

また，材質的には20kgf/mm²以下の低降伏応力,50％以
上の高い全伸び，および1.9以上の高値を有するた
め，延性と深絞り性とを兼備していることがわかる。さ
らに製品組織を調査した結果，結晶粒度番号も7.0以上
であってプレス加工等での肌荒れの心配は全くなかっ
た。

〔効果〕以上詳述したように本発明による板厚が0.5mm以下の
極薄冷延鋼板の製造方法によれば従来不可能であった中
間焼鈍なしでの極薄板までの冷延を経済的に行うことが
できる。しかも低温で再結晶焼鈍ができるため焼鈍時の
板形状の不良あるいは焼き付きの発生を抑えることがで
き，さらには省エネルギー化も達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷間加工硬化に及ぼすＣの影響を示す図，第２
図は冷間加工硬化に及ぼすＣ＋Ｎの影響を示す図，第３
図は回復再結晶特性に及ぼすＣ＋Ｎの影響を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井克則広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉研究所内 (56)参考文献特開昭61−276934（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−63619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 9/46 - 9/48 C21D 8/02 - 8/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Al添加なしに溶製した鋼であって、重量％
で、Ｃ≦0.010％で且つＣ＋Ｎ≦0.012％,Si≦0.01％,Mn
≦0.15％,P≦0.020％,S≦0.020％，残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼の熱間圧延後のコイルを、中間焼
鈍なしに冷延率80〜99％にて板厚0.5mm以下まで冷間圧
延し、ついで500〜650℃の温度にて仕上げ焼鈍を箱焼鈍
で行うことを特徴とする、伸び50％以上且つ値1.9以
上の高い延性と深絞り性とを兼備した極薄冷延鋼板の製
造法。