JP3059444B2

JP3059444B2 - プレス加工性の優れた冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3059444B2
Application number: JP1085811A
Authority: JP
Inventors: 志郎佐柳; 薫川崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JPH02267227A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は低Ｃ鋼を素材として連続焼鈍で深絞り性が優
れ、しかも時効による材質劣化の少ない冷延鋼板の製造
方法に関するものである。

（従来の技術）冷延鋼板は主にプレス成形されて用いられる。そのた
め、プレス成形の構成要因の深絞り性、張り出し性等が
材質特性の基準となる。深絞り性は再結晶集合組織と対
応し、張り出し性は鋼組成、組織に影響されると共に製
造してからプレス成形する間に固溶C,Nにより特性が変
化する歪み時効性にも影響される。このためプレス成形
性の優れた冷延鋼板はAlキルド鋼を箱焼鈍して製造され
ていた。

箱焼鈍はコイル状で焼鈍するため焼鈍時間が長くな
り、生産性が悪い。しかもコイル位置による材質バラツ
キが大きく、鋼板の形状が劣る問題点がある。この欠点
を克服する方法として連続焼鈍法が開発され、これによ
る深絞り性の優れた冷延鋼板の製造方法が開示されてい
る。

これらには二つの技術思想があり、一つはTi等の炭窒
化物形成元素を添加した極低Ｃ鋼を用いる方法であり、
二つは低Ｃ−Alキルド鋼を高温巻取りを行なう方法であ
る。

前者は特公昭44−18066号公報、特公昭58−2249号公
報等に開示されているが、これらは極低Ｃとするため製
鋼での脱炭、Ti添加の合金代が高く製造コストが高い欠
点がある。後者の方法として特公昭55−22533号公報、
特開昭58−6938号公報等に開示されているが、いずれも
高温巻取りが必須の技術であるため、巻取り後の熱履歴
の不均一に起因するコイル内の材質バラツキが大きく、
しかも酸洗性が劣る問題点がある。

また時効による材質劣化を少なくするためには、連続
焼鈍での過時効処理の時間を長くとる必要があり、その
ためには長い過時効帯が必要で、設備費、操業コストが
高くなる。

（発明が解決しようとする課題）上記の連続焼鈍で加工性の良好な鋼板を製造する上で
の問題点、即ち極低Ｃ化、Ti等の炭窒化物形成元素をC,
Nの等量以上に添加することによる製鋼コストの上昇が
なく、一方、低Ｃ鋼では時効性を改良するには連続焼鈍
の過時効時間を長くとる必要がある。

本発明はこのような欠点を克服するプレス加工性の優
れた冷延鋼板の製造方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明者は鋼組成、製造条件を種々検討した結果、鋼
組成を特定することにより熱延条件によらず深絞り性が
優れ、しかも時効による材質劣化の少ない冷延鋼板を連
続焼鈍で製造できることを知見した。

本発明の要旨とするところは、重量％でC;0.05％以
下、Mn;0.5％以下、S;0.020％以下、O;0.0060〜0.0150
％、B;0.6N〜1.5Nを含有する鋼を連続鋳造し、冷却する
に際し、0.5〜10℃/sの冷却速度で冷却する。続いてAr₃
以上の温度で熱間圧延し、600℃以上で巻取り、引き続
いて冷間圧延、連続焼鈍することを特徴とするプレス加
工性の優れた冷延鋼板の製造方法にある。

まず、本発明の重要な構成要件である鋼成分を知見し
た実験事実について述べる。

実験室で種々の鋼を溶製し、鋳片を作り、凝固後の冷
却速度を10℃/sと一定にして常温まで冷却した。この鋳
片を1250℃に加熱後に3.6mm厚まで熱延した。この熱延
板を酸洗後、0.8mm鋼まで冷延し、775℃×1minの再結晶
焼鈍後の冷却を680℃まで10℃/s、その後280℃まで100
℃/sで冷却、再び350℃に加熱し、250℃まで0.6℃/sで
冷却し、その後は水冷で常温まで冷却した。この鋼板を
1.5％のスキンパスを行ない材質特性を調査した。

同時に冷延鋼板の表面状況を目視で観察し、表面疵の
多少を判別した。その評価基準は表面疵がほとんど無い
ものを◎、少し表面疵がでたものを△、表面疵が多いも
のを×で示した。

鋼の組成範囲はC;0.020％以下、Mn;0.10〜0.19％、P;
0.08％、S;0.005％〜0.014％、N;0.0015〜0.0026％、B;
0.0015〜0.0020％、O;0.0010％〜0.023％である。

第１図にＯ量と冷延焼鈍後の材料特性の関係を示し
た。

値、伸び共にＯ量が0.0060％まで増加すると共に良
好となることが分かる。しかし、0.015％を超えると加
工性の指標である伸び、値は良好であるが、時効指数
が大きくなると共に表面品質が悪くなり、冷延鋼板とし
て価値がなくなる。

この実験事実から加工性、時効性が良好で表面欠陥の
少ない鋼板がえられる条件としてＯを0.0060〜0.015％
に特定した。

次に、鋼組成をC;0.018％、Mn;0.17％、S;0.008％、
P;0.005％、Al;0.038％、N;0.0018％、B;0.0016％、O;
0.010％と一定の溶鋼を鋳造し、鋳片とした。鋳片の凝
固後の平均冷却速度（1450℃〜700℃間）を0.05〜50℃/
sに変化させ、常温まで冷却し、再び1050,1250℃まで加
熱、保定し、3.6mm厚まで熱延した。この熱延板を酸洗
後0.8mm厚まで冷延し、先の実験と同じ焼鈍を行ない、
1.5％のスキンパス後、材質特性を調査した。

その結果を第２図に示した。

この図から分かるように成分が同じであっても鋳片の
冷却速度により大幅に材質特性が変化する。鋳片の冷却
速度が0.5℃/s〜10℃/sの範囲では熱延加熱温度に関係
なく良好な加工性と時効性が得られることが分かる。鋳
片の冷却速度が遅くなると加工温度が低いときは良好な
加工性は得られるが時効性が悪くなる。鋳片冷却速度が
早すぎると逆に時効性が良好な条件があるが、加工性と
りわけ値が悪くなる。

以上の実験事実に基づき鋳片の冷却速度を特定した。
適当なＯ量と鋳片の冷却速度の関係で良好な加工性と時
効性を兼備した鋼板が得られる理由は定かでないが、次
のようなことが考えられる。

溶鋼中のＯは凝固中、または冷却中に鋼中の添加元素
と酸化物を形成し、この酸化物がMnSの析出サイズに寄
与する。酸化物が特定サイズ分布となり、これが直接に
冷延時の結晶回転、焼鈍時の再結晶に影響を与える。鋳
片の平均冷却速度をこの実験では凝固から700℃間で取
ったが、後の実施例で述べるように少なくとも1100℃以
上の温度域で良い。

以下に、Ｏ以外の鋼組成について説明する。

Ｃは従来から含有量が低いほど加工性が良好となるこ
とが知られている。しかし、連続焼鈍時の過時効でのＣ
析出を効率的に行なうにはＣ量が0.010％以上含有する
ことが好ましい。0.05％超にＣ量が増加すると良好な加
工性が得られない。この点からＣ量の上限を0.05％に特
定した。

MnもＣと同様に添加量が増加すると加工性が悪くなる
ことが知られている。このため本発明の方法でも0.5％
超含有すると加工性が悪くなる。このためMn量の上限を
0.5％に特定した。Mn量は少ないほど加工性が良好とな
るので下限を特に限定する必要がない。本発明では主に
0.08〜0.20％の範囲とする。

Ｓは熱間脆性の原因となるので良好な鋼板を得るため
0.020％以下にする必要がある。

P,N,Si等は加工性に有害な元素である。したがって含
有量は少ないほど好ましい。

ＢはＮと化合物を作ることによってＮの害を軽減する
ために添加する。この時、Ｂの含有量がＮの0.6倍未満
であると加工性の劣化が激しいので、その下限値を0.6N
とする。また、Ｂの含有量がＮの1.5倍超となると、そ
の効果が飽和すると同時に、逆に鋼板の硬質化を招くこ
とから、その上限値を1.5Nとする。

このような組成の鋼は通常の転炉、電気炉等で、必要
に応じ真空脱ガス処理を行なって溶製される。溶鋼は連
続鋳造され、スラブとなるが、このときの鋳片の冷却速
度は先に述べたように重要な構成要件である。

即ち、鋳片の平均冷却速度を0.5〜10℃/sに制御する
必要がある。スラブは熱延のために加熱されるが、熱延
終了温度がAr₃温度以上を確保できれば、その加熱温度
により本発明の特徴は損なわない。また加熱炉に挿入す
る前の鋳片温度によっても本発明の特徴を損なわれな
い。したがって、ホットチャージ等の熱片を加熱炉に挿
入しても良い。また加熱炉に装入しなくそのまま熱延す
るCC−DRを行なっても良い。

熱延は通常の方法と同様に行ない、仕上げ温度は鋼板
の加工性、操業性の点からAr₃温度以上で行なう必要が
ある。一般に低Ｃ鋼では巻取り温度が高いほど連続焼鈍
の場合、深絞り性が良好となる。したがって、本発明も
連続焼鈍で深絞り用鋼板の製造を目的としているので60
0℃以上の巻取り温度とすることが好ましい。

このようにして製造された熱延板は脱スケール後に冷
延される。冷延圧下率は60％以上とすることが深絞り性
を確保する上で好ましく、本発明では主に70〜85％の冷
延率とする。

焼鈍は連続型で行なうが、温度は再結晶温度以上であ
れば良いが、焼鈍温度が高いほど深絞り性が良好とな
る。本発明では主に750℃から850℃の範囲とする。再結
晶後の過時効処理は固溶Ｃを効率的に析出させるために
200から400℃間で２分以上で行なうことが好ましい。過
時効温度は定温である必要はなく過時効中に変化しても
良い。

このようにして造られた鋼板は必要に応じ調質圧延し
て製品に供される。本発明では冷延鋼板の製造を目的に
なされたが、Zn,Zn−Fe,Al等をメッキした表面処理鋼板
として適用しても本発明の特徴を損なうことなく、良好
な深絞り性と過時効性が得られる。

（実施例）表−１に示す組成の鋼を転炉で溶鋼し、表−１に示す
製造条件で製造し、その材質特性の調査結果を同表に示
す。

表−１以外の製造条件はすべて同一とし、冷延鋼板は
0.80mm、焼鈍は800℃×1minの再結晶後に680℃まで５℃
/sで冷却、その後100℃/sで280℃まで冷却、再び350℃
まで加熱し、250℃まで３分で冷却するサイクルで行な
った。焼鈍板は1.5％の調質圧延し、100℃×１時間の促
進時効後に材質特性を調査した。

材質特性を表−１に示した。

コイルNo.A−１は成分的にも製造条件的にも本発明の
範囲のものであり加工性の指標でなる値が高く、AIが
低くなっている。コイルNo.BはＣ、コイルNo.CはMn、コ
イルNo.DはＳ、コイルNo.E,FはＢが本発明範囲外のもの
で、他の製造条件が本発明範囲内であってもいずれも加
工性の指標である値が低く、また時効指数も大きいも
のが多い。コイルNo.HはＯが本成分範囲外であるが、こ
のコイルは表面疵が多発し、冷延以後の工程の試験がで
きなかった。

コイルNo.G−１は本発明範囲の条件である。コイルN
o.G−2,3は成分的には本発明範囲内であるが、製造条件
が本発明範囲外である。このコイルは加工性と時効性を
同時に満足する特性が得られていない。

コイルNo.A−２はCC−DRの実施例である。この場合も
良好な材質特性の鋼板が得られており、鋼成分と連続鋳
造された鋳片の冷却速度を制御すれば熱延加熱の条件に
よらず、良好な加工性を有する冷延鋼板が製造可能とな
ることが分かる。このCC−DRでは1100℃から熱延を開始
しており、鋳片の冷却速度の制御も1100℃までしか行な
っていなく、鋳片の冷却速度を制御する温度域は1100℃
以上の温度域で良いことがわかる。

以上述べたように鋼組成と製造条件が密接不可分な関
係を確保して初めて良好な深絞り性と時効による材質劣
化のない冷延鋼板が製造可能となることが分かる。

（発明の効果）本発明は極低Ｃでなくても、またC,Nを固定するだけ
の多量のTiを添加しなくても微量のＯを残すのみで、優
れた深絞り性を有し時効劣化の少ない鋼板が製鋼コスト
が安く、熱延加熱温度に関係なく、しかも連続焼鈍で製
造可能である。

したがって、製造コストが従来技術に比較して大幅に
やすく、しかも、熱延加熱温度に関係なく製造可能であ
るため、生産業務的な制約もなくなることを意味し、工
業的には有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＯ量と鋼板の材質特性の関係を示す図表、第２
図は鋳片の冷却速度と鋼板の材質特性の関係を示す図表
である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、 C :0.05％以下、 Mn:0.5％以下、 S :0.020％以下、 O :0.0060〜0.0150％、 B :0.6N〜1.5N を含有する鋼を連続鋳造し、0.5〜10℃/sの冷却速度で
冷却し、続いてAr₃以上の温度で熱間圧延し、600℃以上
で巻取り、引き続いて冷間圧延、連続焼鈍することを特
徴とするプレス加工性の優れた冷延鋼板の製造方法。