JP3060860B2 - 異方性の異なる深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

異方性の異なる深絞り用冷延鋼板の製造方法

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JP3060860B2 JP6282238A JP28223894A JP3060860B2 JP 3060860 B2 JP3060860 B2 JP 3060860B2 JP 6282238 A JP6282238 A JP 6282238A JP 28223894 A JP28223894 A JP 28223894A JP 3060860 B2 JP3060860 B2 JP 3060860B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の内外装
用鋼板や家電製品用鋼板の製造方法に関する。より詳述
すれば、本発明は、成形性、とりわけ深絞り性を高レベ
ルで要求されるプレス成形性に優れた鋼板の製造方法に
関する。本発明によれば、客先のプレス条件に合った異
方性の異なる冷延鋼板を容易に造り分けすることがで
き、したがって、それを用いることにより歩留 (不良品
の発生防止) およびプレス性の向上が図れる等の使い分
けができるメリットがある。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車産業や家電産業では製造ラ
インの合理化の観点からプレス工程の簡素化が求められ
ており、一方、消費者の多様化するニーズに対応するた
めデザインが複雑化する傾向がある。このような傾向
は、プレス形状を複雑にすると同時に、その素材となる
鋼板に対しては、プレス成形性の良いこと及び歩留向上
が図られることと言った本来同時に満足できない特性を
求めている。
【0003】換言すれば、現在、製品の成形の形状が複
雑化するに伴い、歩留りを向上させるためそれに見合っ
た異方性を備えた鋼板が求められているのである。しか
し、これまでは異方性は可及的に少ないものが好ましい
とされており、むしろ異方性のない鋼板を製造する技術
の開発がすすめられてきた。
【0004】例えば、深絞り用冷延鋼板の面内異方性に
関する関示例は、特公平2−30367号公報、特開平2−7
7558 号公報等に見られるが、それらはΔrの低減につ
いて言及しているものの、種々の異方性の異なった鋼板
の製造法までは言及していない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、かかる要求に対応するため、用途に応じて面内異方
性の種々異なる深絞り用冷延鋼板の造り分けできる方法
を提供することである。
【0006】すなわち、本発明の別の目的は、用途の多
様化に伴って各種用途にそれぞれプレス成形用として適
用できる深絞り用冷延鋼板を製造すべく、それぞれのプ
レス形状用途に見合った異方性を備えた鋼板を造り分け
できる面内異方性をコントロールする技術を開発するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成するため、種々検討した結果、C:0.004%以下
という極低炭Nb (Ti) 添加鋼において、目的とする異方
性に応じて下記の(i)〜(vi)の各条件を選択することに
より(111) 、(222) 面集合組織の制御を図り、種々の異
方性を得ることができることを知り、本発明を完成し
た。ただし、圧延方向に対してL(0°)、Q(45
°)、C(90°)方向のr 値をぞれぞれ rL 、rQ 、 r
C とする。
【0008】換言すれば、本発明は、以下の各種条件で
異方性のコントロールを行うことを特徴とする成形性に
優れた冷延鋼板の製造方法である。 (i) 異方性が形状A: |(rC − rQ ) /(rL − rQ ) |
≧2の場合は 熱間圧延の仕上温度:Ar3 変態点以上 冷間圧延の冷圧率:65〜85% 連続焼鈍温度までの昇温速度:10℃/s 未満 冷圧率75〜85%の場合、昇温速度は10℃/s 以上であっ
てもよい
【0009】(ii)異方性が形状B: |(rC − rQ ) /(r
L − rQ ) |<2の場合は 熱間圧延の仕上温度:Ar3 変態点以上 冷間圧延の冷圧率:60〜74% 連続焼鈍温度までの昇温速度:10℃/s 以上。
【0010】(iii) 異方性が形状C: |(rQ − rL ) /
(rQ − rC ) |≧2の場合は 熱間圧延の仕上温度:Ar3 変態点未満 冷間圧延の冷圧率:74〜90% 連続焼鈍温度までの昇温速度:10℃/s 以上。
【0011】(iv)異方性が形状D: |(rQ − rL ) /(r
Q − rC ) |<2の場合は 熱間圧延の仕上温度:Ar3 変態点未満 冷間圧延の冷圧率:60〜74% 連続焼鈍温度までの昇温速度:10℃/s 以上。
【0012】(v) 異方性が形状E: |(rC − rQ ) /(r
Q − rL ) |≧2の場合は 熱間圧延の仕上温度:Ar3 変態点以上 冷間圧延の冷圧率:85〜88% 連続焼鈍温度までの昇温速度: 制限なし。
【0013】(vi)異方性が形状F:|(rC − rQ ) /(r
Q − rL ) |<2の場合は 熱間圧延の仕上温度:Ar3 変態点以上 冷間圧延の冷圧率:88%以上 連続焼鈍温度までの昇温速度: 制限なし。
【0014】本発明において対象となる鋼組成はとくに
制限されないが、好適態様によれば次の通りである。 C:0.0040%以下、 P:0.030 %以下、 S:0.02
0 %以下、Nb:0.004 〜0.025 %、Al:0.003 〜0.100
%、14 (Al/27)>N、さらにTiを添加する場合、Ti:0.
005 〜0.100 %、 14 (Al/27+Ti/48)>N、N:0.0040
%以下 残部Fe及び不可避不純物。
【0015】また、かかる冷延鋼板は溶融亜鉛めっき鋼
板用にも十分適用できる。本発明は、従って、そのよう
な好適態様によれば、上述のように得られた冷延鋼板に
溶融亜鉛めっきを行う溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法で
あり、かかる特徴を有する本発明によって目的とする性
能が得られ、また安定製造が可能になる。
【0016】また、極低炭素鋼に於いては、加工中ある
いは加工後にいわゆる縦割れと呼ばれる脆性破壊が発生
する場合があり、そのような割れが懸念される場合は、
Bを3〜9ppm 添加してもよい。
【0017】
【作用】次に、本発明において上述のように製造条件を
限定した理由について説明する。
【0018】熱間圧延仕上温度:本発明に於いて、熱間
圧延の仕上温度をAr3 変態点以上、Ar3 変態点未満にす
ることにより、顕著に異方性の異なる性能が得られる。
また、Ar3 変態点以下の圧延をした場合、圧延方向に対
して45°方向が最もr値が優れるということについて
は、その冶金的理由については、現段階では明確ではな
いが熱延板の再結晶組織および析出物の形態の違いが異
なるためであろうと推定される。
【0019】熱間圧延の仕上温度がAr3 変態点以上の場
合、その上限は特に制限されないが、一般的操業条件下
では、仕上温度が950 ℃を超えるとスケール発生が多く
なり、脱スケール作業が困難になり、また圧延ロールの
寿命が短くなるなどの問題が発生するため、好ましく
は、950 ℃以下とする。一方、仕上温度がAr3 変態点未
満の場合にも、その下限は特に制限されないが、仕上温
度が700 ℃を下回ると、圧延材の硬質化がすすみ実質上
圧延が行えなくなる。
【0020】巻取温度:本発明に於いて、巻取温度の影
響はなく特に制限する必要はない。ただし、800 ℃超で
巻取ると熱延コイルの表面にグレイングロースが発生し
易く、表面欠陥につながること、冷却時のコイルの変形
が発生すること、および酸洗での脱スケール性が劣化す
ることなどの理由から、好ましい上限温度として800 ℃
を規定する。
【0021】冷間圧延率:本発明にとって、冷間圧延率
( 以下単に冷圧率という) の影響は重要な因子であり、
冷圧率を変更させることにより顕著に異方性の異なる性
能が得られる。これは圧延方向に対して主に45°方向の
(111)、(222)面集合組織が冷圧率上昇により
顕著に発達することに起因している。また、r値の優れ
た鋼板を得るためには、冷圧率を上昇させれば、圧延方
向のr 値の上昇は実現される。
【0022】ここに、冷圧率は、次のようにして定義さ
れる。 冷圧率=[(t0−t1)/t1] ×100 ただし、t0: 冷間圧延前の板厚、t1: 冷間圧延後の板
厚。
【0023】昇温速度:400 ℃〜再結晶温度までの昇温
速度をコントロールすることによっても異方性の異なる
性能が得られる。
【0024】昇温速度は冷圧率の低い領域 (60〜74%)
で影響があることを確認した。連続焼鈍温度までの昇温
速度を10℃/s 未満にすることによって(111)面が
発達成長するため、45°方向のr値が向上することが可
能である。一方、10℃/s以上とすることによって45°、
90°方向のr値の向上が10℃/s未満の場合に比べ、少な
いため、異方性を小さくすることを可能としている。
【0025】一般に連続焼鈍温度までへの昇温速度とし
ては深絞り性を改善するためには7〜12℃/sという範囲
が好適であることから、この範囲内において上述のよう
な変更を行うのが好ましい。
【0026】その他連続焼鈍条件:昇温後のヒートパタ
ーンについては、焼鈍温度は余り高い温度で行うとr値
の低下が見られることから、再結晶温度から900 ℃まで
とした。異方性をコントロールするための各種製造条件
を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【数1】
【0029】表1のように、熱間圧延の仕上温度、冷圧
率、連続焼鈍温度への昇温速度を各種条件に制御するこ
とによって、圧延方向に対してL、Q、C方向がA〜F
に示すような形状の鋼板を製造することができる。
【0030】※A〜Fの記号は三方向の形状を示す。 ※X=〔(r L +r C ) +2×r Q 〕/4、 (X=r値
の平均値) Δr=〔(r L +r C ) −2×r Q 〕/2 形状A〜Fの区別は、次の計算式を用いて行った。
【0031】 形状A:|(rC − rQ ) /(rL − rQ ) |≧2 形状B:|(rC − rQ ) /(rL − rQ ) |<2 形状C:|(rQ − rL ) /(rQ − rC ) |≧2 形状D:|(rQ − rL ) /(rQ − rC ) |<2 形状E:|(rC − rQ ) /(rQ − rL ) |≧2 形状F:|(rC − rQ ) /(rQ − rL ) |<2。
【0032】次に、本発明においては鋼組成を特に制限
されず、いわゆる深絞り用冷延鋼板であれば特に制限は
ないが、前述のような好適鋼組成を規定する理由は次の
通りである。なお、本明細書において「%」は特にこと
わりがない限り、「重量%」である。
【0033】C≦0.0040%:本発明ではCはNbまたはNb
とTiでCを固定することを目的としているが、C>0.00
40%では析出物が多くなりすぎたり、あるいは固定され
ずにCが多くなり、r値、伸び率が低下し、YP、TS
が上昇し、深絞り性の悪化をもたらすので0.0040%以下
とした。
【0034】P≦0.030 %、S≦0.020 %:これらの元
素は、性能向上のためいずれも低減した方が良いが低減
するにはコストアップが伴い、また本発明の目的とする
性能を得るには、上記範囲で十分である。
【0035】Nb:0.004 〜0.025 % Nbは適量添加することにより、炭化物が生成されその作
用により高いr値を得ることができる。0.004 %未満で
は、炭化物の析出が不十分であり、固溶Cが増加するた
めr値が低下したり、時効による伸び率の劣化をもたら
す。一方、0.025 %超では、再結晶温度が上昇し、実際
の製造ラインに於いて高い温度が必要となることから、
上限0.025 %とした。
【0036】Al:0.003 〜0.10%、Ti:0.005 〜0.10% Nは時効による性能劣化やr値、n値、ELの劣化をも
たらすのでその固定のためにAl、Tiの添加が必要であ
る。それらの添加量は、14 (Al/27)>N%、Tiを添加す
る場合、14 (Al/27 +Ti/48)>N%をそれぞれ満足すれ
ば良い。ところが、Alは連続鋳造による鋳込み時に発生
するピンホールのような内部欠陥を防止するための脱酸
剤として添加が必要であり、その下限は0.003 %であ
る。また、添加しすぎると、製造コストが上昇するので
本発明はAl含有量の上限を0.10%とした。
【0037】一方、TiはAlの添加量が十分であれば、N
の固定のための添加は不要であるが、Nbとの複合添加に
より、r値の改善が期待されるので添加することが望ま
しい。Nbとの複合添加の効果を得るためには、0.005 %
以上の添加が必要である。また、添加しすぎるとコスト
アップするので効果が十分得られる0.10%以下とした。
【0038】N≦0.0040%:時効による性能劣化を防止
するためには少量に制限することが望ましく、またN固
定に要するAl、Ti量を少なくするため、0.0040%以下に
制限する。次に、実施例によって本発明を作用効果をさ
らに具体的に説明する。
【0039】
【実施例】表2に示す鋼組成の供試材を調製し、スラブ
を1050〜1250℃に加熱し、2.5 〜6.0mm の板厚にまで熱
間圧延を行い、600 〜700 ℃で巻取り、次いで酸洗後冷
間圧延を行い、そして連続焼鈍を行った。
【0040】各処理条件は表3に示す通りであり、次い
で、得られた各供試材について、圧延方向に対して0
度、45度、そして90度の各方向におけるr 値を決定し、
そのときの異方性を形状AないしFに分類した。それら
の結果は、同じく表3にまとめて示し、冷圧率とr 値と
の関係をそれぞれの処理条件でグラフにまとめてものを
図1および図2に示す。
【0041】図1より、仕上げ温度がAr3 変態点以上の
場合 (○印および●印) では、その異方性は冷圧率66%
程度の場合、形状AおよびBに示すような (ア)型であ
る。しかし、そのとき冷圧率を上げると45°、90°方向
のr値が顕著に向上し、冷圧率85%以上では45°方向の
r値が0°方向より高い値となり、形状EおよびFに示
すような (ウ)型になる。
【0042】一方、熱間圧延の仕上温度がAr3 変態点未
満の場合 (△印) では、その異方性は形状DおよびCに
示すような (イ)型を示す。なお、その形状は、仕上温度
がAr3 変態点以上圧延の場合と同様に冷圧率を上げると
45°、90°方向のr値が向上すし、形状Dが形状Cに変
化する。
【0043】図2は、冷圧率とX値 (r値の平均値) の
関係を示すものであり、その関係は従来報告されている
ように、冷圧率が高くなる程、X値が向上する。
【0044】これらの結果からも分かるように、本発明
にかかる方法によれば、面内異方性の調整が比較的容易
にしかも安定して行うことができることが分かる。
【0045】
【表2】
【0046】
【表3】
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造条件を適宜変えることによって目的とする異方性を
備えた冷延鋼板が製造でき、多様化したプレス成形性に
うまく適用でき、歩留りの向上も図られるなど、その今
日的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷圧率とr値にしたがって異方性の態様を整理
して示すグラフである。
【図2】冷圧率と平均r値との関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.004 重量%以下で所定の面内異方
    性を持つ深絞り用冷延鋼板の製造方法であって、目的と
    する異方性に応じて下記形状Aないし形状Fを求め、次
    いで求められた形状に応じて下記条件(i) ないし(vi)で
    熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍の順に処理し製造したこ
    とを特徴とする異方性の異なる深絞り用冷延鋼板の製造
    方法。ここに、それぞれの面内異方性は次のように定義
    する。 形状A:|(rC − rQ ) /(rL − rQ ) |≧2 形状B:|(rC − rQ ) /(rL − rQ ) |<2 形状C:|(rQ − rL ) /(rQ − rC ) |≧2 形状D:|(rQ − rL ) /(rQ − rC ) |<2 形状E:|(rC − rQ ) /(rQ − rL ) |≧2 形状F:|(rC − rQ ) /(rQ − rL ) |<2 ただし、圧延方向に対してL(0°)、Q(45°)、C
    (90°)方向の r値をそれぞれ、 rL 、 rQ 、 rC とす
    る。 (i) 形状A: 熱間圧延の仕上温度をAr3 変態点温度以上とし、冷間圧
    延時の冷圧率が65〜85%の場合には連続焼鈍温度までの
    昇温速度を10℃/sec 未満とし、前記冷圧率が75〜85%
    の場合には前記昇温速度を10℃/sec以上であってもよ
    い。 (ii)形状B: 熱間圧延の仕上温度をAr3 変態点温度以上とし、冷間圧
    延時の冷圧率を60〜74%とし、連続焼鈍温度までの昇温
    速度を10℃/sec 以上とする。 (iii) 形状C: 熱間圧延の仕上温度をAr3 変態点温度未満とし、冷間圧
    延時の冷圧率を74〜90%とし、連続焼鈍温度までの昇温
    速度を10℃/sec 以上とする。 (iv)形状D: 熱間圧延の仕上温度をAr3 変態点温度未満とし: 冷間圧
    延時の冷圧率を60〜74%とし、連続焼鈍温度までの昇温
    速度を10℃/sec 以上とする。 (v) 形状E: 熱間圧延の仕上温度をAr3 変態点温度以上とし、冷間圧
    延時の冷圧率を85〜88%とする。 (vi)形状F: 熱間圧延時の仕上温度をAr3 変態点温度以上とし、冷間
    圧延時の冷圧率を88%以上とする。
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