JP3188552B2 - 打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板及びその製造方法 - Google Patents
打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板及びその製造方法Info
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ど打ち抜き加工とプレス加工の両工程を施して形成され
る如き用途に供する薄鋼板に関し、特に打ち抜き性と加
工性との両者に優れる鋼板を提案しようとするものであ
る。
リ(かえり)が少なく、かつ打ち抜き金型の摩耗が少な
い場合に良好とされる。後者の打ち抜き金型の摩耗は、
鋼板のせん断破壊強度に依存し、普通鋼での強度レベル
では大きな問題ではない。したがって、普通鋼の打ち抜
き性で重要なのは、前者の打ち抜き時のバリ、特にバリ
高さである。「住友金属」vol.40(1988),No.3,p.247
〜254 には、薄鋼板の打ち抜きバリ高さに及ぼす鋼成分
の影響について示され、それによればMn量及びS量を増
量してMnS を増加させることで耐バリ性が向上するとさ
れている。また、特開平2−133561号公報、特開平3−
56644 号公報には、鋼板の表層が硬質である良打ち抜き
性鋼板が示されている。さらに、特開平3−202442号公
報には、鋼板の表層のC濃度が高い耐バリ性の技術が開
示されている。これらの公報に開示された鋼板は、特殊
な鋳造技術により表層と内層とを異成分とするか、又は
浸炭や浸窒により表層に硬化層を得ることで製造され
る。
中のMnS を増量する方法では、このMnS の増量によって
耐バリ性は向上するが、その一方で深絞り性の劣化が避
けられなかった。また、製鋼工程中の連続鋳造において
表層と内層とが異なる成分になる鋼片の製造する方法も
特殊な鋳造装置を必要とするために経済的でない。さら
に薄鋼板の表層のみを浸炭又は浸窒により硬質とする方
法では、この浸炭又は浸窒のためにやはり特殊な焼鈍炉
を必要とするために、経済的でない。この発明は通常の
製鋼技術、焼鈍技術を前提に、打ち抜き性と深絞り加工
性とを兼備した薄鋼板及びその製造方法を提案すること
を目的とする。
wt%以下、Si:0.3 wt%以下、Mn:0.3 wt%以下、B:
0.0002〜0.0050wt%、Al:0.002 〜0.1 wt%、P:0.01
5 〜0.15wt%、S:0.015 〜0.10wt%及びN:0.01wt%
以下を含み、かつTiを上記C,S及びN含有量との関係
で(4C+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下含
有して残部はFe及び不可避的不純物よりなり、直径0.2
μm 以上の硫化物、りん化物を合計で0.01〜0.2 %含有
する打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板(第1発明)であ
る。
i:0.3 wt%以下、Mn:0.3 wt%以下、B:0.0002〜0.0
050wt%、Al:0.002 〜0.1 wt%、P:0.015 〜0.15wt
%、S:0.015 〜0.10wt%及びN:0.01wt%以下を含
み、かつTiを上記C,S及びN含有量との関係で(4C
+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有し、さ
らにNb:0.002 〜0.1 wt%、Zr:0.002 〜0.1 wt%、M
o:0.01〜1.0 wt%、Ca:0.0005〜0.05wt%、Cu:0.01
〜2.0 wt%、Ni:0.01〜2.0 wt%及びCr:0.01〜2.0wt
%から選ばれる1種又は2種以上を含有して残部はFe及
び不可避的不純物よりなり、直径0.2 μm 以上の硫化
物、りん化物を合計で0.01〜0.2 %含有する打ち抜き性
に優れる加工用薄鋼板(第2発明)である。
に好適な製造方法は、C:0.010 wt%以下、Si:0.3 wt
%以下、Mn:0.3 wt%以下、B:0.0002〜0.0050wt%、
Al:0.002 〜0.1 wt%、P:0.015 〜0.15wt%、S:0.
015 〜0.10wt%及びN:0.01wt%以下を含み、かつTiを
上記C,S及びN含有量との関係で(4C+1.5 S+3.
4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有して残部はFe及び不
可避的不純物よりなる素材鋼片に熱間圧延を、粗圧延の
最終パス圧下率20〜60%、粗圧延の仕上温度1100〜950
℃を満足させて施すことを特徴とする打ち抜き性に優れ
る加工用薄鋼板の製造方法(第3発明)である。
好適な製造方法は、C:0.010 wt%以下、Si:0.3 wt%
以下、Mn:0.3 wt%以下、B:0.0002〜0.0050wt%、A
l:0.002 〜0.1 wt%、P:0.015 〜0.15wt%、S:0.0
15 〜0.10wt%及びN:0.01wt%以下を含み、かつTiを
上記C,S及びN含有量との関係で(4C+1.5 S+3.
4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有し、さらにNb:0.00
2 〜0.1 wt%、Zr:0.002 〜0.1 wt%、Mo:0.01〜1.0
wt%、Ca:0.0005〜0.05wt%、Cu:0.01〜2.0 wt%、N
i:0.01〜2.0 wt%及びCr:0.01〜2.0 wt%から選ばれ
る1種又は2種以上を含有して残部はFe及び不可避的不
純物よりなる素材鋼片に熱間圧延を、粗圧延の最終パス
圧下率20〜60%、粗圧延の仕上温度1100〜950 ℃を満足
させて施すことを特徴とする打ち抜き性に優れる加工用
薄鋼板の製造方法(第4発明)である。
発明により得られた熱延鋼板に対してさらに冷間圧延を
圧下率50%以上で施し、その後、再結晶温度以上 Ac3変
態点以下で焼鈍を施すことで、冷延鋼板や溶融亜鉛めっ
き鋼板を得ることもできる(第5発明)。この発明にお
いて、硫化物、りん化物の形状が球形以外の場合には、
直径とは同一体積の球体と仮想したときの径のことを示
し、また、かかる直径0.2 μm 以上の硫化物量、りん化
物量の割合は、質量百分率で示す。
た理由について説明する。 C:0.010 wt%以下 C含有量が0.010 wt%を超えると、深絞り性の劣化が顕
著であるので0.010 wt%以下に限定する。好適には0.00
5 wt%以下である。 Si:0.3 wt%以下 Si含有量が0.3 wt%を超えると、化成処理性、2次加工
ぜい性の劣化が顕著であるので、0.3 wt%以下とする。 Mn:0.3 wt%以下 Mn含有量はが0.3 wt%を超えると深絞り性の劣化が大き
いので0.3 wt%以下とする。特に0.15wt%以下が好適で
ある。
を超えると深絞り性の劣化が大きく、一方0.0002wt%に
満たないと耐バリ性向上の寄与がないために0.0002〜0.
0050wt%の範囲に限定する。 Al:0.002 〜0.1 wt% Alは、脱酸のために0.002 wt%以上を必要とするが、0.
1 wt%を超えると表面欠陥が多発するので、0.002 〜0.
1 wt%の範囲とする。
は、後述するように適正な直径のりん化物,硫化物を適
量含有させることが肝要であり、そのためには、りん化
物形成成分としてPを0.015 〜0.15wt%の範囲で含有さ
せることが必要で、0.015 wt%に満たないと耐バリ性に
劣り、一方0.15wt%を超えると延性、脆性が劣化すると
いう不利がある。 S:0.015 〜0.10wt%及びSもこの発明で重要な成分で
ある。適正な直径の硫化物を適量含有させるためには、
S含有量を0.015 〜0.10wt%の範囲とすることが必要で
あり、0.015 wt%に満たないと耐バリ性に劣り、一方0.
10wt%を超えると耐食性が劣化するという不利がある。
ード)値が劣化し、良好な加工性が得られないために、
0.01wt%以下とする。より好ましくは0.0025〜0.006 wt
%の範囲である。Tiを上記C,S及びN含有量との関係
で(4C+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下 Tiは、りん化物形成成分、硫化物形成成分としてばかり
でなく、加工性を兼備させるために必須の成分であり、
上記C,S及びN含有量との関係で(4C+1.5S+3.4
N)wt%以上添加することにより、その効果が現れ
る。一方、0.15wt%を超えると効果が飽和するのみなら
ず、伸びの劣化なども来すために上限は0.15wt%とす
る。
板の状態で直径0.2 μm 以上の硫化物(TiS 等)、りん
化物(FeTiP など)を合計で0.01〜0.2 %含有させるこ
とによって、耐バリ性と優れた加工性とが得られる。
全伸びに及ぼす硫化物とりん化物の含有量の影響につい
て調べた結果をグラフで示す。供試鋼は、C≒0.002 wt
%、Si≒0.01wt%、Mn≒0.1 wt%、P:0.026 〜0.11wt
%、S:0.027 〜0.058 wt%、N≒0.002 wt%、Al≒0.
03wt%、Ti/(4C+1.5 S+3.4 N)≒1.8 、B:0.
0005〜0.0012wt%の成分であった。この範囲の成分の鋼
片を熱間圧延する際、粗圧延の仕上温度を1080〜980 ℃
とし、かつ粗圧延の最終パスの圧下率を32〜43%とし
た。熱延の仕上圧延は、仕上温度≒880 ℃、コイル巻取
温度540 〜680 ℃とした。これらの熱延鋼帯を酸洗、冷
間圧延(圧下率約70%)を施し、均熱温度820 ℃の連続
焼鈍を施して板厚0.6 mmの製品とした。
った。打ち抜きバリ高さは、直径50mmの円形に打ち抜い
た後に、鋼板圧延方向に対して0°,45°,90°の3方
向についてレーザによる非接触式粗度計により測定し、
その平均値を図1に示してある。
ん化物との合計量が0.01%以上になると、打ち抜きバリ
高さが著しく低減することが分かる。しかしながら、上
記硫化物,りん化物の量が0.2 %を超えると全伸び(E
l)が急激に低下する。したがって、打ち抜き性と加工
性とを兼備させるには、直径0.2 μm 以上の硫化物とり
ん化物量が0.01〜0.2 %とすることが必要である。
ん化物量が0.01%以上含有することにより、バリ高さが
低減される理由については明確ではないが、次のように
考えることができる。せん断破壊におけるマイクロクラ
ックの伝播性が向上したことが考えられる。したがっ
て、硫化物、りん化物でも直径が0.2 μm 未満のもので
は、破断面における過剰延性のために効果に乏しい。
化物、硫化物形成成分としてNb:0.002 〜0.1 wt%、Z
r:0.002 〜0.1 wt%、Mo:0.01〜1.0 wt%及びCa:0.0
005〜0.05wt%から選ばれる1種又は2種以上を含有さ
せることが、打ち抜き性及び加工性を向上させるのに有
効である。これら成分の各下限値は、その効果が現れる
限界値として定め、上限値は、加工性の観点から決定し
た。同様に、さらに加工性及び打ち抜き性を向上させる
ためにCu:0.01〜2.0 wt%、Ni:0.01〜2.0 wt%及びC
r:0.01〜2.0 wt%の1種又は2種以上を含有させるこ
とができる。これら成分の各下限値は、その効果が現れ
る限界値として定め、上限値は、加工性の観点から決定
した。
述べる。製造方法としては、熱間圧延の粗圧延条件に好
適な条件がある。図2は、前述の成分の供試鋼のうち、
直径0.2 μm 以上のりん化物と硫化物との合計が0.06%
となる鋼片を用いて、熱間粗圧延条件を種々に変化させ
て得られた冷延鋼板の打ち抜きバリ高さについて調べた
結果をグラフで示す。図2から粗圧延の仕上温度を1100
℃以下とし、かつ粗圧延の最終パスの圧下率を20%以上
とすることで打ち抜きバリ高さは著しく低減できる。た
だし、最終パスの圧下率を60%よりも大きくしても、そ
の効果は飽和する。また、粗圧延の仕上温度を950℃よ
りも低くすることは、引き続く仕上熱間圧延を困難にす
る。したがって熱間粗圧延の仕上温度は1100〜950 ℃、
かつ粗圧延最終パスの圧下率を20〜60%とすることによ
り、耐バリ性をさらに向上できる。
830 ℃以上、コイル巻取温度750 〜300 ℃である。
板を得るほか、この熱延鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼
板としてもよい。冷間圧延においては、圧下率が50%以
上でないと十分な深絞り性が得られない。特に好適には
65%以上である。冷延後の焼鈍については加熱温度を再
結晶温度(約750 ℃)以上、Ac3 変態点(約900 ℃)以
下とする。焼鈍後の冷延鋼板に、亜鉛や亜鉛−ニッケル
等の電気めっき処理を行うことができる。また、溶融亜
鉛めっき鋼板として、冷延された鋼帯をインライン方式
で焼鈍、めっき処理を施してもよい。
の製造条件を施して、熱延鋼板、冷延鋼板及び電気又は
溶融亜鉛めっき鋼板を作製した。
打ち抜き性について表2に併記する。なお、引張試験法
及び打ち抜きバリ高さの評価方法は、前述と同一であ
る。表面処理鋼板としては、純亜鉛の電気めっき及び溶
融亜鉛めっきを行った。溶融亜鉛めっきは、830 ℃に加
熱焼鈍して、470 ℃にて溶融めっきを行ったものであ
る。
な全伸び(El)、深絞り性(r値)を有し、かつ優れた
耐バリ性を有していることがわかる。
た打ち抜き性をも兼備した薄鋼板を得ることができる。
製品の種類としては、熱延薄板、冷延焼鈍薄板、冷延焼
鈍鋼板に電気めっきした表面処理製品、冷延後に連続溶
融亜鉛めっきラインにて焼鈍と溶融めっき処理とを行っ
た表面処理製品がある。電気めっきおよび溶融めっきに
ついては、全てのめっき法に応用できる。
す硫化物とりん化物との量の影響を示すグラフである。
延の最終パス圧下率と熱間粗圧延の仕上温度の影響を示
すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 C:0.010 wt%以下、 Si:0.3 wt%以下、 Mn:0.3 wt%以下、 B:0.0002〜0.0050wt%、 Al:0.002 〜0.1 wt%、 P:0.015 〜0.15wt%、 S:0.015 〜0.10wt%及び N:0.01wt%以下 を含み、かつTiを上記C,S及びN含有量との関係で
(4C+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有
して残部はFe及び不可避的不純物よりなり、直径0.2 μ
m 以上の硫化物、りん化物を合計で0.01〜0.2 %含有す
る打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板。 - 【請求項2】 C:0.010 wt%以下、 Si:0.3 wt%以下、 Mn:0.3 wt%以下、 B:0.0002〜0.0050wt%、 Al:0.002 〜0.1 wt%、 P:0.015 〜0.15wt%、 S:0.015 〜0.10wt%及び N:0.01wt%以下 を含み、かつTiを上記C,S及びN含有量との関係で
(4C+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有
し、さらに Nb:0.002 〜0.1 wt%、 Zr:0.002 〜0.1 wt%、 Mo:0.01〜1.0 wt%、 Ca:0.0005〜0.05wt%、 Cu:0.01〜2.0 wt%、 Ni:0.01〜2.0 wt%及び Cr:0.01〜2.0 wt% から選ばれる1種又は2種以上を含有して残部はFe及び
不可避的不純物よりなり、直径0.2 μm 以上の硫化物、
りん化物を合計で0.01〜0.2 %含有する打ち抜き性に優
れる加工用薄鋼板。 - 【請求項3】 C:0.010 wt%以下、 Si:0.3 wt%以下、 Mn:0.3 wt%以下、 B:0.0002〜0.0050wt%、 Al:0.002 〜0.1 wt%、 P:0.015 〜0.15wt%、 S:0.015 〜0.10wt%及び N:0.01wt%以下 を含み、かつTiを上記C,S及びN含有量との関係で
(4C+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有
して残部はFe及び不可避的不純物よりなる素材鋼片に熱
間圧延を、粗圧延の最終パス圧下率20〜60%、粗圧延の
仕上温度1100〜950 ℃を満足させて施すことを特徴とす
る打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板の製造方法。 - 【請求項4】 C:0.010 wt%以下、 Si:0.3 wt%以下、 Mn:0.3 wt%以下、 B:0.0002〜0.0050wt%、 Al:0.002 〜0.1 wt%、 P:0.015 〜0.15wt%、 S:0.015 〜0.10wt%及び N:0.01wt%以下 を含み、かつTiを上記C,S及びN含有量との関係で
(4C+1.5 S+3.4 N)wt%以上、0.15wt%以下含有
し、さらに Nb:0.002 〜0.1 wt%、 Zr:0.002 〜0.1 wt%、 Mo:0.01〜1.0 wt%、 Ca:0.0005〜0.05wt%、 Cu:0.01〜2.0 wt%、 Ni:0.01〜2.0 wt%及び Cr:0.01〜2.0 wt% から選ばれる1種又は2種以上を含有して残部はFe及び
不可避的不純物よりなる素材鋼片に熱間圧延を、粗圧延
の最終パス圧下率20〜60%、粗圧延の仕上温度1100〜95
0 ℃を満足させて施すことを特徴とする打ち抜き性に優
れる加工用薄鋼板の製造方法。 - 【請求項5】 熱間圧延後、冷間圧延を圧下率50%以上
で施し、その後、再結晶温度以上 Ac3変態点以下で焼鈍
を施す請求項3又は4記載の打ち抜き性に優れる加工用
薄鋼板の製造方法。
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---|---|---|---|
JP10124293A JP3188552B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板及びその製造方法 |
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JP10124293A JP3188552B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06306532A JPH06306532A (ja) | 1994-11-01 |
JP3188552B2 true JP3188552B2 (ja) | 2001-07-16 |
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JP10124293A Expired - Fee Related JP3188552B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 打ち抜き性に優れる加工用薄鋼板及びその製造方法 |
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JP5251255B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2013-07-31 | 新日鐵住金株式会社 | 局部変形能が小さい硬質極薄鋼板およびその製造方法 |
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- 1993-04-27 JP JP10124293A patent/JP3188552B2/ja not_active Expired - Fee Related
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