JP3194121B2

JP3194121B2 - 表面品質の優れた超深絞り用冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3194121B2
Application number: JP32646294A
Authority: JP
Inventors: 輝昭山田; 昌彦織田; 通博濃野; 博和大西; 一雄大貫; 俊一田中
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JPH08176677A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面品質の優れた超深
絞り用冷延鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超深絞り用冷延鋼板は、自動車のフェン
ダーのように厳しい深絞り性が要求される外板パネルに
も多く使われ、超深絞り性の他に、スリーバ疵のような
表面欠陥のない表面品位にも優れていることが不可欠の
条件である。また同時に製造コストが安いということも
前提条件である。本発明は、このような厳しい深絞り性
が要求される用途にも適用できる表面品質の優れた超深
絞り用冷延鋼板の製造方法に関するものである。

【０００３】従来技術としては、例えば特開昭６３−２
１０２４３号公報記載の方法がある。同公報記載の方法
は、鋼の組成を限定し、加熱途中に３０分以上５時間以
下のステップ焼鈍付きの箱焼鈍を行うことで超加工性冷
延鋼板を製造する方法であるが、表面品質に関しては何
も言及されていないし技術の開示もなく、さらに焼鈍方
法が加熱途中に３０分以上５時間以下のステップ焼鈍付
きの箱焼鈍法であるから、生産性、製造コストにおいて
課題のある技術でもあり、本発明が目的とする「厳しい
深絞り性が要求される用途にも適用できる表面品質の優
れた超深絞り用冷延鋼板」を安価な製造コストで製造す
る方法については開示されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、製造コストが安く、より厳しい深絞り性が
要求される用途にも適用できる表面品質の優れた超深絞
り用冷延鋼板の製造方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、製造コス
トが安く、より厳しい深絞り性が要求される用途にも適
用できる表面品質の優れた超深絞り用冷延鋼板の製造方
法を提供すべく、鋭意検討を行い本発明を完成したもの
であり、その要旨とするところは下記のとおりである。

【０００６】（１）Ｃ：０．０００５〜０．００２５ｗ
ｔ％、Ｓｉ：≦０．３０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．
０８ｗｔ％、好ましくは０．０１〜０．０５ｗｔ％、
Ｐ：０．００６〜０．０３０ｗｔ％、Ｓ：≦０．００５
ｗｔ％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１５〜０．１００ｗｔ
％、Ｎ：０．０００５〜０．０１００ｗｔ％、Ｔｉ：
０．０２０超〜０．０８０ｗｔ％を含み、残部は鉄およ
び不可避的不純物よりなる鋳片を、加熱炉に装入し、１
１３０℃以上１２４０℃以下の温度に加熱し、Ａｒ₃点
以上で仕上圧延を行い、７００〜８００℃で巻取って熱
延鋼帯とし、冷間圧延を行い、連続焼鈍法で再結晶温度
〜８９０℃に加熱し再結晶焼鈍を行い、焼鈍板を造り、
次いで０．３〜２．０％の調質圧延を行うことを特徴と
する表面品質の優れた超深絞り用冷延鋼板の製造方法。

【０００７】（２）出発鋼に、さらにＢ：０．０００２
〜０．００１０ｗｔ％を含有させて優れた二次加工性を
も付与することを特徴とする前項１記載の表面品質の優
れた超深絞り用冷延鋼板の製造方法。以下に本発明につ
いて詳細に述べる。本発明が対象とするようなＴｉ添加
の極低炭素鋼の鋳片は、スリーバー疵等の表面疵が多
く、自動車外板のような優れた表面品質が要求されるよ
うな用途に向ける場合は、鋳片の表面手入れとか、或い
は高温スラブ加熱によってスラブ表面の疵部をスケール
オフするなどの何らかの表面疵防止対策が必須である。
一方、深絞り性を向上させる手段として、例えば、ＣＡ
ＭＰ−ＩＳＩＪＶｏｌ．３（１９９０），Ｐ．１７６
９（以下文献１）のＦｉｇ．２に示されているように、
スラブの加熱温度を１０００〜１０５０℃とすることで
顕著にｒ値やＥｌが向上することが周知であり、また特
開昭６２−５４０５８号公報には実施例として９４０〜
１０００℃のような極低温スラブ加熱を行う熱延方法が
示されている如く、本発明が意図するような超深絞り用
の冷延鋼板を製造する場合には極低温スラブ加熱が極め
て重要な要素となっている。従って、現状では優れた表
面品質を有する超深絞り用の冷延鋼板を製造する場合に
は、先ずスラブ表面の全面手入れを行って表面疵を除去
した後、極低温スラブ加熱を行い、深絞り性を確保する
方法がとられているのであるが、スラブの表面手入れの
ための製造コストが多大となると言う問題点を有してい
る。

【０００８】本発明者等は、安価で優れた表面品質を有
し、かつ超深絞り性をも確保するという両方の品質特性
を両立させる製造方法について種々検討した。両立させ
る方法は二通りあり、一つは優れた表面品質が得られる
ように連続鋳造条件を工夫する方法であり、他方は優れ
た表面品質が得られる高温スラブ加熱でも超深絞り性が
得られるようにメタラジー条件を工夫する方法である。

【０００９】本発明者等は、これらの両方法について種
々検討し、後者の「優れた表面品質が得られる高温スラ
ブ加熱でも超深絞り性が得られるようにメタラジー条件
を工夫する方法」を基本にして、本発明を完成した。本
発明者等は、先ず最初に上記文献１に示されている「Ｔ
ｉＣが析出すると微細な析出物となるので、低温スラブ
加熱を行いＴｉ₄Ｃ₂Ｓ₂を析出させることでｒ値が向
上する」ことに着目し、よりＴｉ₄Ｃ₂Ｓ₂が析出し易
いように、Ｓを添加する方法を検討した。その結果、期
待に反してｒ値は低下し、かつ高温スラブ加熱時は大き
くｒ値が低下することがわかり、この方法では高温スラ
ブ加熱化ができないことがわかった。しかし、この実験
から、Ｍｎ量が低く、かつＳ量も低めの鋼はスラブ加熱
温度の感受性が小さそうだという新しい知見を見出すこ
とができた。

【００１０】そこで、本発明者等はこのことに着目して
極低ＭｎベースでＳ量とスラブ加熱温度とを変化させ、
実験を行い、図１に示す結果を得た。図１は、Ｃ：０．
００１５ｗｔ％、Ｍｎ：０．０４ｗｔ％、Ｐ：０．００
６ｗｔ％、Ｓ：０．００３ｗｔ％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．
０３８ｗｔ％、Ｎ：０．００１４ｗｔ％、Ｔｉ：０．０
３５ｗｔ％を含む鋼（Ａ）と、比較鋼としてＭｎ：０．
１５ｗｔ％、Ｓ：０．０１７ｗｔ％の他は、成分組成が
ほぼ同一である鋼（Ｂ）とを用い、スラブ加熱温度を変
化させ、７７０℃で巻取り、熱延板を製造し、連続焼鈍
法で８４０℃で再結晶焼鈍し、０．８％の調質圧延を施
し、冷延鋼板を製造し、表面疵の発生率と、平均ｒ値
（以下単にｒ値という）を調査した結果を図に示したも
のである。

【００１１】本実験の結果、本発明の鋼成分範囲の鋼
（Ａ）は、従来成分系の比較鋼（Ｂ）に比べ、スラブ加
熱温度の影響が全く異なっており、スラブ加熱温度を１
１３０〜１２４０℃の温度範囲まで上昇させても、材質
劣化が全く認められないと言う全く新しい知見を得るこ
とができた。また、本発明のスラブ加熱温度範囲では、
表面疵の発生が殆どなく、厳しい表面品質が要求される
自動車外板にもスラブの表面手入れ無しで製造できるこ
とも確認することができた。

【００１２】なお、鋼（Ａ）の場合、１０５０℃スラブ
加熱温度の場合に、鋼（Ｂ）のように、ｒ値が向上しな
かったのは、鋼（Ａ）では熱延板の結晶粒径が粗大化傾
向となっていたことに起因していると考えられる。即
ち、一般に熱延板の結晶粒径が粗大化した場合にｒ値が
低下することが知られており、鋼（Ａ）の場合は、Ｓ量
が少ないためにＴｉＳ系の析出物の総量が少ない上に、
低温スラブ加熱を行うと析出物のサイズが大きくなる結
果、熱延板の結晶粒の粗大化を阻止するためのインヒビ
ターとしてのＴｉＳ系析出物の個数が少なくなり過ぎた
こと、さらにはＭｎ量が極めて少なすぎることとも重な
って、熱延板の結晶粒径が大きくなりｒ値が逆に低下し
たものと推定される。

【００１３】以下に本発明対象鋼の化学成分組成の限定
理由について詳細に述べる。Ｃは、超深絞り性を確保す
る上で重要な元素で、０．００２５ｗｔ％超になると、
ｒ値が低下し、厳しい深絞り性が要求されるような用途
への適用ができなくなるので、０．００２５ｗｔ％以下
に規制する必要がある。また、Ｃ量が０．０００５ｗｔ
％未満の鋼を製造するには製鋼での真空脱ガスによる脱
炭時間が非常に長くなりコストが掛かりすぎるようにな
るので、Ｃの下限を０．０００５ｗｔ％に規制した。

【００１４】Ｓｉ，Ｐは、何れも含有量が多くなると、
Ｅｌを低下させたり、ｒ値を劣化させ超深絞り性が得ら
れなくなるようになるので、Ｓｉ≦０．３０ｗｔ％、
Ｐ：０．００６〜０．０３０ｗｔ％に規制する必要があ
る。Ｍｎは、本発明においてＳと共に極めて重要な元素
であり、極低Ｍｎ化することにより、極低Ｓ化効果（ス
ラブ加熱温度を高くしてもｒ値が低下せず超深絞り性が
得られると言う効果）が助長できる。その効果は０．０
８ｗｔ％以下になると得られるようになり、さらに、
０．０５ｗｔ％以下になるとより優れた深絞り性が得ら
れる。従って、Ｍｎ含有量は上限値を０．０８ｗｔ％、
好ましくは０．０５ｗｔ％に規制する必要がある。な
お、Ｍｎ含有量を０．０１ｗｔ％未満にすることは通常
の製鋼法では困難であるので下限値を０．０１ｗｔ％と
した。

【００１５】Ｓは、本発明の最も重要な元素で、Ｓ含有
量を０．００５ｗｔ％以下に規制することによって、図
１に示すように、優れた表面品質と超深絞り性とが両立
して得られるようになるのである。従って、上限値を
０．００５ｗｔ％に規制した。なお、下限値は、いくら
少なくても障害にならないので特に規制する必要がな
い。

【００１６】ｓｏｌ．Ａｌは、溶鋼中のフリー酸素を脱
酸するのに必要であり、ｓｏｌ．Ａｌ量が０．０１５ｗ
ｔ％未満では脱酸不足による鋳片表層部のスキンホール
起因の表面疵の発生が防止できなくなるので、下限値を
０．０１５ｗｔ％とした。また、０．１００ｗｔ％超に
なると鋳造時に溶鋼の空気酸化が起こり易くなり介在物
量が増え、加工性や、表面疵も増加するようになるので
０．１００ｗｔ％を上限値とした。

【００１７】Ｎは、ＴｉによってＴｉＮとして固定され
無害化がなされるが、０．０１００ｗｔ％超になるとＴ
ｉＮが多くなりすぎｒ値が劣化するようになるので、上
限値を０．０１００ｗｔ％とした。なお、通常の製鋼法
では０．０００５ｗｔ％未満にすることは困難であるの
で下限値を０．０００５ｗｔ％とした。Ｔｉは、ＮやＣ
をＴｉＮやＴｉＣ系の析出物として固定し、非時効性や
深絞り性を確保するのに必要な元素であり、Ｔｉ含有量
が０．０２０％以下になると超深絞り性が得られなくな
るので、下限値を０．０２０％超に規制する必要があ
る。また、０．０８０ｗｔ％超になると鋳造時に溶鋼の
空気酸化が起こり易くなり介在物量が増え、加工性や、
表面疵も増加するようになるので０．０８０ｗｔ％を上
限値とした。

【００１８】Ｂは、特に耐二次加工性が要求されない用
途に用いる場合は添加する必要はないが、耐二次加工性
が要求される用途に用いる場合は、Ｂ量を：０．０００
２〜０．００１０ｗｔ％の範囲で添加すればよい。以
下、その他の製造条件について詳細に述べる。鋳片の製
造条件は各請求項の鋼の成分が得られる方法であればど
のような方法でもよく、特に規制する必要はない。

【００１９】熱延条件は本発明のポイントの１つで、優
れた表面品質と超深絞り性とを両立させるために、スラ
ブの加熱温度を１１３０〜１２４０℃の範囲に規制する
必要がある。スラブ加熱温度が１１３０℃未満ではスラ
ブ表面のスケールオフ量が十分でないため鋳片に表面疵
が残存し、製品（冷延鋼板）に表面疵が多発することに
なってしまう。一方、スラブ加熱温度が１２４０℃超に
なると図１に示すようにｒ値が劣化するようになるが、
これはスラブ加熱温度があまりにも高すぎるため加熱時
の結晶粒の成長が著しくなりすぎ、その結果熱延板の結
晶粒径が粗大となったためと推察される。

【００２０】熱延の仕上温度は特に規制する必要がなく
通常の条件であるＡｒ₃以上で仕上圧延を行えばよい。
巻取温度はＣをＴｉＣ系析出物として大きく析出させる
必要があるので、７００℃以上で巻取る必要がある。ま
た、巻取温度が８００℃超になるとスケール厚みが厚く
なりすぎ酸洗時に十分に除去できず、最終製品にスケー
ル疵となって現れるようになるので、上限値を８００℃
に規制する必要がある。

【００２１】冷間圧延は特に規制する必要がなく通常の
方法でよい。連続焼鈍方法は特に規制する必要がなく、
通常行われているように再結晶温度〜８９０℃に加熱し
再結晶焼鈍を行い、その後室温まで冷却する方法でよ
い。なお、本発明の製造法では熱延板の状態でＣはＴｉ
Ｃ系析出物として完全に固定されているので、過時効処
理は必要がないが、過時効処理を行っても何等差し支え
がない。なお、焼鈍温度は、再結晶温度未満では十分な
ｒ値が得られず、８９０℃超では良好な形状の鋼板が得
られないので、再結晶温度〜８９０℃に規制した。

【００２２】調質圧延は、０．３％未満では十分な形状
矯正能力が得られず、良好な形状が得られなくなるので
下限値を０．３％とした。また、２．０％超では延性の
劣化が大きくなりすぎるので上限値を２．０％に規制す
る必要がある。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の効果を実施例により説明す
る。表１に示す成分の鋳片を造り、表２に示す連続熱延
条件で板厚４．０ｍｍの熱延板を製造し、酸洗後板厚
０．７５ｍｍに冷間圧延を行い、連続焼鈍法で表２に示
す焼鈍温度で再結晶焼鈍を行い、０．８％の調質圧延を
施して冷延鋼板を製造した。製造した冷延鋼板の材質を
調査し、表２に示す。

【００２４】Ｙ．Ｐ、Ｔ．Ｓ、Ｅｌ、ｒ値は調質圧延後
の特性値、ＹＰ−Ｅｌは１００℃×１Ｈｒの時効処理を
施した後の値、二次加工性は絞り比２．５２でカップを
絞り−４０℃でカップを押しつぶしたときの脆性破断の
長さで評価し、全く割れなかったものを◎、５ｍｍ以下
のものを○、それ以上を×として評価した。また、表面
疵の検査を行い、表２に疵評価結果として表示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】鋼Ａ，Ｃ，Ｄは、何れも本発明の成分範囲
内の鋼である。鋼Ａは、Ｍｎ含有量が０．０３ｗｔ％と
好ましい極低Ｍｎ含有量の範囲で、Ｂを添加しない請求
項１の成分の鋼である。鋼Ｃは、Ｍｎ含有量が０．０７
ｗｔ％の範囲で、Ｂを添加しない請求項１の成分の鋼の
例である。

【００２８】鋼Ｄは、Ｍｎ含有量が０．０４ｗｔ％と好
ましい極低Ｍｎ含有量の範囲で、本発明の請求項２にし
たがってＢを添加し、優れた二次加工性をも付加する鋼
成分の例である。鋼Ｅ，Ｆは、比較例で本発明の成分範
囲を外れた例で、鋼ＥはＭｎ含有量が０．２２ｗｔ％
と、鋼ＦはＳ含有量が０．０２０ｗｔ％と高すぎた鋼成
分の例である。

【００２９】鋼Ｇは、Ｍｎ，Ｓ含有量がそれぞれ０．１
９ｗｔ％、０．０１８ｗｔ％と通常工業的に行われてい
る従来成分系の例である。鋼Ｈは、前述の超加工性冷延
鋼板を製造する特開昭６３−２１０２４３号公報の鋼成
分範囲の例で、Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｔｉ含有量が同公報
記載の鋼の成分範囲を満足するが、本発明のＭｎ，Ｓ，
Ｔｉ含有量の成分範囲を外れる従来法の成分に準じた鋼
成分の例である。

【００３０】試料１，２，３は、Ｍｎ含有量が０．０３
ｗｔ％と好ましい極低Ｍｎの本発明の鋼の成分範囲の鋼
Ａのスラブを、加熱温度を変えて熱間圧延を行い、加熱
温度の影響を比較した実施例で、試料１は１０５０℃
と、試料３は１２６０℃と本発明のスラブ加熱温度の範
囲を外れた比較例で、試料２は１１８０℃と本発明の実
施例である。本発明の実施例である試料２は深絞り性を
示すｒ値、表面品質、共に優れた特性を有する超深絞り
用冷延鋼板が得られている。一方、比較例であるスラブ
加熱温度が本発明の範囲を低く外れている試料１は表面
疵が、スラブ加熱温度が高く外れている試料３はｒ値
が、それぞれ不十分な特性値しか得られていない。

【００３１】試料５は、Ｍｎ含有量が０．０７ｗｔ％で
ある本発明対象鋼の成分範囲の鋼Ｃを、試料２と同じ条
件で製造した本発明の実施例で、２．３４のｒ値が得ら
れており、Ｍｎ含有量が本発明の範囲の０．０８ｗｔ％
以下であれば、優れた深絞り性が得られることがわか
る。なお、Ｍｎ含有量が好ましい範囲の実施例の試料
２，６は、試料５より優れたｒ値が得られており、本発
明のＭｎ含有量の好ましい範囲にＭｎ含有量を規制する
ことによって、より優れた深絞り性が得られることがわ
かる。

【００３２】試料６は、Ｂ含有量を０．０００３ｗｔ％
とした本発明の請求項２の実施例で、優れた二次加工性
をも有する超深絞り用冷延鋼板が得られている。試料
７，８は、比較例で、試料７はＭｎ含有量が０．２２ｗ
ｔ％と、試料８はＳ含有量が０．０２０ｗｔ％と、本発
明の範囲を高く外れた比較例で、何れもｒ値が本発明の
実施例のものに比べ劣っている。

【００３３】試料９は、Ｍｎ含有量が０．１９ｗｔ％、
Ｓ含有量が０．０１８ｗｔ％と、本発明の範囲を高く外
れた従来から製造されている連続焼鈍用の深絞り用冷延
鋼板の成分範囲の従来例で、ｒ値が本発明の実施例のも
のに比べ劣っている。試料１０は、前述の超加工性冷延
鋼板を製造する方法を開示した特開昭６３−２１０２４
３号公報に示された成分範囲の例で、Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，
Ｓ，Ｔｉ含有量が同公報記載の鋼の成分範囲を満足する
が、本発明のＭｎ，Ｓ，Ｔｉ含有量の成分範囲を外れる
従来法の成分に準じた鋼成分の例で、ｒ値が本発明の実
施例に比べ大きく劣っている。これは同公報記載のもの
がステップ加熱付きの箱焼鈍法用の鋼成分を前提として
いるのに対し、本発明の焼鈍条件が連続焼鈍法であるこ
とに起因しているものと推定される。

【００３４】以上の実施例の結果から明らかなように、
本発明の請求項１記載の製造方法によって表面品質の優
れた超深絞り用冷延鋼板が、請求項２記載の製造方法に
よって耐二次加工性に優れた特性をも付与することがで
き、本発明は工業的価値が極めて高いことがわかる。な
お、本発明を、電気亜鉛メッキ等の各種の表面処理鋼板
の原板の製造方法において、また溶融亜鉛メッキ鋼板の
製造方法において適用しても同様な効果が奏される。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、安価に表面品質の優れた超深絞り用冷延鋼板を
製造できるので、その工業的価値はきわめて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓ含有量並びにスラブ加熱温度とｒ値、表面疵
発生率との関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大西博和兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者大貫一雄兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者田中俊一兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献特開平１−177322（ＪＰ，Ａ) 特開平６−158175（ＪＰ，Ａ) 特開平３−170618（ＪＰ，Ａ) 特開平５−239554（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 9/46 - 9/48 C21D 8/04 C22C 38/00 - 38/60

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：０．０００５〜０．００２５ｗｔ
％、Ｓｉ：≦０．３０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．０
８ｗｔ％、Ｐ：０．００６〜０．０３０ｗｔ％、Ｓ：≦
０．００５ｗｔ％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１５〜０．１
００ｗｔ％、Ｎ：０．０００５〜０．０１００ｗｔ％、
Ｔｉ：０．０２０超〜０．０８０ｗｔ％を含み、残部は
鉄および不可避的不純物よりなる鋳片を、加熱炉に装入
し、１１３０℃以上１２４０℃以下の温度に加熱し、Ａ
ｒ₃点以上で仕上圧延を行い、７００〜８００℃で巻取
って熱延鋼帯とし、冷間圧延を行い、連続焼鈍法で再結
晶温度〜８９０℃に加熱し再結晶焼鈍を行い、焼鈍板を
造り、次いで０．３〜２．０％の調質圧延を行うことを
特徴とする表面品質の優れた超深絞り用冷延鋼板の製造
方法。
【請求項２】出発鋼に、さらにＢ：０．０００２〜
０．００１０ｗｔ％を含有させて優れた二次加工性をも
付与することを特徴とする請求項１記載の表面品質の優
れた超深絞り用冷延鋼板の製造方法。