JP3288456B2 - 耐食性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

耐食性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法

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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、自動車用鋼板等に用い
て好適な, 優れた深絞り性を有すると共に、耐食性にも
優れた冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用鋼板は、車体の軽量化お
よび安全性の向上という要請により、引張強さが35kgf/
mm2 以上を有し、かつ優れた深絞り性を有する高張力冷
延鋼板が求められるようになってきた。このような高張
力冷延鋼板の採用により、自動車用鋼板のゲージダウン
が可能となった。ところが、自動車用鋼板の板厚減少に
ともない、耐食性, とくに耐孔食性が低下する傾向が見
られ、それの防止が重要な課題となっている。このこと
から最近では、自動車鋼板としては、深絞り性とともに
耐食性にも優れた高張力冷延鋼板の開発が必要となって
きたのである。一方、コストダウンを目的に従来、表面
処理鋼板を使用してきた部材を耐食性冷延鋼板に代替し
ようとする試みがなされている。さらにはより一層の耐
食性の向上をはかるため、耐食性冷延鋼板を表面処理す
ることも検討されている。このような要求に応えるため
には、従来と同等の深絞り性を有すると同時に、さらに
高耐食性である冷延鋼板の開発が必要である。
【0003】ところで、深絞り性に優れた高張力冷延鋼
板の製造方法については従来、いくつかが提案されてい
る。例えば、特公昭63−9579号公報には、PとCuを複合
添加することによる表面性状の良好な高強度冷延鋼板の
製造方法が開示されている。しかしながら、この提案技
術も深絞り用高強度冷延鋼板の製造は可能であるもの
の、耐食性に関しては何ら配慮するところがない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術が抱えて
いる問題は、深絞り性には優れているものの耐食性への
配慮が欠けている点にあり、本発明の目的は、このよう
な問題点を克服することができる技術の確立を図ること
にあり、そしてこの目的は、以下に詳しく述べる鋼の成
分組成および製造条件を工夫することにより達成され
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上掲の目的の実現に向け
鋭意研究を重ねた結果、発明者らは以下のように鋼成分
組成および製造条件に従うとき、極めて優れた耐食性と
深絞り性とを有する高張力冷延鋼板が製造可能となるこ
とを見い出した。
【0006】この発明の要旨構成は次のとおりである。 (1) C:0.005 wt%以下、 Si:1.0 wt%以下、Mn:
2.0 wt%以下、 Ni:0.1 〜1.0 wt%、B:0.0001
〜0.0050wt%、Cu:0.1 〜1.5 wt%、Al:0.01〜0.10wt
%、 P:0.01〜0.15wt%以下、S:0.03wt%以下、
N:0.01wt%以下、O:0.005 wt%以下、を含み、
かつTi:0.01〜0.10wt%、 Nb:0.001 〜0.050wt %
のうち1種または2種を含み、残部がFeおよび不可避的
不純物よりなる鋼を、熱間圧延後、酸洗ならびに冷間圧
延を施し、引続き700 〜950 ℃の温度範囲にて再結晶焼
鈍を施すことを特徴とする耐食性に優れた深絞り用冷延
鋼板の製造方法(第1発明)。 (2) 上記1に記載の方法において、鋼の成分組成が、
C:0.005 wt%以下、 Si:1.0 wt%以下、Mn:2.0
wt%以下、 Ni:0.1 〜1.0 wt%、B:0.0001〜0.
0050wt%、Cu:0.1 〜1.5 wt%、Al:0.01〜0.10wt%、
P:0.01〜0.15wt%以下、S:0.03wt%以下、
N:0.01wt%以下、O:0.005 wt%以下、を含み、かつ
Ti:0.01〜0.10wt%、 Nb:0.001 〜0.050wt %のう
ち1種または2種を含み、さらにCr:0.05〜1.5 wt%、
Mo:0.05〜1.5 wt%のうちの1種または2種を含
み、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる鋼を、熱間
圧延後、酸洗ならびに冷間圧延を施し、引続き700 〜95
0 ℃の温度範囲にて再結晶焼鈍を施すことを特徴とする
耐食性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法(第2発
明)。 (3) 上記1または2に記載の方法において、再結晶焼
鈍を連続溶融亜鉛めっきラインにて行うことを特徴とす
る耐食性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法(第3発
明)。
【0007】
【作用】以下に、まず本発明に想到した実験研究につい
て述べる。C:0.002 wt%、Si:0.01wt%、Mn:0.2 wt
%、P:0.05wt%、S:0.005 wt%、Al:0.04wt%、
N:0.002 wt%、Ti:0.03wt%、Nb:0.003 wt%、B:
0.001 wt%、Cu:( 0.01および0.30) wt%、Ni:0.2 wt
%、O:(0.002〜0.010)wt%なる組成のシートバーを12
50℃に加熱−均熱後、880 ℃の仕上げ温度で熱間圧延を
施した。引続き、酸洗−冷間圧延を施した後、850 ℃−
20sec の再結晶焼鈍を施した。図1に、耐食性に及ぼす
鋼成分とくにCuならびにOの影響を示す。なお、耐食性
の評価法としては、0.5 %NaCl腐食液に8時間浸漬後、
16時間乾燥させる、腐食サイクルを行ない(サイクル数
30)、腐食試験後の最大孔食深さを測定することにより
行なった。この図に示す結果から判るように、耐食性は
鋼成分とくにCuとO量とに強く依存し、とくに、Cu添加
(0.30 wt%Cu) 鋼について、O≦0.005 wt%のときに耐
食性が著しく向上することが明らかとなった。
【0008】本発明者らは以上の実験結果をもとに種々
検討した結果、以下のように本発明の条件を決定した。 (1) 鋼成分組成;以下、各成分の組成限定理由を説明す
る。
【0009】C:0.005 wt%以下 Cは、少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好
ましいが、その含有量が0.005 wt%以下ではさほど悪影
響を及ぼさないので、0.005 wt%以下に限定した。
【0010】Si:1.0 wt%以下 Siは、鋼を強化する作用を有することから、所望の強度
に応じて必要量を含有させるが、その量が1.0 wt%を越
えると深絞り性および耐食性を劣化させるので、1.0 wt
%以下に限定した。
【0011】Mn:2.0 wt%以下 Mnは、鋼を強化する作用を有することから、所望の強度
に応じて必要量含有させるが、その量が2.0 wt%を越え
ると深絞り性および耐食性を劣化させるので、2.0 wt%
以下に限定した。
【0012】Ni:0.1 〜1.0 wt% Niは、Cu添加時の鋼板表面性状の改善のために添加す
る。その添加量が0.1 wt%未満では添加効果が乏しく、
一方、1.0 wt%を越えて添加すると深絞り性に悪影響を
与えるので、0.1 〜1.5 wt%の範囲に限定した。
【0013】B:0.0001〜0.0050wt% Bは、鋼の耐二次加工脆性の改善のために添加するが、
その添加量が0.0001wt%未満では添加効果に乏しく、一
方、0.0050wt%を越えて添加すると深絞り性に悪影響を
与えるので、0.0001〜0.0050wt%の範囲に限定した。
【0014】Cu:0.1 〜1.5 wt% Cuは、本発明においては重要な役割を担う元素であり、
耐食性を向上させるために添加する。その添加量が0.1
wt%未満では耐食性の改善に効果が少なく、一方、1.5w
t %を越えて添加すると深絞り性に悪影響を及ぼすの
で、0.1 〜1.5 wt%の範囲に限定した。なお、耐食性向
上効果をより一層発揮するためには、このCu添加量は0.
18〜1.5 wt%に限定することが好ましい。
【0015】Al:0.01〜0.10wt% Alは、脱酸を行ない、炭・窒化物形成元素の歩留り向上
のために含有させるが、その含有量が0.01wt%未満だと
添加効果が少なく、一方、0.10wt%を越えて添加しても
脱酸効果ならびに上記の歩留り向上の効果が飽和するの
で、0.01〜0.10wt%の範囲に限定した。
【0016】P:0.01〜0.15wt%以下 Pは、本発明においては重要な役割を担う元素であり、
鋼を強化する作用があるとともに耐食性を向上させる効
果があるので、必要量を添加する。その添加量が0.01wt
%未満では耐食性向上に対して効果が少なく、一方、0.
15wt%を越えると深絞り性に悪影響を及ぼすので、0.01
〜0.15wt%の範囲に限定した。なお、このPの添加によ
る耐食性向上効果を期待するためには、このPの添加量
は0.03〜0.15wt%の範囲が好ましい。
【0017】S:0.03wt%以下 Sは、少なければ少ないほど深絞り性および耐食性が向
上するので好ましい。ただし、その含有量が0.03wt%ま
ではそれほど悪影響を及ぼさないので、0.03wt%以下の
含有量は許容することにした。なお、耐食性のより一層
の向上のためには、このS含有量は0.0035wt%以下とす
ることが好ましい。
【0018】N:0.01wt%以下 Nは、少なければ少ないほど深絞り性を向上させること
になるが、その含有量が0.01wt%以下ではそれほど悪影
響を及ぼさないので、0.01wt%以下の含有量は許容され
る。
【0019】O:0.005 wt%以下 Oは、本発明において最も重要な役割りを担う元素であ
り、耐食性を向上させるためにはこのOは0.005 wt%以
下でなければならない。さらに、このO低減の効果は、
図1に示すとおりCu添加鋼にのみ有効であり、Cu無添加
鋼では耐食性におよぼすO低減効果はほとんどない。な
お、このOの作用については詳細は明らかではないが、
Oの低減により孔食の起点になる微細酸化物が減少する
ためか、または鋼板表面状態が変化し、耐食性とくに耐
孔食性に有利な表面性状に変化するものと考えられる。
なお、このO含有量は耐食性向上のためには0.003 wt%
以下がより好適である。
【0020】Ti:0.01〜0.10wt% Tiは、炭・窒化物形成元素であり、鋼中の固溶(C,
N)を(TiC, TiN)として析出固定させ、深絞り性に有利
な{111}方位を形成させるために添加される。その
添加量が0.01wt%未満ではその添加効果に乏しく、一
方、0.1 wt%を越えて添加しても効果が飽和することに
加え、むしろ表面性状の劣化につながる場合があるの
で、0.01〜0.1wt %に限定した。
【0021】Nb:0.001 〜0.05wt% Nbは、炭化物形成元素であり、鋼中の固溶CをNbC とし
て析出固定させ、深絞り性に有利な{111}方位を優
先的に形成させるために添加される。その添加量が0.00
1 wt%未満ではその添加効果に乏しく、一方、0.05wt%
を越えて添加すると延性が劣化するので、0.001 〜0.05
wt%に限定した。
【0022】Cr:0.05〜1.5 wt% Crは、耐食性を向上させるために添加するが、その添加
量が0.05wt%未満ではその添加効果が乏しく、一方、1.
5 wt%を越えて添加すると却って深絞り性に悪影響を与
るので、0.05〜1.5wt %と限定した。
【0023】Mo:0.05〜1.5 wt% Moは、耐食性を向上させるために添加するが、その添加
量が0.05wt%未満では添加効果が乏しく、一方、1.5 wt
%を越えて添加すると却って深絞り性に悪影響を与える
ので、0.05〜1.5 wt%に限定した。
【0024】(2) 熱間圧延条件 本発明においては熱延条件も重要である。望ましい熱間
圧延条件は、省エネルギーの観点より連続鋳造スラブ
を、再加熱または連続鋳造後 Ar3変態点以下に降温する
ことなく直ちにもしくは保温処理を施した後、粗圧延を
行なう。この熱間圧延の仕上温度は Ar3変態点以上の温
度で行うことが深絞り性に好ましいが、省エネルギーの
観点からはAr3 変態点未満の低温熱延でもよい。なお、
熱延巻取温度は300 〜850 ℃の範囲がよく、析出の促進
および粗大化による深絞り性の改善には500 ℃以上の巻
取温度にすることが好適である。
【0025】(3) 冷間圧延条件 高いr値を得るためには60%以上の冷延圧下率が好まし
い。より好ましい冷延圧下率は70%以上である。
【0026】(4) 焼鈍条件 本発明においては、焼鈍条件は重要であり、優れた深絞
り性を得るためには700 ℃〜950 ℃の温度域にて焼鈍す
ることが必要である。700 ℃未満の焼鈍温度では優れた
深絞り性を得ることはできない。一方、950 ℃を越える
温度域にて焼鈍を行なうと、α→γ変態により集合組織
がランダム化するため深絞り性が劣る。したがって、焼
鈍温度を700 ℃〜950 ℃に限定した。好ましくは 800℃
〜950 ℃である。なお本発明においては、焼鈍工程とし
て連続焼鈍ラインまたは連続溶融亜鉛めっきラインが適
する。この理由は、上記ラインでは焼鈍時間が短時間で
あるため、Cuが鋼板表面に濃化せず、表面処理性が良好
となるためである。なお、上記連続溶融めっき法として
は、非合金化溶融亜鉛めっきおよび合金化溶融亜鉛めっ
きがよく適合する。なお、本発明鋼板については、焼鈍
または亜鉛めっき後、特殊な処理を施して、化成処理
性、溶接性、プレス成形性および耐食性等の改善を行っ
てもよい。
【0027】
【実施例】表1に示す化学組成の鋼スラブを1250℃で加
熱−均熱後、粗圧延を行ったのち仕上圧延を行った。得
られた熱延板を酸洗後、75%の圧下率にて冷間圧延を行
って0.8mm 板厚とした後、連続焼鈍ラインにて850 ℃−
20sec の再結晶焼鈍を行った。こうして得られた供試材
について引張り特性について試験した。なお、引張り特
性はJIS 5号引張試験片を使用して測定した。またr値
は15%引張予ひずみを与えた後、3点法にて測定し、L
方向(圧延方向)、D方向(圧延方向に45度方向)およ
びC方向(圧延方向に90度方向) の平均値を r=(rl +2rD +rC )/4 として求めた。また、耐食性についても試験をしたが、
これは前述と同様の方法にて評価した。最終製品の材料
特性を表2に示す。本発明に適合する冷延鋼板は、優れ
た深絞り性と耐食性を有することが判る。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Cu
とOとをコントロールし、とくに焼鈍条件をコントロー
ルすることにより、従来よりも優れた耐食性を有する深
絞り用冷延鋼板の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】耐食性におよぼすCu, O量の影響を示すグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22C 38/54 C22C 38/54 38/58 38/58 (72)発明者 加藤 俊之 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭63−145719(JP,A) 特開 平5−140654(JP,A) 特開 平4−141554(JP,A) 特開 平4−168246(JP,A) 特開 平3−150315(JP,A) 特開 平2−173213(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/46 - 9/48 C21D 8/00 - 8/04 C22C 38/00 - 38/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C:0.005 wt%以下、 Si:1.0 wt%以
    下、 Mn:2.0 wt%以下、 Ni:0.1 〜1.0 wt%、 B:0.0001〜0.0050wt%、Cu:0.1 〜1.5 wt%、 Al:0.01〜0.10wt%、 P:0.01〜0.15wt%以下、 S:0.03wt%以下、 N:0.01wt%以下、 O:0.005 wt%以下、 を含み、かつ Ti:0.01〜0.10wt%、 Nb:0.001 〜0.050wt % のうち1種または2種を含み、残部がFeおよび不可避的
    不純物よりなる鋼を、熱間圧延後、酸洗ならびに冷間圧
    延を施し、引続き700 〜950 ℃の温度範囲にて再結晶焼
    鈍を施すことを特徴とする耐食性に優れた深絞り用冷延
    鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】C:0.005 wt%以下、 Si:1.0 wt%以
    下、 Mn:2.0 wt%以下、 Ni:0.1 〜1.0 wt%、 B:0.0001〜0.0050wt%、Cu:0.1 〜1.5 wt%、 Al:0.01〜0.10wt%、 P:0.01〜0.15wt%以下、 S:0.03wt%以下、 N:0.01wt%以下、 O:0.005 wt%以下、 を含み、かつ Ti:0.01〜0.10wt%、 Nb:0.001 〜0.050wt % のうち1種または2種を含み、さらに Cr:0.05〜1.5 wt%、 Mo:0.05〜1.5 wt% のうちの1種または2種を含み、残部がFeおよび不可避
    的不純物よりなる鋼を、熱間圧延後、酸洗ならびに冷間
    圧延を施し、引続き700 〜950 ℃の温度範囲にて再結晶
    焼鈍を施すことを特徴とする耐食性に優れた深絞り用冷
    延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法におい
    て、上記再結晶焼鈍を連続溶融亜鉛めっきラインにて行
    うことを特徴とする耐食性に優れた深絞り用冷延鋼板の
    製造方法。
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