JP3324348B2 - 成形性、切削性および打ち抜き加工性に優れた熱延鋼板とその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、張出し性等の成形
性や打ち抜き加工性に優れると共に、切削性においても
卓越した性能を有する熱延鋼板とその製法に関し、この
熱延鋼板は、例えば家電製品や自動車用鋼板として有効
に活用することができる。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板は、自動車や家庭用電気製品等
に広く実用化されているが、最近では、益々複雑化する
最終成形加工品の形状に対応させると共に、ユーザー側
でのプレス成形工程簡略化の要望に応えるため、これま
で以上に優れた加工性が必要となってきている。こうし
た要望に適合させるため現在では、極低炭素鋼にＴｉや
Ｎｂ等の炭・窒化物形成元素を適量含有せしめ、ＣやＮ
を固定した所謂ＩＦ系熱延鋼板が多用されている。

【０００３】即ち、ＩＦ系熱延鋼板は降伏応力が低くて
高い伸びを有しており、優れた加工性を有しているとこ
ろから、自動車用ボディ材の如く高度の加工が加えられ
る様々の部品用素材として広く使用されている。ところ
が従来のＩＦ系熱延鋼板は、低炭素Ａｌキルド冷延鋼板
に比べると切削性や打ち抜き加工性が悪く、切削加工時
の仕上げ面粗さや切り屑処理性に難点がある他、打ち抜
き加工後における端面のバリ高さが大きくなるといった
欠点を有しており、その用途によっては実用性が著しく
阻害される。

【０００４】即ち、家庭用電気製品や自動車用部品等を
プレス形成するに当たっては、その前後で殆んどの場合
ブランキング等のための打ち抜き加工やドリル穿孔、ね
じ切り等の切削加工が施されるが、前述のＩＦ系熱延鋼
板は、一般的は加工性には優れたものであるものの、低
炭素アルミキルド冷延鋼板に比べると切削性や打ち抜き
加工性が悪く、つまり切削加工時に仕上げ面粗さや切り
屑処理性が悪く、また打ち抜き加工後の端面のバリ高さ
が大きくなり、たとえば自動車用部品等として用いたと
きに、該バリの部分で電着塗料が付着不良となって耐食
性に悪影響を与えたり、あるいは打ち抜き加工板を積層
して搬送するときに該バリの磨耗によって金属粉が発生
したり相互に表面傷を付ける原因となる。

【０００５】そこで、こうした切削加工性や打ち抜き加
工性を改善するため、後述する様な方法を採用すること
も可能であるが、現実に切削や打ち抜きが行なわれる部
分は鋼板の極一部分であるにも関わらず、その僅かな部
分の切削性や打ち抜き性を高めるためにその他の部分の
機械的性質を犠牲にすることになり、強度不足が重大な
問題となってくる。

【０００６】即ち鋼の被削性を向上させるための手段と
しては、Ｐｂ，Ｓ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｐの如き所謂快削性向
上元素を添加する方法が一般的であり、これら快削性元
素の中でも特にＰｂやＳを添加した鉛快削鋼や硫黄快削
鋼は広く活用されている。このうち前者の鉛快削鋼は、
機械的性質も比較的良好であるなど物性的には優れたも
のであるが、有害な鉛を含むものであるから環境衛生上
の問題を含んでおり、最近では次第に鉛快削鋼に置き換
えられる傾向がある。

【０００７】一方硫黄快削鋼は、鉛快削鋼に比べてＳ添
加による機械的性質、特に延性の劣化が著しく、強度特
性を確保することの必要上Ｓ添加量の上限が制限される
ため、被削性の向上にも自ずと限界がある。また、一般
的な被削性の尺度としては工具寿命、仕上げ面粗さ、切
り屑処理性、切削抵抗等が挙げられ、殊に本発明で意図
する様な用途に適用しようとする場合、特に優れた切り
屑処理性が要求されるが、従来の硫黄快削鋼は鉛快削鋼
に比べて切り屑処理性に劣り、切り屑が長く伸びて被加
工物や加工機械に絡み付くというトラブルが頻発する。

【０００８】そこで、硫黄快削鋼に適量のカルシウムを
添加し、硫化物の形態制御を行ない、被削性を損なうこ
となく機械的性質の向上を図る試みもなされているが、
この方法では製造コストの上昇が経済上の大きな負担と
なってくる。またＴｉ，Ｚｒ，Ｔｅ，希土類元素等を硫
化物の形態制御元素として添加する試みもあるが、これ
らの方法は研究段階の域をでず、加工性との関係を含め
て好適添加量等について十分な検討がなされている訳で
はなく、またコスト高になるという経済的な負担につい
ての解決は期し難い。

【０００９】また、家庭用電気製品や自動車用部品等に
適用する場合、打ち抜き加工を施して摺動部分に適用さ
れることも多いため、打ち抜き加工後の端面の返り（バ
リ）が一定高さ以上にならず、寸法制度を悪化させない
ことも重要な特性であり、更に中間部品として積層され
ることも多いため、摩耗粉の発生等による電気回路への
悪影響や製品の性能劣化を起こさないことも必要とな
る。そのため、この様な打ち抜き加工が施される用途に
適用される鋼板としては、主として前述の様な低炭素Ａ
ｌキルド鋼板が用いられている。この低炭素Ａｌキルド
鋼板は、炭素が脆弱なセメンタイトとして結晶粒界や粒
内に粗大に析出し、打ち抜き加工時の亀裂発生の起点と
なることから、これらが好結果を及ぼしてバリの発生量
を抑えると共に型摩耗も抑制され、更には剪断荷重も低
減することが確認されている。しかしながら、打ち抜き
作業性の向上や合理化を図るには一層の打ち抜き加工性
の改善が望まれる。

【００１０】打ち抜き加工性改善のため、加工技術面か
らは、クリアランスの適正化やポンチ・ダイス形状の工
夫等が試みられており、また被加工材である鋼板につい
ては、例えば鋼板自体を硬質化し或は鋼板表面を硬質化
することが提案されている。前者の具体法としては、Ｐ
等の固溶強化元素を添加する方法があり、また後者の具
体的方法としては、焼鈍後の鋼板に圧延等によって表層
部に塑性歪みを導入する方法あるいは表面を窒化処理或
は浸炭処理することにより硬質化する方法（特開平１−
２５５６２６号公報、同２−１３３５６１号公報、同３
−１９９３４３号公報、同３−２０２４４２号公報）等
が知られている。ところが前者の方法では、打ち抜き加
工性の改善効果の割には伸びやｒ値など、鋼板本来の要
求特性である機械的特性の劣化が大きく、後者の方法で
は、窒化処理や浸炭処理のために特別の設備が必要とな
る。更にＭｎやＳを添加することによってＭｎＳ析出物
を多量生成させる方法（特開平１−２３０７４８号公
報、同６−７３４５７号公報）も提案されているが、こ
れらの方法で鋼中のＳ量を増大させると、熱間割れが生
じ易くなるばかりでなくブローホールやブリスターと呼
ばれる点状欠陥やスリバーと呼ばれると表面欠陥が頻発
するという新たな問題が生じてくる。

【００１１】上記の様な事情から、全体として良好な成
形性が要求されるばかりでなく切削性や打ち抜き加工性
も重要な要求特性とされる家庭用電気製品や自動車用部
品等に適用される鋼板用途においては、Ｓ等の快削性向
上元素を多量に添加することなく、通常の極低炭素ＩＦ
系熱延鋼板に近い成分組成の鋼板であって、優れた成形
性を維持しつつ切削性や打ち抜き加工性の改善された熱
延鋼板の開発が熱望されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、鋼材
の化学成分をうまく調整することにより、従来のＩＦ系
鋼板で得られる様な優れた成形性と機械的性質を確保し
つつ、また内部欠陥や表面欠陥等の問題を生じることな
く、切削性および打ち抜き加工性が良好でバリの問題を
生じることのない熱延鋼板を提供すると共に、その様な
熱延鋼板を確実に得ることのできる製法を確立しようと
するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するこ
とのできた本発明に係る熱延鋼板の構成は、ｍａｓｓ％
で ０．００１０％≦Ｃ≦０．０１０％ Ｓｉ≦０．２５％ ０．２０％≦Ｍｎ≦１．０％ Ｐ≦０．０５％ ０．０１０≦Ｓ＜０．０２５％ Ａｌ≦０．１％ Ｎ≦０．０１％ Ｔｉ≦０．１５％ の要件を満たし、且つ （Ｔｉ＊／４８）／（Ｃ／１２ ＋ Ｓ／３２）＝１．
０〜３．０ 但し、Ｔｉ＊＝Ｔｉ−（４８／１４）Ｎ を満足すると共に、残部がＦｅおよび不可避的不純物か
らなり、内部にＴｉ₄ Ｃ ₂ Ｓ₂ を主体とするサイズ１，
０００〜１０，０００Åの析出物が５×１０³ 個／ｍｍ
² 以上存在するところに要旨を有するものである。

【００１４】また、本発明に係る製法の構成は、成分組
成の要件を満足する鋼よりなるスラブを１，１００〜
１，２００℃の温度範囲で加熱した後、（Ａｒ₃ 変態温
度＋８０℃）〜（Ａｒ₃ 変態温度−４０℃）の温度範囲
で熱間圧延を終了し、次いで７００℃以下の温度範囲で
巻き取ることにより、内部にＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ を主体とす
るサイズ１，０００〜１０，０００Åの析出物を５×１
０³ 個／ｍｍ² 以上生成させるところに要旨を有してい
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記の様に本発明に係る熱延鋼板
は、鋼材の成分組成を特定すると共に、殊にその中にＴ
ｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ を主体とする特定サイズの析出物を特定量
存在せしめたものであり、それにより、基本的には従来
の極低炭素ＩＦ鋼板と類似の組成とすることによって優
れたプレス成形性等を確保しつつ、切削性や打ち抜き加
工性を大幅に改善することに成功したものである。

【００１６】より具体的には、切削性と打ち抜き加工性
を改善するために必要最小限のＳを含有せしめると共
に、ＳをＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物として生成せし
め、且つそのサイズと量を制御することにより、前記従
来例で指摘した様な欠点を伴うことなく、優れた成形性
と切削性・打ち抜き加工性を同時に満足する熱延鋼板を
得ることに成功したものである。

【００１７】通常のプレス成形や打ち抜き加工では、材
料はあまり昇温することなく実質的に常温で加工を受け
ると考えられ、常温で上記の様な改質効果を発揮し得る
様な析出物・介在物の形態やサイズ、分散状態にあるこ
とが必要であり、また切削加工時には加工熱によってか
なり高温となるので、この時は介在物等の溶融によって
被切削性能を発揮し得る様、該切削加工温度域で溶融し
得る様な介在物であることが必要であるが、上記Ｔｉ₄
Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物はこうした特性を全て備えてお
り、切削性と打ち抜き加工性を大幅に高めることが確認
された。

【００１８】一方、鋼板の打ち抜き加工状況をミクロ的
に見ると、ポンチと鋼板の接触以降ポンチの下降に伴っ
てまず鋼板の表裏面に剪断破面が形成され、該破面への
応力集中によって強剪断変形が生じてボイドが発生し、
これがクラックとなって表裏面からクラックが進展し、
該クラックが合体して打ち抜き状態が得られるものと思
われる。従って、打ち抜き加工後のバリを小さくするに
は、前述のボイドの形成とクラックの進展を促進するこ
とが有効と思われるが、上記Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ は比較的大
きな析出物であるため、鋼板が強剪断変形を受けたとき
に該析出物の近傍におけるボイドおよびクラックの形成
とその進展が促進され、切削性が著しく改善されると共
にバリも小さくなるものと思われる。

【００１９】尚、極低炭素ＩＦ鋼板中に存在する析出物
や介在物には、通常の鋼に含まれるＭｎＳやＡｌ₂ Ｏ₃
以外に、Ｔｉ添加鋼ではＴｉＣ，Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ ，Ｔｉ
Ｓ，ＴｉＮ，ＦｅＴｉＰ，Ｔｉ₂ Ｏなど、またＮｂ添加
鋼ではＮｂ（Ｃ，Ｎ）などがあり、夫々のサイズや分布
状態には特徴があるが、それらが熱延鋼板の成形性、切
削性および打ち抜き加工性に与える影響について検討を
重ねたところ、下記の様な事実が確認された。

【００２０】Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ ：析出物としてのサイズは
１，０００〜１０，０００Åであり、その量が５×１０
³ 個／ｍｍ² 以上であれば、切削性や打ち抜き加工性を
著しく向上させるが、他の析出物の存在によって生じる
成形性への悪影響は殆んど認められない。そして、該Ｔ
ｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物は、後で詳述する様な成分組
成の要件を満足する鋼よりなるスラブを１，１００〜
１，２００℃の温度範囲で加熱した後、（Ａｒ₃ 変態温
度＋８０℃）〜（Ａｒ₃ 変態温度−４０℃）の温度範囲
で熱間圧延を終了し、次いで７００℃以下の温度範囲で
巻き取ることにより、効率よく生成することが確認され
た。そして上記要件のいずれかを外れると、下記の様に
切削性や打ち抜き加工性の向上効果が乏しく、しかも成
形性に悪影響を及ぼすＴｉＣやＴｉＳ等が生成し、本発
明の目的を果たすことができなくなる。

【００２１】ＴｉＣ，Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）：析出物としての
サイズが約１００Åで微細に過ぎるため、成形性に悪影
響を及ぼすばかりでなく、切削性や打ち抜き加工性改善
効果も乏しい。尚、極低炭素ＩＦ鋼板のうち成形性と打
ち抜き加工性の改善された冷延鋼板として鋼中にＴｉと
Ｎｂを複合添加する方法（特開平６−７３４５７号公
報）が知られているが、本発明者らが検討を行ったとこ
ろによると、鋼中にＮｂを０．００３〜０．０３％の範
囲で添加すると、Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）が生成して鋼中のＣが
消費され、切削性と打ち抜き加工性の向上に有効なＴｉ
₄ Ｃ₂ Ｓ₂ が生成されなくなる結果、本発明の目的を達
成できなくなることが確認された。

【００２２】ＦｅＴｉＰ：析出物としてのサイズはＴｉ
₄ Ｃ₂ Ｓ₂ と同程度であり、切削性や打ち抜き加工性の
向上に有効に作用するが、結晶粒界にフィルム状に析出
して成形性を著しく悪化させる。

【００２３】ＴｉＳ，ＴｉＮ：析出物としてのサイズは
Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ より若干大きい程度であり、サイズ的に
は同等の改質効果を発揮し得るかの様に思われるが、実
際は軟質に過ぎるため、打ち抜き加工性改善効果は殆ん
ど発揮しない。しかも、切削加工時の温度上昇過程で被
削性に有効な形態とならないため、満足な切削性も発揮
されない。また、Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 析出量の増大を目的と
して多量のＳを含有させた場合、Ｓ量がある一定量を超
えると、特にＣ量が少ない成分系のときにＴｉ ₄ Ｃ₂ Ｓ
₂ の生成末期にＴｉＳが生成して表面欠陥の原因となる
ので好ましくない。また実用鋼中のＮ量の制御は至難で
あり、従ってこれらのＴｉ化合物を切削性等の改善に活
用することは容易でない。

【００２４】Ｔｉ₂ Ｏ：析出物としてのサイズがＴｉ₄
Ｃ₂ Ｓ₂ よりも一桁大きく、切削性や打ち抜き加工性向
上効果が乏しく、しかも表面欠陥の原因になるため好ま
しくない。

【００２５】ＭｎＳ：ＭｎＳの形態には介在物と析出物
があり、前者はミクロン単位、後者はその１／１０の大
きさである。Ｓ量が多くなると介在物としての量が増大
して被削性や打ち抜き加工性向上に寄与するが、前記特
開平６−７３４５７号公報にも示されている様に、打ち
抜き加工性の向上には０．０２％程度以上のＳが必要で
あり、多量のＳによって成形性が損なわればかりでなく
表面欠陥の原因となる。

【００２６】上記の様に、極低炭素Ｔｉ含有ＩＦ鋼板内
に生成し得る介在物や析出物としては様々の化合物が考
えられるが、それらのうち１，０００〜１０，０００Å
の析出物サイズを有するＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ は、成形性等に
悪影響を及ぼすことなく切削性や打ち抜き加工性に好影
響を及ぼすこと、しかも該Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物
の存在量が５×１０³ 個／ｍｍ² 以上となる様に、鋼材
の成分組成や加工条件を適正に調節してやれば、その特
長が極めて効果的に発揮される、という新たな知見を基
に、本願発明の完成を見たものである。

【００２７】次に、本発明において鋼材の成分組成を定
めた理由を明確にする。Ｃは、後述する如くＴｉと結合
してＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ を生成させるうえで欠くことのでき
ない元素であり、少なくとも０．００１０％以上含有さ
せなければならない。しかしながらＣ量が多くなり過ぎ
ると、ＴｉＣの生成量が増大して伸びが低下すると共
に、降伏応力が上昇して成形性を悪化させるのでの、良
好な成形性を確保するため上限を０．０１０％と定め
た。

【００２８】Ｓｉは、延性を低下させることなく強度を
高める有効な元素であるが、多過ぎると焼鈍時に生成す
る酸化皮膜が増大し、その後に行なわれることの多い化
成処理に悪影響を及ぼしたり、また電気めっきを行なう
ときはめっき厚が不均一となってめっきムラを生じると
いった問題が生じてくるので、Ｓｉ量は０．２５％以下
に抑えるべきである。殊に、該熱延鋼板を合金化溶融亜
鉛めっきする場合は、上記酸化皮膜の形成によって不め
っき部が生じ易くなるので、好ましくはＳｉ量を０．２
０％以下に抑えることが望ましい。

【００２９】Ｍｎは、ＭｎＳを生成して切削性や打ち抜
き加工性に補助的に作用する元素であり、その効果を有
効に発揮させるには０．２０％以上含有させなければな
らないが、多過ぎると成形性に悪影響を及ぼす様になる
ので１．０％以下に抑えなければならない。

【００３０】Ｐは、鋼中に固溶する場合とＦｅＴｉＰ系
の析出物を形成する場合があり、前者の場合は強化元素
として作用し成形性にはかえって悪影響を及ぼし、また
後者の様な析出物の形態になると、ある程度の切削性と
打ち抜き加工性向上効果は認められるが、成形性に与え
る悪影響が顕著に現れてくるので、０．０５％以下に抑
えなければならない。

【００３１】Ｓは、後述する如くＴｉと結合してＴｉ₄
Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物を生成するために必須の元素であ
り、その析出による切削性と打ち抜き加工性改善効果を
有効に発揮させるには、鋼中に５×１０³ 個／ｍｍ² 以
上のＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物を生成させることが必要で
あり、そのためにはＳを０．０１０％以上含有させなけ
ればならない。しかしそれらの効果は約０．０２５％で
飽和し、過度に含有させるとプレス成形性に悪影響を及
ぼす他、表面欠陥を増大させる原因にもなってくるの
で、０．０２５％を上限とする。

【００３２】Ｎは、Ｔｉと結合してＴｉＮを生成する
が、該ＴｉＮには切削性や打ち抜き加工性を高める作用
は殆んどなく、Ｃと同様に鋼材の引張特性を劣化させる
ので、こうした欠点を生じさせないため上限を０．０１
％と定めた。

【００３３】Ａｌは脱酸剤等として不可避的に混入して
くる元素であるが、多過ぎるとＡｌ ₂ Ｏ₃ 系の非金属系
介在物の生成源となって機械的性質や加工性に悪影響を
及ぼす様になるので、０．１％以下に抑えることが望ま
しい。

【００３４】Ｔｉは、前述の如く鋼中にＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂
主体の析出物を生成させて切削性と打ち抜き加工性を高
める上で最も重要な元素であり、含有量の下限値は後述
する如く鋼中のＮ，Ｓ，Ｃの含有量に応じて決めること
が必要である。但し、そうしたＴｉの作用効果は絶対量
が０．１５％で飽和し、それ以上の添加は経済的に無駄
である。

【００３５】尚Ｔｉは、Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ やＴｉＮを生成
する他、条件によってはＴｉＳを生成し、更にはＴｉＣ
としてＣを固定する作用も有しており、その下限値を決
めるに当たっては、それらの効果も考慮し鋼中のＣ，Ｓ
およびＮの含有量に応じて下記（１）式の要件を満たす
量を含有させることが必須となる。 （Ｔｉ＊／４８）／（Ｃ／１２＋Ｓ／３２）＝１．０〜３．０……（１） 但し、Ｔｉ＊＝Ｔｉ−（４８／１４）Ｎ

【００３６】しかして（１）式の値が１．０未満では、
Ｃ，Ｓと結合するＴｉ量が不十分となって、切削性と打
ち抜き加工性の向上に寄与するに足る量のＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ
₂ が生成せず、また３．０を超えると、Ｃ量が過剰の場
合は固溶Ｃの増大によって、またＳ量が過剰である場合
はＭｎＳの生成によって、いずれの場合も延びが劣化し
て満足な成形性が得られなくなる。

【００３７】上記の様に本発明の熱延鋼板は、析出物と
してのサイズが１，０００〜１０，０００Åの範囲にあ
るＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物を、鋼中に５×１０³ 個
／ｍｍ² 以上生成させることによって、成形性に悪影響
を及ぼすことなく切削性や打ち抜き加工性を著しく高め
たものであるが、この様なＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 主体の析出物
を鋼中に適正量生成させるには、熱延鋼板の製造条件
（熱間圧延温度や巻き取り条件など）が重要となる。そ
して目的達成のためには、前記成分組成の要件を満足す
る鋼よりなるスラブを１，１００〜１，２００℃の温度
範囲で加熱した後、（Ａｒ₃ 変態温度＋８０℃）〜（Ａ
ｒ₃ 変態温度−４０℃）の温度範囲で熱間圧延を終了
し、次いで７００℃以下の温度範囲で巻き取ればよいこ
とが確認された。

【００３８】この時の加熱温度が１，１００℃未満で
は、ＴｉＳやＭｎＳの生成量が増大してＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂
系析出物の量が不十分となり、また１，２００℃を超え
る高温になると殆んどの析出物が溶解し、適正量のＴｉ
₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物が得られなくなる。また熱間圧延後
の巻き取り温度が７００℃を超える高温になると、Ｔｉ
₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物がＦｅＴｉＰ系析出物に変化し、本
発明で意図する様な切削性と打ち抜き加工性の改善効果
が得られなくなる。尚、巻き取り温度の下限は特に限定
しないが、あまり低くなり過ぎるとＴｉ系析出物が生成
しなくなるか、生成してもＴｉＣとして析出してＴｉ₄
Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物が得られなくなることがあるので、好
ましくは５００℃以上にすることが望まれる。

【００３９】上記の様に適正な加熱温度と巻き取り温度
を満足する限り、熱延仕上げ温度が若干変動してもＴｉ
₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物の生成量には余り影響はないが、熱
間圧延を円滑に遂行すると共に、機械的性質や製品形状
の安定した熱延鋼板を得るには、該仕上げ温度を（Ａｒ
₃ 変態温度＋８０℃）〜（Ａｒ₃ 変態温度−４０℃）の
範囲に設定することが望まれる。しかして、熱間仕上げ
温度が低過ぎる場合はＦｅＴｉＰが生成し、それ自身及
び固溶Ｃの存在によって加工性が劣化し、逆に高過ぎる
場合は、ＴｉＳの生成量が増大して満足な切削性が得ら
れなくなるといった難点が現われてくるからである。

【００４０】かくして得られる本発明の熱延鋼板は、そ
のままで商品化することも勿論可能であるが、防錆など
を目的として電気めっきや溶融亜鉛めっき、あるいはり
ん酸塩処理やクロメート処理等の化成処理を施したり、
更には有機樹脂塗装処理等の表面処理を施すこと勿論有
効である。

【００４１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の構成および作
用効果を具体的に説明するが、本発明はもとより下記実
施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣
旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施すること
も可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含
まれる。

【００４２】実施例１ 表１に示す成分組成の鋼スラブを１１８０℃に加熱した
後、熱延終了温度を約９２０℃、巻き取り温度を６３０
℃に設定して熱間圧延を行ない、厚さ３．２ｍｍの熱延
鋼板を得た。得られた各熱延鋼板について、下記の方法
で鋼中に生成した析出物の種類と量を調べると共に、引
張特性と切削性および打ち抜き加工性を調べた。

【００４３】析出物の種類と量の確認法：抽出レプリカ
法による透過型電子顕微鏡観察。即ち、１万倍の倍率で
約０．０１５ｍｍ²の視野内における前記サイズの析出
物の個数を求め、これを１ｍｍ²内の数に換算して求め
る。打ち抜き加工性 ：各供試板を、クリアランス約１２％で
直径３０ｍｍの円形に打ち抜き加工し、打ち抜き端面に
生じるバリの高さを測定して評価。切削性 ：各供試板を用いて高周波誘導加熱溶接法によっ
て外径６０ｍｍのパイプを作製し、ＳＫＤ９のハイスバ
イトを用いて、切削速度１２５ｍ／ｍｉｎ、 切込み速度
０．０６ｍ／ｒｅｖで切削を行ない、切削不能となるま
での突切り回数（工具寿命）と切屑の状態（良：切屑が
短いカール状となったもの、不良：切屑が長いカール状
となったもの）によって評価。 結果を表２に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】表１，２より次の様に考えることができ
る。鋼種Ａ、Ｂ、Ｃは軟鋼系、鋼種Ｄは高強度鋼系で本
発明の規定要件を満足する実施例であり、いずれも優れ
た引張特性を有すると共に、切削性や打ち抜き加工性に
おいても優れた性能を有している。

【００４７】これらに対して鋼種Ｅ〜Ｊは、いずれもＳ
量が不足するため切削性と打ち抜き加工性が悪く、その
上鋼種ＥはＣ量も多過ぎてＴｉＣが生成するため引張特
性が悪く、鋼種Ｉは、Ｐ量が多過ぎるため引張特性が悪
い。また鋼種ＦはＳｉ量が多過ぎるため、表２には示し
ていないが電気亜鉛めっき時にＳｉ酸化物系皮膜による
めっきムラの発生が見られる他、溶融亜鉛めっき時のめ
っき密着性も悪かった。鋼種Ｋは、Ｓ量が多過ぎるた
め、打ち抜き加工性は良好であるものの引張特性が悪
く、しかも圧延後の鋼板表面にブリスターやスリバー等
の表面欠陥を生じることが確認された。更に鋼種Ｌは、
Ｔｉ量と（Ｃ＋Ｓ）量のバランスが悪く前記（１）式の
要件を満たしていないため、引張特性が劣ると共に耐時
効性も良好でなかった。鋼種Ｍは、Ｃ量が不足するため
十分量のＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ が析出しておらず、引張強度が
劣ると共に打ち抜き加工性と切削性のいずれも不良であ
る。

【００４８】実施例２ 前記表１に示した鋼種Ｂ（Ａｒ₃ 点は８７７℃）を使用
し、加熱温度、熱延仕上げ温度および巻き取り温度を表
３に示す様に変更した以外は、前記実施例１と同様にし
て熱間圧延を行ない、厚さ３．２ｍｍの熱延鋼板を製造
し、夫々について実施例１と全く同様にして析出物の種
類と数を調べると共に、引張特性、切削性、打ち抜き加
工性を調べた。結果を表４に示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】表３，４において符号Ｂ₁ 〜Ｂ₄ は、熱延
仕上げ温度と巻き取り温度をいずれも適正な温度範囲と
し、特に加熱温度の影響を調べたものであり、加熱温度
を１，１００〜１，２００℃の適正な範囲で行なったも
の（符号Ｂ₂ ，Ｂ₃ ）では、適正サイズのＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ
₂ 系析出物が適正量生成しており、引張特性、切削性、
打ち抜き加工性のいずれにおいても優れた特性を有して
いるのに対し、加熱温度が１，２００℃を超える比較例
（符号Ｂ₁ ）では、析出物がＭｎＳ主体のものとなり、
また加熱温度が１，１００℃未満の比較例（符号Ｂ₄ ）
では、析出物がＴｉＳ主体となり、いずれも切削性と打
ち抜き加工性が悪い。

【００５２】また符号Ｂ₅ 〜Ｂ₆ は、加熱温度と巻き取
り温度をいずれも適正な温度範囲とし、特に熱延仕上げ
温度の影響を調べたものであり、熱延仕上げ温度を適正
な範囲で行なったもの（符号Ｂ₆ ）では、適正サイズの
Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物が適正量生成しており、引張特
性、切削性、打ち抜き加工性のいずれにおいても優れた
特性を有しているのに対し、熱延仕上げ温度が高過ぎる
比較例（符号Ｂ₅ ）では、析出物がＴｉＳ主体のものと
なり、また熱延仕上げ温度が低過ぎる比較例（符号Ｂ
₇ ）では、析出物がＦｅＴｉＰ主体となり、いずれも切
削性と打ち抜き加工性が不十分である。

【００５３】また符号Ｂ₈ 〜Ｂ₁₀は、加熱温度と熱延仕
上げ温度をいずれも適正な温度範囲とし、特に巻き取り
温度の影響を調べたものであり、巻き取り温度を適正な
範囲で行なったもの（符号Ｂ₉，Ｂ₁₀）では、適正サイ
ズのＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ 系析出物が適正量生成しており、引
張特性、切削性、打ち抜き加工性のいずれにおいても優
れた特性を有しているのに対し、巻き取り温度が高過ぎ
る比較例（符号Ｂ₈ ）では、析出物がＦｅＴｉＰ主体の
ものとなり、満足のいく切削性が得られていない。

【００５４】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、鋼
材の成分組成、殊にＴｉ，Ｓ，Ｍｎ，Ｎなどの含有量を
規制すると共に、Ｓ，ＮおよびＣ量とＴｉ量の関係を適
正にコントロールして鋼中に適正サイズのＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ
₂ 系析出物を適正量生成させることにより、成形性や機
械的特性を阻害することなく、切削性と打ち抜き加工性
の非常に優れた熱延鋼板を提供することができ、また本
発明の方法によれば、こうした特徴を有する熱延鋼板を
工業的に確実に製造し得ることになった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三木 政一 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭50−141517（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−122923（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−108157（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−258796（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−162522（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−49052（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍａｓｓ％で ０．００１０％≦Ｃ≦０．０１０％ Ｓｉ≦０．２５％ ０．２０％≦Ｍｎ≦１．０％ Ｐ≦０．０５％ ０．０１０≦Ｓ＜０．０２５％ Ｎ≦０．０１％ Ｔｉ≦０．１５％ の要件を満たし、且つ （Ｔｉ＊／４８）／（Ｃ／１２ ＋ Ｓ／３２）＝１．
   ０〜３．０ 但し、Ｔｉ＊＝Ｔｉ−（４８／１４）Ｎ を満足すると共に、残部がＦｅおよび不可避的不純物か
   らなり、内部にＴｉ₄ Ｃ ₂ Ｓ₂ を主体とするサイズ１，
   ０００〜１０，０００Åの析出物が５×１０³ 個／ｍｍ
   ² 以上存在することを特徴とする成形性、切削性および
   打ち抜き加工性に優れた熱延鋼板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された成分組成の要件を
   満足する鋼よりなるスラブを１，１００〜１，２００℃
   の温度範囲で加熱した後、（Ａｒ₃ 変態温度＋８０℃）
   〜（Ａｒ₃ 変態温度−４０℃）の温度範囲で熱間圧延を
   終了し、次いで７００℃以下の温度範囲で巻き取ること
   により、内部にＴｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ を主体とするサイズ１，
   ０００〜１０，０００Åの析出物を５×１０³ 個／ｍｍ
   ² 以上生成させることを特徴とする成形性、切削性およ
   び打ち抜き加工性に優れた熱延鋼板の製法。