JP3666231B2

JP3666231B2 - High-gloss cold-rolled steel sheet with excellent workability and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3666231B2
Application number: JP06650998A
Authority: JP
Inventors: 輝正小笹; 博之上田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JPH11254001A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り成形加工等の高加工用途に有用な高光沢冷延鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品や暖房機器の外板材等として、従来より低炭素鋼（C:約0.04〜0.01wt）を素材とする高光沢冷延鋼板が使用されている。
高光沢冷延鋼板は、冷延鋼板を焼鈍した後、調質圧延することにより製造される。その調質圧延はブライトロールを用いて行われ、ブライトロールの平滑面の転写効果として鋼板に光沢表面が形成される。調質圧延には、圧延油を使用するウエット方式と、圧延油を使用しないドライ方式とがあり、ドライ調質圧延は、ロール表面の転写率は高いが、ロール表面の異物の付着等による鋼板の表面欠陥の発生を防止する措置として、ロール表面を清浄状態に維持するためのメンテナンスに多大の負担を余儀なくされる。ウエット方式は、前者に比し、転写効率は低いものの、ロールバイト部に圧延油が介在することによる浄化作用の効果として、ロール表面のメンテナンスの負担が少なく、ドライ方式に比し作業性にすぐれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の低炭素鋼からなる高光沢冷延鋼板は、比較的加工度の低い用途に供給されており、加工性を特に問題とされることなく現在に至っている。しかし、この高光沢冷延鋼板を使用して絞り加工等を行うと、亀裂・割れを生じ易い。すなわち従来の高光沢冷延鋼板は、高加工用途には不向きな材料であり、絞り成形等による健全な成形品を得ることは困難である。
本発明はこのような制約を打破し、高光沢冷延鋼板の用途の拡大多様化を可能とすべく、良好な表面光沢と共に、絞り成形加工等の高加工に耐え得る高延性を有する高光沢冷延鋼板およびその製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の高光沢冷延鋼板は、極低炭素鋼からなり、光沢度 G_S20°（JIS Z 8741):２００％以上，表面粗さＲａ: ０．４μｍ以下の表面を有すると共に、伸び(El): ４３％以上の高延性を有している。
このような表面特性および機械性質を具備する本発明の高光沢冷延鋼板は、極低炭素鋼の冷延鋼板を再結晶温度域で焼鈍処理した後、ウエット式調質圧延に付し、表面粗さＲａ: ０．１μｍ以下のロールにより、幅荷重: ０．０５〜０．２Ｔ／mm，伸び率: ２．０〜３．０％の調質圧延を施すことにより製造される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
冷延鋼板の素材である極低炭素鋼は、Ｃ含有量０．００７％以下であり、これは鋼中の固溶ＣがＴｉで固定された、所謂ＩＦ鋼であり、その化学組成は、Ｃ: ０．００７％以下，Ｓｉ: ０．２０％以下，Ｍｎ: ０．１〜０．４％，Ｐ: ０．０３％以下，Ｓ: ０．０１％以下，Ｎ: ０．００５％以下，Ａｌ: ０．０２〜０．１％，Ｔｉ: ０．０１〜０．０８０％，４Ｃ＋３．４Ｎ＋１．５Ｓ＜Ｔｉ，残部実質的にＦｅからなる。また、本発明における極低炭素鋼の範疇には、上記諸元素の他に、所望により、鋼板の面内異方性を低減する元素として、Ｎｂ: ０．０１〜０．０２％，またスラブの加熱後および熱間圧延後の脱スケール性の改善元素として、Ｃｕ: ０．１〜０．３％の１種または２種を含有する組成を有するものも包含される。なお、成分含有量を示す％は全て重量％である。
【０００６】
本発明の高光沢冷延鋼板は、極低炭素鋼を素材とし、その熱延鋼板を冷間圧延に付して所定板厚の冷延鋼板を得、これを洗浄処理した後、焼鈍処理し、ついで調質圧延することにより製造される。冷延鋼板の焼鈍処理と調質圧延は１ライン内で連続して行われ、あるいは焼鈍処理にバッチ焼鈍を適用し、焼鈍処理と調質圧延とを独立した工程として行うようにしてもよい。
【０００７】
図１は、冷延鋼板の焼鈍処理と調質圧延とが、１ライン内で行われる連続焼鈍ラインの例を示している。図中、（２）は鋼板洗浄装置（アルカリ脱脂処理），（３）は焼鈍装置、（４）は調質圧延機である。焼鈍装置（３）は、予熱帯（３₁) ，加熱帯（３₂），均熱帯（３₃），冷却帯（ガス冷却又はロール冷却）（３₄），過時効帯（３₅）および冷却帯（冷却水スプレー又は冷却水浴浸漬）（３₆）で構成されている。冷延鋼板Ｓは、ペイオフリール（１）から巻き出され、洗浄装置（２）による洗浄処理（圧延油脂その他の汚染付着物除去）を施されて、焼鈍装置（３）に導入され、各帯域を順次通過して所定の焼鈍処理を受け、ついで調質圧延機（４）においてブライトロールによる調質圧延を施されてテンションリール（５）に巻き取られる。なお、本発明では、冷延鋼板として極低炭素鋼が使用されるので、過時効帯２₅における過時効処理は不要である。
【０００８】
被処理冷延鋼板の焼鈍処理は、冷間圧延で生じた加工歪みを除去するための熱処理であり、これは再結晶温度域に適当時間加熱することにより行われる。前記図１のように連続焼鈍ラインで行う場合は、バッチ焼鈍に比し、処理時間が短い（約60〜120 秒）ので、比較的高い温度域が適用される。但し、９００℃を超えると、結晶粒の粗大化による延性の低下をきたすので、連続焼鈍およびバッチ焼鈍のいずれの場合も、この温度を超えてはならない。
【０００９】
焼鈍処理を施された冷延鋼板は、ついでウェット方式の調質圧延に付される。ウェット方式を適用するのは、ドライ方式と異なって圧延油による浄化作用の効果として異物の混入に起因する不具合が抑制防止され、良好な作業性のもとに所定の調質圧延を遂行することができるからである。またドライ方式に比し、鋼板の伸び率の調整も容易である。
調質圧延に使用されるブライトロールは、表面粗度Ｒａ０．１μｍ以下の平滑面を有するものであることを要する。ロールの表面粗度がこれより粗大な場合は、製品鋼板における、表面粗さＲａ≦０．５μｍ，光沢度(G_S20°) ≧２００（％）の平滑光沢面を確保することが困難となるからである。
【００１０】
上記調質圧延は、幅荷重を０．０５〜０．２０Ｔ／ｍｍの範囲に調節されることを要する。その圧下条件における鋼板の伸び率（ε）は、２．０〜３．０％である。圧延荷重をこのように調節するのは、これより低い圧延荷重では、ロール表面の転写効果が不足し、鋼板表面の粗度および光沢度G20 が不十分となり、他方上記範囲を超える調質圧延を行うと、鋼板の延性が損なわれ、高延性（Ｅｌ≧４３％）を確保し得なくなるからである。
【００１１】
なお、従来の低炭素鋼からなる冷延鋼板の調質圧延においては、製品鋼板に高延性を付与することを意図して、鋼板の伸び率が小さくなるように幅荷重を低くして調質圧延すると、降伏点伸びが現れ、ジャンピング現象（伸び率ハンチング）をきたし、結果として製品鋼板の健全性を確保することができない。極低炭素鋼を素材とする本発明では、このような不具合を生じることなく、高加工性を有する高光沢冷延鋼板を得ることができる。
【００１２】
【実施例】
図１に示す連続焼鈍ラインにおいて高光沢冷延鋼板を製造する。
表１は供試鋼板の材種・化学組成を示し、表２は焼鈍・調質圧延条件および得られた製品鋼板の表面品質および機械試験値 El の測定結果を示している。
表中、No.1〜2 は発明例、No.3〜4 は比較例である。
比較例No.3の冷延鋼板は、本発明と同じ極低炭素鋼であるが、焼鈍, 調質圧延条件が本発明の規定から外れている例であり、比較例No.4は、冷延鋼板が低炭素鋼からなる従来材の例である。なお、従来例であるNo.4（低炭素鋼の冷延鋼板）は、極低炭素鋼を素材とする本発明と異なり、常法に従って、焼鈍処理の後、過時効処理（450 ℃×5 min ）を施している。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
上記のように、発明例の製品鋼板は、高光沢表面（表面粗さRa≦0.4 μｍ，光沢度 G_S20°(%) ≧200 ）と高延性（El≧43% ）とを具備している。この高延性は、絞り成形加工用途に十分に耐えるものである。
比較例No.3（極低炭素鋼）は、高延性を有しているが、表面の光沢度が低い。これは、調質圧延のワークロールが本発明に規定する表面粗さの規定（Ra≦0.1 ）を満たしていないからである。
なお、従来材である比較例No.4（低炭素鋼）は、良好な表面特性を有しているが、延性に乏しく、絞り成形加工等の高加工に耐え得ないものである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の冷延鋼板は、高光沢平滑表面と高延性とを具備していることにより、従来の低炭素鋼からなる高光沢冷延鋼板では適用困難ないし不可能な、絞り成形加工などの高加工用途、例えばアイロンカバー，ヘッドライト反射板等としての使用が可能となり、高光沢冷延鋼板の用途の拡大多様化を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高光沢冷延鋼板の製造に使用される焼鈍−調質圧延ラインの例を示す図である。
【符号の説明】
２: 鋼板洗浄装置
３: 連続焼鈍装置
３₁: 予熱帯
３₂: 加熱帯
３₃: 均熱帯
３₄: 冷却帯
３₅: 過時効帯
３₆: 冷却帯
４: 調質圧延機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-gloss cold-rolled steel sheet useful for high-processing applications such as draw forming and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, high-gloss cold-rolled steel sheets made of low-carbon steel (C: about 0.04 to 0.01 wt) have been used as outer plate materials for home appliances and heating equipment.
A high-gloss cold-rolled steel sheet is manufactured by temper rolling after annealing a cold-rolled steel sheet. The temper rolling is performed using a bright roll, and a glossy surface is formed on the steel sheet as a transfer effect of the smooth surface of the bright roll. There are two types of temper rolling: a wet method that uses rolling oil and a dry method that does not use rolling oil. Dry temper rolling has a high transfer rate on the roll surface, but the steel sheet is due to adhesion of foreign matter on the roll surface. As a measure for preventing the occurrence of surface defects, a great burden is imposed on maintenance for maintaining the roll surface in a clean state. Although the wet method has a lower transfer efficiency than the former, the effect of the cleaning action due to the rolling oil intervening in the roll bite is less maintenance work on the roll surface and the workability is better than the dry method. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional high-gloss cold-rolled steel sheets made of low-carbon steel have been supplied to applications with a relatively low workability, and have reached the present without any particular problem of workability. However, if this high-gloss cold-rolled steel sheet is drawn or the like, cracks and cracks are likely to occur. That is, the conventional high-gloss cold-rolled steel sheet is a material unsuitable for high processing applications, and it is difficult to obtain a sound molded product by drawing or the like.
The present invention overcomes these limitations and enables high-gloss cold-rolled steel sheet applications to be expanded and diversified. In addition to good surface gloss, the present invention provides high-gloss with high ductility that can withstand high processing such as drawing. A cold-rolled steel sheet and a method for producing the same are provided.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The high-gloss cold-rolled steel sheet of the present invention is made of ultra-low carbon steel, has a surface with a glossiness of G _S 20 ° (JIS Z 8741): 200% or more, and a surface roughness Ra: 0.4 μm or less. El): High ductility of 43% or more.
The high-gloss cold-rolled steel sheet of the present invention having such surface characteristics and mechanical properties is subjected to wet temper rolling after annealing the cold-rolled steel sheet of ultra-low carbon steel in a recrystallization temperature range, Roughness Ra: Manufactured by temper rolling with a width of 0.05-0.2 T / mm and elongation: 2.0-3.0% with a roll of 0.1 μm or less.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The ultra-low carbon steel that is the material of the cold-rolled steel sheet has a C content of 0.007% or less, which is a so-called IF steel in which solute C in the steel is fixed with Ti, and its chemical composition is: C: 0.007% or less, Si: 0.20% or less, Mn: 0.1 to 0.4%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, N: 0.005% or less , Al: 0.02 to 0.1%, Ti: 0.01 to 0.080%, 4C + 3.4N + 1.5S <Ti, the balance being substantially Fe. Further, the category of the ultra-low carbon steel in the present invention includes, in addition to the above-mentioned elements, Nb: 0.01 to 0.02%, an slab as an element that reduces the in-plane anisotropy of the steel sheet as desired. As elements for improving descalability after heating and after hot rolling, those having a composition containing one or two of Cu: 0.1 to 0.3% are also included. In addition, all% which shows a component content is weight%.
[0006]
The high-gloss cold-rolled steel sheet of the present invention is made of ultra-low carbon steel, and the hot-rolled steel sheet is subjected to cold rolling to obtain a cold-rolled steel sheet having a predetermined thickness, which is subjected to an annealing treatment after being washed. Then, it is manufactured by temper rolling. The annealing treatment and temper rolling of the cold-rolled steel sheet may be performed continuously in one line, or batch annealing may be applied to the annealing treatment, and the annealing treatment and the temper rolling may be performed as independent processes.
[0007]
FIG. 1 shows an example of a continuous annealing line in which annealing treatment and temper rolling of a cold-rolled steel sheet are performed within one line. In the figure, (2) is a steel plate cleaning device (alkali degreasing treatment), (3) is an annealing device, and (4) is a temper rolling mill. Annealing equipment (3) consists of pre-tropical zone (3 ₁ ), heating zone (3 ₂ ), soaking zone (3 ₃ ), cooling zone (gas cooling or roll cooling) (3 ₄ ), over-aging zone (3 ₅ ) and It is composed of a cooling zone (cooling water spray or cooling water bath immersion) (3 _6). The cold-rolled steel sheet S is unwound from the payoff reel (1), subjected to a cleaning process (removal of rolling oil and other contaminants) by the cleaning device (2), and introduced into the annealing device (3). Are sequentially passed through, and subjected to a predetermined annealing treatment, and then subjected to a temper rolling with a bright roll in a temper rolling mill (4) and wound on a tension reel (5). In the present invention, since ultra-low carbon steel is used as the cold-rolled steel sheet, the overaging treatment in the overaging band ₂₅ is not necessary.
[0008]
The annealing treatment of the cold-rolled steel sheet to be treated is a heat treatment for removing work distortion caused by cold rolling, and this is performed by heating in a recrystallization temperature range for an appropriate time. In the case of performing in the continuous annealing line as shown in FIG. 1, a relatively high temperature range is applied because the processing time is shorter (about 60 to 120 seconds) than in the batch annealing. However, if the temperature exceeds 900 ° C., the ductility is lowered due to the coarsening of the crystal grains. Therefore, this temperature must not be exceeded in both cases of continuous annealing and batch annealing.
[0009]
The annealed cold-rolled steel sheet is then subjected to wet-type temper rolling. Unlike the dry method, the wet method is used to prevent and prevent defects caused by foreign matter contamination as a purification effect by rolling oil, and to perform the specified temper rolling with good workability. Because you can. In addition, it is easier to adjust the elongation of the steel plate than in the dry method.
The bright roll used for temper rolling is required to have a smooth surface with a surface roughness Ra of 0.1 μm or less. If the surface roughness of the roll than this coarse is the product steel sheet, the surface roughness Ra ≦ 0.5 [mu] m, glossiness (G _S 20 °) ≧ 200 (%) and it is difficult to ensure smoothness glossy surface of the Because it becomes.
[0010]
The temper rolling requires the width load to be adjusted in the range of 0.05 to 0.20 T / mm. The elongation (ε) of the steel sheet under the rolling condition is 2.0 to 3.0%. The rolling load is adjusted in this way because at lower rolling loads, the effect of transferring the roll surface is insufficient, and the surface roughness and glossiness G20 of the steel sheet become insufficient, while temper rolling exceeding the above range is required. This is because the ductility of the steel sheet is impaired and high ductility (El ≧ 43%) cannot be secured.
[0011]
In temper rolling of cold-rolled steel sheets made of conventional low-carbon steel, the tempering is performed by reducing the width load so that the elongation of the steel sheet is reduced with the intention of imparting high ductility to the product steel sheet. When rolled, the yield point elongation appears, causing a jumping phenomenon (elongation rate hunting), and as a result, the soundness of the product steel sheet cannot be ensured. In the present invention using ultra-low carbon steel as a raw material, a high-gloss cold-rolled steel sheet having high workability can be obtained without causing such problems.
[0012]
【Example】
A high-gloss cold-rolled steel sheet is manufactured in the continuous annealing line shown in FIG.
Table 1 shows the grade and chemical composition of the test steel sheet, and Table 2 shows the measurement results of the annealing and temper rolling conditions, the surface quality of the obtained product steel sheet, and the mechanical test value El.
In the table, Nos. 1 and 2 are invention examples, and Nos. 3 to 4 are comparative examples.
The cold rolled steel sheet of Comparative Example No. 3 is the same ultra-low carbon steel as that of the present invention, but the annealing and temper rolling conditions are out of the provisions of the present invention, and Comparative Example No. 4 is a cold rolled steel sheet. It is an example of the conventional material in which a rolled steel plate consists of low carbon steel. In addition, No. 4 (cold rolled steel sheet of low carbon steel), which is a conventional example, differs from the present invention that uses ultra low carbon steel as a raw material, according to a conventional method, after annealing treatment, overaging treatment (450 ° C x 5 min)).
[0013]
[Table 1]

[0014]
[Table 2]

[0015]
As described above, the product steel sheet of the invention example has a high gloss surface (surface roughness Ra ≦ 0.4 μm, glossiness G _S 20 ° (%) ≧ 200) and high ductility (El ≧ 43%). Yes. This high ductility is sufficient to withstand draw forming applications.
Comparative Example No. 3 (very low carbon steel) has high ductility but low surface gloss. This is because the work roll of temper rolling does not satisfy the surface roughness specification (Ra ≦ 0.1) specified in the present invention.
Incidentally, Comparative Example No. 4 (low carbon steel), which is a conventional material, has good surface characteristics, but has poor ductility and cannot withstand high processing such as drawing.
[0016]
【The invention's effect】
The cold-rolled steel sheet of the present invention has a high-gloss smooth surface and high ductility, so that it is difficult or impossible to apply to conventional high-gloss cold-rolled steel sheets made of low-carbon steel. It can be used as a processing application, for example, an iron cover, a headlight reflector, and the like, and can expand and diversify the use of a high-gloss cold-rolled steel sheet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an annealing-temper rolling line used for producing a high-gloss cold-rolled steel sheet according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2: Steel plate cleaning device 3: Continuous annealing device 3 ₁ : Pre-tropical zone 3 ₂ : Heating zone 3 ₃ : Soaking zone 3 ₄ : Cooling zone 3 ₅ : Over-aged zone 3 ₆ : Cooling zone 4: Temper rolling mill

Claims

Glossiness (G _S 20 °): 200% or more, surface roughness Ra: 0.4 μm or less, and elongation (El): Excellent workability made of ultra-low carbon steel with 43% or more High gloss cold rolled steel sheet.

An ultra-low carbon steel cold-rolled steel sheet is annealed in the recrystallization temperature range, and then subjected to wet temper rolling, and with a surface roughness Ra of 0.1 μm or less, a width load of 0.05 to 0. The method for producing a high-gloss cold-rolled steel sheet with excellent workability according to claim 1, comprising temper rolling at 2 T / mm and elongation: 2.0 to 3.0%.