JP3997692B2 - プレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車の外板などの用途に好適なプレス成形性に優れた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】
冷延鋼板は自動車の外板などの素材として広く使用されている。自動車用途ではプレス成形される部材が多いため、その部材の形状に応じて様々な加工性が要求される。特に、自動車用としては外板などの用途に好適な深絞り性に優れたプレス加工用冷延鋼板が求められる。しかしながら、近年の自動車メーカーからの合理化の要求は厳しく、特に素材の低廉化及び製品製造時における歩留まりの向上の要求が強くなっている。このため材料面では製造方法の合理化及び材質の向上と均質化が重要な課題となっている。
【０００３】
これらの背景の下、製造方法の合理化と材質の向上という観点から、連続鋳造−直送圧延プロセスにおいてＣ：０．０１５mass％以下の極低炭鋼スラブを熱間圧延するに当たり、スラブの板幅中央における表面温度が９００℃未満、６００℃以上の温度範囲で熱間圧延を開始するとともに、熱間圧延工程途中で３０分以内の保持処理を施すことにより、表面性状及び深絞り性を向上させようとする技術が特公昭６０−４５６９２号に開示されている。
また、材質の向上という観点から、熱間圧延の最終圧下率を３０％以上とするとともに、熱間圧延終了直後から急速冷却を開始し、熱延板の結晶粒径の微細化を通じてｒ値の向上を図ろうとする技術が特開平５−１１２８３１号に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では冷延鋼板の表面性状及び深絞り性については、比較的良好なレベルまで改善できるものの、コイル内の機械的性質の均一性には問題があった。すなわち、上記特公昭６０−４５６９２号の技術では熱間圧延での加熱温度をフェライト域といった低温域としているため、圧延中の材料幅方向での温度分布（エッジ及びその近傍での温度の低下が著しい）により熱間圧延後の集合組織が材料幅方向で異なり、その結果、冷延・焼鈍後のコイル幅方向での機械的性質にバラツキを生じてしまう問題がある。
【０００５】
このようにコイル幅方向で組織や機械的性質にバラツキが生じると、材料の面内での加工性が均一でなくなり、特に自動車の外板などの用途で優れた深絞り性が求められる場合、プレス成形後の品質に変動（割れ、しわなど）が生じてしまう。この結果、自動車メーカーでは、コイル内での板採りを歩留まりが低い条件（板取方向を４５度等の不合理な方向とする、或いはコイルエッジ近傍より製品採取をしない）で行なわざるを得なくなる。
【０００６】
また、特開平５−１１２８３１号の技術でも、材質のバラツキを必ずしも満足できるレベルまで小さくすることができない。すなわち、この技術が特徴とする冷却速度（実施例では、冷却開始から１秒間の平均冷却速度は９０〜１０５℃／ｓｅｃ、冷却開始から３秒間の平均冷却速度は６５〜８０℃／ｓｅｃ）の範囲では、実機の熱延条件では特に圧延トップ部分の速度が遅いため冷却開始までの時間が長くなり、この結果、オーステナイトの結晶粒成長による粗粒化が進行し、この部位では必ずしも熱延板を細粒化できないことが判明した。
【０００７】
また、この技術が特徴とする熱間圧延直後の冷却は、設備構造上の制約から実機設備で実現することは困難である。すなわち、計測機器類を設置する必要上、冷却装置を仕上げ圧延機最終スタンド出側直近に設置できないという事情があり、このため熱間圧延終了後の冷却開始時間を０．１秒以下にすることは事実上困難である。さらにこの技術では、仕上げ圧延機最終スタンドでの圧下率を３０％以上の大圧下としているため、板の通板性が不安定になって板形状不良が生じ易く、このような熱延コイルの板形状不良のためにユーザー側ではプレス成形を高歩留まりで実施しにくいという問題もある。
このように特開平５−１１２８３１号の技術を実用化するには解決すべき多くの課題がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、自動車の外板などの用途に好適な、プレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない冷延鋼板を工業的に安定して製造することができる深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記の性能に加えて板形状にも優れた冷延鋼板を工業的に安定して製造することができる深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意研究を重ね、その結果、素材となる鋼成分を最適化した上で、熱間圧延条件及びその後の冷却・巻取条件を最適化すること、具体的には、粗圧延により得られた粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機によって仕上げ圧延する際の材料長手方向での仕上温度、仕上げ圧延後のランナウトでの冷却開始時間及び冷却速度、冷却後の巻取温度、さらに好ましくは仕上げ圧延機最終スタンドでの圧下率などの条件を特定の限定された範囲とすることにより、自動車の外板などの用途に好適なプレス成形性及び板形状が優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動も少ない深絞り用冷延鋼板が得られることを見い出した。
【００１０】
また、特に優れた性能を有する深絞り用冷延鋼板を得るためには、上記の製造条件に加えて、仕上げ圧延前や仕上げ圧延中での粗圧延バーの加熱、とりわけ粗圧延バーの幅方向エッジ部の加熱が有効であること、さらには仕上げ圧延工程での加速圧延も有効であることが判明した。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、以下のような特徴を有する深絞り用冷延鋼板の製造方法である。
【００１１】
［ 1 ］Ｃ：０．０２mass％以下、Ｓｉ：０．５mass％以下、Ｍｎ：２．５mass％以下、Ｐ：０．１０mass％以下、Ｓ：０．０５mass％以下、Ｏ：０．００３mass％以下、Ｎ：０．００３mass％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる組成を有する鋼の、連続鋳造まま又は冷却後所定温度に加熱したスラブを、粗圧延機で粗圧延して粗圧延バーとし、引き続き該粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯とし、引き続きランナウトにて冷却した後巻き取りを行い、次いで、この熱延鋼帯に対して少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍をこの順序で行う深絞り用冷延鋼板の製造方法であって、
前記連続熱間仕上げ圧延機による粗圧延バーの仕上げ圧延では、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３以上となるように圧延を行い、前記ランナウトでの冷却を仕上げ圧延終了後、０．１秒超１．０秒未満のうちに開始するとともに、該ランナウトでの冷却では、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度を１２０℃／ｓｅｃ以上とするとともに、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度を５０℃／ｓｅｃ以下とし、前記熱延鋼帯の巻き取りでは巻取温度を７００℃未満とすることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１２】
［ 2 ］上記［ 1 ］の製造方法において、熱間圧延されるスラブが、さらにＢ：０．０００１〜０．００５mass％を含有することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 3 ］上記［1］又は［ 2 ］の製造方法において、仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率を５％超３０％未満とすることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 4 ］上記［1］〜［ 3 ］のいずれかの製造方法において、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋５０℃の範囲となるように圧延を行うことを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１３】
［ 5 ］上記［1］〜［ 3 ］のいずれかの製造方法において、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋４０℃の範囲となるように圧延を行うことを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 6 ］上記［1］〜［ 5 ］のいずれかの製造方法において、粗圧延バーを仕上げ圧延するに当り、連続熱間仕上げ圧延機の入側及び／又は仕上げ圧延機スタンド間に設置された加熱装置により粗圧延バーを加熱することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１４】
［ 7 ］上記［ 6 ］の製造方法において、加熱装置により粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 8 ］上記［ 6 ］又は［ 7 ］の製造方法において、加熱装置が誘導加熱装置であることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 9 ］上記［1］〜［ 8 ］のいずれかの製造方法において、粗圧延バーの圧延速度を、粗圧延バーの先端部が連続熱間仕上げ圧延機に入ってから加速し、その後一定速度に維持するか若しくはさらに加速することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細と限定理由を説明する。
まず、熱間圧延に供される鋼スラブの成分組成とその限定理由について説明する。
熱間圧延されるスラブは、Ｃ：０．０２mass％以下、Ｓｉ：０．５mass％以下、Ｍｎ：２．５mass％以下、Ｐ：０．１０mass％以下、Ｓ：０．０５mass％以下、Ｏ：０．００３mass％以下、Ｎ：０．００３mass％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有し、さらに必要に応じてＢ：０．０００１〜０．００５mass％を含有する鋼からなる。
【００１６】
Ｃは鋼板の深絞り性に悪影響を及ぼす元素であるため、その含有量は少ない方が好ましい。Ｃ量が０．０２mass％を超えると本発明が狙いとする深絞り性は得られないため、その含有量は０．０２mass％以下とする。また、深絞り性をより向上させるためにはＣ量は０．００２０mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＣ量は０．００１４mass％以下とすることが好ましい。
【００１７】
Ｓｉには鋼板を固溶強化する作用があるが、深絞り性に悪影響を及ぼす元素であるため少ないほうが好ましい。Ｓｉ量が０．５mass％を超えるとめっき性及び深絞り性が劣化するため、その含有量は０．５mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、めっき性をより向上させるためにはＳｉ量は０．１mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＳｉ量は０．０３mass％以下とすることが好ましい。
【００１８】
Ｍｎには鋼板の靭性を改善し、鋼板を固溶強化する作用があるが、一方において加工性に悪影響を及ぼす元素でもある。Ｍｎ量が２．５mass％を超えると強度が上昇し、深絞り性の劣化が著しくなることから、その含有量は２．５mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、深絞り性をより向上させるためにはＭｎ量は２．０mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＭｎ量は０．５mass％以下とすることが好ましい。
【００１９】
Ｐには鋼板を固溶強化する作用があるが、その含有量が０．１０mass％を超えると粒界偏析による粒界脆化が生じやすくなり、延性も劣化する。このためＰ量は０．１０mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、延性をより向上させるためにはＰ量は０．０５mass％以下とすることが好ましく、また、延性をさらに高いレベルとするためにはＰ量は０．０２mass％以下とすることが好ましい。さらに、延性を最も優れたレベルにするためにはＰ量は０．００７mass％以下とすることが好ましい。
【００２０】
Ｓが０．０５mass％を超えると硫化物の析出量が多くなり、深絞り性および延性が劣化する。このためＳ量は０．０５mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、加工性をより向上させるためにはＳ量は０．０２mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＳ量は０．０１０mass％以下とすることが好ましい。
Ｎはその含有量が少ないほど後述する炭窒化物形成元素の添加量が少なくなるため経済的である。Ｎ量が０．００３mass％を超えると、炭窒化物形成元素を添加してＮを固定しても鋼板の加工性の低下が避けられない。このためＮ量は０．００３mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、加工性をより向上させるためにはＮ量は０．００１９mass％以下とすることが好ましい。
【００２１】
Ｏはその含有量が少ないほど加工性に対しては好ましい。Ｏ量が０．００３mass％を超えると鋼板の加工性の低下が避けられない。このためＯ量は０．００３mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。
スラブは上記の成分に加えて、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有する。これらの成分は炭窒化物や硫化物を形成することにより鋼中のＣ、Ｎ、Ｓを減少させ、加工性をより優れたものとすることができるので、単独でまたは２種以上を複合して添加する。しかし、これらの合計含有量が０．０１mass％未満では所望の効果が得られず、一方、０．４０mass％を超えると強度が上昇し過ぎて加工性が劣化するため、その添加量は０．０１〜０．４０mass％とする。
【００２２】
さらに本発明では、耐縦割れ性の向上を目的として、Ｂを０．０００１〜０．００５mass％の範囲で添加してもよい。Ｂを添加する場合、その添加量が０．０００１mass％未満では耐縦割れ性向上の効果が得られず、一方、０．００５０mass％を超えて添加しても効果が飽和するため、却って経済性を損なう。このためＢを添加する場合の添加量は０．０００１〜０．００５mass％とする。
また、鋼スラブ中には残部成分としてＦｅ及び不可避不純物元素ほかに、本発明の効果を損なわない限度で他の成分元素が適量含まれることは妨げない。
【００２３】
次に、本発明の製造条件とその限定理由について説明する。
本発明では、上述した成分組成を有する鋼からなる連続鋳造ままのスラブ又は冷却後所定温度に加熱したスラブを、粗圧延機で粗圧延して粗圧延バーとし、引き続き該粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯とし、引き続きランナウトにて冷却した後巻き取りを行い、次いで、この熱延鋼帯に対して少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍をこの順序で行うが、上記熱間圧延及びその後の冷却・巻取を以下のような条件で行う。
【００２４】
なお、本発明において連続鋳造ままのスラブとは、文字通りの連続鋳造したままのスラブのほか、鋳造後、熱間圧延前に保熱や加熱装置による軽度の加熱を行ったスラブを含む。また、冷却後所定温度に加熱したスラブとは、鋳造して室温まで冷却された後、熱延加熱炉などで所定温度まで再加熱したスラブのほか、鋳造して室温を超える温度域まで冷却された後、熱延加熱炉などで所定温度まで加熱したスラブを含む。
【００２５】
まず、粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機によって仕上げ圧延するに際して、前記仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度（仕上げ温度）が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３以上となるように圧延を行う。これによりコイル内のｒ値及び延性（破断伸び）のレベル（コイル幅方向及び長手方向での変動も含めたこれらの特性レベル）を本発明が意図するものとすることができる。また、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋５０℃の範囲、特に好ましくはＡｒ３〜Ａｒ３＋４０℃の範囲になるようにして圧延を行うことにより、より優れた深絞り性を有し且つコイル内（コイル幅方向及び長手方向）での機械的性質の変動がより少ない鋼板を得ることができる。
【００２６】
また、より好ましい製造条件としては、上記仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度（仕上げ温度）の制御に加え、仕上げ圧延機最終スタンドより前の１または２以上のスタンド、好ましくは各スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋３０℃の範囲となるように圧延することが好ましい。これによってさらに優れた深絞り性を有し、且つコイル内（コイル長手方向及び幅方向）での機械的性質の変動がより少ない鋼板を製造することができる。
【００２７】
また、仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率は、熱延板の組織を細粒化して本発明が意図する効果を得るために５％以上することが好ましく、一方、熱延コイルの形状を良好に保つために上記圧下率は３０％未満とすることが好ましい。仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率が３０％以上であると、板の通板性が不安定になり、板形状不良を生じやすい。
【００２８】
上記仕上げ圧延終了後、０．１秒超１．０秒未満のうちにランナウトでの冷却を開始する。このように仕上げ圧延終了後、１．０秒未満のうちにランナウトでの冷却を開始することにより、仕上げ圧延後の変態前のオーステナイト結晶粒の粒成長を抑制することができ、本発明が意図する優れたプレス成形性を得ることができる。また、より優れたｒ値を得るためには、仕上げ圧延終了後からのランナウトでの冷却開始時間を０．８秒以下とすることが好ましい。本発明の効果をより有効に得るためには、仕上げ圧延終了後からランナウトでの冷却を開始するまでの時間は短ければ短いほど好ましいが、ランナウトでの冷却開始時間を０．１秒以下とすることは、実機における設備上の制約（計測機器類を設置する必要から、冷却装置を仕上げ圧延機最終スタンド出側直近に設置できないという制約）のために実現が困難である。また、破断伸びのばらつきをより小さく抑えるためには、仕上げ圧延終了後からのランナウトでの冷却開始時間を０．５秒超とすることが好ましい。
【００２９】
上記ランナウトでの冷却では、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度を１２０℃／ｓｅｃ以上とする。このような平均冷却速度で冷却することにより、仕上げ圧延終了後からのランナウトでの冷却開始時間が０．１秒超１．０秒未満であっても、オーステナイト−フェライト変態時のフェライトの核生成頻度が増加してフェライト粒が微細粒となり、本発明が意図する優れたプレス成形性を得ることができる。平均冷却速度が１２０℃／ｓｅｃ未満では、上記したフェライトの核生成頻度が低く、本発明が意図するプレス成形性を得ることができない。
【００３０】
図１は、表１に示す鋼Ｎｏ．１の成分組成を有する連続鋳造スラブを熱間圧延した際の熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度と最終焼鈍後の冷延鋼板のｒ値（mean−ｒ値）との関係を調べた結果を示している。これによれば、熱延条件中、仕上げ圧延が終了してからランナウトでの冷却が開始されるまでの時間が本発明範囲外である１．３秒の場合（それ以外の熱延条件は本発明範囲内）には、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が１２０℃／ｓｅｃ以上であっても低いｒ値しか得られていない。これに対して、熱延条件中、仕上げ圧延が終了してからランナウトでの冷却が開始されるまでの時間、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度、及び巻取温度が本発明範囲内である場合には、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が１２０℃／ｓｅｃ以上において高いｒ値が得られている。
【００３１】
さらに、上記ランナウトでの冷却では、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度を５０℃／ｓｅｃ以下とする。これにより鋼中に形成される炭化物等の析出物を粗大化することができ、再結晶焼鈍時の結晶粒成長性を向上させることができる。７００℃から巻取温度までの平均冷却速度が５０℃／ｓｅｃを超えると、上記した析出物が粗大化せず、再結晶焼鈍時の結晶粒成長性が向上しない。
【００３２】
ランナウトにて上記の条件で冷却された熱延鋼帯は７００℃未満の巻取温度で巻き取られる。このように巻取温度を７００℃未満とすることにより、フェライトの粒成長による粗粒化を抑制することができる。巻取温度が７００℃以上では、フェライトの粒成長による粗粒化により本発明が意図するプレス成形性が得られない。
【００３３】
このようにして得られた熱延鋼帯には、少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍がこの順序で施され、これによりプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない冷延鋼板を得ることができる。
前記冷間圧延は、鋼板を所定の板厚にするとともに、圧延集合組織を発達させて最終焼鈍（再結晶焼鈍）工程において加工性向上のために好ましい集合組織を発達させるために行われる。このために冷間圧延では５０％以上、好ましくは７６％以上の圧下率で最終板厚まで圧延することが好ましい。
【００３４】
また、前記最終焼鈍（再結晶焼鈍）は５５０〜９００℃の焼鈍温度（到達板温）で行うことが好ましく、これによりフェライトを再結晶させる。焼鈍温度が５５０℃未満では、長時間の箱焼鈍でも再結晶が十分に生じない。一方、焼鈍温度が９００℃を超えると連続焼鈍でもオーステナイト化が進行し、加工性が劣化する。 再結晶焼鈍を行なう方法としては、連続焼鈍、箱焼鈍又は溶融亜鉛めっき処理に先行する連続熱処理のいずれでもよい。また、この焼鈍後に調質圧延を施してもよい。
【００３５】
次に、本発明のより好ましい実施形態について説明する。
本発明では、粗圧延して得られた粗圧延バーを仕上げ圧延するに当り、仕上げ圧延前及び／又は仕上げ圧延中に粗圧延バー全体及び／又は粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することにより、優れたプレス成形性のコイル内での均一性をより高めることができる。このため連続熱間仕上げ圧延機の入側及び／又はスタンド間に加熱装置を設け、この加熱装置により粗圧延バー全体及び／又は粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することが好ましい。
【００３６】
また、そのなかでも加熱装置（エッジヒーター）により粗圧延バーの幅方向エッジ部加熱することが特に好ましい。このような粗圧延バーエッジ部の加熱により粗圧延バー幅方向での温度のバラツキが小さくなり、熱延鋼帯内の結晶粒径のバラツキをより小さくすることができ、このためコイル内でのプレス成形性の均一性をより高めることができる。
また、粗圧延バーの全体及び／又は幅方向エッジ部を加熱するための装置としては、加熱温度の制御性などの観点から誘導加熱装置が特に好ましい。
【００３７】
なお、上記の粗圧延バーの加熱は、コイルボックスなどを用いた連続熱延プロセスにおいても有効に適用できる。この場合の粗圧延バーの加熱は、コイルボックスへの装入前又は後、粗圧延機のスタンド間、粗圧延機の出側のいずれか又は２箇所以上で行ってもよい。また、コイルボックスを出た後の溶接機の前又は後で粗圧延バーの加熱を行ってもよい。
【００３８】
さらに、本発明が目的する性能を有する冷延鋼板をより適切且つ合理的に得るためには、前記仕上げ圧延における粗圧延バーの圧延速度を、粗圧延バーの先端部が仕上げ圧延機に入ってから加速し、その後一定速度に維持するか若しくはさらに加速することが好ましい。このような条件で仕上げ圧延を行うことにより粗圧延バーの温度低下を抑えることができ、これにより材料温度の低下によるコイル内でのプレス成形性の変動を抑えることができる。また、粗圧延バーの加熱のために仕上げ圧延機入側やスタンド間に設けられた加熱装置（誘導加熱装置など）の消費エネルギーを節減することもできる。
【００３９】
また、粗圧延バーは仕上げ圧延前にレベラーなどの矯正装置によって形状矯正することが好ましい。この形状矯正工程は、上記のように粗圧延バー全体及び／又は幅方向エッジ部を仕上げ圧延前に加熱する場合には、この加熱工程の前又は後のいずれで実施してもよい。
【００４０】
この形状矯正工程を粗圧延バーの上記加熱工程前に行った場合、粗圧延バーは矯正によって形状が良好となった状態で加熱されるため加熱の均一性が良好となり、このため粗圧延バー内の組織の均一性が高くなり、さらには、仕上げ圧延機に装入される粗圧延バーの形状が良好であるため、仕上げ圧延による塑性変形時の均一性が高くなり、これらの結果、得られる鋼板の組織も均一になる。
また、形状矯正工程を粗圧延バーの上記加熱工程後に行った場合でも、仕上げ圧延機に装入される粗圧延バーの形状が良好となるため、仕上げ圧延による塑性変形時の均一性が高くなり、この結果、得られる鋼板の組織が均一になる。
【００４１】
本発明において素材となる鋼は、例えば転炉、電気炉などで溶製される。スラブの製造は、造塊−分塊圧延法、連続鋳造法、薄スラブ鋳造法、ストリップ鋳造法のいずれでもよい。また、このようなスラブを熱間圧延工程に導入する方法としては、(1) 連続鋳造して得られたスラブ又は造塊−分塊圧延により得られたスラブを、室温またはそれ以上の任意の温度域まで冷却した後、熱延加熱炉に装入して加熱し、これを熱間圧延する方法（所謂、熱片装入圧延法を含む）、(2) 連続鋳造されたスラブをそのまま熱間圧延する方法（但し、鋳造後、熱間圧延前に保熱や軽度の加熱を行う場合を含む）、のいずれでもよい。なお、上記(1)の方法の場合、熱延加熱炉へのスラブの装入温度はＡｒ３点以下であることが組織を制御する上から好ましい。
【００４２】
また、本発明の製造方法によって得られた冷延鋼板は、必要に応じて適宜な表面処理（例えば、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気めっき、有機被覆などの表面処理）などを施した後、プレス加工に供され、例えば、自動車、家電製品、鋼構造物などの素材として使用されるが、特にこれらの用途において要求される高加工性と強度を有するものである。
【００４３】
【実施例】
［実施例１］
表１に示す化学組成を有する鋼（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）を溶製してスラブとし、これを表２に示す条件で熱間圧延した後、冷却して巻取った。この熱延鋼板を酸洗後、圧下率７５％にて冷間圧延した後、８５０℃×４０秒で最終焼鈍を行った。
このようにして得られた冷延鋼板について、機械的性質（ｒ値、伸び）を調べた結果を表２に併せて示す。
表２によれば、本発明例である材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は、ｒ値、破断伸びのレベルが共に高く、プレス成形性が優れ且つその均一性にも優れていることが判る。また、材料Ｎｏ．５は特に破断伸びのばらつきが小さく、伸びの点で特に優れている。
【００４４】
これに対して、材料Ｎｏ．６、Ｎｏ．７は熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が本発明が規定する下限値を下回るもの、材料Ｎｏ．８は７００℃から巻取温度までの平均冷却速度が本発明が規定する上限値を上回るもの、材料Ｎｏ．９はランナウトでの冷却開始時間が本発明が規定する上限値を上回るものであり、いずれの材料もｒ値が本発明例に比較して低いレベルにある。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
［実施例２］
表１に示す化学組成を有する鋼（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）を溶製してスラブとし、これを表３に示す条件で熱間圧延した後、冷却して巻取った。この熱延鋼板を酸洗後、圧下率７５％にて冷間圧延した後、８５０℃×４０秒で最終焼鈍を行った。
このようにして得られた冷延鋼板について、機械的性質（ｒ値、伸び）及び板形状の良否を調べた結果を表３に併せて示す。
【００４８】
表３によれば、本発明例である材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６は、ｒ値、破断伸びのレベルが共に高く、プレス成形性が優れ且つその均一性にも優れており、また板形状も良好であることが判る。また特に、同じ成分の鋼で比較した場合、粗圧延バーの先端部から後端部に至る圧延仕上げ温度のバラツキが小さい材料Ｎｏ．１、Ｎｏ．２は、熱延仕上げ温度のバラツキが比較的大きい材料Ｎｏ．６に較べてｒ値のレベルが高く、より優れた性能が得られていることが判る。また、材料Ｎｏ．５は特に破断伸びのばらつきが小さく、伸びの点で特に優れている。
【００４９】
これに対して、材料Ｎｏ．７、Ｎｏ．８は熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が本発明が規定する下限値を下回るもの（材料Ｎｏ．７は、仕上げ圧延機最終スタンドでの圧下率が本発明が規定する好ましい上限値を上回る）、材料Ｎｏ．９は７００℃から巻取温度までの平均冷却速度が本発明が規定する上限値を上回るもの、材料Ｎｏ．１０はランナウトでの冷却開始時間が本発明が規定する上限値を上回るものであり、いずれの材料もｒ値が本発明例に比較して低いレベルにある。また、材料Ｎｏ．７は耳波が大きく、板形状も劣っている。
【００５０】
【表３】
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、自動車の外板などの用途に好適なプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板を工業的に安定して製造することができる。また、本発明により製造された鋼板は自動車用に限らず、産業機器用、家電用（テレビ用のフレーム材、各種容器材など）、ほうろう用などの深絞り性が要求される用途に供することができる。
また、本願の請求項２〜９に係る各発明によれば、より優れた性能を有する深絞り用冷延鋼板を得ることができ、特に請求項３に係る発明によれば板形状も良好な冷延鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度とｒ値との関係を示すグラフ
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車の外板などの用途に好適なプレス成形性に優れた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】
冷延鋼板は自動車の外板などの素材として広く使用されている。自動車用途ではプレス成形される部材が多いため、その部材の形状に応じて様々な加工性が要求される。特に、自動車用としては外板などの用途に好適な深絞り性に優れたプレス加工用冷延鋼板が求められる。しかしながら、近年の自動車メーカーからの合理化の要求は厳しく、特に素材の低廉化及び製品製造時における歩留まりの向上の要求が強くなっている。このため材料面では製造方法の合理化及び材質の向上と均質化が重要な課題となっている。
【０００３】
これらの背景の下、製造方法の合理化と材質の向上という観点から、連続鋳造−直送圧延プロセスにおいてＣ：０．０１５mass％以下の極低炭鋼スラブを熱間圧延するに当たり、スラブの板幅中央における表面温度が９００℃未満、６００℃以上の温度範囲で熱間圧延を開始するとともに、熱間圧延工程途中で３０分以内の保持処理を施すことにより、表面性状及び深絞り性を向上させようとする技術が特公昭６０−４５６９２号に開示されている。
また、材質の向上という観点から、熱間圧延の最終圧下率を３０％以上とするとともに、熱間圧延終了直後から急速冷却を開始し、熱延板の結晶粒径の微細化を通じてｒ値の向上を図ろうとする技術が特開平５−１１２８３１号に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では冷延鋼板の表面性状及び深絞り性については、比較的良好なレベルまで改善できるものの、コイル内の機械的性質の均一性には問題があった。すなわち、上記特公昭６０−４５６９２号の技術では熱間圧延での加熱温度をフェライト域といった低温域としているため、圧延中の材料幅方向での温度分布（エッジ及びその近傍での温度の低下が著しい）により熱間圧延後の集合組織が材料幅方向で異なり、その結果、冷延・焼鈍後のコイル幅方向での機械的性質にバラツキを生じてしまう問題がある。
【０００５】
このようにコイル幅方向で組織や機械的性質にバラツキが生じると、材料の面内での加工性が均一でなくなり、特に自動車の外板などの用途で優れた深絞り性が求められる場合、プレス成形後の品質に変動（割れ、しわなど）が生じてしまう。この結果、自動車メーカーでは、コイル内での板採りを歩留まりが低い条件（板取方向を４５度等の不合理な方向とする、或いはコイルエッジ近傍より製品採取をしない）で行なわざるを得なくなる。
【０００６】
また、特開平５−１１２８３１号の技術でも、材質のバラツキを必ずしも満足できるレベルまで小さくすることができない。すなわち、この技術が特徴とする冷却速度（実施例では、冷却開始から１秒間の平均冷却速度は９０〜１０５℃／ｓｅｃ、冷却開始から３秒間の平均冷却速度は６５〜８０℃／ｓｅｃ）の範囲では、実機の熱延条件では特に圧延トップ部分の速度が遅いため冷却開始までの時間が長くなり、この結果、オーステナイトの結晶粒成長による粗粒化が進行し、この部位では必ずしも熱延板を細粒化できないことが判明した。
【０００７】
また、この技術が特徴とする熱間圧延直後の冷却は、設備構造上の制約から実機設備で実現することは困難である。すなわち、計測機器類を設置する必要上、冷却装置を仕上げ圧延機最終スタンド出側直近に設置できないという事情があり、このため熱間圧延終了後の冷却開始時間を０．１秒以下にすることは事実上困難である。さらにこの技術では、仕上げ圧延機最終スタンドでの圧下率を３０％以上の大圧下としているため、板の通板性が不安定になって板形状不良が生じ易く、このような熱延コイルの板形状不良のためにユーザー側ではプレス成形を高歩留まりで実施しにくいという問題もある。
このように特開平５−１１２８３１号の技術を実用化するには解決すべき多くの課題がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、自動車の外板などの用途に好適な、プレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない冷延鋼板を工業的に安定して製造することができる深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記の性能に加えて板形状にも優れた冷延鋼板を工業的に安定して製造することができる深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意研究を重ね、その結果、素材となる鋼成分を最適化した上で、熱間圧延条件及びその後の冷却・巻取条件を最適化すること、具体的には、粗圧延により得られた粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機によって仕上げ圧延する際の材料長手方向での仕上温度、仕上げ圧延後のランナウトでの冷却開始時間及び冷却速度、冷却後の巻取温度、さらに好ましくは仕上げ圧延機最終スタンドでの圧下率などの条件を特定の限定された範囲とすることにより、自動車の外板などの用途に好適なプレス成形性及び板形状が優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動も少ない深絞り用冷延鋼板が得られることを見い出した。
【００１０】
また、特に優れた性能を有する深絞り用冷延鋼板を得るためには、上記の製造条件に加えて、仕上げ圧延前や仕上げ圧延中での粗圧延バーの加熱、とりわけ粗圧延バーの幅方向エッジ部の加熱が有効であること、さらには仕上げ圧延工程での加速圧延も有効であることが判明した。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、以下のような特徴を有する深絞り用冷延鋼板の製造方法である。
【００１１】
［ 1 ］Ｃ：０．０２mass％以下、Ｓｉ：０．５mass％以下、Ｍｎ：２．５mass％以下、Ｐ：０．１０mass％以下、Ｓ：０．０５mass％以下、Ｏ：０．００３mass％以下、Ｎ：０．００３mass％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる組成を有する鋼の、連続鋳造まま又は冷却後所定温度に加熱したスラブを、粗圧延機で粗圧延して粗圧延バーとし、引き続き該粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯とし、引き続きランナウトにて冷却した後巻き取りを行い、次いで、この熱延鋼帯に対して少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍をこの順序で行う深絞り用冷延鋼板の製造方法であって、
前記連続熱間仕上げ圧延機による粗圧延バーの仕上げ圧延では、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３以上となるように圧延を行い、前記ランナウトでの冷却を仕上げ圧延終了後、０．１秒超１．０秒未満のうちに開始するとともに、該ランナウトでの冷却では、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度を１２０℃／ｓｅｃ以上とするとともに、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度を５０℃／ｓｅｃ以下とし、前記熱延鋼帯の巻き取りでは巻取温度を７００℃未満とすることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１２】
［ 2 ］上記［ 1 ］の製造方法において、熱間圧延されるスラブが、さらにＢ：０．０００１〜０．００５mass％を含有することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 3 ］上記［1］又は［ 2 ］の製造方法において、仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率を５％超３０％未満とすることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 4 ］上記［1］〜［ 3 ］のいずれかの製造方法において、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋５０℃の範囲となるように圧延を行うことを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１３】
［ 5 ］上記［1］〜［ 3 ］のいずれかの製造方法において、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋４０℃の範囲となるように圧延を行うことを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 6 ］上記［1］〜［ 5 ］のいずれかの製造方法において、粗圧延バーを仕上げ圧延するに当り、連続熱間仕上げ圧延機の入側及び／又は仕上げ圧延機スタンド間に設置された加熱装置により粗圧延バーを加熱することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１４】
［ 7 ］上記［ 6 ］の製造方法において、加熱装置により粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 8 ］上記［ 6 ］又は［ 7 ］の製造方法において、加熱装置が誘導加熱装置であることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
［ 9 ］上記［1］〜［ 8 ］のいずれかの製造方法において、粗圧延バーの圧延速度を、粗圧延バーの先端部が連続熱間仕上げ圧延機に入ってから加速し、その後一定速度に維持するか若しくはさらに加速することを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細と限定理由を説明する。
まず、熱間圧延に供される鋼スラブの成分組成とその限定理由について説明する。
熱間圧延されるスラブは、Ｃ：０．０２mass％以下、Ｓｉ：０．５mass％以下、Ｍｎ：２．５mass％以下、Ｐ：０．１０mass％以下、Ｓ：０．０５mass％以下、Ｏ：０．００３mass％以下、Ｎ：０．００３mass％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有し、さらに必要に応じてＢ：０．０００１〜０．００５mass％を含有する鋼からなる。
【００１６】
Ｃは鋼板の深絞り性に悪影響を及ぼす元素であるため、その含有量は少ない方が好ましい。Ｃ量が０．０２mass％を超えると本発明が狙いとする深絞り性は得られないため、その含有量は０．０２mass％以下とする。また、深絞り性をより向上させるためにはＣ量は０．００２０mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＣ量は０．００１４mass％以下とすることが好ましい。
【００１７】
Ｓｉには鋼板を固溶強化する作用があるが、深絞り性に悪影響を及ぼす元素であるため少ないほうが好ましい。Ｓｉ量が０．５mass％を超えるとめっき性及び深絞り性が劣化するため、その含有量は０．５mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、めっき性をより向上させるためにはＳｉ量は０．１mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＳｉ量は０．０３mass％以下とすることが好ましい。
【００１８】
Ｍｎには鋼板の靭性を改善し、鋼板を固溶強化する作用があるが、一方において加工性に悪影響を及ぼす元素でもある。Ｍｎ量が２．５mass％を超えると強度が上昇し、深絞り性の劣化が著しくなることから、その含有量は２．５mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、深絞り性をより向上させるためにはＭｎ量は２．０mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＭｎ量は０．５mass％以下とすることが好ましい。
【００１９】
Ｐには鋼板を固溶強化する作用があるが、その含有量が０．１０mass％を超えると粒界偏析による粒界脆化が生じやすくなり、延性も劣化する。このためＰ量は０．１０mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、延性をより向上させるためにはＰ量は０．０５mass％以下とすることが好ましく、また、延性をさらに高いレベルとするためにはＰ量は０．０２mass％以下とすることが好ましい。さらに、延性を最も優れたレベルにするためにはＰ量は０．００７mass％以下とすることが好ましい。
【００２０】
Ｓが０．０５mass％を超えると硫化物の析出量が多くなり、深絞り性および延性が劣化する。このためＳ量は０．０５mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、加工性をより向上させるためにはＳ量は０．０２mass％以下とすることが好ましく、また、加工性をさらに高いレベルとするためにはＳ量は０．０１０mass％以下とすることが好ましい。
Ｎはその含有量が少ないほど後述する炭窒化物形成元素の添加量が少なくなるため経済的である。Ｎ量が０．００３mass％を超えると、炭窒化物形成元素を添加してＮを固定しても鋼板の加工性の低下が避けられない。このためＮ量は０．００３mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。また、加工性をより向上させるためにはＮ量は０．００１９mass％以下とすることが好ましい。
【００２１】
Ｏはその含有量が少ないほど加工性に対しては好ましい。Ｏ量が０．００３mass％を超えると鋼板の加工性の低下が避けられない。このためＯ量は０．００３mass％以下（但し、無添加の場合を含む）とする。
スラブは上記の成分に加えて、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有する。これらの成分は炭窒化物や硫化物を形成することにより鋼中のＣ、Ｎ、Ｓを減少させ、加工性をより優れたものとすることができるので、単独でまたは２種以上を複合して添加する。しかし、これらの合計含有量が０．０１mass％未満では所望の効果が得られず、一方、０．４０mass％を超えると強度が上昇し過ぎて加工性が劣化するため、その添加量は０．０１〜０．４０mass％とする。
【００２２】
さらに本発明では、耐縦割れ性の向上を目的として、Ｂを０．０００１〜０．００５mass％の範囲で添加してもよい。Ｂを添加する場合、その添加量が０．０００１mass％未満では耐縦割れ性向上の効果が得られず、一方、０．００５０mass％を超えて添加しても効果が飽和するため、却って経済性を損なう。このためＢを添加する場合の添加量は０．０００１〜０．００５mass％とする。
また、鋼スラブ中には残部成分としてＦｅ及び不可避不純物元素ほかに、本発明の効果を損なわない限度で他の成分元素が適量含まれることは妨げない。
【００２３】
次に、本発明の製造条件とその限定理由について説明する。
本発明では、上述した成分組成を有する鋼からなる連続鋳造ままのスラブ又は冷却後所定温度に加熱したスラブを、粗圧延機で粗圧延して粗圧延バーとし、引き続き該粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯とし、引き続きランナウトにて冷却した後巻き取りを行い、次いで、この熱延鋼帯に対して少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍をこの順序で行うが、上記熱間圧延及びその後の冷却・巻取を以下のような条件で行う。
【００２４】
なお、本発明において連続鋳造ままのスラブとは、文字通りの連続鋳造したままのスラブのほか、鋳造後、熱間圧延前に保熱や加熱装置による軽度の加熱を行ったスラブを含む。また、冷却後所定温度に加熱したスラブとは、鋳造して室温まで冷却された後、熱延加熱炉などで所定温度まで再加熱したスラブのほか、鋳造して室温を超える温度域まで冷却された後、熱延加熱炉などで所定温度まで加熱したスラブを含む。
【００２５】
まず、粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機によって仕上げ圧延するに際して、前記仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度（仕上げ温度）が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３以上となるように圧延を行う。これによりコイル内のｒ値及び延性（破断伸び）のレベル（コイル幅方向及び長手方向での変動も含めたこれらの特性レベル）を本発明が意図するものとすることができる。また、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋５０℃の範囲、特に好ましくはＡｒ３〜Ａｒ３＋４０℃の範囲になるようにして圧延を行うことにより、より優れた深絞り性を有し且つコイル内（コイル幅方向及び長手方向）での機械的性質の変動がより少ない鋼板を得ることができる。
【００２６】
また、より好ましい製造条件としては、上記仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度（仕上げ温度）の制御に加え、仕上げ圧延機最終スタンドより前の１または２以上のスタンド、好ましくは各スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋３０℃の範囲となるように圧延することが好ましい。これによってさらに優れた深絞り性を有し、且つコイル内（コイル長手方向及び幅方向）での機械的性質の変動がより少ない鋼板を製造することができる。
【００２７】
また、仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率は、熱延板の組織を細粒化して本発明が意図する効果を得るために５％以上することが好ましく、一方、熱延コイルの形状を良好に保つために上記圧下率は３０％未満とすることが好ましい。仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率が３０％以上であると、板の通板性が不安定になり、板形状不良を生じやすい。
【００２８】
上記仕上げ圧延終了後、０．１秒超１．０秒未満のうちにランナウトでの冷却を開始する。このように仕上げ圧延終了後、１．０秒未満のうちにランナウトでの冷却を開始することにより、仕上げ圧延後の変態前のオーステナイト結晶粒の粒成長を抑制することができ、本発明が意図する優れたプレス成形性を得ることができる。また、より優れたｒ値を得るためには、仕上げ圧延終了後からのランナウトでの冷却開始時間を０．８秒以下とすることが好ましい。本発明の効果をより有効に得るためには、仕上げ圧延終了後からランナウトでの冷却を開始するまでの時間は短ければ短いほど好ましいが、ランナウトでの冷却開始時間を０．１秒以下とすることは、実機における設備上の制約（計測機器類を設置する必要から、冷却装置を仕上げ圧延機最終スタンド出側直近に設置できないという制約）のために実現が困難である。また、破断伸びのばらつきをより小さく抑えるためには、仕上げ圧延終了後からのランナウトでの冷却開始時間を０．５秒超とすることが好ましい。
【００２９】
上記ランナウトでの冷却では、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度を１２０℃／ｓｅｃ以上とする。このような平均冷却速度で冷却することにより、仕上げ圧延終了後からのランナウトでの冷却開始時間が０．１秒超１．０秒未満であっても、オーステナイト−フェライト変態時のフェライトの核生成頻度が増加してフェライト粒が微細粒となり、本発明が意図する優れたプレス成形性を得ることができる。平均冷却速度が１２０℃／ｓｅｃ未満では、上記したフェライトの核生成頻度が低く、本発明が意図するプレス成形性を得ることができない。
【００３０】
図１は、表１に示す鋼Ｎｏ．１の成分組成を有する連続鋳造スラブを熱間圧延した際の熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度と最終焼鈍後の冷延鋼板のｒ値（mean−ｒ値）との関係を調べた結果を示している。これによれば、熱延条件中、仕上げ圧延が終了してからランナウトでの冷却が開始されるまでの時間が本発明範囲外である１．３秒の場合（それ以外の熱延条件は本発明範囲内）には、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が１２０℃／ｓｅｃ以上であっても低いｒ値しか得られていない。これに対して、熱延条件中、仕上げ圧延が終了してからランナウトでの冷却が開始されるまでの時間、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度、及び巻取温度が本発明範囲内である場合には、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が１２０℃／ｓｅｃ以上において高いｒ値が得られている。
【００３１】
さらに、上記ランナウトでの冷却では、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度を５０℃／ｓｅｃ以下とする。これにより鋼中に形成される炭化物等の析出物を粗大化することができ、再結晶焼鈍時の結晶粒成長性を向上させることができる。７００℃から巻取温度までの平均冷却速度が５０℃／ｓｅｃを超えると、上記した析出物が粗大化せず、再結晶焼鈍時の結晶粒成長性が向上しない。
【００３２】
ランナウトにて上記の条件で冷却された熱延鋼帯は７００℃未満の巻取温度で巻き取られる。このように巻取温度を７００℃未満とすることにより、フェライトの粒成長による粗粒化を抑制することができる。巻取温度が７００℃以上では、フェライトの粒成長による粗粒化により本発明が意図するプレス成形性が得られない。
【００３３】
このようにして得られた熱延鋼帯には、少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍がこの順序で施され、これによりプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない冷延鋼板を得ることができる。
前記冷間圧延は、鋼板を所定の板厚にするとともに、圧延集合組織を発達させて最終焼鈍（再結晶焼鈍）工程において加工性向上のために好ましい集合組織を発達させるために行われる。このために冷間圧延では５０％以上、好ましくは７６％以上の圧下率で最終板厚まで圧延することが好ましい。
【００３４】
また、前記最終焼鈍（再結晶焼鈍）は５５０〜９００℃の焼鈍温度（到達板温）で行うことが好ましく、これによりフェライトを再結晶させる。焼鈍温度が５５０℃未満では、長時間の箱焼鈍でも再結晶が十分に生じない。一方、焼鈍温度が９００℃を超えると連続焼鈍でもオーステナイト化が進行し、加工性が劣化する。 再結晶焼鈍を行なう方法としては、連続焼鈍、箱焼鈍又は溶融亜鉛めっき処理に先行する連続熱処理のいずれでもよい。また、この焼鈍後に調質圧延を施してもよい。
【００３５】
次に、本発明のより好ましい実施形態について説明する。
本発明では、粗圧延して得られた粗圧延バーを仕上げ圧延するに当り、仕上げ圧延前及び／又は仕上げ圧延中に粗圧延バー全体及び／又は粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することにより、優れたプレス成形性のコイル内での均一性をより高めることができる。このため連続熱間仕上げ圧延機の入側及び／又はスタンド間に加熱装置を設け、この加熱装置により粗圧延バー全体及び／又は粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することが好ましい。
【００３６】
また、そのなかでも加熱装置（エッジヒーター）により粗圧延バーの幅方向エッジ部加熱することが特に好ましい。このような粗圧延バーエッジ部の加熱により粗圧延バー幅方向での温度のバラツキが小さくなり、熱延鋼帯内の結晶粒径のバラツキをより小さくすることができ、このためコイル内でのプレス成形性の均一性をより高めることができる。
また、粗圧延バーの全体及び／又は幅方向エッジ部を加熱するための装置としては、加熱温度の制御性などの観点から誘導加熱装置が特に好ましい。
【００３７】
なお、上記の粗圧延バーの加熱は、コイルボックスなどを用いた連続熱延プロセスにおいても有効に適用できる。この場合の粗圧延バーの加熱は、コイルボックスへの装入前又は後、粗圧延機のスタンド間、粗圧延機の出側のいずれか又は２箇所以上で行ってもよい。また、コイルボックスを出た後の溶接機の前又は後で粗圧延バーの加熱を行ってもよい。
【００３８】
さらに、本発明が目的する性能を有する冷延鋼板をより適切且つ合理的に得るためには、前記仕上げ圧延における粗圧延バーの圧延速度を、粗圧延バーの先端部が仕上げ圧延機に入ってから加速し、その後一定速度に維持するか若しくはさらに加速することが好ましい。このような条件で仕上げ圧延を行うことにより粗圧延バーの温度低下を抑えることができ、これにより材料温度の低下によるコイル内でのプレス成形性の変動を抑えることができる。また、粗圧延バーの加熱のために仕上げ圧延機入側やスタンド間に設けられた加熱装置（誘導加熱装置など）の消費エネルギーを節減することもできる。
【００３９】
また、粗圧延バーは仕上げ圧延前にレベラーなどの矯正装置によって形状矯正することが好ましい。この形状矯正工程は、上記のように粗圧延バー全体及び／又は幅方向エッジ部を仕上げ圧延前に加熱する場合には、この加熱工程の前又は後のいずれで実施してもよい。
【００４０】
この形状矯正工程を粗圧延バーの上記加熱工程前に行った場合、粗圧延バーは矯正によって形状が良好となった状態で加熱されるため加熱の均一性が良好となり、このため粗圧延バー内の組織の均一性が高くなり、さらには、仕上げ圧延機に装入される粗圧延バーの形状が良好であるため、仕上げ圧延による塑性変形時の均一性が高くなり、これらの結果、得られる鋼板の組織も均一になる。
また、形状矯正工程を粗圧延バーの上記加熱工程後に行った場合でも、仕上げ圧延機に装入される粗圧延バーの形状が良好となるため、仕上げ圧延による塑性変形時の均一性が高くなり、この結果、得られる鋼板の組織が均一になる。
【００４１】
本発明において素材となる鋼は、例えば転炉、電気炉などで溶製される。スラブの製造は、造塊−分塊圧延法、連続鋳造法、薄スラブ鋳造法、ストリップ鋳造法のいずれでもよい。また、このようなスラブを熱間圧延工程に導入する方法としては、(1) 連続鋳造して得られたスラブ又は造塊−分塊圧延により得られたスラブを、室温またはそれ以上の任意の温度域まで冷却した後、熱延加熱炉に装入して加熱し、これを熱間圧延する方法（所謂、熱片装入圧延法を含む）、(2) 連続鋳造されたスラブをそのまま熱間圧延する方法（但し、鋳造後、熱間圧延前に保熱や軽度の加熱を行う場合を含む）、のいずれでもよい。なお、上記(1)の方法の場合、熱延加熱炉へのスラブの装入温度はＡｒ３点以下であることが組織を制御する上から好ましい。
【００４２】
また、本発明の製造方法によって得られた冷延鋼板は、必要に応じて適宜な表面処理（例えば、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気めっき、有機被覆などの表面処理）などを施した後、プレス加工に供され、例えば、自動車、家電製品、鋼構造物などの素材として使用されるが、特にこれらの用途において要求される高加工性と強度を有するものである。
【００４３】
【実施例】
［実施例１］
表１に示す化学組成を有する鋼（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）を溶製してスラブとし、これを表２に示す条件で熱間圧延した後、冷却して巻取った。この熱延鋼板を酸洗後、圧下率７５％にて冷間圧延した後、８５０℃×４０秒で最終焼鈍を行った。
このようにして得られた冷延鋼板について、機械的性質（ｒ値、伸び）を調べた結果を表２に併せて示す。
表２によれば、本発明例である材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は、ｒ値、破断伸びのレベルが共に高く、プレス成形性が優れ且つその均一性にも優れていることが判る。また、材料Ｎｏ．５は特に破断伸びのばらつきが小さく、伸びの点で特に優れている。
【００４４】
これに対して、材料Ｎｏ．６、Ｎｏ．７は熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が本発明が規定する下限値を下回るもの、材料Ｎｏ．８は７００℃から巻取温度までの平均冷却速度が本発明が規定する上限値を上回るもの、材料Ｎｏ．９はランナウトでの冷却開始時間が本発明が規定する上限値を上回るものであり、いずれの材料もｒ値が本発明例に比較して低いレベルにある。
【００４５】
【表１】
【表２】
［実施例２］
表１に示す化学組成を有する鋼（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）を溶製してスラブとし、これを表３に示す条件で熱間圧延した後、冷却して巻取った。この熱延鋼板を酸洗後、圧下率７５％にて冷間圧延した後、８５０℃×４０秒で最終焼鈍を行った。
このようにして得られた冷延鋼板について、機械的性質（ｒ値、伸び）及び板形状の良否を調べた結果を表３に併せて示す。
【００４８】
表３によれば、本発明例である材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６は、ｒ値、破断伸びのレベルが共に高く、プレス成形性が優れ且つその均一性にも優れており、また板形状も良好であることが判る。また特に、同じ成分の鋼で比較した場合、粗圧延バーの先端部から後端部に至る圧延仕上げ温度のバラツキが小さい材料Ｎｏ．１、Ｎｏ．２は、熱延仕上げ温度のバラツキが比較的大きい材料Ｎｏ．６に較べてｒ値のレベルが高く、より優れた性能が得られていることが判る。また、材料Ｎｏ．５は特に破断伸びのばらつきが小さく、伸びの点で特に優れている。
【００４９】
これに対して、材料Ｎｏ．７、Ｎｏ．８は熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度が本発明が規定する下限値を下回るもの（材料Ｎｏ．７は、仕上げ圧延機最終スタンドでの圧下率が本発明が規定する好ましい上限値を上回る）、材料Ｎｏ．９は７００℃から巻取温度までの平均冷却速度が本発明が規定する上限値を上回るもの、材料Ｎｏ．１０はランナウトでの冷却開始時間が本発明が規定する上限値を上回るものであり、いずれの材料もｒ値が本発明例に比較して低いレベルにある。また、材料Ｎｏ．７は耳波が大きく、板形状も劣っている。
【００５０】
【表３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、自動車の外板などの用途に好適なプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板を工業的に安定して製造することができる。また、本発明により製造された鋼板は自動車用に限らず、産業機器用、家電用（テレビ用のフレーム材、各種容器材など）、ほうろう用などの深絞り性が要求される用途に供することができる。
また、本願の請求項２〜９に係る各発明によれば、より優れた性能を有する深絞り用冷延鋼板を得ることができ、特に請求項３に係る発明によれば板形状も良好な冷延鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度とｒ値との関係を示すグラフ
Claims (9)
- Ｃ：０．０２mass％以下、Ｓｉ：０．５mass％以下、Ｍｎ：２．５mass％以下、Ｐ：０．１０mass％以下、Ｓ：０．０５mass％以下、Ｏ：０．００３mass％以下、Ｎ：０．００３mass％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒのうちの１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．４０mass％含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる組成を有する鋼の、連続鋳造まま又は冷却後所定温度に加熱したスラブを、粗圧延機で粗圧延して粗圧延バーとし、引き続き該粗圧延バーを連続熱間仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯とし、引き続きランナウトにて冷却した後巻き取りを行い、次いで、この熱延鋼帯に対して少なくとも酸洗、冷間圧延、最終焼鈍をこの順序で行う深絞り用冷延鋼板の製造方法であって、
前記連続熱間仕上げ圧延機による粗圧延バーの仕上げ圧延では、仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３以上となるように圧延を行い、前記ランナウトでの冷却を仕上げ圧延終了後、０．１秒超１．０秒未満のうちに開始するとともに、該ランナウトでの冷却では、熱延仕上げ温度から７００℃までの平均冷却速度を１２０℃／ｓｅｃ以上とするとともに、７００℃から巻取温度までの平均冷却速度を５０℃／ｓｅｃ以下とし、前記熱延鋼帯の巻き取りでは巻取温度を７００℃未満とすることを特徴とするプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。 - 熱間圧延されるスラブが、さらにＢ：０．０００１〜０．００５mass％を含有することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 仕上げ圧延機最終スタンドにおける圧下率を５％超３０％未満とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋５０℃の範囲となるように圧延を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 仕上げ圧延機最終スタンドにおける材料温度が、粗圧延バーの先端部から後端部に至るまでＡｒ３〜Ａｒ３＋４０℃の範囲となるように圧延を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 粗圧延バーを仕上げ圧延するに当り、連続熱間仕上げ圧延機の入側及び／又は仕上げ圧延機スタンド間に設置された加熱装置により粗圧延バーを加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 加熱装置により粗圧延バーの幅方向エッジ部を加熱することを特徴とする請求項６に記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 加熱装置が誘導加熱装置であることを特徴とする請求項６又は７に記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
- 粗圧延バーの圧延速度を、粗圧延バーの先端部が連続熱間仕上げ圧延機に入ってから加速し、その後一定速度に維持するか若しくはさらに加速することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のプレス成形性に優れ且つコイル内でのプレス成形性の変動が少ない深絞り用冷延鋼板の製造方法。
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