JP4360009B2 - ほうろう用冷延鋼板および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほうろう用冷延鋼板およびその製造方法に関し、特に、異方性が少なく、深絞り性などの加工性に優れ、且つほうろう焼成法を特定しない鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほうろう用鋼板には、加工性およびほうろう加工時に欠陥が生じないことが要求され、特に、浴槽,鍋、洗面ボール等加工性が厳しいものでは深絞り性が必要で、更に異方性も小さくすることが要求される。ほうろう加工時の欠陥としては、ほうろう表面に発生する泡欠陥や黒点および爪とびがある。
【０００３】
ほうろう焼成法として直接１回掛け焼成、２回掛け２回焼成法、２回掛け1回焼成法などがあり、これらのうちで直接１回掛け焼成は工程の省略化、生産コスト削減の点で有利とされている。
【０００４】
直接１回掛け焼成では、前処理として硫酸酸洗およびＮｉ付着処理が必要で、硫酸酸洗により酸洗減量値を適正な範囲とし、Ｎｉ付着処理により表面に付着するＮｉ量を適正な範囲とすることにより、密着性が良好で、泡・黒点が発生しないほうろう層を形成する。更に鋼板自体に水素トラップを含み、爪とびを発生させないことも重要とされている。
【０００５】
従来、直接１回掛け焼成向けのほうろう用鋼板として、ＣやＮを製鋼段階で低減し、酸素を１５０〜２００ｐｐｍ添加した高酸素鋼に、Ｖ，Ｎｂ，Ｂ等を添加することが行われてきた。例えば、特開平１−２７５７６３号公報には高酸素鋼にＶ，Ｎｂを添加した鋼、特開平３−１００４８号公報にはＢを添加した鋼、特開平３−１６６３３６号公報にはＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂを添加した鋼、特開平１０−１０２２２２号公報にはＣｒを添加した鋼が開示されている。
【０００６】
高酸素鋼にＶ，Ｎｂ，Ｂを添加した場合、これら元素が酸化物を形成し、ＭｎＯの生成量を低減し、そのサイズを減少させ、また、酸化物となったものの残余量が、Ｃ，Ｎを炭化物,窒化物とし固定し時効性を改善する。Ｍｏ，Ｗを添加した場合、酸化物を形成することはないが、ｒ値を向上させることができる。
【０００７】
Ｃｒを添加した場合、Ｃｒは酸化物形成元素であるが、Ｍｎよりその傾向は弱いため、ＭｎＯの形成は阻害せず、溶鋼温度の低下に従いＭｎや鋼中酸素とＣｒ−Ｍｎ複合酸化物を形成し、加工性を向上させる。
【０００８】
しかしながら、Ｎｂ，Ｖ，Ｂ，Ｍｏ，Ｗの添加では、加工性の改善に関しては不十分で、しかも、耐黒点、耐泡性などのほうろう性が劣化し、また、Ｃｒ添加では、ほうろう性は良好なものの機械的特性としては必ずしも十分でなかった。
【０００９】
一方、深絞り性に優れたほうろう用鋼板として、Ｔｉ−ＩＦ系鋼板やＢ添加アルミキルド鋼板の用いられることが多いが、上述した泡欠陥や黒点が発生しやすく直接１回掛け焼成は適用出来なかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、直接１回掛け焼成等ほうろう焼成法によらず優れたほうろう性が得られるほうろう用鋼板で、伸び、深絞り性などの加工性、かつ異方性に優れ、前処理条件（酸洗条件、Ｎｉ−ｄｉｐ条件）の適正範囲が広い鋼板およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため、ほうろう性に悪影響を及ぼす酸化物の組成、サイズに及ぼす成分組成の影響について詳細に検討を行った。その結果、Ｃｒ量を適正とし、Ｎｂ，Ｖ，Ｂを添加しない場合、優れたほうろう性が得られることを見出した。
【００１２】
すなわち、鋼組成として酸化物形成元素をＭｎとＣｒのみとした場合、微細な酸化物の形成が防止され、軟質高延性となり、加工性が向上する。Ｍｏを添加した場合は、更に軟質高延性となり、異方性が改善され、ほうろう焼成においても、黒点や泡の発生が抑制された。
【００１３】
また、黒点や泡の発生に関しては、Ｃ，Ｎ量の低減により更に抑制され、ほうろう性が改善されることも見出した。
【００１４】
そして製造条件において、熱間圧延の仕上温度および熱間圧延後の冷却条件を適性化した場合、より深絞り性、異方性が向上することを見出した。
【００１５】
本発明は上記知見をもとに更に検討を加えてなされたものであり、すなわち、本発明は、
１．質量％で、Ｃ：０．００３５％以下、Ｓｉ：０．０１％以下（無添加の場合を含む）、Ｍｎ：０．２〜０．４％と、Ｐ：０．００３〜０．１０％、Ｓ：０．００５〜０．０３％、Ｃｕ：０．０２〜０．０５％、Ａｌ：０．００１％以下（無添加の場合を含む）、Ｎ：０．００３５％以下、Ｏ：０．０４５〜０．１０％、Ｃｒ：０．０３〜０．０８％、Ｍｏ：０．００２〜０．０８％を含有し、更に（１）式を満足する残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とするほうろう用冷延鋼板。
【００１６】
０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３ （１）
但し、Ｃｒ／Ｏは質量％の比
２． 質量％で、Ｃ：０．００１０％以下、Ｎ：０．００１０％以下、Ｃ＋Ｎ：０．００１５％以下であることを特徴とする１記載のほうろう用冷延鋼板。
【００１７】
３． １又は２記載の組成を有する鋼を、Ａｒ3以上、Ａｒ3＋５０℃以下の圧延終了温度で仕上圧延し、仕上圧延終了温度からの温度降下量が５０℃以上２５０℃以下で、冷却停止温度を６５０℃以上８５０℃以下とする冷却を、仕上圧延後、1秒以内に冷却速度２００℃／ｓ〜２０００℃／ｓで開始し、該冷却後、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、巻取り、酸洗、冷圧、焼鈍することを特徴とするほうろう用冷延鋼板の製造方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明鋼の成分組成、及び好適製造条件の限定理由について詳細に説明する。
【００１９】
成分組成
Ｃ、Ｎ、Ｃ＋Ｎ
Ｃ，Ｎは、本発明では不純物として扱う。Ｃ，Ｎは鋼板の加工性に好ましいＭｎとＣｒの複合酸化物による集合組織の形成を妨げ、鋼板の加工性を劣化させる。また、時効性を劣化させ、ほうろう焼成において黒点や泡の発生を容易とするため、その含有量は少ないほうが良く、それぞれ０．００３５％以下とする。
耐黒点性、耐泡性の観点からは、Ｃ：０．００１０％以下、Ｎ：０．００１０％以下で且つ、Ｃ＋Ｎ：０．００１５％以下とすることが好ましい。
【００２０】
Ｓｉ
Ｓｉは鋼中の酸素量を調整する場合、添加する。鋼板の表面性状を劣化させるため、その含有量は少ないほうがよく、０．０１％を上限として含有し、無添加の場合も含むものとする。
【００２１】
Ａｌ
Ａｌは、溶鋼の脱酸元素であり、鋼中の酸素量の調整を必要とする場合に使用するが、本発明鋼が高酸素鋼であるために、投入されたＡｌの大部分は酸化物となりスラグとして除去され、鋼中含有量としては一般鋼と比較して低めとなる。それゆえ、含有量の上限を０．００１％とした。尚、本発明鋼において、Ａｌ濃度はｔｏｔａｌＡｌのことを指す。Ｓｏｌ．Ａｌで定義した場合、Ｓｏｌ．Ａｌが、固溶ＡｌとＡｌＮを形成するＡｌ量となるので、検出限界である０．０００５％以下となる。
【００２２】
Ｍｎ
Ｍｎは、ほうろう焼成時に侵入する水素のトラップサイトとなるＭｎＯを鋼中Ｏと形成し、耐爪とび性を向上させるため添加する。Ｃｒと共に複合酸化物を形成し、深絞り性に好ましい集合組織を形成し、更に鋼中Ｓと結合し、赤熱脆性を有効に防止する。０．２％未満では、上述した効果が得られず、０．４％を超えると鋼板の加工性が劣化するため、０．２％以上、０．４％以下とする。
【００２３】
Ｃｒ、Ｃｒ／Ｏ
Ｃｒは、本発明において重要な元素であり、鋼中におけるＭｎ−Ｃｒ複合酸化物の大きさを適正化し、鋼板の加工性とほうろう性を向上させるため、添加する。
【００２４】
Ｃｒを添加した場合、鋼中酸素によるＭｎ−Ｃｒ複合酸化物は、無添加の場合のＭｎ系複合酸化物より、高温で形成されるため、粗大となり、焼鈍後における鋼板の粒成長を妨げることがなく、軟質高延性の鋼板が得られると同時に、ほうろう焼成における爪とびの発生が抑制される。。
【００２５】
すなわち、鋼中酸素は、溶鋼段階で、ＭｎＯを形成した後、残余分がＭｎや他の元素等と結合し複合酸化物を形成するが、この複合酸化物は微細であり、鋼板焼鈍後の粒成長を阻害する。Ｃｒを添加した場合、Ｍｎ−Ｃｒ複合酸化物が形成されるが、上述した複合酸化物より高温において形成するため、粗大であり、焼鈍後の粒成長を阻害せず、また、ほうろう焼成における爪とびを抑制する。
【００２６】
Ｃｒによるこのような効果を得るため、Ｃｒと鋼中酸素量Ｏの比、Ｃｒ／Ｏを０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３とし、且つ、Ｃｒを０．０３％以上、０．０８％以下とする。
【００２７】
Ｃｒ／Ｏは、０．５未満では、Ｍｎ−Ｃｒ複合酸化物の高温析出が得られず、１．３超えでは、鋼自体が硬化し、耐黒点性が劣化するため、０．５以上、１．３以下とする。更に本発明では、Ｃｒ／Ｏによる効果を安定したものとするため、Ｃｒについて規定する。Ｃｒは、０．０３％未満では、Ｍｎとの複合酸化物による効果が得られず、一方、０．０８％を超えると鋼自体の硬化により加工性が劣化し、耐黒点性も損なわれるため、０．０３％以上、０．０８％以下とする。
【００２８】
Ｍｏ
Ｍｏは、Ｃｒと複合添加した場合、Ｃｒ添加による強度−伸びなどの機械特性の改善効果と重畳し、深絞り性や異方性を向上させるため添加する。
【００２９】
０．００２％未満では、材質の向上が得られず、０．０８％を超えると黒点や泡欠陥が発生するようになるため、０．００２％以上、０．０８％以下とする。材質向上効果を特に顕著とする場合は、０．０２％以上とすることが好ましい。
【００３０】
尚、Ｍｏのこのような効果はＣｒが添加されない場合は殆ど得られず、深絞り性など材質向上効果は少ない。
【００３１】
Ｏ
Ｏ（酸素）は、主にＭｎとＭｎＯを形成し、また、ＣｒとＭｎ−Ｃｒ複合酸化物を形成する。これらの酸化物は、水素トラップとして働き、耐爪とび性を向上させるため、鋼中酸素量として規定する。０．０４５％未満では、酸化物自体が少なく、爪とび発生が懸念され、０．１０％を超えると鋼板の機械的特性が劣化するため、０．０４５％以上、０．１０％以下とする。
【００３２】
Ｐ
Ｐは酸洗減量値に与える影響が大きく、ほうろう層の密着性に影響を与えるため規定する。０．００３％未満では、酸洗速度が遅すぎて、通常の酸洗条件では十分な酸洗減量値が得られず、密着性が良好なほうろう層が形成できないためである。一方、０．１０％を超えると、酸洗減量値が大きくなりすぎて、酸洗残渣が鋼板表面に残ってしまい、泡や黒点欠陥が発生しやすくなるため、０．００３％以上、０．１０％以下とする。
【００３３】
Ｓ
Ｓは酸洗速度を増大させ、ほうろうの密着性に影響を与えるために規定する。０．００５％未満では密着性その他の特性が劣化し、０．０３％を超えると加工性が劣化するため、０．００５％以上、０．０３％以下とする。
【００３４】
Ｃｕ
Ｃｕは、ほうろう焼成時に、ほうろう層と鋼板との界面の凹凸を増大させ、ほうろう密着性を向上させるため、添加する。０．０２％未満では、通常のほうろう条件で良好な密着性が得られず、一方、Ｃｕには、ほうろう前処理時の酸洗速度を低下させる効果もあり、０．０５％を超えると酸洗減量値が減少し、通常のほうろう条件では良好な密着性が損なわれるため、０．０２％以上、０．０５％以下とする。好ましくは０．０２５％以上、０．０４％以下とする。
【００３５】
本発明では以上で説明した以外、その他の元素は不可避不純物である。例えば、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｓｂのような元素が、不可避不純物として混入してしまう場合には、それぞれ、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下を不可避レベルとする。このレベル以上に含有すると、これらの元素によって、ほうろう特性が劣化してしまうため、本発明鋼が目指すほうろう用鋼板としての特性を実現できなくなるためである。Ｎｂ，Ｖ，Ｂ，Ｗ等酸化物形成傾向が高い元素は、添加してはならず、それぞれ、０．００６％未満、０．０１％未満、０．０００８％未満、０．００８％未満とする。
【００３６】
製造条件
本発明鋼は、常法による製造で、所望の特性が得られるが、例えば、好適な製造条件は以下のようである。
【００３７】
スラブの製造方法により、本発明の効果が損なわれることはないが、鋼塊法によるスラブは、リム層とコア部に粗大な介在物が存在しやすく、連続鋳造法によりスラブを製造するのが好ましい。また、スラブは熱間圧延による材質制御が可能なように２００ｍｍ以上の厚みが好ましい。上述した成分組成を有するスラブを冷却後、加熱し、また加熱することなく、直接熱間圧延して、熱延鋼帯を製造することができ、熱間圧延前のスラブの熱処理条件、および製造装置については特に規定しない。
【００３８】
熱間圧延条件
熱間圧延では熱延鋼板の組織を微細化し、冷延焼鈍後の機械的特性を向上させるため、仕上温度をＡｒ3変態点以上、Ａｒ3変態点＋５０℃以下とする。
【００３９】
Ａｒ3変態点未満の場合、α域圧延のため、粒粗大化が顕著となり、材質劣化が生じる。一方、Ａｒ3変態点＋５０℃を超えると、γ粒が成長し、変態後の熱延鋼帯のα粒が粗大化し、加工性が劣化するため、仕上温度はＡｒ3変態点以上、Ａｒ3変態点＋５０℃以下とする。
【００４０】
冷却条件
熱間圧延後、即冷却（最終パス後、直に冷却する）で、急速冷却（２００℃／秒以上での冷却）を特徴とする冷却条件により、熱延鋼帯のフェライト粒径を微細化させ、冷延焼鈍後の伸び、深絞り性（ｒ値）、異方性（Δｒ）を向上させる。
【００４１】
冷却は、仕上圧延後、1秒以内に冷却速度２００℃／ｓ〜２０００℃／ｓで開始する。仕上圧延の最終パス以前に導入されたオーステナイト粒内の歪みをフェライトの核発生サイトとして利用し、最終パス通過後のオーステナイト粒の成長を抑制するため、仕上圧延後、１秒以内に冷却を開始する。
【００４２】
冷却速度は、最終パス以前の圧延により、導入されたオーステナイト粒の加工歪みを解放することなく、変態点を通過させ、変態後のフェライト粒径を微細化させるため、急冷を行う。冷却速度が２００℃／ｓ未満では、オーステナイト粒の段階で、回復、再結晶し、粒成長が生じ、変態点通過後のフェライト粒が成長し、微細組織が得られない。一方、冷却速度の上限は、蒸気膜を破壊しながら冷却を行い、安定した伝熱効果が得られる核沸騰状態とするため２０００℃／ｓ以下とする。
【００４３】
本発明では、このような急速冷却による冷却域を、仕上終了温度からの温度降下量が５０℃以上、２５０℃以下の範囲とし、冷却停止温度を６５０℃以上８５０℃以下とする。急速冷却により過剰に冷却され、焼入れ組織や圧延伸長組織が生成されるのを防止し、ポリゴナルな微細粒とするため、温度降下量の上限は、２５０℃とし、冷却停止温度の下限を６５０℃とする。一方、微細粒とするため、温度降下量の下限を５０℃、冷却停止温度の上限を８５０℃とする。
【００４４】
急速冷却完了後、ポリゴナルなフェライト微細組織とし、冷延焼鈍後の材質を向上させるため、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、巻取りを行う。緩冷却には空冷も含むものとする。巻取りは、常法に従い、加工性および熱間圧延後の酸洗性の観点から、６００〜７００℃とすることが好ましい。
【００４５】
酸洗後、常法に従い冷間圧延を行うが、圧下率は加工性の観点から、７０％以上にすることが望ましい。冷圧後、焼鈍することを特徴とする。
【００４６】
焼鈍方法として、箱焼鈍法（タイトコイル焼鈍法）、オープンコイル焼鈍法、連続焼鈍法等通常の焼鈍法を適用することができる。深絞り性が特に要求される用途に用いる場合は、加熱速度を５℃／ｓ以上とし、８００℃以上で焼鈍することが好ましい。焼鈍後の鋼帯は、そのまま製品としても良く、更に必要に応じて、２．０％以下の伸長率で調質圧延をしてもよい。
【００４７】
【実施例】
（実施例１）
表１に示す供試鋼を溶製し、連続鋳造法によりスラブを調整した。スラブ厚は、２００〜２５０ｍｍとした。供試鋼は１２００℃に加熱後、仕上温度を８９０℃で熱間圧延を行ない、６４０℃で巻取り、厚さ２．８ｍｍの熱延鋼帯を製造した。熱間圧延後の冷却は、請求項４記載の発明法によらず、常法に従い、最終パス後にラミナー冷却を行った。
【００４８】
熱延鋼帯は酸洗後、７５％の冷間圧延により、０．７ｍｍの冷延鋼帯とし、７℃／ｓの加熱温度で、８５０℃で連続焼鈍後、１．０％の調質圧延を施し、供試鋼板とした。
【００４９】
次に、これらの鋼板について機械的特性とほうろう性を評価した。機械的特性として、圧延方向から採取したＪＩＳ５号試験片による引張試験で、強度と伸びを求め、深絞り性についても調査した。深絞り性は、圧延方向、圧延方向に対して４５度方向、圧延方向と直角方向からＪＩＳ５号試験片を採取して、ｒ値（ランクフォード値）を測定した。
【００５０】
深絞り性は平均ｒ値により評価し、異方性はΔｒによって評価を行う。
【００５１】
平均ｒ値＝（圧延方向のｒ値＋２×圧延方向のｒ値＋圧延と直角方向のｒ値）／４
Δｒ＝（圧延方向のｒ値−２×圧延方向のｒ値＋圧延と直角方向のｒ値）／２
ほうろう性は、直接１回掛け用のほうろう釉薬を用いて、直接１回掛けにおけるほうろう特性を、密着性、耐爪とび性、耐黒点・泡性について加速試験、過酷試験となる条件で評価した。密着性は、硫酸酸洗時間、Ｎｉ−ｄｉｐ時間共に短い条件で、露点を３０℃として行った。
【００５２】
耐爪とび性は、前処理（酸洗とＮｉ−ｄｉｐ）を省略し、剥離しやすい釉薬を用い、更に露点を３０℃とし、爪とびの発生しやすい条件とした。耐黒点・泡性の実験は、釉薬のミル引きに、ＮａＮＯ3にかわりＫＣｌを添加し、釉薬自体に黒点が発生しやすい条件とし、更に、Ｎｉ付着時間を長くし、露点を３０℃とし黒点の発生しやすい条件で評価を行った。
【００５３】
（１）密着性試験
ａ．ほうろう掛け条件
前処理：アルカリ脱脂後、
酸洗：１５％Ｈ2ＳＯ4、７０℃×３分
Ｎｉ−ｄｉｐ：１３ｇ／Ｌ ＮｉＳＯ4・７Ｈ2Ｏ，ｐＨ２．６，７０℃×３分
施釉：日本フェロー製 １５５３Ｃ釉薬を両面に１００μｍ施釉
焼成：８３０℃×５分（露点３０℃）
ｂ．試験条件
上記ほうろう掛け条件で、直接１回ほうろう掛けを施した５枚の試験片（１００ｍｍ×１００ｍｍ）に対して、密着性をＰＥＩ法によって評価を行った。
【００５４】
（２）耐爪とび性試験
ａ．ほうろう掛け条件
前処理：アルカリ脱脂のみ（酸洗、Ｎｉ−ｄｉｐを行わない）
施釉：日本フェロー製Ｈ釉薬、１５５３Ｂ釉薬をそれぞれ別々に調合して、調合後に、１：１の比率に混合させた釉薬を、両面に１００μｍを施釉。
【００５５】
焼成：８３０℃×３分（露点３０℃）
ｂ．試験条件
上記ほうろう掛け条件で、ほうろう掛けを施した１０枚の試験片（１００ｍｍ×１００ｍｍ）を、５０℃環境下で３週間放置し、連日、爪とび発生状況を目視で観察する。
【００５６】
表裏面で１箇所でも爪とび欠陥の見られた試験片は、爪とび発生材とし、３週間後に爪とびが発生した試験片の合計枚数を１０倍した数値を爪とび発生率とし、評価に用いた。
【００５７】
（３）耐黒点・泡性試験
ａ．ほうろう掛け条件
前処理：アルカリ脱脂後、
酸洗：１５％Ｈ2ＳＯ4、７０℃×１５分
Ｎｉ−ｄｉｐ：１３ｇ／Ｌ ＮｉＳＯ4・７Ｈ2Ｏ，ｐＨ２．６，７０℃×１０分
施釉：日本フェロー製 Ｔ３７２４釉薬をＮａＮＯ3の変わりに、ＫＣｌをミル添加して調合したものを、両面に１００μｍ施釉
焼成：８４０℃×５分（露点３０℃）
ｂ．試験条件
１０枚の試験片（１００ｍｍ×１００ｍｍ）の表裏面について、黒点発生状況を観察して、各試験片に、実用上不良なる泡・黒点が生じたものを黒点発生材とし、その発生割合で評価した。
【００５８】
表１に以上の各試験結果を示す。表１から明らかなように、発明鋼Ｎｏ．１〜１８に対し、比較鋼Ｎｏ．１９〜３１は、機械的性質かほうろう性の何れかまたは両者が劣っている。
【００５９】
Ｎｏ．１９は、Ｍｏ量が本発明範囲外で少なく、加工性、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．２０は、Ｍｏ量が本発明範囲外で多く、加工性、耐黒点・泡性が劣っている。Ｎｏ．２１はＣｒが添加されず、Ｍｏのみが添加されているため、加工性と耐爪とび性に劣っている。
【００６０】
Ｎｏ．２２は、Ｍｎ量が本発明範囲外で多く、加工性に劣っている。Ｎｏ．２３は、Ｐ量が本発明範囲外で多く、加工性と耐黒点・泡性に劣っている。
【００６１】
Ｎｏ．２４は、Ｓ量が本発明範囲外で多く、加工性に劣っている。Ｎｏ．２５は、Ｎ量が本発明範囲外で多く、加工性に劣っている。Ｎｏ．２６は、Ｏ量が本発明範囲外で少なく、爪とびが発生している。Ｎｏ．２７は、Ｃｕ量が本発明範囲外で多く、密着性に劣っている。
【００６２】
Ｎｏ．２８は、Ｃｒが添加されているものの、酸素量の０．５倍未満で少なく、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．２９は、Ｃｒ量が本発明範囲外で多く、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．３０は、Ｃｒ量が本発明範囲外で少なく、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．３１は、Ｃｒ量が本発明範囲外で多く、深絞り性、耐黒点・泡性が劣っている。
【００６３】
一方、本発明鋼（Ｎｏ．１〜１８）は、いずれも機械的性質とほうろう性の両者に優れている。また、Ｍｏを材質向上の好適範囲である、０．０２％以上としたＮｏ．１６〜１８では、優れた深絞り性や異方性が得られている。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
（実施例２）
本発明鋼の機械的特性におけるＣｒの効果を、実施例により説明する。表２に示す成分組成の鋼に、０．２≦Ｃｒ／Ｏ≦１．６で、且つＣｒ：０．０１〜０．１０％を満足するようにＣｒを添加し、供試鋼とした。スラブは連続鋳造法により製造し、手入れ後、１１５０℃に加熱し、８９０℃の仕上温度で熱間圧延後、６５０℃で巻き取り、板厚３．２ｍｍの熱延鋼帯を製造した。
尚、熱間圧延後の冷却は、請求項４記載の発明法によらず、常法に従い、最終パス後にラミナー冷却を行った。
【００６７】
その後、熱延鋼帯を酸洗し、７８％の圧下率で冷間圧延し、０．７ｍｍの冷延鋼帯とした。その後、５℃／ｓの加熱温度により、８５０℃で連続焼鈍後、１．０％の調質圧延を行ない、ほうろう用冷延材を製造した。各冷延材より、圧延方向、圧延方向と４５度の方向、圧延方向と直角方向から、ＪＩＳ５号試験片を採取し、平均ｒ値により材料評価を行った。試験結果を図１に示す。Ｃｒと鋼中酸素量Ｏの比、Ｃｒ／Ｏが０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３、且つ、０．０３％以上、０．０８％以下で、良好な深絞り性となっている。
【００６８】
【表３】
【００６９】
（実施例３）
熱間圧延後、請求項４記載の発明法により急速冷却した場合の材質特性について調査した。
【００７０】
実施例１の本発明鋼２、１７を溶製し、連続鋳造によりスラブを製造した。手入れ後、１２００℃に加熱し、仕上温度８９０℃で熱間圧延し、最終パス通過後、急速冷却を行った。本発明例となるサンプルＮｏ．Ａ，Ｈは、最終パス通過後、１秒以内に、冷却速度２００℃以上、２０００℃以下で急速冷却を行った。
【００７１】
冷却は仕上温度からの温度降下量を５０℃以上２５０℃以下とし、冷却停止温度を６００℃以上、８５０℃以下として行った。その後、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、６４０℃で巻き取り、厚さ２．８ｍｍの熱延鋼帯を製造した。
【００７２】
酸洗後、７５％の冷間圧延により、０．７ｍｍの冷延鋼帯とし、その後、６℃／ｓの加熱温度で、８５０℃で連続焼鈍後、１．０％で調質圧延を行った。比較例であるサンプルＮｏ．Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ、Ｇは、熱間圧延条件、熱間圧延後の冷却条件の何れかを請求項３記載の本発明範囲外とした。
【００７３】
各冷延材より、圧延方向、圧延方向と４５度の方向、圧延方向と直角方向から、ＪＩＳ５号試験片を採取し、ｒ値を測定し、平均ｒ値（深絞り性を示す）とΔｒ（異方性を示す）により材料評価を行った。
【００７４】
表３に上述した製造条件および平均ｒ値とΔｒを示す。請求項３記載の本発明範囲内の製造条件によるサンプルＮｏ．ＡとＨは、常法によるもの（実施例１、表１参照）と比較して、深絞り性、異方性ともに優れた特性となっている。
【００７５】
一方、サンプルＢは、仕上温度がＡｒ3変態点未満であり、深絞り性が劣化している。サンプルＣは、最終パス通過後の急速冷却開始までの時間が１秒を超え、サンプルＦは、冷却速度が２００℃未満であり、それぞれ常法により製造したものと同程度の深絞り性、異方性であった。
【００７６】
サンプルＤは仕上温度からの急速冷却による温度降下量が２５０℃以上、かつ冷却停止温度が６５０℃未満、サンプルＧは急速冷却による急冷停止温度が６５０℃未満、温度降下量が２５０℃以上、サンプルＥは急速冷却後の平均冷却速度が１００℃／超えでいずれも強冷却となり、焼入れ組織や圧延伸長組織となり、常法により製造したものより、深絞り性、異方性は劣化した。
【００７７】
【表４】
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、深絞り性や異方性等の加工性に優れ、且つ直接１回掛け焼成法によっても、欠陥の少ないほうろう加工が可能なほうろう用冷延鋼板およびその製造方法が得られ、産業上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】平均ｒ値（深絞り性）に及ぼすＣｒ，Ｃｒ／Ｏの影響を示す図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほうろう用冷延鋼板およびその製造方法に関し、特に、異方性が少なく、深絞り性などの加工性に優れ、且つほうろう焼成法を特定しない鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほうろう用鋼板には、加工性およびほうろう加工時に欠陥が生じないことが要求され、特に、浴槽,鍋、洗面ボール等加工性が厳しいものでは深絞り性が必要で、更に異方性も小さくすることが要求される。ほうろう加工時の欠陥としては、ほうろう表面に発生する泡欠陥や黒点および爪とびがある。
【０００３】
ほうろう焼成法として直接１回掛け焼成、２回掛け２回焼成法、２回掛け1回焼成法などがあり、これらのうちで直接１回掛け焼成は工程の省略化、生産コスト削減の点で有利とされている。
【０００４】
直接１回掛け焼成では、前処理として硫酸酸洗およびＮｉ付着処理が必要で、硫酸酸洗により酸洗減量値を適正な範囲とし、Ｎｉ付着処理により表面に付着するＮｉ量を適正な範囲とすることにより、密着性が良好で、泡・黒点が発生しないほうろう層を形成する。更に鋼板自体に水素トラップを含み、爪とびを発生させないことも重要とされている。
【０００５】
従来、直接１回掛け焼成向けのほうろう用鋼板として、ＣやＮを製鋼段階で低減し、酸素を１５０〜２００ｐｐｍ添加した高酸素鋼に、Ｖ，Ｎｂ，Ｂ等を添加することが行われてきた。例えば、特開平１−２７５７６３号公報には高酸素鋼にＶ，Ｎｂを添加した鋼、特開平３−１００４８号公報にはＢを添加した鋼、特開平３−１６６３３６号公報にはＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂを添加した鋼、特開平１０−１０２２２２号公報にはＣｒを添加した鋼が開示されている。
【０００６】
高酸素鋼にＶ，Ｎｂ，Ｂを添加した場合、これら元素が酸化物を形成し、ＭｎＯの生成量を低減し、そのサイズを減少させ、また、酸化物となったものの残余量が、Ｃ，Ｎを炭化物,窒化物とし固定し時効性を改善する。Ｍｏ，Ｗを添加した場合、酸化物を形成することはないが、ｒ値を向上させることができる。
【０００７】
Ｃｒを添加した場合、Ｃｒは酸化物形成元素であるが、Ｍｎよりその傾向は弱いため、ＭｎＯの形成は阻害せず、溶鋼温度の低下に従いＭｎや鋼中酸素とＣｒ−Ｍｎ複合酸化物を形成し、加工性を向上させる。
【０００８】
しかしながら、Ｎｂ，Ｖ，Ｂ，Ｍｏ，Ｗの添加では、加工性の改善に関しては不十分で、しかも、耐黒点、耐泡性などのほうろう性が劣化し、また、Ｃｒ添加では、ほうろう性は良好なものの機械的特性としては必ずしも十分でなかった。
【０００９】
一方、深絞り性に優れたほうろう用鋼板として、Ｔｉ−ＩＦ系鋼板やＢ添加アルミキルド鋼板の用いられることが多いが、上述した泡欠陥や黒点が発生しやすく直接１回掛け焼成は適用出来なかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、直接１回掛け焼成等ほうろう焼成法によらず優れたほうろう性が得られるほうろう用鋼板で、伸び、深絞り性などの加工性、かつ異方性に優れ、前処理条件（酸洗条件、Ｎｉ−ｄｉｐ条件）の適正範囲が広い鋼板およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため、ほうろう性に悪影響を及ぼす酸化物の組成、サイズに及ぼす成分組成の影響について詳細に検討を行った。その結果、Ｃｒ量を適正とし、Ｎｂ，Ｖ，Ｂを添加しない場合、優れたほうろう性が得られることを見出した。
【００１２】
すなわち、鋼組成として酸化物形成元素をＭｎとＣｒのみとした場合、微細な酸化物の形成が防止され、軟質高延性となり、加工性が向上する。Ｍｏを添加した場合は、更に軟質高延性となり、異方性が改善され、ほうろう焼成においても、黒点や泡の発生が抑制された。
【００１３】
また、黒点や泡の発生に関しては、Ｃ，Ｎ量の低減により更に抑制され、ほうろう性が改善されることも見出した。
【００１４】
そして製造条件において、熱間圧延の仕上温度および熱間圧延後の冷却条件を適性化した場合、より深絞り性、異方性が向上することを見出した。
【００１５】
本発明は上記知見をもとに更に検討を加えてなされたものであり、すなわち、本発明は、
１．質量％で、Ｃ：０．００３５％以下、Ｓｉ：０．０１％以下（無添加の場合を含む）、Ｍｎ：０．２〜０．４％と、Ｐ：０．００３〜０．１０％、Ｓ：０．００５〜０．０３％、Ｃｕ：０．０２〜０．０５％、Ａｌ：０．００１％以下（無添加の場合を含む）、Ｎ：０．００３５％以下、Ｏ：０．０４５〜０．１０％、Ｃｒ：０．０３〜０．０８％、Ｍｏ：０．００２〜０．０８％を含有し、更に（１）式を満足する残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とするほうろう用冷延鋼板。
【００１６】
０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３ （１）
但し、Ｃｒ／Ｏは質量％の比
２． 質量％で、Ｃ：０．００１０％以下、Ｎ：０．００１０％以下、Ｃ＋Ｎ：０．００１５％以下であることを特徴とする１記載のほうろう用冷延鋼板。
【００１７】
３． １又は２記載の組成を有する鋼を、Ａｒ3以上、Ａｒ3＋５０℃以下の圧延終了温度で仕上圧延し、仕上圧延終了温度からの温度降下量が５０℃以上２５０℃以下で、冷却停止温度を６５０℃以上８５０℃以下とする冷却を、仕上圧延後、1秒以内に冷却速度２００℃／ｓ〜２０００℃／ｓで開始し、該冷却後、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、巻取り、酸洗、冷圧、焼鈍することを特徴とするほうろう用冷延鋼板の製造方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明鋼の成分組成、及び好適製造条件の限定理由について詳細に説明する。
【００１９】
成分組成
Ｃ、Ｎ、Ｃ＋Ｎ
Ｃ，Ｎは、本発明では不純物として扱う。Ｃ，Ｎは鋼板の加工性に好ましいＭｎとＣｒの複合酸化物による集合組織の形成を妨げ、鋼板の加工性を劣化させる。また、時効性を劣化させ、ほうろう焼成において黒点や泡の発生を容易とするため、その含有量は少ないほうが良く、それぞれ０．００３５％以下とする。
耐黒点性、耐泡性の観点からは、Ｃ：０．００１０％以下、Ｎ：０．００１０％以下で且つ、Ｃ＋Ｎ：０．００１５％以下とすることが好ましい。
【００２０】
Ｓｉ
Ｓｉは鋼中の酸素量を調整する場合、添加する。鋼板の表面性状を劣化させるため、その含有量は少ないほうがよく、０．０１％を上限として含有し、無添加の場合も含むものとする。
【００２１】
Ａｌ
Ａｌは、溶鋼の脱酸元素であり、鋼中の酸素量の調整を必要とする場合に使用するが、本発明鋼が高酸素鋼であるために、投入されたＡｌの大部分は酸化物となりスラグとして除去され、鋼中含有量としては一般鋼と比較して低めとなる。それゆえ、含有量の上限を０．００１％とした。尚、本発明鋼において、Ａｌ濃度はｔｏｔａｌＡｌのことを指す。Ｓｏｌ．Ａｌで定義した場合、Ｓｏｌ．Ａｌが、固溶ＡｌとＡｌＮを形成するＡｌ量となるので、検出限界である０．０００５％以下となる。
【００２２】
Ｍｎ
Ｍｎは、ほうろう焼成時に侵入する水素のトラップサイトとなるＭｎＯを鋼中Ｏと形成し、耐爪とび性を向上させるため添加する。Ｃｒと共に複合酸化物を形成し、深絞り性に好ましい集合組織を形成し、更に鋼中Ｓと結合し、赤熱脆性を有効に防止する。０．２％未満では、上述した効果が得られず、０．４％を超えると鋼板の加工性が劣化するため、０．２％以上、０．４％以下とする。
【００２３】
Ｃｒ、Ｃｒ／Ｏ
Ｃｒは、本発明において重要な元素であり、鋼中におけるＭｎ−Ｃｒ複合酸化物の大きさを適正化し、鋼板の加工性とほうろう性を向上させるため、添加する。
【００２４】
Ｃｒを添加した場合、鋼中酸素によるＭｎ−Ｃｒ複合酸化物は、無添加の場合のＭｎ系複合酸化物より、高温で形成されるため、粗大となり、焼鈍後における鋼板の粒成長を妨げることがなく、軟質高延性の鋼板が得られると同時に、ほうろう焼成における爪とびの発生が抑制される。。
【００２５】
すなわち、鋼中酸素は、溶鋼段階で、ＭｎＯを形成した後、残余分がＭｎや他の元素等と結合し複合酸化物を形成するが、この複合酸化物は微細であり、鋼板焼鈍後の粒成長を阻害する。Ｃｒを添加した場合、Ｍｎ−Ｃｒ複合酸化物が形成されるが、上述した複合酸化物より高温において形成するため、粗大であり、焼鈍後の粒成長を阻害せず、また、ほうろう焼成における爪とびを抑制する。
【００２６】
Ｃｒによるこのような効果を得るため、Ｃｒと鋼中酸素量Ｏの比、Ｃｒ／Ｏを０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３とし、且つ、Ｃｒを０．０３％以上、０．０８％以下とする。
【００２７】
Ｃｒ／Ｏは、０．５未満では、Ｍｎ−Ｃｒ複合酸化物の高温析出が得られず、１．３超えでは、鋼自体が硬化し、耐黒点性が劣化するため、０．５以上、１．３以下とする。更に本発明では、Ｃｒ／Ｏによる効果を安定したものとするため、Ｃｒについて規定する。Ｃｒは、０．０３％未満では、Ｍｎとの複合酸化物による効果が得られず、一方、０．０８％を超えると鋼自体の硬化により加工性が劣化し、耐黒点性も損なわれるため、０．０３％以上、０．０８％以下とする。
【００２８】
Ｍｏ
Ｍｏは、Ｃｒと複合添加した場合、Ｃｒ添加による強度−伸びなどの機械特性の改善効果と重畳し、深絞り性や異方性を向上させるため添加する。
【００２９】
０．００２％未満では、材質の向上が得られず、０．０８％を超えると黒点や泡欠陥が発生するようになるため、０．００２％以上、０．０８％以下とする。材質向上効果を特に顕著とする場合は、０．０２％以上とすることが好ましい。
【００３０】
尚、Ｍｏのこのような効果はＣｒが添加されない場合は殆ど得られず、深絞り性など材質向上効果は少ない。
【００３１】
Ｏ
Ｏ（酸素）は、主にＭｎとＭｎＯを形成し、また、ＣｒとＭｎ−Ｃｒ複合酸化物を形成する。これらの酸化物は、水素トラップとして働き、耐爪とび性を向上させるため、鋼中酸素量として規定する。０．０４５％未満では、酸化物自体が少なく、爪とび発生が懸念され、０．１０％を超えると鋼板の機械的特性が劣化するため、０．０４５％以上、０．１０％以下とする。
【００３２】
Ｐ
Ｐは酸洗減量値に与える影響が大きく、ほうろう層の密着性に影響を与えるため規定する。０．００３％未満では、酸洗速度が遅すぎて、通常の酸洗条件では十分な酸洗減量値が得られず、密着性が良好なほうろう層が形成できないためである。一方、０．１０％を超えると、酸洗減量値が大きくなりすぎて、酸洗残渣が鋼板表面に残ってしまい、泡や黒点欠陥が発生しやすくなるため、０．００３％以上、０．１０％以下とする。
【００３３】
Ｓ
Ｓは酸洗速度を増大させ、ほうろうの密着性に影響を与えるために規定する。０．００５％未満では密着性その他の特性が劣化し、０．０３％を超えると加工性が劣化するため、０．００５％以上、０．０３％以下とする。
【００３４】
Ｃｕ
Ｃｕは、ほうろう焼成時に、ほうろう層と鋼板との界面の凹凸を増大させ、ほうろう密着性を向上させるため、添加する。０．０２％未満では、通常のほうろう条件で良好な密着性が得られず、一方、Ｃｕには、ほうろう前処理時の酸洗速度を低下させる効果もあり、０．０５％を超えると酸洗減量値が減少し、通常のほうろう条件では良好な密着性が損なわれるため、０．０２％以上、０．０５％以下とする。好ましくは０．０２５％以上、０．０４％以下とする。
【００３５】
本発明では以上で説明した以外、その他の元素は不可避不純物である。例えば、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｓｂのような元素が、不可避不純物として混入してしまう場合には、それぞれ、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下を不可避レベルとする。このレベル以上に含有すると、これらの元素によって、ほうろう特性が劣化してしまうため、本発明鋼が目指すほうろう用鋼板としての特性を実現できなくなるためである。Ｎｂ，Ｖ，Ｂ，Ｗ等酸化物形成傾向が高い元素は、添加してはならず、それぞれ、０．００６％未満、０．０１％未満、０．０００８％未満、０．００８％未満とする。
【００３６】
製造条件
本発明鋼は、常法による製造で、所望の特性が得られるが、例えば、好適な製造条件は以下のようである。
【００３７】
スラブの製造方法により、本発明の効果が損なわれることはないが、鋼塊法によるスラブは、リム層とコア部に粗大な介在物が存在しやすく、連続鋳造法によりスラブを製造するのが好ましい。また、スラブは熱間圧延による材質制御が可能なように２００ｍｍ以上の厚みが好ましい。上述した成分組成を有するスラブを冷却後、加熱し、また加熱することなく、直接熱間圧延して、熱延鋼帯を製造することができ、熱間圧延前のスラブの熱処理条件、および製造装置については特に規定しない。
【００３８】
熱間圧延条件
熱間圧延では熱延鋼板の組織を微細化し、冷延焼鈍後の機械的特性を向上させるため、仕上温度をＡｒ3変態点以上、Ａｒ3変態点＋５０℃以下とする。
【００３９】
Ａｒ3変態点未満の場合、α域圧延のため、粒粗大化が顕著となり、材質劣化が生じる。一方、Ａｒ3変態点＋５０℃を超えると、γ粒が成長し、変態後の熱延鋼帯のα粒が粗大化し、加工性が劣化するため、仕上温度はＡｒ3変態点以上、Ａｒ3変態点＋５０℃以下とする。
【００４０】
冷却条件
熱間圧延後、即冷却（最終パス後、直に冷却する）で、急速冷却（２００℃／秒以上での冷却）を特徴とする冷却条件により、熱延鋼帯のフェライト粒径を微細化させ、冷延焼鈍後の伸び、深絞り性（ｒ値）、異方性（Δｒ）を向上させる。
【００４１】
冷却は、仕上圧延後、1秒以内に冷却速度２００℃／ｓ〜２０００℃／ｓで開始する。仕上圧延の最終パス以前に導入されたオーステナイト粒内の歪みをフェライトの核発生サイトとして利用し、最終パス通過後のオーステナイト粒の成長を抑制するため、仕上圧延後、１秒以内に冷却を開始する。
【００４２】
冷却速度は、最終パス以前の圧延により、導入されたオーステナイト粒の加工歪みを解放することなく、変態点を通過させ、変態後のフェライト粒径を微細化させるため、急冷を行う。冷却速度が２００℃／ｓ未満では、オーステナイト粒の段階で、回復、再結晶し、粒成長が生じ、変態点通過後のフェライト粒が成長し、微細組織が得られない。一方、冷却速度の上限は、蒸気膜を破壊しながら冷却を行い、安定した伝熱効果が得られる核沸騰状態とするため２０００℃／ｓ以下とする。
【００４３】
本発明では、このような急速冷却による冷却域を、仕上終了温度からの温度降下量が５０℃以上、２５０℃以下の範囲とし、冷却停止温度を６５０℃以上８５０℃以下とする。急速冷却により過剰に冷却され、焼入れ組織や圧延伸長組織が生成されるのを防止し、ポリゴナルな微細粒とするため、温度降下量の上限は、２５０℃とし、冷却停止温度の下限を６５０℃とする。一方、微細粒とするため、温度降下量の下限を５０℃、冷却停止温度の上限を８５０℃とする。
【００４４】
急速冷却完了後、ポリゴナルなフェライト微細組織とし、冷延焼鈍後の材質を向上させるため、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、巻取りを行う。緩冷却には空冷も含むものとする。巻取りは、常法に従い、加工性および熱間圧延後の酸洗性の観点から、６００〜７００℃とすることが好ましい。
【００４５】
酸洗後、常法に従い冷間圧延を行うが、圧下率は加工性の観点から、７０％以上にすることが望ましい。冷圧後、焼鈍することを特徴とする。
【００４６】
焼鈍方法として、箱焼鈍法（タイトコイル焼鈍法）、オープンコイル焼鈍法、連続焼鈍法等通常の焼鈍法を適用することができる。深絞り性が特に要求される用途に用いる場合は、加熱速度を５℃／ｓ以上とし、８００℃以上で焼鈍することが好ましい。焼鈍後の鋼帯は、そのまま製品としても良く、更に必要に応じて、２．０％以下の伸長率で調質圧延をしてもよい。
【００４７】
【実施例】
（実施例１）
表１に示す供試鋼を溶製し、連続鋳造法によりスラブを調整した。スラブ厚は、２００〜２５０ｍｍとした。供試鋼は１２００℃に加熱後、仕上温度を８９０℃で熱間圧延を行ない、６４０℃で巻取り、厚さ２．８ｍｍの熱延鋼帯を製造した。熱間圧延後の冷却は、請求項４記載の発明法によらず、常法に従い、最終パス後にラミナー冷却を行った。
【００４８】
熱延鋼帯は酸洗後、７５％の冷間圧延により、０．７ｍｍの冷延鋼帯とし、７℃／ｓの加熱温度で、８５０℃で連続焼鈍後、１．０％の調質圧延を施し、供試鋼板とした。
【００４９】
次に、これらの鋼板について機械的特性とほうろう性を評価した。機械的特性として、圧延方向から採取したＪＩＳ５号試験片による引張試験で、強度と伸びを求め、深絞り性についても調査した。深絞り性は、圧延方向、圧延方向に対して４５度方向、圧延方向と直角方向からＪＩＳ５号試験片を採取して、ｒ値（ランクフォード値）を測定した。
【００５０】
深絞り性は平均ｒ値により評価し、異方性はΔｒによって評価を行う。
【００５１】
平均ｒ値＝（圧延方向のｒ値＋２×圧延方向のｒ値＋圧延と直角方向のｒ値）／４
Δｒ＝（圧延方向のｒ値−２×圧延方向のｒ値＋圧延と直角方向のｒ値）／２
ほうろう性は、直接１回掛け用のほうろう釉薬を用いて、直接１回掛けにおけるほうろう特性を、密着性、耐爪とび性、耐黒点・泡性について加速試験、過酷試験となる条件で評価した。密着性は、硫酸酸洗時間、Ｎｉ−ｄｉｐ時間共に短い条件で、露点を３０℃として行った。
【００５２】
耐爪とび性は、前処理（酸洗とＮｉ−ｄｉｐ）を省略し、剥離しやすい釉薬を用い、更に露点を３０℃とし、爪とびの発生しやすい条件とした。耐黒点・泡性の実験は、釉薬のミル引きに、ＮａＮＯ3にかわりＫＣｌを添加し、釉薬自体に黒点が発生しやすい条件とし、更に、Ｎｉ付着時間を長くし、露点を３０℃とし黒点の発生しやすい条件で評価を行った。
【００５３】
（１）密着性試験
ａ．ほうろう掛け条件
前処理：アルカリ脱脂後、
酸洗：１５％Ｈ2ＳＯ4、７０℃×３分
Ｎｉ−ｄｉｐ：１３ｇ／Ｌ ＮｉＳＯ4・７Ｈ2Ｏ，ｐＨ２．６，７０℃×３分
施釉：日本フェロー製 １５５３Ｃ釉薬を両面に１００μｍ施釉
焼成：８３０℃×５分（露点３０℃）
ｂ．試験条件
上記ほうろう掛け条件で、直接１回ほうろう掛けを施した５枚の試験片（１００ｍｍ×１００ｍｍ）に対して、密着性をＰＥＩ法によって評価を行った。
【００５４】
（２）耐爪とび性試験
ａ．ほうろう掛け条件
前処理：アルカリ脱脂のみ（酸洗、Ｎｉ−ｄｉｐを行わない）
施釉：日本フェロー製Ｈ釉薬、１５５３Ｂ釉薬をそれぞれ別々に調合して、調合後に、１：１の比率に混合させた釉薬を、両面に１００μｍを施釉。
【００５５】
焼成：８３０℃×３分（露点３０℃）
ｂ．試験条件
上記ほうろう掛け条件で、ほうろう掛けを施した１０枚の試験片（１００ｍｍ×１００ｍｍ）を、５０℃環境下で３週間放置し、連日、爪とび発生状況を目視で観察する。
【００５６】
表裏面で１箇所でも爪とび欠陥の見られた試験片は、爪とび発生材とし、３週間後に爪とびが発生した試験片の合計枚数を１０倍した数値を爪とび発生率とし、評価に用いた。
【００５７】
（３）耐黒点・泡性試験
ａ．ほうろう掛け条件
前処理：アルカリ脱脂後、
酸洗：１５％Ｈ2ＳＯ4、７０℃×１５分
Ｎｉ−ｄｉｐ：１３ｇ／Ｌ ＮｉＳＯ4・７Ｈ2Ｏ，ｐＨ２．６，７０℃×１０分
施釉：日本フェロー製 Ｔ３７２４釉薬をＮａＮＯ3の変わりに、ＫＣｌをミル添加して調合したものを、両面に１００μｍ施釉
焼成：８４０℃×５分（露点３０℃）
ｂ．試験条件
１０枚の試験片（１００ｍｍ×１００ｍｍ）の表裏面について、黒点発生状況を観察して、各試験片に、実用上不良なる泡・黒点が生じたものを黒点発生材とし、その発生割合で評価した。
【００５８】
表１に以上の各試験結果を示す。表１から明らかなように、発明鋼Ｎｏ．１〜１８に対し、比較鋼Ｎｏ．１９〜３１は、機械的性質かほうろう性の何れかまたは両者が劣っている。
【００５９】
Ｎｏ．１９は、Ｍｏ量が本発明範囲外で少なく、加工性、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．２０は、Ｍｏ量が本発明範囲外で多く、加工性、耐黒点・泡性が劣っている。Ｎｏ．２１はＣｒが添加されず、Ｍｏのみが添加されているため、加工性と耐爪とび性に劣っている。
【００６０】
Ｎｏ．２２は、Ｍｎ量が本発明範囲外で多く、加工性に劣っている。Ｎｏ．２３は、Ｐ量が本発明範囲外で多く、加工性と耐黒点・泡性に劣っている。
【００６１】
Ｎｏ．２４は、Ｓ量が本発明範囲外で多く、加工性に劣っている。Ｎｏ．２５は、Ｎ量が本発明範囲外で多く、加工性に劣っている。Ｎｏ．２６は、Ｏ量が本発明範囲外で少なく、爪とびが発生している。Ｎｏ．２７は、Ｃｕ量が本発明範囲外で多く、密着性に劣っている。
【００６２】
Ｎｏ．２８は、Ｃｒが添加されているものの、酸素量の０．５倍未満で少なく、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．２９は、Ｃｒ量が本発明範囲外で多く、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．３０は、Ｃｒ量が本発明範囲外で少なく、深絞り性が劣っている。Ｎｏ．３１は、Ｃｒ量が本発明範囲外で多く、深絞り性、耐黒点・泡性が劣っている。
【００６３】
一方、本発明鋼（Ｎｏ．１〜１８）は、いずれも機械的性質とほうろう性の両者に優れている。また、Ｍｏを材質向上の好適範囲である、０．０２％以上としたＮｏ．１６〜１８では、優れた深絞り性や異方性が得られている。
【００６４】
【表１】
【表２】
（実施例２）
本発明鋼の機械的特性におけるＣｒの効果を、実施例により説明する。表２に示す成分組成の鋼に、０．２≦Ｃｒ／Ｏ≦１．６で、且つＣｒ：０．０１〜０．１０％を満足するようにＣｒを添加し、供試鋼とした。スラブは連続鋳造法により製造し、手入れ後、１１５０℃に加熱し、８９０℃の仕上温度で熱間圧延後、６５０℃で巻き取り、板厚３．２ｍｍの熱延鋼帯を製造した。
尚、熱間圧延後の冷却は、請求項４記載の発明法によらず、常法に従い、最終パス後にラミナー冷却を行った。
【００６７】
その後、熱延鋼帯を酸洗し、７８％の圧下率で冷間圧延し、０．７ｍｍの冷延鋼帯とした。その後、５℃／ｓの加熱温度により、８５０℃で連続焼鈍後、１．０％の調質圧延を行ない、ほうろう用冷延材を製造した。各冷延材より、圧延方向、圧延方向と４５度の方向、圧延方向と直角方向から、ＪＩＳ５号試験片を採取し、平均ｒ値により材料評価を行った。試験結果を図１に示す。Ｃｒと鋼中酸素量Ｏの比、Ｃｒ／Ｏが０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３、且つ、０．０３％以上、０．０８％以下で、良好な深絞り性となっている。
【００６８】
【表３】
（実施例３）
熱間圧延後、請求項４記載の発明法により急速冷却した場合の材質特性について調査した。
【００７０】
実施例１の本発明鋼２、１７を溶製し、連続鋳造によりスラブを製造した。手入れ後、１２００℃に加熱し、仕上温度８９０℃で熱間圧延し、最終パス通過後、急速冷却を行った。本発明例となるサンプルＮｏ．Ａ，Ｈは、最終パス通過後、１秒以内に、冷却速度２００℃以上、２０００℃以下で急速冷却を行った。
【００７１】
冷却は仕上温度からの温度降下量を５０℃以上２５０℃以下とし、冷却停止温度を６００℃以上、８５０℃以下として行った。その後、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、６４０℃で巻き取り、厚さ２．８ｍｍの熱延鋼帯を製造した。
【００７２】
酸洗後、７５％の冷間圧延により、０．７ｍｍの冷延鋼帯とし、その後、６℃／ｓの加熱温度で、８５０℃で連続焼鈍後、１．０％で調質圧延を行った。比較例であるサンプルＮｏ．Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ、Ｇは、熱間圧延条件、熱間圧延後の冷却条件の何れかを請求項３記載の本発明範囲外とした。
【００７３】
各冷延材より、圧延方向、圧延方向と４５度の方向、圧延方向と直角方向から、ＪＩＳ５号試験片を採取し、ｒ値を測定し、平均ｒ値（深絞り性を示す）とΔｒ（異方性を示す）により材料評価を行った。
【００７４】
表３に上述した製造条件および平均ｒ値とΔｒを示す。請求項３記載の本発明範囲内の製造条件によるサンプルＮｏ．ＡとＨは、常法によるもの（実施例１、表１参照）と比較して、深絞り性、異方性ともに優れた特性となっている。
【００７５】
一方、サンプルＢは、仕上温度がＡｒ3変態点未満であり、深絞り性が劣化している。サンプルＣは、最終パス通過後の急速冷却開始までの時間が１秒を超え、サンプルＦは、冷却速度が２００℃未満であり、それぞれ常法により製造したものと同程度の深絞り性、異方性であった。
【００７６】
サンプルＤは仕上温度からの急速冷却による温度降下量が２５０℃以上、かつ冷却停止温度が６５０℃未満、サンプルＧは急速冷却による急冷停止温度が６５０℃未満、温度降下量が２５０℃以上、サンプルＥは急速冷却後の平均冷却速度が１００℃／超えでいずれも強冷却となり、焼入れ組織や圧延伸長組織となり、常法により製造したものより、深絞り性、異方性は劣化した。
【００７７】
【表４】
【発明の効果】
本発明によれば、深絞り性や異方性等の加工性に優れ、且つ直接１回掛け焼成法によっても、欠陥の少ないほうろう加工が可能なほうろう用冷延鋼板およびその製造方法が得られ、産業上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】平均ｒ値（深絞り性）に及ぼすＣｒ，Ｃｒ／Ｏの影響を示す図。
Claims (3)
- 質量％で、Ｃ：０．００３５％以下、Ｓｉ：０．０１％以下（無添加の場合を含む）、Ｍｎ：０．２〜０．４％と、Ｐ：０．００３〜０．１０％、Ｓ：０．００５〜０．０３％、Ｃｕ：０．０２〜０．０５％、Ａｌ：０．００１％以下（無添加の場合を含む）、Ｎ：０．００３５％以下、Ｏ：０．０４５〜０．１０％、Ｃｒ：０．０３〜０．０８％、Ｍｏ：０．００２〜０．０８％を含有し、更に（１）式を満足する残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とするほうろう用冷延鋼板。
０．５≦Ｃｒ／Ｏ≦１．３ （１）
但し、Ｃｒ／Ｏは質量％の比 - 質量％で、Ｃ：０．００１０％以下、Ｎ：０．００１０％以下、Ｃ＋Ｎ：０．００１５％以下であることを特徴とする請求項１記載のほうろう用冷延鋼板。
- 請求項１又は２記載の組成を有する鋼を、Ａｒ3以上、Ａｒ3＋５０℃以下の圧延終了温度で仕上圧延し、仕上圧延終了温度からの温度降下量が５０℃以上２５０℃以下で、冷却停止温度を６５０℃以上８５０℃以下とする冷却を、仕上圧延後、1秒以内に２００℃／ｓ〜２０００℃／ｓで開始し、該冷却後、１００℃／ｓ以下で緩冷却し、巻き取り、酸洗、冷圧、焼鈍することを特徴とするほうろう用冷延鋼板の製造方法。
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