JPH01184227A - 絞り用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、絞り用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
、特にＢ添加により二次加工脆化を防止した絞り用合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 自動車のボディや足廻り部品には、従来、冷延鋼板が広
く用いられてきたが、自動車の防錆力向上の要求に伴い
亜鉛めっき鋼板が用いられるようになってきた。そのな
かでも、合金化溶融亜鉛めっき鋼板はコスト、耐食性の
点で有利であり、最近に至りその用途が拡大しつつある
。

一方、自動車のコスト低減のため、プレス工程の短縮、
溶接の省略が行われるようになり、プレス成形が複雑に
なってきている。

したがって、特にプレス成形性の良い絞り用合金化溶融
亜鉛めっき鋼板に対する要求が高まっている。

ところで、絞り用溶融亜鉛めっき鋼板として、従来は、
Ｔｉ、　Ｎｂなどの炭窒化物形成元素を添加した極低炭
素鋼板が用いられていた。この種の鋼は成形性には優れ
ているものの二段絞りなどの加工後、再加工が加えられ
るような成形では、たて割れと呼ばれる二次加工脆化が
起こり易いという欠点を有している。

上記のようなＴｉまたはＮｂ含有極低炭素鋼板では、か
かる二次加工脆化の防止には、連続焼鈍に際し冷却段階
で急冷する方法も提案されているが、連続式溶融亜鉛め
っきを行う場合には、めっき浴の温度が４３０〜４６０
℃もするため、急冷段階で鋼板温度をこの範囲内の温度
に持ち来すことがかなり困難である。実用的方法とはい
えない。

これに対し、Ｂ添加で二次加工脆化を防止する方法も提
案されている。この方法によれば、焼鈍後の冷却速度を
正確にコントロールする必要はないが、今度は、得られ
た鋼板のｒ値が低下するという問題が生じる。

特開昭５７−３５６６２号、特公昭６１−６１３３号、
特開昭５８−２５４３６号、および特公昭６０−４７３
２８号には二次加工脆性防止にＢの添加が効果的である
ことが開示されている。しかし、これらのいずれにあっ
ても、ｒ値の低下防止については何ら言及されていない
。また、例えば、特開昭５７−３５６６２号の実施例に
おいて開示されているように、従来のＢ添加方法ではＢ
添加量が比較的高く、コスト的にも不利である。

その外、特開昭５８−４２７５２号には、Ｐ量を低下さ
せることで二次加工脆化を防止することが開示されてい
るが、これは工業的には困難であり、実用的とはいえな
い。

（発明が解決しようとする課題） かくして、本発明の目的は、特に自動車用に適する、二
次加工脆化を防止した絞り用合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、かかる課題解決のために、種々検討を重
ねたところ、絞り用合金化溶融亜鉛めっき鋼板について
はＢ添加が課題解決に有利であって、それによるｒ値低
下は、そのメカニズムが不明であるが、むしろ従来の認
識と反対にＢ添加量を可及的に少なくするとともに、γ
−αの変態時の（１００）面結晶の成長阻止を目的とし
た熱間圧延の調整によってｒ値低下の問題が解決される
ことを知見し、本発明を完成した。

すなわち、Ｂ添加はたて割れ性防止には１０ｐｐｍ以下
の添加量でも改善効果が見られ、他方、ｒ値の低下は１
０ｐｐｍ以下では余り見られないことが判明した。また
、Ｂ添加鋼の熱間圧延板ではその集合組織にｒ値に悪影
響を及ぼす（１００）面結晶が発達していることが判明
した。そこで、後者については（１００）面結晶の成長
を抑制すべく熱間圧延条件を調整し、まず、（１００）
面結晶が熱間圧延時のγ粒の変形再結晶後のα変態とＢ
との相互作用に関係していると考え、熱間圧延での仕上
げ最終パスでの圧下率とｒ値との関係を調査して、圧下
率２０％以下で（１０，０）面結晶の成長が阻止されて
ｒ値が向上することを見出して、本発明に至ったのであ
る。

ここに、本発明の要旨とするところは、重量％で、 Ｃ：　０．００３％以下、　　Ｓｉ：　０．１％以下、
Ｍｎ：　　０．０５〜１．０　　％、　　　Ｐ　　：　
　０．００５〜０．１　　％、Ｓ　：　０．０２％以下
、　　　Ｍ：　０．０２〜０．１％、Ｎ　：　０．００
３０％以下、　　Ｔｉ：　０．０３〜０．１％、Ｂ　　
：　　０．０００３〜０．００１０％、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物 から成る組成を有するスラブを熱間圧延するに際し、仕
上げ圧延の最終圧下率を２０％以下とすることを特徴と
する、絞り用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であ
る。

上述のように、最終圧下率を２０％以下、好ましくは１
０％以上、２０％以下とした仕上げ圧延に続いては、慣
用の手段にしたがって、酸洗、冷間圧延、そして必要に
より連続式による溶融亜鉛めっきを行い、最後に再結晶
温度以上、９００℃以下の温度で焼鈍し、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板とするのである。これらの処理操作それ自
体はすでに公知であって、本発明にあっても特に制限は
なく、その趣旨に反しない限り、必要によりいくつかの
従来方法を適宜組み合わせて行ってもよい。

ここに、Ｂ添加と熱間圧延における最終圧下率の限定と
の関連についてであるが、まず前述のようにＢ添加によ
って本発明の場合、二次加工脆化が防止されるが、その
ときのｒ値改善は必ずしも十分でない。それはＴ−α変
態時における（１００）面結晶の成長にＢが影響を及ぼ
していると考えられるからである。ところで、Ｂはγ結
晶粒中では粒界に集まりやすく、一方、Ｔ−α変態時の
α結晶粒の成長は粒界から進行するため、Ｂの影響が大
きい。そこで、圧下率を２０％以下とすることにより細
粒化を図り、粒界面積を増すと粒界に存在するＢの影響
が相対的に小さくなるのである。

（作用） 次に、本発明にあって鋼組成を上述のように限定した理
由を詳述する。

炭素（Ｃ）： 炭素は、０．００３％超ではＴｉ析出による伸びの劣化
、降伏点の上昇など加工性の劣化をもたらすことから、
本発明では０．００３％以下に限定する。このような極
低炭素含有量は、近年の製鋼技術の発達によりＲＨによ
る脱炭を行うことで容易に達成できる。

けい素（Ｓｉ）： けい素は、合金化溶融亜鉛めっきを行う場合、合金化を
阻害する元素であり、またＳｉ量が余り高いと、めっき
前の鋼板表面にＳｉ系の酸化層が生成され、めっきの密
着性が低下するため、本発明にあっては上限を０．１％
とする。

マンガン（Ｍｎ）： 高強度化するために有効な元素であるが、あまり多量に
添加すると、合金のコストを上昇させることになり、本
発明では上限を１．０％に制限する。

一方、０．０５％未満にまでにするには、現在の製鋼技
術では安定して製造できないため、その下限を０．０５
％とする。

リン（Ｐ）ニ リンはＭｎと同様に高強度化するのに有効な元素である
が、一方でＰの添加は二次加工脆性を助長するため上限
を０．１％とする。しかし、あまり低減するのは製鋼段
階でのコストアンプにつながるため、下限を０．００５
％とする。

イオウ　（Ｓ）： イオウはＴｉとＴｉＳを形成するため、Ｔｉ添加の目的
である、ＣおよびＮの固定を達成するためには、Ｓ量が
多いとそれに応じてＴｉを多量に添加せねばならず、一
方で固溶したＳは熱間圧延時に、赤熱脆性による脆性を
もたらすため、本発明にあっては０．０２％以下に限定
する。

アルミニウム（Ｍ）ニ アルミニウムは、脱酸材として加えられる。Ｔｉ添加鋼
の場合、Ｔｉの酸化物が生成し易くなり、連続鋳込みの
時に、タンデイツシュノズルでの詰まりが発生するため
、０．０２％以上のＡＱの添加を必。　　要とする。そ
の上限はＭ添加によるコストアンプを考慮して、０．１
％とする。

窒素（Ｎ）： 本発明の場合、Ｔｉ添加によりＮをＴｉＮとして固定す
ることを狙いとしているため、Ｎ量が多いとそれに応じ
てＴｉを多量に添加しなければならないため、０．００
３０％以下とする。

チタン（Ｔｉ）　： 本発明により製造される鋼板の目的とする絞り性能は、
極低炭素化とＴｉ添加とによって得られる。

つまり、Ｔｉ添加の目的は、Ｃ，Ｎを炭窒化物として固
定することにより、ｒ値の向上、高延性、低降伏点化を
狙ったものである。そしてかかる目的達成には、Ｃ５０
，００３％、Ｎ量０．００３％の場合には、０．０３％
以上のＴｉ添加が必要であり、一方０．１％超の添加は
コストアップを伴うとともに絞り性能向上効果が小さく
なるため、その上限は０．１％とする。

ボロン（Ｂ）： ボロン添加による二次加工脆性の防止効果を発揮させる
ためには、少なくとも０．０００３％以上の添加量を必
要とする。従来のＢ添加鋼は、ｒ値を低下させる一方で
そのための添加量も１１００ｐｐ超の添加例が多く、コ
スト的にも問題があった。しかし、本発明にあっては、
１１００ｐｐ以下の添加量でもたて割れ防止には十分に
効果が発揮され、しかも、１１００ｐｐ以下ではｒ値の
低下は余り見られないため、本発明にあっては、０．０
００３〜０．００１０％に制限する。

Ｂ添加によって再結晶温度が上昇するので、Ｂ添加量は
少ないほうが良く、好ましくは、０．０００８％未満で
ある。

熱間圧延最終圧下率： 本発明にあっては、Ｂ添加量の制限によってｒ値の向上
は可能であるが、十分とは言い難い。したがって、冷間
圧延焼鈍後の集合組織を改善するために、熱間圧延の最
終圧下率を２０％以下に制限して熱間圧延時のγ−α変
態の際の（１００）面結晶の発達を可及的に抑制する。

なお、最終圧下率のみを制限するのは、γ−αの変態は
仕上げバス後に進行するため、仕上げ圧延の圧下条件が
Ｔ−αの変態時の結晶成長に最も影響を及ぼすからであ
る。

ここに、実施例によって、本発明をさらに具体的に説明
する。

予備試験１ 第１表に示す組成の鋼に仕上げ温度９００℃、最終圧下
率１５％の熱間圧延を行い、次いで冷間圧延を行ってか
ら、８５０℃で４０秒の焼鈍を行った。このときＢ添加
量とｒ値およびたて割れ性との関係を調べた。結果は第
１図にグラフにまとめて示す。

本発明の範囲は図中斜線を付して示す。Ｂ　：０．００
０３〜０．００１％の範囲でたて割れ性およびｒ値の双
方に満足する結果が得られるのが分かる。なお、たて割
れ性は絞り比２．０の円筒絞りを行い、−３０゛Ｃに冷
却し、カップ頭部に衝撃荷重を加えたものの側壁部の割
れ状況で評価した。

○：延性破壊あるいは割れのなかったもの、△：延性割
れと脆性割れの混在したもの、ｘ：１００％跪性割れを
発生したもの を表している。

第１表　　　　（重量％） 予備試験２ 本例では、第２表に示す組成のｍ（再結晶温度７８０℃
）について仕上げ温度９００℃として最終圧下率を種々
に変えることにより、その圧下率とｒ値との関係を調査
し、結果を第２図にグラフにまとめて示す。なお、最終
的に得られる冷延鋼板には８５０℃Ｘ　４０ｓｅ（、の
再結晶焼鈍処理を行い、その後は７℃／ｓｅｃで冷却し
た。予備試験ということで合金化めっき処理は行わなか
った。

ｒ値と圧下率とには１種の相関があり、最終圧下率２０
％以下でｒ値が向上することが分かる。ただし、ここに
ｒ値は４方向の平均値である。

第２表　　　　（重量％） 実施例 第３表に示す各鋼組成の鋼を溶製後、ＲＨ処理を行って
から、慣用の連続鋳造装置によって厚さ２６０ｍｍの連
鋳スラブとし、１１８０〜１２２０℃に加熱してから熱
間圧延を行い、厚さ３．３ｍｍとした。このようにして
得た熱延鋼板は、次いで酸洗後０．８闘厚さにまで冷間
圧延を行ってから、慣用の連続溶融亜鉛めっきラインに
よってめっき浴温度４４０℃、合金化処理５３０℃×２
０秒の条件下で合金化溶融亜鉛めっきを行った。このよ
うにして得た合金化溶　　′融亜鉛めっき鋼板の機械的
特性は各圧延条件とともに第４表にまとめて示す。

なお、ここに、圧下率はバス前後の板厚の低減率でもっ
て示す。

第４表に示す結果からも明らかなように、本発明にした
がって製造された鋼板についてはｒ値およびたて割れ性
のいずれについても満足する結果が得られる。

なお、たて割れ性の評価は第１図の場合に同じであった
。

以上詳述したように、本発明によれば、絞り性、耐たて
割れ性のいずれにも優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が
得られ、かかる鋼板に対する今日的要求からも、本発明
の作用効果の優れていることが理解される。しかも、本
発明は連続焼鈍法による冷延鋼板にも等しく適用される
のであって、その点からも利点も見られる。

なお、本発明により得られる合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、自動車用を例にとり説明してきたが、必ずしもそれ
にのみ制限されるものではないことば理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明にかかる製造方法の予備
試験の結果を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　重量％で、 Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：０
   ．０５〜１．０％、Ｐ：０．００５〜０．１％、Ｓ：０
   ．０２％以下、Ａｌ：０．０２〜０．１％、Ｎ：０．０
   ０３０％以下、Ｔｉ：０．０３〜０．１％、Ｂ：０．０
   ００３〜０．００１０％、 残部Ｆｅおよび不可避的不純物 から成る組成を有するスラブを熱間圧延するに際し、仕
   上げ圧延の最終圧下率を２０％以下とすることを特徴と
   する、絞り用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。