JPH01188628A - プレス成形性および焼付硬化性に優れた冷延鋼板の製造方法 - 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、プレス成形用の冷延鋼板の製造方法に関する
。

［従来の技術］ プレス成形用の冷延鋼板の製造方法として、特開昭５６
−１１９７３６号公報は、張り出し性、深絞り性。

焼付硬化性等に優れた冷延鋼板の製造方法である。

尚この公報はプレス成形時の鋼板の耐肌荒れ性の改善手
段は述べていないが、プレス成形時の肌荒れ性は、プレ
ス成形品の外観性や塗装性を左右する。又近年プレス成
形性が更に優れた冷延鋼板も要望されるに至っている。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、プレス成形性や耐肌荒れ性が従来よりも優れ
た、プレス成形用の焼付硬化性冷延鋼板の製造方法を開
示する事を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は重量％で、Ｃ：　０．００１〜０．００３．　
Ｓｉ　：　０゜０５以下、Ｓ：０．０５以下、Ｍｎ：０
．５以下、Ｐ：０．１以下、　Ｓｏｌ、Ａ　Ｑ　：　０
．０２〜０．１０．　Ｎ　：　０．００４０以下を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分の鋼を
、熱間圧延に際し、Ａｒ３点以上の温度で仕上げ圧延を
終了し、Ａｒ３点以上の冷却開始温度から（Ａｒ３−３
０℃）〜（Ａｒ３−１００℃）の冷却終了温度の間を８
０℃／ｓ〜４００℃／ｓの冷却速度で冷却し、該冷却終
了後引続いて２ｓ〜２０ｓの間保持し、５５０℃〜７５
０℃の温度で巻取り、常法に従って冷間圧延・連続焼鈍
することを特徴とする、プレス成形性および焼付硬化性
に優れた冷延鋼板の製造方法でる。

［作用］ 本発明の要旨を以下に記す。

伸び、張出し性にすぐれた冷延鋼板を製造する方法とし
て、Ｃを著しく低減した鋼、即ち極低炭素鋼を用いる方
法は良く知られた手段であり、本発明でもこの極低炭素
鋼を用いる。

プレス成形中にストレッチャーストレインを発生し難く
する、すなわち良好な耐常温時効性を持ち、かつ焼付硬
化性を得ることをＣ量を調整して行い、Ｃ量を０．００
１〜０．００３％と限定する。

かかる極低炭素鋼では（１）熱延結晶組織が粗大粒や柱
状粒組織となりやすく、冷延鋼板の深絞り性が低くなる
とともに、冷延組織も粗大になり、プレス成形中に肌荒
れを発生するといった問題があった。また通常の５５０
〜７５０℃程度の巻取温度では、（２）ＡｆｌＮが析出
し難く、ＮがＷＩＮとして十分に熱延板中で析出固定さ
れず、冷延鋼板の深絞り性が低くなるとともにＮによる
常温時効性が顕著となるといった問題点があった。

本発明者らは、このような状況を鑑み、極低炭素鋼の結
晶粒生成とＡＱＮの析出挙動について検討し、上記問題
点を有利に解決する新規知見を得て発明を完結したもの
である。

すなわち、仕上圧延後Ａｒ３点以上から（Ａｒ３−３０
℃）以下の温度域を急冷することによって熱延結晶組織
を微細にできることを見出すとともに、急冷終了温度を
（Ａｒ３−３０℃）〜（Ａｒ３−］、ＯＯ’Ｃ）として
、引続き保持することによって、急冷によって導入した
転位にＡＱＮが析出し、巻取られた後、熱延板でＮを十
分にＡＱＮとして析出固定できることを見出した。

以上から、Ｃ量を低減したことによる高い伸び、張出し
性に加え、優れた深絞り性を持ち、プレス成形中肌荒れ
を生じ難く、良好な耐常温時効性を有する焼付硬化性冷
延鋼板の製造方法を確立したものである。

以下に本発明を具体的に説明する。

本発明でＣは０．００１〜０．００３％である。優れた
プレス成形性を得るためＣが０．００３％以下の極低炭
素鋼を基本とする。尚本発明ではコスト高となるＴｉや
Ｎｂを含有させないが、Ｃを０．００１％以上含有せし
めて焼付硬化性を確保する。

Ｓｊは鋼を強化するが、プレス成形性や成形後の外観を
損う傾向があるため０．０５％を上限とする。

Ｍｎは鋼の熱間加工性を改善するが、過剰含有するとプ
レス成形性が害される。従って０．５％以下とする。

Ｐは鋼中に不純元素として０．０３％以下含有されてい
る。又Ｐは強度上昇に有効な元素で、高い引張強度が望
まれる場合は積極的に添加する。しかし過剰に含有する
と二次加工脆性や溶接脆性を伴うため０．１％以下とす
る。

Ｓは硫化物系介在物を形成し、プレス成形性を劣化する
ので低い方が好ましく　０．０５％以下とする。

本発明の５ｏｌＡ　Ｑ及びＮについて説明する。Ｎは常
温時効性が大きくまた熱延板に多量に存在すると深絞り
性を劣化させるため本発明ではＮを熱延鋼板でＡＱＮと
して析出固定させる。Ｎが高いとＡＱの添加量も増加し
ＷＩＮも増加するが、本発明ではＡＱＮを少なくし、鋼
を軟質化し、優れたプレス成形性をえるために、Ｎは０
．００４０％以下とする。

ＡαはＡＱＮを形成し易くするため、適量以上が必要で
０．０２％以上とする。しかしＡＱが多すぎると、冷延
後の再結晶温度を高め、鋼が硬質となり、プレス成形性
が低下し易いので０．１％以下とする。

本発明の熱間圧延の仕上げ圧延温度はＡｒ３点以上であ
る。Ａｒ３点以下では熱延板に粗大粒が発生したり加工
組織が残留し、冷延・焼鈍後の深絞り性を低下させる。

本発明の詳細な説明する。本発明ではＡｒ３点以上の冷
却開始温度から（Ａｒ３−３０℃）〜（Ａｒ３−１００
℃）の冷却終了温度の間を８０℃／ｓ〜４００℃／Ｓの
冷却速度で急冷却する。この急冷却は従来知られていな
かった下記の効果を伴う。即ちＣが０．００１〜０．０
０３％の鋼では熱延板の結晶粒生長が大きく結晶粒が粗
大化したり柱状粒を生成する。この粗大粒や柱状粒は冷
延・焼鈍後の深絞り性を低下させ又プレス成形時に肌荒
れを発生させる。この粗大粒や柱状粒の発生は従来の冷
却速度である３０℃／Ｓや４５℃／Ｓの冷却では防止で
きないが、Ａｒ３点以上の冷却開始温度から（Ａｒ３−
３０℃）　〜（Ａｒ３−１００℃）の冷却終了温度の間
を８０℃／ｓ〜４００℃／Ｓの冷却速度で急冷却すると
熱延板は粗大粒や柱状粒のない細かい結晶粒の組織とな
る。

この理由は本発明の冷却によって変態点が過冷却してα
粒の核の発生数が増大するためと考えられる。以上述べ
た本発明の冷却は更に下記の効果を伴う。即ち熱延板は
Ａｒ３点以上の冷却開始温度から（Ａｒ３−３０℃）〜
（Ａｒ３−１００℃）の冷却終了温度の間で急冷却され
るが、Ａｒ３点を急冷却することによって、生成するα
粒に転位を導入し、後で述べるＡｆｌＮの析出に際し析
出サイトを与える。転位を十分多く生成させてＡＱＮを
多く析出させるためには、５０℃／ｓ以上の急冷却が必
要で、８０℃／Ｓ以上の急冷却が適当である。本発明で
この急冷却の終了温度は（Ａｒ３−３０℃）〜（Ａｒ３
−１００℃）である。急冷却終了温度が高過ぎるとα相
の体積率が少なく、ＡＱＮの析出が一部の結晶粒にしか
起らず、析出量が少なくなる。又急冷却終了温度が低過
ぎると析出速度が遅く、導入した転位に有効に析出せず
、析出する前に転位が消滅してしまう。より好ましい急
冷却終了温度の範囲は（Ａｒ３−３０℃）〜（Ａｒ３−
５０℃）である。ＡＱＮが多量に析出する冷却速度は４
００℃／Ｓ以上であってもよいが、４００℃／Ｓが達成
容易な範囲である。

次に熱延板は冷却終了温度の（Ａｒ３−３０℃）〜（Ａ
ｒ３−１００℃）から保持される。本発明で保持とは、
冷却速度で２０℃／Ｓ以下の冷却速度、即ちランナウト
テーブル上の通板ロールによる冷却やその冷却水による
弱水冷、温度計測等の水切り等による部分的な冷却、空
冷あるいはそれ以下の冷却速度に熱延板を保つ事をいう
。

保持中の温度降下を少なくするための、電気・ガス等を
用いたヒーターや保温カバーなどの使用は、保持中の温
度降下を防ぎ、析出量を増加させるために好ましい。保
持時間は２８以上であれば、ＡｆｌＮは数多く転位線上
に析出しろるが、この保持時間は４８以上、最も好まし
くは６８以上とするのが更によい。保持時間は長いほど
析出量は増大して好ましいが、保持時間を２０ｓ以上と
すると仕上圧延機から巻取機までのライン長さが著しく
長くなり設備が大規模となる。

本発明ではこの鋼板を５５０℃〜７５０℃で巻取る。低
温側例えば５５０℃〜６５０℃で巻取っても、巻取り前
にＡＱＮが多量析出しているため、その後の巻取りでＮ
はＡ［Ｎとして完全に固定できる。尚巻取り温度が７５
０℃以上では熱延鋼板の酸洗性が損われる。

本発明では以後常法に従って、冷間圧延、連続焼鈍して
冷延鋼板とする。本発明ではＣ量をコントロールして焼
付硬化性を確保するが、極低炭素鋼を箱型焼鈍すると焼
付硬化性が低くなるため本発明では連続焼鈍法をとる。

Ｎは熱延板でＷＩＮとしてほとんど析出固定されている
ため、常温時効性は非常に良好である。冷間圧延や連続
焼鈍の条件は特に限定するものではないが、冷間圧延率
は４０〜９５％、望ましくは７０〜９０％にすると非常
に高いプレス成形性の冷延鋼板が得られる。又焼鈍もあ
まり高い焼鈍温度は好ましくはないが、通常の焼鈍条件
により、プレス成形性が従来より優れ且つ耐肌荒れ性が
優れたプレス成形用の焼付硬化性冷延鋼板が得られる。

また熱間圧延に際し、スラブ加熱温度は１０００〜１３
００℃とすれば良好な深絞り性が得られる。好ましくは
１０００〜１１５０℃である。

さらにＡ　ｒ　３点以上から急冷を行う冷却装置は、通
常仕上圧延機の後に配置される温度計や、板厚計の作動
に支障を与えない範囲で、仕上圧延機にできるだけ近づ
けて配置することが望ましい。

これは仕上圧延機から巻取機の間の限られた長さの範囲
で、保持時間をできるだけ長くとるためである。また保
持時間を長くとるため保持後の冷却もできるだけ高い冷
却速度で行うことが望ましい。

Ａｒ３点以上から急冷を行う冷却方法は、水による冷却
、気体による冷却、水に溶媒等を添加して冷却する方法
、いずれでもよい。

冷延、焼鈍を行い冷延鋼板となした後、その後の工程で
亜鉛めっき、すずめつき、クロムめっきなど種々のめっ
きをその用途に合わせて行ってもよい。また焼鈍後引続
いて溶融亜鉛めっき等を行うことも、用途に応じておこ
なってもよい。

さらに焼鈍抜形状矯正を行うとともに降伏点伸びを消去
する目的で調質圧延を行う必要があるが、その調質圧延
は０．４〜２％とすると良好な形状性が得られるととも
に、降伏点伸びを消去できる。

さらに、防錆処理、潤滑剤の塗布等も必要に応じて行っ
てもよい。

［実施例］ 通常の工程にしたがって、溶製された鋼を連続鋳造によ
って２４５ｍｍ厚のスラブとした。鋼の化学成分を第１
表に示す。

その後１１５０℃て１．５ｈｒ均熱処理後、粗圧延、仕
上圧延を肯い所定の温度で巻取りホラ１へコイルとなし
た。その後酸洗を行った後、８０％の冷間圧延を行い、
７６０℃で４０秒間の連続焼鈍を行い、０．８％の調質
圧延を行って冷延鋼板を製造した。

第２表に冷延鋼板のｒ値と、焼付硬化量（ＢＨ量）と、
肌荒れの有無、さらに耐常温時効性として降伏点伸びを
示した。またホットコイルすなわち熱延板の結晶粒度も
合わせて示した。

第２表に示すごとく、本発明範囲内の化学成分の鋼を用
い、さらに本発明範囲内の熱延での圧延終了温度および
冷却開始温度、冷却終了温度、そして冷却速度で冷却を
行うことによってプレス成形性に優れた冷延鋼板を製造
できることがわかる。

深絞り性の指評しとてランクフォード値（ｒ値）を用い
た。ｒ値は圧延方向、圧延方向から±４５°傾いた方向
、圧延直角方向の値を平均したものである。

耐肌荒れ性の判定は２００φの液圧バルジによって高さ
５０ｍｍ成形し、肌荒れの有無を目視で判定し行った。

焼付硬化量すなわちＢＨ量は、鋼板を圧延方向に２％引
張り、その後１７０℃で２０ｍ１ｎ熱処理を行い、再度
同一方向に引張り、熱処理前後での降伏応力の上昇値で
評価した。

耐常温時効性の指評として鋼板を１００℃でｌｈｒ熱処
理した後圧延方向に引張試験を行って、測定した降伏点
伸びを示した。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明はプレス成形性や耐肌荒れ性が
従来よりも優れた、プレス成形用の焼付硬化性冷延鋼板
の製造方法であり、産業上の効果が大きい。

特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量％で、 Ｃ：０．００１〜０．００３、Ｓｉ：０．０５以下、Ｓ
   ：０．０５以下、Ｍｎ：０．５以下、 Ｐ：０．１以下、ＳｏｌＡｌ：０．０２〜０．１０、Ｎ
   ：０．００４０以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分
   の鋼を、熱間圧延に際し、Ａｒ３点以上の温度で仕上げ
   圧延を終了し、Ａｒ３点以上の冷却開始温度から、（Ａ
   ｒ３−３０℃）〜（Ａｒ３−１００℃）の冷却終了温度
   の間を８０℃／ｓ〜４００℃／ｓの冷却速度で冷却し、
   該冷却終了後引続いて２ｓ〜２０ｓの間保持し、５５０
   ℃〜７５０℃の温度で巻取り、常法に従って冷間圧延・
   連続焼鈍することを特徴とする、プレス成形性および焼
   付硬化性に優れた冷延鋼板の製造方法。