JPH02267242A - 加工性、肌荒れ性及びイヤリング性に優れた低炭素アルミニウムキルド冷延鋼板及びその製造方法 - 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、プレス加工性、プレス加工後の肌荒れ性、イ
ヤリング性に優れた低炭素アルミニウムキルド冷延鋼板
及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 深絞り加工等プレス成形を施して用いられる冷延鋼板に
要求される特性は、■プレス加工性：加工時に割れ等の
欠陥が発生ずることなく成形可能なこと、■肌荒れ性ニ
ブレス加工後の表面肌荒れが小さく、仕上がり美観、耐
食性等の特性が良好なこと、■イヤリング性：素材の異
方性が小さく深絞り加工後の耳発生が小さいことである
。

従来プレス加工性が良く肌荒れが生じにくい冷延鋼板と
して、特開昭５４−１’３５６１５号公報に、鋼板表面
層が細粒で中心層が伸延粒から形成されるＡｊ２コアキ
ルドｍ板が、また特開昭６１−２６４１３５号公報に連
続鋳造−直送圧延技術を活用した鋼板内部が粗大展伸粒
組織、表層部を等軸晶細粒としたｌキルド鋼板が提案さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、いずれも鋼板中心部は延伸粒組織を有し
、中心部のｒ値が高いため、加工性、肌荒れ性は良好で
もｒ値の異方性、即ちΔｒ値が大きく、プレス加工後の
イヤリング性の面で問題かあ、った。

さらに前者のｉコアキルリド鋼キ反はへｌコアキルド鋼
を使用するため連続鋳造法では製造できず一般的でなく
、また後者のＡ２キルド鋼板は連続鋳造−直送圧延を前
提としており、鋳造時の温度管理等が難しく安定生産性
に欠けるという問題点があった。

本発明は、プレス加工性、プレス加工後の肌荒れ性、イ
ヤリング性ともに優れた低炭素アルミニウムキルド冷延
鋼板及びその冷延鋼板を安定生産する方法を提供するも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明の低炭素アルミルラムキルド冷延鋼板の特徴、は
、鋼板表層〜中心層までΔｒが小さくイヤリング性に優
れた等軸品組織とし、かつ鋼板表層を等軸晶微細結晶組
織として肌荒れ性を確保し、内層は等軸品粗大粒組織と
してプレス加工性を向上させたものである。

等軸組織を有するＡｊ２キルド鋼板のＦは１．４以下と
延伸粒組織を有するへ！キルド鋼板と比較して小さいが
、本発明者等はプレス加工性は鋼板の伸びとも大きな相
関があることに着目し、プレス加工性は鋼板内層の等軸
結晶粒を粗大化し伸びを向上させることで確保したもの
であり、第１図に示すように鋼板結晶粒が大きい程綱板
の伸びは良好である。また等軸Ｍｉ織とすることで第２
図に示すようにΔｒが延伸組織Ａｆキルド鋼と比較し小
さくイヤリング性に優れている。肌荒れ性は、プレス加
工性とは逆に鋼板結晶粒度が小さい程良好であり、第３
図にその関係を示す。

このように、一般にプレス加工性、肌荒れ性は相反する
特性であり、かつ従来の内層が延伸組織を持つ鋼板では
イヤリング性に問題があることからこれらを全てバラン
ス良く満足させるため本発明者等が鋭意検討した結果、
本発明に至ったものである。

次ぎに請求項１記載の発明の限定理由を説明する。

本発明は鋼板表層〜内層まで全て等軸組織を有するが、
結晶粒軸比をＬ５以下と限定したのは軸比が１，５超で
はｒ値が相対的に太き（なり、へｒ値が増大しイヤリン
グ性が低下するからである。

また鋼板表面から１０〜３０μｍまでの表面層の結晶粒
度をＡ　Ｓ　Ｔ　Ｍ粒度Ｎｏ．１０．５以上としたのは
、プレス成形後の肌荒れに関与するのは鋼板表面から最
大でも３０μｍまでの表面層のみであり、それ以上内層
まで細粒化しても肌荒れ性は改善されないばかりか加工
性が低下するためであり、ＡＳＴＭ粒度Ｎｏ．１０．５
以上の結晶粒度の表面層の厚みが１０μｍ未満では肌荒
れ性改善効果を得ることができないからである。

また表面層の結晶粒度をＡＳＴＭ粒度Ｎｏ．１０．５以
上としたのは、１０．５未満では第３図に示すように鋼
板を２０％引張加工した後の表面粗度が０．６５μＲａ
を越え、本発明者等の実験で０．６５μＲａを越える表
面粗度ではプレス後の美観および耐食性その他の特性が
明らかに損なわれるからである。

鋼板表面層を除く内層の結晶粒度をＡＳＴＭ粒度Ｎｏ．
９．５以下と限定したのは、本発明者等の実験で鋼板の
伸びを３５％以上確保しないとプレス成形時に割れその
他の欠陥が発生するからであり、第１図に示した関係か
ら決定したものである。

以上本発明鋼板について説明したが、本発明には請求項
１に記載した組織を有する低炭素アルミニウムキルド鋼
板全てが包含され、その製造方法を限定するものではな
いが、本発明者等が知見Ｌ７た最も合理的な製造方法を
請求項２に示す。

以下その内容について説明する。本発明では、鋼成分と
して重量％で、Ｃ：　０．０２〜０．０６％、Ｓｉ量０
．０３％、Ｍｎ≦０．６０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦
０．０５％、Ｎ　：　０．０６０〜０．０９０％、Ｎ；
０．００３〜Ｏ，ＯＯ７％、残部Ｆｅ及び不可避不純物
よりなる連続鋳造鋳片を用い、熱延工程の加熱炉抽出温
度を１１２０℃以下、巻取温度を６００〜７５０℃とす
ることで熱間圧延し、ＡＪＮ析出率（Ｎ　ａｓ　ＡｌＮ
／Ｔｏｔａｌ　Ｎ）が８０％以上、かつ溶体化している
ｐＪ　（ｓａｔ、　ＡＺ）が０．０２０重量％以上の熱
延コイルとする。

ここでポイントは■等軸粒組織とするために必要なＡｌ
Ｎを熱延工程で十分析出させることであり、ＡｌＮ析出
率を８０％以上とすることで達成される。

■必要なＡＺＮを析出させた後もＭｉ織内に熱延工程で
一定以上のｓｏｔ、ｐａを残留させることであり、５ｏ
ＬＡｌ’ｌが０．０２０重量％以上存在することで、は
じめて表層のみの細粒化が実現する。これを達成するた
めには、まず鋼成分中のＡＺ、　Ｎ量をそれぞれＡｌ　
：　０．０６０〜０．０９０重量％、Ｎ：０．００３〜
Ｏ，ＯＯ７重量％にコントロールすることが必要であり
、Ａｔ量が０．０６０重量％未満では熱延コイルに十分
なｓａｔ、／Ｖを残留させることができず、またＮｌが
Ｏ，ＯＯ７重量％超でも同様である。鋼中Ｍの表層およ
び内層結晶粒度への影響を第４図に示す。

Ｋ量がＯ，ＯＯ３重量％未満では製品板で表層結晶粒を
細か（するために必要なＡ／Ｎ析出量を確保することが
できない。

ＡＩＩの上限０．０９％は、それを越えて添加しても効
果が飽和するばかりか、Ａｌ２０３等の介在物が増加し
、また硬さ等材質をむしろ低下させるので限定したもの
である。

なお加工性向上のためにはＰ、　　Ｓは可能な限り低い
ことが有利であることは言うまでもなく、ＰＳ量は各々
０．０５重量％以下とする。望ましくは各々０．０１重
量％以下である。

Ｓｉ量、Ｍｎ１１の上限を各々０．０３重量％、０．６
０重量％したのは、この量を超えると硬質化し、伸びが
低下し、加工性が低下するからである。

Ｃ量の下限を０．０２重量％とじたのは、この量を下回
ると軟質化しすぎて加工後の強度が不足すると共に介在
物による内部欠陥が発生するからである。また上限を０
．０６重量％とじたのは、この量を越えると硬質化し、
伸びが低下し、加工性が低下するからである。

熱延条件を前述の条件に限定したのは、鋳片加熱温度が
１１２０℃超では連続鋳造工程で生成したＡＺＮが溶体
化し、熱延工程で十分な／１１７Ｎ析出を確保すること
ができず、また巻取温度を６００〜７５０℃と限定した
のも同様な理由である。

熱延巻取温度が７５０　”Ｃを越えると、粗大なＦｅ５
Ｃ（セメンタイト）が析出し、かつコイル内の材質のバ
ラツキが大きくなり、加工性が低下する。また巻取温度
が６００“Ｃ未満では製品板を等軸位化づるために必要
な熱延工程でのＡｌＮ析出率が確保できない。

本発明では二〇熱延鋼板の時点では鋼板結晶粒度、Ａｔ
Ｎ析出状況、鋼中に残留するｓａｔ、　ＡＺ量等は鋼板
表層、内層とも同一である。

次に熱延鋼板は通常の方法で酸洗、冷間圧延、電解清浄
工程を経て箱型焼鈍炉で再結晶温度以上かつＡｃ＝変態
点以下で焼鈍する。この場合焼鈍雰囲気はＮ２９０％以
上の不活性ガス雰囲気が必要で露点は一２０℃以下が望
ましく、鋼板表面に吸窒が発生する雰囲気とすることが
必須となる。これによって鋼板表面から１０＝３０μｍ
の範囲に吸窒が発生し、鋼中に残留するｓｏｌ、Ｎと結
合することで鋼板表層のみ０．０５μｍ以下の微細Ａ／
Ｎが生成されるため、鋼板表層のみ結晶粒成長が抑制さ
れ、結晶粒が微細となるのである。一方、鋼板内層には
この焼鈍工程での吸窒が及ばず、熱延工程で析出した粗
大なＡｌＮのみであるため粒成長は抑制されず、加工性
の面より必要な適度なサイズまで粒成長する。本発明者
等が調査した、板厚０．２５　ｍｍかつ焼鈍後の本発明
鋼板表層（最表面から１０μｍの位置）及び内Ｍ（板厚
１／２位置）のＡ／Ｎ析出状況を第５図及び第６図に示
すが、表層には微細なＡｌＮが多数認められるのに対し
、内層にはほとんど認められないことが判る。本発明鋼
板は焼鈍後、通常の方法で調質圧延が施され製品となる
。

以上、本発明の製造方法を説明したが、その特徴は焼鈍
工程で鋼板表層のみに吸窒させ、その表層のみの吸窒と
熱延工程で残留させたｓｏｌ、ＡＩを組み合わせること
で表層にのみ結晶粒成長抑制に効果的な微細Ａ／Ｎを生
成せしめる点にある。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

第１表に示す本発明の限定範囲成分の溶ｍｌ、２および
Ｎ量が本発明範囲をはずれた成分の溶鋼３゜４を連続鋳
造して得た鋳片を、第２表に示す熱延条件で熱間圧延し
熱延コイルとした。そして通常の方法で酸洗し、冷間圧
下率８７％で板圧が０．２５間となるよう冷間圧延し箱
焼鈍炉で焼鈍した。焼鈍条件ハＮｚ　　：　９５　％、
　　Ｈ２：　５　％　（ｆ１点３０”Ｃ）雰囲気で均熱
炉温を６４０℃とし５時間均熱の後３２時間炉冷した。

そして１％の調質圧延を施すことで製品とし各種特性を
調査し、調査結果は第２表に示した。調査項目は次の（
Ａ）〜（Ｅ）である。

（Ａ）熱延板でのＡＺＮ析出率、固溶Ｎ量調査ＡＩＮ析
出率は全Ｎｆｌに対するＡＩＮに対応するＮ量で示した
。

（Ｂ）金属組織評価 製品断面を研摩後顕微鏡にて調査した。調査項目は結晶
粒軸比（最表面から板圧１／２位置までの平均結晶粒軸
比）、最表面から１０μｍ位置および板厚１／２位置の
ＡＳＴＭ粒度Ｎｏ、である。なお第２表の実施例２およ
び比較例１の組職写真例を第７図および第８図に示す。

（Ｃ）機械試験 ＪＩＳに基づき製品の引張子ストを実施した。第２表に
は伸び値（ＥＺ％）およびＹ値、へｒ値のみを示す。

（Ｄ）肌荒れ性評価 ２０％引張テスト後の鋼板表面粗度を粗度計にて測定し
た。なお加工前の製品表面粗度は全て同一で０．２２μ
Ｒａであった。また本廃明者等の実験で２０％引張後の
表面粗度が０．６５μＲａ以下の場合プレス加工後の表
面肌荒れによる問題は発生しないことが確認されている
。

（Ｅ）円筒加工テスト 深絞り加工時の加工性、肌荒れ性、イヤリング性を調査
するため一部サンプルは直径１００ｍｍの円形ブランク
を絞り比２．４で円筒状に成形し評価した。加工時の割
れ発生状態、肌荒れ状態およびイヤリング発生状態を、
○：光発生しまたは微小、△：軽度〜中度、×：実用不
可の３段階で評価した。

以上の評価結果を第２表に示すが、実施例は鋼板伸び、
加工性、肌荒れ性、イヤリング性の全てを満足し良好で
あるのに対し、比較例はいずれかの特性に劣っている。

（発明の効果） 本発明の低炭素アルミニウムキルド冷延ｍ板は、加工性
、肌荒れ性、イヤリング性ともに優れており、深絞り加
工等プレス成形を施す製品の素材として好適であり、そ
の適用用途は各種金属缶、乾電池内装缶等から各種家電
・電子部品および自動車部品等までと広く、幅広い範囲
での活用が期待できる。

また本発明の低炭素アルミニウムキルド冷延鋼板の製造
方法は、鋼成分、熱延条件の最適化による箱焼鈍時の表
層吸窒現象によって表層のみに微細なＡＺＮを析出させ
る等の手段で、イヤリング性に優れた等軸晶組織を持つ
低炭素アルミニウムキルド冷延鋼板の表層部および内層
部の結晶粒度を加工性および肌荒れ性が満足されるよう
コントロールしたものであり、安定して加工性、肌荒れ
性、イヤリング性ともに優れた低炭素アルミニウムキル
ド冷延鋼板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は結晶粒度Ｎｏ、と伸びの関係説明図、第２図は
軸比とΔｒとの関係説明図、第３図は結晶粒度Ｎｏ．と
２０％引張後粗度との関係説明図、第４図は鋼中Ｎと表
層および内層結晶粒度の関係説明図、第５図および第６
図は表層部および内層部のＡＩＮ析出状況を示す金属組
織写真、第７図および第８図は夫々実旅例２および比較
例１により得られた製品の金属断面組繊を示す顕微鏡写
真である。 第１図 ｆ 桔品粒Ｊ　ｗｏ。 第２図 岑輪←軸比→騎 第４図 Ａ乏 （１７１０００％） 第３図 結品種７Ａ／θ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の表面から１０〜３０μｍまでの表層の結晶
   粒度がＡＳＴＭ粒度Ｎｏ．１０．５以上の細粒の等軸結
   晶粒（結晶粒軸比１．５以下）組織で、この表面層を除
   く鋼板内層の結晶粒度がＡＳＴＭ粒度Ｎｏ．９．５以下
   の粗大な等軸結晶粒（結晶粒軸比１．５以下）組織であ
   ることを特徴とする加工性、耐肌荒れ性及びイヤリング
   性に優れた低炭素アルミニウムキルド冷延鋼板。
2. （２）鋼成分として重量％で、Ｃ：０．０２〜０．０６
   ％、Ｓｉ≦０．０３％、Ｍｎ≦０．６０％、Ｐ≦０．０
   ５０％、Ｓ≦０．０５％、Ａｌ：０．０６０〜０．０９
   ０％、Ｎ：０．００３〜０．００７％、残部Ｆｅ及び不
   可避不純物よりなる連続鋳造鋳片を加熱炉抽出温度１１
   ２０℃以下、巻取温度６００〜７５０℃の条件で熱間圧
   延してＡｌＮ析出率（ＮａｓＡｌＮ／ＴｏｔａｌＮ）が
   ８０％以上、かつ固溶Ｎ量（ｓｏｌ．Ａｌ）が０．０２
   ０重量％以上の熱延コイルとし、ついでこのコイルを通
   常の工程で酸洗し冷間圧延後、再結晶温度以上、Ａｃ＿
   ３変態点以下の温度でＮ＿２を９０％以上含む雰囲気中
   にて箱焼鈍し、さらに調質圧延を施すことを特徴とする
   加工性、肌荒れ性及びイヤリング性に優れた低炭素アル
   ミニウムキルド冷延鋼板の製造方法。