JPH0230719A - 深絞り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、深絞り性に優れた冷延鋼板、具体的には、高
ランクフォード値（ｒ値）の冷延鋼板を製造する方法に
関する。

（従来の技術） 冷延鋼板は、連続熱間圧延により得られた熱延鋼板を素
材とし、これを冷間圧延、次いで再結晶焼鈍を施して製
造されており、自動車、家電製品、等の外装材などの加
工性が要求される分野に多く使用されている。

冷延鋼板の加工性は、素材の熱延鋼板の特性に大きく依
存している。このために、近年、深絞り性に優れた冷延
鋼板を得るために、熱延段階における製造条件に関する
検討が行われている。

例えば、特開昭５８−１３３３２５号公報には、Ｃが０
゜００４５ｗｔ％以下の掻低炭素鋼を、特定の条件で熱
間圧延する深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法が開示
されている。しかし、この発明では、加工性を左右する
析出物や組織についての検討が成されておらず、従って
得られる冷延鋼板の特性値は最良のものとは言い難い。

即ち、特開昭５８−１３３３２５号公報の発明では、加
熱から仕上げ圧延間での窒化物の析出状況およびオース
テナイトからフェライトへの変態挙動や仕上げ圧延から
巻取り間での加工フェライトの変化に着目した検討が不
十分である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、ｒ値の高い深絞り性に優れる冷延鋼板
を提供することにあり、特に熱延段階で冷間圧延用素材
として最適の熱延鋼板を製造した後、冷間圧延と焼鈍を
行う新しい方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、特定組成のアルミキルド鋼を窒化物の析出
処理前に大圧下圧延を含む一次圧延を施せば、窒化物の
析出サイトが導入されて析出処理において、Ａｊ！Ｎ、
ＴｉＮ等の窒化物が迅速に析出すること、且つ一次圧延
によりフェライト粒径も微細化すること、更に二次圧延
後に急冷を行えば加工フェライトが凍結されること、そ
の結果、その後の冷間圧延および再結晶処理を施した後
の最終製品の深絞り性が著しく向上することを見出し、
本発明に至った。

ここに本願の第一の発明の要旨は「重量％で、Ｃ：０．
０５％以下、Ｍｎ：０．０１〜０．４％、Ｓｉ：０．３
％以下、Ｓｏｊ！、Ａｌ：０．０１〜０．０８％、Ｎ：
０．０１％以下、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からな
るアルミキルド鋼を、下記［１］〜［５］の工程で順次
加工熱処理することを特徴とする深絞り性に優れた冷延
鋼板の製造方法」にある。

■最終パス圧下を１１００℃以下８００℃以上の温度域
で圧下率３０％以上とする一次圧延を行う工程、■１１
００℃以下８００℃以上の温度域で１〜６０分間保持す
る工程、 ■８００℃以下４５０’Ｃ以上の温度域で総圧下率を５
０％以上とする二次圧延を行う工程、 ■二次圧延後、３秒以内に１０℃／秒以上の冷却速度で
急冷し、５００℃以下の温度で巻取る工程、■冷間圧延
後に５５０〜９００″Ｃの温度範囲で再結晶焼鈍する工
程。

本願の第二の発明は、上記合金成分に更にＢを０．００
０１〜０．００５０％含有するアルミキルド鋼を使用し
て、第三の発明は、上記合金成分に更にＴｉ、　Ｎｂ。

Ｚｒ、　Ｖのうちの１種又は２種以上を合計で０．００
１〜０．１００％含有するアルミキルド鋼を使用して、
第四の発明は、上記合金成分に更に前記と同量のＢとＴ
ｉ、　Ｎｂ、　Ｚｒ、　Ｖのうちの１種又は２種以上を
含有するアルミキルド鋼を使用して、前記［１］〜［５
］の工程で順次加工熱処理することを特徴とする深絞り
性に優れた冷延鋼板の製造方法を、それぞれその要旨と
する。

（作用） 以下、本発明における各構成要件について、作用効果と
ともに数値限定の理由を説明する。

まず、本発明で使用するアルミキルド鋼の組成を前記の
ように限定した理由について述べる。

なお、鋼組成に関する１％」は、「重量％」である。

Ｃ： Ｃは深絞り性に悪影響を及ぼす元素であるので、少ない
方が望ましい、Ｃ含有量が０．０５％を超えると著しく
深絞り性が劣下する。

Ｍｎ： Ｍｎは鋼中に不純物として混入しているＳをＭｎＳとし
て固定し、熱間加工性を向上させるを効な元素である。

しかし、Ｍｎ含有量が０．４％を超えると深絞り性が著
しく劣化する。一方、近年の脱Ｓ技術の進歩により極低
Ｓ鋼の製造が可能となり、Ｍｎ含有量が０．０１％でも
ＳをＭｎＳとして充分固定することができ、熱間加工割
れを防止することができる。かかる理由からＭｎの含有
量を０．Ｏ１〜０．４％とする。

Ｓｌ　： Ｓｉは深絞り性を向上させる上からは可及的に少ない方
が好ましい。Ｓｉの含有量が多くなると深絞り性が劣化
するだけではなく、スケール性状をも劣化させて製品品
質を損なうことになるので、Ｓｉ含有量を０．３％以下
とする。

Ｓｏｌ、八２： Ｓｏｌ、Ａｌは脱酸処理に用いられる元素であると同時
に、鋼中のＮをＡｊ２Ｎとして固定する重要な元素であ
る。しかし、Ｓｏｌ、Ａｌ含有量が０．０１％未満では
前記の作用効果が充分に得られない。一方、０．０８％
を超えて含有させても効果が飽和し、不経済になる。

Ｎ二 ＮはＡＮおよび後述するＴｉ、　Ｎｂ、　Ｚｒ、　Ｖと
窒化物を形成し、フェライトの微細化に寄与する。しか
し、深絞り性に悪い影響を与える元素でもある。

Ｎ含有量が多くなると固溶Ｎが残って、フェライトの微
細化効果よりも寧ろ深絞り性の劣化の方が著しくなるの
で、含有量を０．０１％以下とする。

本発明で使用するアルミキルド鋼は、以上の成分の外、
残部はＦｅおよび不可避不純物からなるもの、または、
これに加えてＴｉ、　Ｎｂ、　Ｚｒ又は■の１種又は２
種以上を合計で０．００１〜０．１００％および／又は
Ｂを０．０００１〜ｏ、ｏｏｓｏ％含有させたアルミキ
ルド鋼である。

これら元素の作用効果は下記の通りである。

Ｔｉ、、Ｎｂ、Ｚｒ、　　Ｖ　　： これら元素は高価であるが、Ａ１．よりもＮを窒化物と
して強固に固定するとともに、二次圧延前のフェライト
粒径を微細化して深絞り性を向上させる非常に好ましい
元素である。しかし、その含有量が１種又は２種以上合
計で０．００１％より少ないと前記効果が得られず、０
．１００％を超えて含有させても効果が飽和し、経済的
に不利となる。

Ｂ　： Ｂは絞り加工部品で問題となるたて割れを防止するのに
有効な元素である。しかし、Ｂ含有量が０．０００１％
未満ではその効果が少なく　、０．００５０％を超えて
含有させても効果が飽和し、経済的に不利となる。

次に、添付図に例示する本発明の一つの工程に沿って加
工熱処理と数値限定理由について述べる。

■−次圧延： この圧延は、次の析出処理で迅速に窒化物を析出させる
窒化物の析出サイトを導入するためと、微細なフェライ
ト粒を得るためのものである。そのためには、最終パス
での圧延を１１００℃以下８００℃以下の温度域で３０
％以上の大圧下率で行う必要がある。好ましくは、４５
％以上の大圧下率で行うのがよい。

最終パスの圧下率が３０％より小さいと窒化物の析出サ
イトが導入されず、引き続き、１１００℃以下８００”
Ｃ以上の温度域で１〜６０分間保持する析出処理を行っ
ても効率的な窒化物の析出が困難となる。

また、最終パス温度が１１００℃より高いと圧延による
フェライトの細粒効果が得られず、８００’Ｃより低い
と次工程の析出処理温度の確保が困難となる。

なお、−次圧延に供するアルミキルド鋼のスラブは、連
続鋳造から直送されてくる高温のままのもの、或いは鋳
込後−旦冷却したスラブを再加熱したもののいずれでも
よい。

■析出処理： 鋼中のＮをＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化物として析出させて
深絞り性を向上させるために、−次圧延後の圧延材を常
温まで冷却することなく、圧延後、直ちに１１００℃以
下８００℃以上の温度域で１〜６０分間保持する必要が
ある。

１１００℃より高い温度で保持すると、溶解度が大きい
ために窒化物の析出が迅速に進まないばかりか、オース
テナイト粒が成長して粗大化し、二次圧延前のフェライ
ト粒が粗大化することになって、最終成品の絞り性が向
上しない、一方、８００’Ｃより低い温度で保持すると
析出速度が著しく小さいことから、同じく窒化物の析出
が迅速に進まず、深絞り性の向上が得られない。また、
保持時間が１分未満では窒化物の析出量が少なく、一方
、６０分より長いと窒化物の析出が飽和し、製造コスト
の上昇を招くことになる。好ましい保持温度は、窒化物
の析出挙動からみてオーステナイト域の析出ノーズ近傍
である１０５０〜９５０℃の温度範囲、もしくはフェラ
イト域の析出ノーズ近傍である８５０〜８００℃の温度
範囲、である。

本発明において、前記−次圧延後の鋼板を圧延ラインに
おいて上記温度域に保持する手段は特に限定されないが
、例えば、近年開発されたコイルボックスを使用するこ
とができる。また、−次圧延後に所定の析出処理温度と
するため、および析出処理後に二次圧延の開始温度とす
るために、鋼板を象、冷してもよい、急冷することによ
り製造時間の短縮が図られるとともにフェライト粒の粗
大化も防ぐことができて深絞り性が向上する。

■二次圧延： これは所定板厚にするとともにフェライトの再結晶に必
要な加工歪みを得るためのものである。

そのためには、析出処理後、圧延材を常温まで冷却する
ことなく８００℃以下４５０’Ｃ以上の温度域で総圧下
率を５０％以上とした二次圧延を行う必要がある。

８００℃を超える温度又は５０％未満の総圧下率ではフ
ェライトの再結晶に必要な加工歪みが充分に蓄積されず
、再結晶処理後において良好な絞り性が得られない、一
方、４５０℃より低い温度になると変形抵抗が著しく高
くなり、実用上圧延が困難となる。

なお、二次圧延を圧延潤滑油を用いて行えば、板厚方向
の加工変形が均一化されるので、冷延鋼板のｒ値が一層
向上する。好ましくは圧延ロールと被圧延材の摩擦係数
μが０．１５以下になるようにするのがよい。

■冷却および巻取り： この工程は、二次圧延における加工歪みを凍結させて、
以後の冷間圧延での実質的な冷間圧延率を高めるための
もの′であり、そのためには、二次圧延後、３秒以内に
１０℃／秒以上の冷却速度で急冷して、５００℃以下の
温度で巻取ることが必要である。

これらの条件の内、いずれか一つでも外れるとフェライ
トの加工歪みが回復などにより減少し、良好な深絞り性
が得られない。

なお、冷却速度は早い方がよいが、工業的に実施可能な
最高冷却速度は１００℃／秒程度である。

■冷間圧延： 冷間圧延は、通常行われる合計５０〜９０％の総圧下率
を冷間圧延機で加えるものであるが、スキンパス圧下時
に補助的に１０％未満の圧下を加えてもよい。

■再結晶焼鈍： フェライトの再結晶集合組織制御を通して深絞り性に優
れた鋼板を製造するための必要不可欠なものである。そ
のためには、５５０〜９００℃の温度範囲で焼鈍を行い
、フェライトを再結晶させるのが望ましい、５５０℃よ
り低い温度では長時間の焼鈍方式であるバッチ焼鈍でも
再結晶が十分に生じず、９００℃を超える温度ではオー
ステナイト化が著しく進行して、所定のフェライトの再
結晶集合組織制御が困難となる。

再結晶焼鈍の実施方法については特に限定されない。例
えば、通常の連続焼鈍プロセス、バッチ焼鈍プロセス、
さらには亜鉛めっきを施して最終製品とするものであれ
ば、溶融亜鉛メツキラインの連続焼鈍プロセスで実施す
ることができる。

次に実施例により本発明を更に説明する。

（実施例） 第１表に示す化学組成のアルミキルド鋼を実験用５０ｋ
ｇ真空溶解炉で溶製し、鋳造して６０ａｕｎ厚のスラブ
とした。

これらスラブを、第２表に示す条件で板厚３ｍｍまで熱
間圧延を行い、次いで冷却および巻取りを行った。巻取
り後の熱延鋼板を酸洗した後、８０％の圧下率で冷間圧
延を施し、再結晶焼鈍を行った。

再結晶焼鈍は、８００″ＣＸ　２　ｍｉｎの連続焼鈍、
８５０’ＣＸ１０ｓｅｃの溶融亜鉛めっきラインでの連
続焼鈍、および７００℃Ｘ５ｈｒのバッチ焼鈍に相当す
る熱履歴を付与して行った。

このようにして得られた冷延鋼板から試験片を採取して
、降伏強さ（ＹＰ）、伸び（Ｅｆ）、ランクフォード値
（ｒ値）および耐たて割れ遷移温度を調べた。その結果
を第３表に示す。

なお、ここでの耐たて割れ遷移温度とは、絞り比２．０
で絞ったカップの脆性割れ停止温度を意味するものであ
る。

（以下、余白） （次ページに続きあり） 第３表の続き 第３表より明らかなように、本発明方法で製造したＮｔ
ｌ　１−Ｎｔｌ１３の冷延鋼板は、いずれも高延性を有
し、且つ高ｒ値である。また、Ｎｏ１１〜Ｎｏ、　１３
のようにＢを含むアルミキルド鋼を使用したものは、特
に耐たて割れ遷移温度が著しく低い。

これに対して、−次圧延、析出処理、二次圧延および冷
却の何れかが本発明で規定する範囲より外れる条件で製
造した比較例Ｎα１４〜岡２５の冷延鋼板は、いずれも
ｒ値が低く、また、同一成分の連続焼鈍材（ＮＣＬ２と
阻５）と比較すると、比較例の耐たて割れ遷移温度は高
い。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明方法によれば高ｒの深絞り性
に優れた冷延鋼板を製造することができ

【図面の簡単な説明】

添付図は、 本発明の詳細な説明する図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、 Ｃ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．０１〜０．４％、Ｓｉ
   ：０．３％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０８％
   、Ｎ：０．０１％以下、残部：Ｆｅおよび不可避不純物
   からなるアルミキルド鋼を、下記の工程で順次加工熱処
   理することを特徴とする深絞り性に優れた冷延鋼板の製
   造方法。 ［１］最終パス圧下を１１００℃以下８００℃以上の温
   度域で圧下率３０％以上とする一次圧延を行う工程、［
   ２］１１００℃以下８００℃以上の温度域で１〜６０分
   間保持する工程、 ［３］８００℃以下４５０℃以上の温度域で総圧下率を
   ５０％以上とする二次圧延を行う工程、 ［４］二次圧延後、３秒以内に１０℃／秒以上の冷却速
   度で急冷し、５００℃以下の温度で巻取る工程、［５］
   冷間圧延後に５５０〜９００℃の温度範囲で再結晶焼鈍
   する工程。
2. （２）更に、Ｂ：０．０００１〜０．００５０％を含む
   アルミキルド鋼を使用して、前記［１］〜［５］の工程
   で順次加工熱処理することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
3. （３）更に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖのうちの１種又は２
   種以上を合計で０．００１〜０．１００％含むアルミキ
   ルド鋼を使用して、前記［１］〜［５］の工程で順次加
   工熱処理することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
4. （４）更にＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖのうちの１種又は２種
   以上を合計で０．００１〜０．１００％とＢ：０．００
   ０１〜０．００５０％とを含むアルミキルド鋼を使用し
   て、前記［１］〜［５］の工程で順次加工熱処理するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の深絞り性に
   優れた冷延鋼板の製造方法。