JPH03150316A - 深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

深絞り用冷延鋼板の製造方法

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JPH03150316A
JPH03150316A JP28788889A JP28788889A JPH03150316A JP H03150316 A JPH03150316 A JP H03150316A JP 28788889 A JP28788889 A JP 28788889A JP 28788889 A JP28788889 A JP 28788889A JP H03150316 A JPH03150316 A JP H03150316A
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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、自動車用鋼板等に使用される深絞り性に優れ
た冷延鋼板の製造方法に関するものである、     1従来の技術】 自動車のパネル等に使用される冷延鋼板には、その特性
として優れた深絞り性が要求される。 深絞り性向上のためには、鋼板の機械的特性として、高
いランクフォード値(r値)と高い延性(Il)が必要
である。 従来自動車車体の組立ては、多数のプレス部品をそれぞ
れスポット溶接して行っている。最近これらの部品のい
(つかを大型化、一体化することにより部品点数、溶接
数を減らしたいという要請が高まってきた。たとえば、
自動車のオイルバンは、その複雑な形状ゆえに、溶接を
施して完成させているのが現状である。これを一体成形
したいという自動車メーカーの強い要求がある。また、
多様化するニーズに応するために、自動車のデザインは
より複雑化し、そのため従来の鋼板では成形が困難な部
品が増加している。これらの要求に応するためには、従
来よりも格段に優れた深絞り性を有する冷延鋼板が必要
となってきたのである。 従来、深絞り性改善のために各種の方法が提案されてい
る。鋼板の深絞り性はその集合組織と密接な関係があり
、(222)方位が多い程、また(200)方位が少な
い程、高いr値が得られることは既知である。この高r
値を得る従来方法としては、例えば特公昭44−172
68号公報、特公昭44−17269号公報、特公昭4
4−17270号公報に開示されているような、低炭素
Jムド鋼板において冷間圧延を2回に分けて行う、いわ
ゆる2段冷延法が提案されている。 このような2段冷延法によれば、最終製品は(222)
方位粒が多く、(200)方位粒が少ないものとなる。 これは−次冷延一焼鈍処理により、冷延前の熱延鋼板に
比べて(222)方位位が増加し、一方(200)方位
粒が減少するため、及び次にまた冷延−焼鈍を行うと(
222)方位粒がさらに増加するのに対し、(200)
方位粒は一層減少することになるためである。このため
、高r値を有する鋼板が製造できるのである。しかしな
がら、2段冷延法は深絞り性を改善するという点では優
れているものの、従来工程に比べて冷延−焼鈍工程を−
回多く行わなければならず、そのために要するエネルギ
ー及びコストが莫大なものになるという欠点があった。 また一方、特開昭5ロー62926号公報では、C/(
1008%、Si10.57%、M n 10.35%
、AJ210.43%、N blo−o 61%の成分
組成を有する鋼を、通常の熱延−冷延後、950℃−1
hr箱型焼鈍を施すことにより、r = 4. ) 3
のものを得る技術を提案している。この技術は、変態集
合組織の形成機構を利用しているため、再結晶焼鈍温度
をA r 3変態点以上に上げなければならず、そのた
めAr3変態点未満の再結晶焼鈍に比べて、エネルギー
コストの増大及び高温焼鈍による設備上及び技術上の困
難さも伴う。さらに、SiあるいはA2を多量に添加し
なくてはならず、そのため鋼板表面性状が悪化するとい
う問題点もあった。 [発明が解決しようとする課題J 本発明の目的は格段に優れた深絞り性を有する冷延鋼板
の有利な製造方法を提供することにある。 本発明の他の目的は主として熱延条件と成分組成との組
合わせによる新規な方法を採用することにより上記問題
点すなわち余分な冷延工程の付加や鋼成分のみの調整に
よるエネルギー及びコストの上昇を克服することにある
【課題を解決するための手段1 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、以下のように製造
条件を規制することにより起源絞り性に優れた冷延鋼板
が製造可能となることを見出した。 本発明の第1の発明は次の工程からなる深絞り性用冷延
鋼板の製造方法である。 ■ C:0.008重量%以下、 Si:0.5重量%以下、 M n : 1. O重量%以下、 P :(115重量%以下、 S:0.02重量%以下、 AP:0−010〜0.10重量%、 N:0−008重量%以下 で、かつTi、Nbの1種または2種の添加量が1.2
 (C/l 2+N/l 4) ≦(T i / 48 + N b / 93 )で、
残部不可避的不純物及び鉄よりなる鋼を用い、 0 Ar3変態点未満600℃以上の温度域で。 ロール半径: R(mm)と該ロールによる圧延前の板
厚:t(mm)及び摩擦係数:Uとがμ≦−〇−21O
g (R/l) +0.55なる関係を満す条件下でA
r3変態点未満の全圧下率が60%以上の圧延を行い、 ■ 熱延仕上温度(FDT)と巻取り温度(CT)とが (FDT)−(CT)≦100℃かつ (C7)≧600℃ なる関係を満たす条件下で巻取りを行い、050〜95
%の圧下率で冷間圧延し、■ 再結晶焼鈍を行う。 また、本発明の第2の発明は、次の工程からなる深絞り
用冷延鋼板の製造方法である。 ■ C:0.008重量%以下、 Si:05重量%以下。 Mn=l、O重量%以下、 P : 0.15重量%以下、 S:0.02重量%以下、 An!:O−010〜0.lO重量%、N:0−008
重量%以下 で、かつTi、Nbの1種または2種の添加量が 1.2 (C/l 2+N/l 4) ≦(T i / 48 + N b / 93 )で、
残部不可避的不純物よりなる鋼を用い、■ Ar3変態
点未満500℃以上の温度域で、ロール半径:R(mm
)と該ロールによる圧延前の板厚: t (mm)及び
摩擦係数:Uとが U≦−〇−211o g (R/ t) +0.55な
る関係を満たす条件下でAr3変態点未満の全圧下率が
60%以上の圧延を行い、■ 再結晶焼鈍を施し、 ■ 引き続き50〜95%の圧下率で冷間圧延し。 0 再結晶焼鈍を行うこと。 また上記第1の発明、及び第2の発明において、上記鋼
の成分に加え、 800−0001〜0.0020重量%及び/又は Sb:0.001〜0.020重量% を含むことを特徴とする、深絞り用冷延鋼板の製造方法
である。 【作用】 以下、本発明の数値限定の基礎となった研究結果を述べ
る。 C:0.002重量%、 Si:0.02重量%、 M n : (l l 2重量%、 P:O,OIO重量%、 S:O−011重量%、 N:0.002重量%、 Tie(104重量%、 Nb:0.013重量% の組成を有する熱延鋼板を700℃で、lバスで60%
の圧延を行い、引き続き700℃で1時間の巻取自己焼
鈍処理を施した。この時、ロール半径:300mm、板
厚=5mmとし、潤滑条件を種々変えることにより摩擦
係数を0.1〜0.25の範囲で変化させた。この圧延
鋼板を酸洗後、75%の冷間圧延を施し、次いで850
℃で20秒の再結晶焼鈍を施した。焼鈍した鋼板のフ値
に及ぼす摩擦係数の影響を第1図に示す、〒値は摩擦係
数に強く依存し、U≦0.19とすることによりT値は
著しく向上した。 また同じ熱延鋼板を使用し、摩擦係数なμ=0.19と
一定にし、ロール半径及び板厚を変えることによりJ2
og(R/l)を種々変化させた。 冷延−焼鈍後の冷延板のi値に及ぼすlog(R/l)
の影響を第2図に示す。T値はlog(R/l)に強(
依存し、flag (R/l)≦18とすることにより
Y値は著しく向上した。以上の実験結果をもとに、以下
のように本発明範囲を限定した。 (1)鋼成分 本発明においては鋼成分は重要であり、C:0.008
重量%以下。 Sin(15重量%以下。 Mn:1.0重量%以下。 P :0.15重量%以下、 S:O−02重量%以下、 AI2:O−010〜0.lO重量%、Neo−008
重量%以下 で、かつTiまたはNbの1種または2種の添加量が 1.2 (C/l 2+N/l 4) ≦(T i / 48 + N b / 93 )でな
ければならない。 さらに、耐2次加工脆性の改善のためにB:o、ooo
t〜0.0020重量%及び、バッチ焼鈍時の浸窒防止
のためにSb:O,OOl〜0.02重量%添加するこ
とが好ましい。 鋼成分が上記の関係を満たさなければ、優れた深絞り性
を得ることができない。 以下、各々の成分について限定理由を示す。 (a)C:0.008重量%以下 C含有量が少なければ少ないほど深絞り性が向上するの
で好ましい、その含有量が0.008重量%以下ではさ
ほど悪影響を及ぼさないので0.008重量%以下と限
定した。 (b)Si :(15重量%以下 Siは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加される。その含有量は0.5重量%を越えると
深絞り性に悪影響を及ぼすので0.5重量%以下と限定
した。 (c)Mn:1.0重量%以下 Mnは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加される。その含有量は1.0重量%を越えると
深絞り性に悪影響を及ぼすので1.0重量%以下と限定
した。 (d)P:O−15重量%以下 Pは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必要
量添加される。その含有量が0.15重量%を越えると
深絞り性に悪影響を及ぼすので0.15重量%以下と限
定した。 (e)S:(102重量%以下 Sは少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ま
しい、その含有量が0.02重量%以下ではさほど悪影
響を及ぼさないので0.02重量%以下と限定した。 (f) Ag : 0.010〜(110重量%以下は
脱酸を行い、炭窒化物形成元素の歩留向上のために必要
に応じて添加される。その添加量が(1010重量%以
下では添加効果がなく、−万〇、IO重量%を越えても
より一層の脱酸効果は得られないため、Ag含有量はo
−oto〜0.lOに重量%と限定した。 (g)N:0.008重量%以下 Nは少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ま
しい、その含有量が0.008重量%以下ではさほど悪
影響を及ぼさないのでo、 o o s重量%以下と限
定した。 (h)Ti:(101〜0.20重量%Tiは炭窒化物
形成元素であり、鋼中に固溶しているC量及びN量を低
減させ、深絞り性に有利な(lit)方位の粒を優先的
に形成させる。 その添加量が0.01重量%未満では上記効果がなく、
一方、0.20重量%を越えて添加してもそれ以上の効
果は得られず、逆に鋼板表面性状の劣化につながる。し
たがって、Ti含有量は0.01〜0.20重量%と限
定した。 (i)Nb:(1001〜0.40重量%Nbは炭化物
形成元素であり、鋼中の固溶Cを低減させる効果がある
。また、仕上圧延前組織の微細化に有効である。すなわ
ち、たとえ鋼中に固溶しているC及びNがなくても、仕
上圧延前組織が粗大であると、圧延時に導入されるひず
みが蓄積されないため、(Ill)方位が形成されにく
くなる。一方、仕上圧延前組織が微細であると、ひずみ
が蓄積されやすくなり、その結果。 4111)方位が優先的に形成され、深絞り性が向上す
る。さらに固溶Nbは圧延時の歪を蓄積する効果がある
ことも明らか1こなった。その含有量がo−oot重量
%未満では効果がなく、一方(1040重量%を越える
と再結晶温度が上昇するので0.001〜(1040重
量%と限定した。 (j) 1.2 (C/12+N/14)≦(T i 
/ 48 + N b / 93 )仕上圧延前に、固
溶C、固溶Nが存在しない場合、圧延−焼鈍後に(il
l)方位が優先的に形成され、深絞り性が向上する。含
有C及びNに対して当量以上のTiまたはNbを添加す
ることにより、仕上げ圧延前に固溶C,Nが存在しなく
なることを見出した。さらにその時、r値が向上するこ
とを明らかにした。そのため、1.2(C/12+N/
14)≦(Ti/48+Nb/93)と限定した。 (k)B:O−0001〜0−0020重量%8は耐2
次加工脆性の改善に有効である。その添加量が(100
01重量%未満では効果がなく、一方、(10020重
量%を越えると深絞り性が劣化するのでα0001〜α
0020重量%と限定した。 (2)Sb:O−001〜O−020重量%sbはバッ
チ焼鈍時の浸窒防止のために添加される。その含有量が
o−oot重量%未満では効果がなく、一方、0.02
重量%を越えて添加すると、鋼板表面性状が劣化するの
で0.001〜(1020重量%と限定した。 (2》熱間圧延工程 熱間圧延工程は本発明において重要である。圧延工程は
次の2者のうちの何れかとする。 0 A r 3変態点未満600℃以上の温度域で。 ロールの半径:R(mm)と該ロールによる圧延前の板
厚:を及び摩擦係a二ミとかU≦−2J2og (R/
l)+O−55なる関係を満たす条件下でAr3変態点
未満の合計圧下率が60%以上の圧延を行い、その後、
熱延仕上温度(FDT)と巻取り温度(CT)とが、 (FoT)−(CT)≦100℃   かつ (CT)≧600℃ なる関係を満たす熱間圧延を行う。 あるいは、 0 A r 3変態点未満500℃以上の温度域で、ロ
ールの半径:R(mm)と該ロールによる圧延前の板厚
:t(mm)と摩擦係数二ミとがU≦−〇、2J2og
  (R/l)+O−55なる関係を満たす条件下でA
 r 3変態点未満の合計圧下率が60%以上の圧延を
行い、その後、再結晶焼鈍を行う。 さらに、より一層の深絞り一層の向上を図るためには、
粗圧延を950℃以下A r 3変態点以上で終了し、
かつ熱延開始温度(FET)を800℃以下にするのが
好適である。すなわち、950℃以下A r 3変態点
以上の温度域にて粗圧延を終了した場合には、仕上圧延
前組織が微細になるため、仕上圧延時に導入される歪が
蓄積されやすくなり、その結果(Ill)方位が優先的
に形成され、深絞り性が向上する。なお、粗圧延時の圧
下率は組織微細化のため50%以上が望ましい。 また、FETを800℃以下とした場合には、低温域で
の圧下率が高くなるため、圧延時に導入される(l l
 l)方位粒のひずみ量が増大し、再結晶焼鈍後に(l
 l l)方位が優先的に形成される。 また。仕上圧延をA r 3変態点以上の温度域にて終
了すると、γ→a変態により集合組織がランダム化し、
優れた深絞り性が得られない、一方、仕上温度を500
℃以下に下げても、より一層の深絞り性の向上は望めず
、圧延荷重が増大するのみである。従って、圧延温度は
A r 3変態点以下500℃以上に限定した。 また。Ar3変態点未満の合計圧下率を60%以上にし
ないと、圧延時に(Ill)方位が形成されないため、
深絞り性が劣る。 さらに、ロール半径と圧延前板厚及び摩擦係数との関係
を μ≦−(12410g (R/l)+O−55とする必
要がある。Ar3変態点未満でu>−(12410g 
(R/l)+0−55の条件で圧延を行うと、ロールと
鋼板との間の摩擦力により、w4板表層部に付加的剪断
力が働く。 その結果、鋼板表層部に深絞り性に対して好ましくない
(110)方位が優先的に形成される。したがって深絞
り性が劣化する。 しかしながら。 μ≦−0,2l o g  (R/l)  +0−55
とすることにより、鋼板表層部の(110)方位が減少
し、さらに(111)方位も増加することが明らかとな
ったのでこのように限定した。 このロール半径及び圧延前板厚の効果は、圧延時の変形
様式及び変形機構が変化したためであると考えられる。 なお、板厚が比較的薄い仕上中段ないし仕上後段スタン
ドにおいては、ロール半径が通常の300 m m以上
の寸法では、摩擦係数μを極めて小さくしなければなら
ない。その結果、スリップ等の操業上のトラブルを起こ
しやすくなる。そのため仕上中段ないし仕上後段スタン
ドでは、ロール半径を250mm以下、好ましくは20
0 m m以下とするのがよい。 なお、本発明におけるロール半径及び初期板厚による効
果は、通常の圧延形式においてのみ有効なものであり、
例えばプラネタリ−ミルの如く。 通常の圧延とは変形様式の異なるものに対しては、効果
はない。 なお、圧延後、再結晶焼鈍を施さない巻取自己焼鈍材で
は、巻取温度が600℃以上でないと再結晶が完了しな
いため、巻取温度(CT)を600℃以上とした。また
、深絞り性の向上には圧延温度は低い方がよく、また巻
取温度は高い方が有利である。そのため、圧延仕上温度
(FDT)と巻取温度(CT)とが(FDT)−(CT
)≦100℃の条件を満たす条件下で圧延を施す必要が
ある。なお、熱間圧延後、再結晶焼鈍を施すものについ
ては、巻取自己焼鈍を行う必要がないため、熱延終了温
度を500℃以上とし、さらに巻取温度も低温でよい。 冷延後の再結晶焼鈍は、連続焼鈍あるいは箱型焼鈍のど
ちらでもよい、焼鈍温度は、550℃〜950℃の範囲
が適する。また加熱速度も10℃/ h r〜50℃/
Sの範囲でよい。 なお、本発明鋼は溶融亜鉛めっき等の各種表面処理厚板
として適用可能である。 (3)冷間圧延−焼鈍工程 冷間圧延−焼鈍工程は本発明において重要である。熱間
圧延された鋼板は、引き続き冷間圧延及び再結晶焼鈍を
施される。起源絞り性を得るためには、冷間圧延時の圧
下率は50〜95%でなければならない、冷間圧延率が
50%未満では優れた深絞り性を得ることができない、
一方95%を越える圧下率で冷間圧延を行うと、深絞り
性に悪影響を及ぼす集合組織が発達する。また再結晶焼
鈍は700〜950℃が好ましい、なお再結晶焼鈍は、
連続焼鈍又は箱型焼鈍のいずれでもよい。 本発明鋼板には0−1〜5%の調質圧延を施すことが可
能である。さらに、本発明に鋼板は溶融亜鉛めっき等の
各種表面処理を施してもよく、めっき鋼板としても利用
可能である。 1実施例】 第1表に示す組成の鋼スラブ(A)〜(K)を、ll−
50℃に加熱し、均熱した後、粗圧延を行い、次いで仕
上圧延を行った。第1表中X(X10−4)は(T i
 / 48 + N b / 93 ) −L2 (C
/l 2+N/l 4)を示し、鋼C,E、Kは比較例
である。 この時の粗圧延終了温度(RDT)、仕上圧延開始温度
(FET)、仕上圧延終了温度(FDT) 、巻取温度
(CT) 、仕上圧延終了温度と巻取温度との差(FD
T−CT) 、ロール径(R)、圧延前板厚(t) 、
Z==−0−2gog (R/l)+0.55、摩擦係
数(μ)及び熱延鋼板焼鈍の有無を第2表に示した。熱
延板焼鈍欄に720CX5時間とあるのはバッチ焼鈍条
件を示したものである。 以上鋼板を引き続き熱延し、酸洗後、圧下率75%の冷
間圧延を施し、次いで830℃で40秒の焼鈍を施した
。 冷間圧延−焼鈍後の材料特性〒及びIl(%)を第2表
に示す、引張特性(伸びE2)はJISS号引張試験片
を使用して測定した。またrMは15%引張ひずみを与
えた後、3点法にて測定し、L方向(圧延方向)をr1
.D方向(圧延方向に45°方向)をE2及びC方向(
圧延方向に90°方向)をE3としてその平均値テは〒
= (rl +2r2 +ra ) /4として求めた
。本発明方法にて11A造した冷延鋼板は、比較例に比
べて優れた深絞り性を有することが明らかである。 〔発明の効果1 本発明では、従来よりも格段に優れた深絞り性を有する
冷延鋼板の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷延−焼鈍後のi値に及ぼす摩擦係数(U)の
影響を示すグラフ、第2図は冷延−焼鈍後のi値に及ぼ
すl o g (R/ t )の影響を示すグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.008重量%以下、 Si:0.5重量%以下、 Mn:1.0重量%以下、 P:0.15重量%以下、 S:0.02重量%以下、 Al:0.010〜0.10重量%、 N:0.008重量%以下 で、かつTi、Nbの1種または2種の添加量が 1.2(C/12+N/14) ≦(Ti/48+Nb/93) で、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を、Ar_3
    変態点未満600℃以上の温度域で、ロール半径:R(
    mm)と該ロールによる圧延前の板厚:t(mm)及び
    摩擦係数:μとが μ≦−0.2log(R/t)+0.55なる関係を満
    たし、かつAr_3変態点未満の全圧下率が60%以上
    の圧延を行った後、熱延仕上温度(FDT)と巻取り温
    度(CT)とが (FDT)−(CT)≦100℃かつ (CT)≧600℃ なる関係を満たす条件下で巻取後、50〜95%の圧下
    率で冷間圧延後、再結晶焼鈍を行うことをを特徴とする
    、深絞り用冷延鋼板の製造方法。 2 請求項1記載の成分の鋼を、Ar_3変態点未満5
    00℃以上の温度域で、ロール半径:R(mm)と該ロ
    ールによる圧延前の板厚:t(mm)及び摩擦係数:μ
    とが μ≦−0.2log(R/t)+0.55なる関係を満
    たし、かつAr_3変態点未満の全圧下率が60%以上
    の圧延を行った後、再結晶焼鈍を施し、引続き50〜9
    5%の圧下率で冷間圧延後、再結晶焼鈍を行うことを特
    徴とする、深絞り用冷延鋼板の製造方法。 3 前記の鋼の成分に加え、B:0.0001〜0.0
    020重量%を含むことを特徴とする、請求項1又は2
    記載の深絞り用冷延鋼板の製造方法。 4 前記鋼の成分に加え、Sb:0.001〜0.02
    0重量%を含むことを特徴とする、請求項1、2又は3
    記載の深絞り用冷延鋼板の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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