JPH03202442A - 打ち抜き性に優れた加工用冷延鋼板およびその表面処理鋼板 - 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、極低炭素鋼板の好ましくは連続焼鈍によって
製造される打ち抜き性に優れた加工用冷延鋼板および表
面処理鋼板に関する。

〈従来の技術〉 近年、冷延鋼板の焼鈍法は、省エネルギーあるいは納期
短縮などを目的として連続焼鈍法（以下ＣＡＬ）が広く
取り入れられている。

ＣＡＬ焼鈍によりＹ値が高い深絞り性に優れた冷延鋼板
を得るには鋼中のＣ，Ｈの含量を極限にまで低減し、鋼
中の固溶Ｃや固溶Ｎを減少させることが有効であること
が知られている。

最近の製鋼技術の進歩はめざましく、炭素、窒素を極限
にまで低減することが工業的にも可能となった今日、極
低炭素、あるいはセミ極低炭素ＣＡＬ焼鈍による深絞り
冷延鋼板の製造は従来の低炭素箱焼鈍による製造に代わ
って急速に広がりつつある。

この結果、製造された冷延鋼板は伸び、ｉ値に優れた深
絞り用に適した特性を具備することが可能となった。　
　しかし、このような方法で製造された冷延鋼板は非常
に軟質で、伸びが優れているために、ブランキング等の
せん断時にパリが発生しやすく、その後のプレス時に表
面キズを発生させたり、塗装時のエツジ防食に悪影響を
及ぼすなどの問題点があった。　またこのような問題は
このような冷延鋼板に表面処理を施しても同様に発生す
る。　従来この対策を多くの研究者が検討し、これまで
にもその成果が開示されている。

たとえば、冷延鋼板の表面に硬質層を形成するために圧
延等でひずみを加え、加工硬化させる、あるいは鋼板の
成分の中のＳ成分を故意に上げるなどがある。　　しか
し、そのいずれもが鋼板の本来の特性であるＥＪ２、ｒ
値の低下はさけがたく、問題を木質的に解決するような
技術はまだ開示されていない。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来技術においてもパリ発生対策は開示されているが、
これらは、特開平０１ ２５５８２６号に示されているように、表面硬化のため
に加工層をもうけることを前提としており、そのための
製造工程が加わるとともに、この対策は材質劣化を招く
とともに、その他、表面特性については自ら言及してい
ない。

一方、鋼板の成分変更から対策を考えた例として、特開
平０ｆ−２３０７４８号がある鋼中のＳを上げることが
提案されているが、この場合は、鋼板の本来の特性であ
る伸び、ｒ値の劣化はまぬがれない。

本発明は、前記極低炭素冷延鋼板の焼鈍材の表面に関す
る問題点を木質的に解決し、しかも、極低炭素冷延鋼板
の伸び、Ｔ値等優れた特性はそのまま生かした打ち抜き
性に優れた加工用冷延鋼板およびこれを用いた表面処理
鋼板を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、Ｃ：　０．０５　ｗｔ％以下、Ｓ
ｉ：２ｗｔ％以下、Ｍ　ｎ　：　２　ｗｔ％以下、Ｐ：
０．２　ｗｔ％以下、Ｓ　：　０．０３ｗｔ％以下、Ａ
　ＪＺ　：　０．１ｗｔ％以下を含有し、残部はＦｅお
よび不可避的不純物よりなる冷延鋼板を原板とし、これ
に焼鈍を施し、その焼鈍後の鋼板の少なくとも片面の表
面より板厚の１％の深さまでの平均炭素濃度が原板の炭
素濃度の１．３倍以上であることを特徴とする打ち抜き
性に優れた加工用冷延鋼板を提供する。

上記原板はさらに、Ｔ　ｉ　：　０．００１　〜０．１
ｗｔ％、Ｎ　ｂ　：　０．００１〜０．１　ｗｔ％、Ｚ
　ｒ　：　０．００１〜０．１ｗｔ％、Ｖ　：　０．０
０１〜０．１　ｗｔ％、およびＭ　ｏ　：　０．００１
〜０．１　ｗｔ％よりなる群より選ばれた少なくとも１
種の元素を含有していてもよく、 さらに、Ｃｒ　：　０．０（１５〜ｌ０ｗｔ％、Ｎｆ。

０．００５〜１０ｗｔ％、およびＣｕ　：　０．００５
〜１０ｗｔ％よりなる群より選ばれた少なくとも１種の
元素を含有してもよい。

焼鈍は連続焼鈍であるのが好ましい。

本発明はさらに、上記のような焼鈍済冷延鋼板に表面処
理が施された表面処理鋼板を提供する。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明において用いる低炭素鋼板は上記の組成を有する
ものがよい。　これを焼鈍、好ましくは連続焼鈍して鋼
板の両面における表層の炭素含有量を特徴とする特性に
適合するように調整する。　連続焼鈍によらない方法と
しては、ＣリッチなＦｅめっきを鋼板に施し、焼鈍によ
りＣを拡散させる方法、あるいは製鋼段階で表面にＣを
濃化させた連続鋳造スラブを製造するなどの方法により
所期の目的を達するようにしてもよい。

本発明の表面処理鋼板は、焼鈍、好ましくは連続焼鈍に
より冷延鋼板表層部の炭素濃度を後述するように調整し
た焼鈍板の両面または片面に表面処理を施したものであ
る。

ここで、表面処理とは、亜鉛系めっき、有機複合めっき
などを含む。　亜鉛系めっきとは亜鉛めっきはもとより
、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅなどの亜鉛を主体とする合金
めっき、溶融亜鉛合金化めっきなどを広く含むものであ
る。　さらに、Ｆｅ−Ｐめっき層の第２層めっきを施し
ても良い。

まず、焼鈍好ましくは連続焼鈍法により、打ち抜き性に
優れた鋼板を製造するには、原板中のＣの量は可能な限
り少ない方が好ましく、Ｃ：　０．０５　ｗｔ％以下と
する必要がある。

Ｓｔは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加されるが、添加量が２．０ｗｔ％を越えると深
絞り性に悪影響を及ぼすので２．０ｗｔ％以下と限定す
る。

ＭｎもＳｉと同様、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が、添加量が２．Ｏｗｔ％
を越えるとやはり深絞り性に悪影響を及ぼすので２．Ｏ
ｗｔ％以下に限定する。

ＰもＳｔやＭｎと同様、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が、添加量が０．２　
ｗｔ％を越えると深絞り性に悪影響を及ぼすので０．２
　ｗｔ％以下に限定する。

Ｓは、少なければ少ないほど深絞り性が向上するので極
力低減することが好ましいが、その含有量が０．０３ｗ
ｔ％以下ではさほど悪影響を及ぼさないので（１，０３
ｗｔ％以下に限定する。

ＡＩｌは脱酸剤として、また後述する炭窒化物形成元素
の歩留まり向上のために添加されるが、０．１０ｗｔ％
を越えて添加してもその効果は飽和に達するので、０．
１０ｗｔ％以下の範囲に限定する。

さらに、本発明で原板として用いる冷延鋼板には、Ｔｉ
、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、ＭｏおよびＣａから選ばれた１種以
上の元素を下記の通り添加してもよい。

Ｔｉは炭窒化物形成元素であり、鋼中の固溶（Ｃ，Ｎ）
を低減させ、深絞り性に有利な（１１１）方位を優先的
に形成させるために添加される。　しかしながら添加量
がＱ、ＯＱｌ　ｗｔ％未満ではその添加効果に乏しく、
一方０．１０ｗｊ％を越えて添加してもそれ以上の効果
は得られず、むしろ鋼板表面性状および延性の劣化につ
ながるので０．００１〜０．１０ｗｔ％の範囲に限定す
る。

Ｎｂは炭化物形成元素であり、鋼中の固溶Ｃを低減させ
るとともに、熱延鋼板組織の微細化をそくして、深絞り
性に有利な（１１１）方位を優先的に形成させるために
添加される。　　しかしながら添加量が０．００１　ｗ
ｔ％未満ではその添加の効果が乏しく、一方０．１　ｗ
ｔ％を越えて添加してもそれ以上の効果は得られず、む
しろ延性の劣化につながるので０．００１〜０．１　ｗ
ｔ％の範囲に限定する。

Ｚｒ、Ｖ、およびＭｏも加工性改善のための炭化物形成
元素であり、材質改善効果が得られる範囲とは０．００
１〜０．１　ｗｔ％に添加量は限定する。

さらに、原板中にはＣｒ、ＮｉおよびＣｕから選ばれた
１種以上の元素を含有していてもよい。　これらの元素
はいずれも耐蝕性改善元素であり、これらの元素を添加
した場合であってもこの発明の特徴は失われないが、規
定の添加量に満たないと所望の効果が得られず、また過
剰添加は主に固溶硬化による材質劣化を招くので０．０
０５〜１０ｗｔ％の範囲に限定した。

以上の限定範囲内の成分元素および不可避的不純物より
なる成分の冷延鋼板を焼鈍した後、必要に応じて上述し
た表面処理を施す。　このとき、その連続焼鈍後の鋼板
の少なくとも片面の表面より板厚の１％深さまでの炭素
濃度分布を以下に述べるように制御すると、打ち抜き性
に優れた冷延鋼板およびこれを用いた表面処理鋼板が得
られる。

鋼板の高い伸び、高〒値等の優れた特性は上記成分鋼に
適切なＣＡＬ焼鈍あるいはＣＧＬ焼鈍を施すことによっ
て達成される。　　このような焼鈍鋼板およびこれに表
面処理を施して製造した表面処理鋼板は優れた鋼板特性
を有するため、プレス加工性に優れた冷延鋼板および表
面処理鋼板として適する。　　しかし、この優れた特性
を実際の自動車用あるいは一般部品用冷延鋼板および表
面処理鋼板として使用するためには、成形特の打ち抜き
性においても問題が生じないことが不可決である。

冷延鋼板あるいはその表面処理鋼板を打ち抜くに際して
、刃が鋼板にあたったときに、鋼板表層に直ちにクラッ
クを生じると剪断され易い。　しかし、鋼板自体にねば
りがあると、切断開始部がクランクを生ずることなく塑
性変形してしまい、塑性変形のためにパリが生じてしま
う。

これら問題点は、箱焼鈍材と比較して、表面層の化学的
組成および析出物分布において差があることに起因して
いる。

本発明は、このような従来低炭素箱焼鈍材において優れ
ていた表面に関わる特性を極低炭素ＣＡＬ焼鈍材におい
ても達成するための技術を開示するものであり、そのた
めに、鋼板の表面層における炭素濃度分布を規定してい
る。

すなわち、冷延鋼板あるいはその表面処理鋼板において
、原板としての冷延鋼板に好ましくは連続焼鈍により鋼
板表層にＣ濃度を濃化させて表面硬度を上げ、塑性変形
性を低減させる。　そのためには、焼鈍後の鋼板の少な
くとも片面の表面からの板厚の１％深さまでの平均炭素
濃度を焼鈍を施していない原板の炭素源、度の１．３倍
以上にすることが必要である。

打ち抜き性を良くする、すなわち打ち抜き時にパリの発
生減少を本質的に解決するには、鋼板の表面層に炭素が
濃化することが有効であるが、その範囲は鋼板の表面か
らの板厚の１％深さが確保されれば十分であり、それ以
上の厚さの炭素濃度を高めることは、鋼板のＹ値、延性
等特性を害することになる。

本発明において好適に用いられるＣＡＬ（Ｃｏｎｔｉｎ
ｕｏｕｓ　Ａｎｎｅａｌｉｎｇ　Ｌｉｎｅ　）は加熱、
均熱および冷却ゾーンを有する。　　ＣＡＬ中で浸炭を
考える場合灼熱ゾーン後期から冷却ゾーンにかけて浸炭
用雰囲気として、浸炭に適する条件にして行なうのが効
率的である。

浸炭用雰囲気としては、Ｎ２　＋Ｈ２を主体とするガス
中にＣｏを適量添加したものを用いる。　そして、浸炭
条件は適切に選定する。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１） Ｃ：　　０．００３　　ｗｔ％、　Ｓ　　ｉ　　：　　
０．０１　　ｗｔ　　％、　Ｍ　ｎ　：０．１　　ｗｔ
％、　Ｐ　　：　　０．０１３　　＋１Ｆｔ％、　Ｓ　
　：　　０．０１２ｗｔ　　％、Ａ　Ｉｌ：　０．０４
ｗｔ％、Ｂ　：　０．０００２ｗｔ％およびＴｉ：　０
．０３ｗｔ％を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物
よりなる鋼から２　ｆｌａＩＩの熱延板を得、ざらに冷
間圧延により０．８■の冷延板を得て、これを連続焼鈍
ラインの加熱温度８１０℃およびその後の均熱ゾーンに
て７５０℃から８００℃の所定の温度で５％Ｈ２−０，
５〜１．０％Ｃｏを含有する窒素雰囲気中で浸炭し、そ
の後直ちに冷却する場合のＣＡＬヒートサイクルを想定
して熱処理を施した。　その後、０．７％の調質圧延を
施してサンプルの冷延板を得た。　この冷延板に一部に
表裏とも２０ｇ／ｍ”の電気亜鉛めっきを施してサンプ
ルの表面処理板を得た。　両者について直径３２ｍｍの
円板打ち抜き時のかえり高さ（パリ高さ）を測定した。

　その結果を第１図に示す。

（実施例２） 表１に示す組成の鋼を溶製後、熱間圧延により板厚２．
８ｍｍの熱延板として、脱スケール後冷間圧延により板
厚０．７ｍｍの冷延板とした。

加熱、均熱および冷却ゾーンを有するＣＡＬにおいて、
加熱ゾーンにて８１０℃に加熱後、均熱ゾーン後期にて
、７５０〜８００℃の所定の温度で５％Ｈ２−０，５〜
１．０％ＣＯを含有する窒素雰囲気中で浸炭して、その
後直ちに冷却する場合を想定したＣＡＬヒートサイクル
を加え漫済みした後直ちに冷却した。

この場合の加熱温度、均熱時間およびＣポテンシャルを
変化させて鋼板表面での浸炭量を変化させた。　さらに
スキンバスによって表面あらさを変化させ、その後亜鉛
系めっきを施して表面特性調査用のサンプルを製造した
。

なお、表２中、電気Ｚｎは電気亜鉛めっきを両面とも２
０　ｇｅ１施したものを、溶融Ｚｎは両面とも４０　ｇ
／ｌａ”溶融亜鉛めっきしたものを意味する。

表面特性としては、実施例１と同じく打ち抜き性を調査
した。

表１にはＣＡＬ焼鈍後の鋼板表面層における炭素濃度を
、また表２には打ち抜き性をまとめて示す。

〈発明の効果〉 本発明によって、極低炭素ＣＡＬ材の優れた特性（高Ｅ
ｌ、高〒値）は維持しつつ、実際に自動車用鋼板などと
して使用する場合に必要となる、打ち抜き性など表面特
性にかかわる重要な特性についても本質的に解決できた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた鋼板の表面層と原板の０％
の比とパリ高さとの関係を示す図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｓｉ：２ｗｔ％以下、
   Ｍｎ：２ｗｔ％以下、Ｐ：０．２ｗｔ％以下、Ｓ：０．
   ０３ｗｔ％以下、Ａｌ：０．１ｗｔ％以下を含有し、残
   部はＦｅおよび不可避的不純物よりなる冷延鋼板を原板
   とし、これに焼鈍を施し、その焼鈍後の鋼板の少なくと
   も片面の表面より板厚の１％の深さまでの平均炭素濃度
   が原板の炭素濃度の１．３倍以上であることを特徴とす
   る打ち抜き性に優れた加工用冷延鋼板。
2. （２）請求項１に記載の原板はさらに、Ｔｉ：０．００
   １〜０．１ｗｔ％、Ｎｂ：０．００１〜０．１ｗｔ％、
   Ｚｒ：０．００１〜０．１ｗｔ％、Ｖ：０．００１〜０
   ．１ｗｔ％、およびＭｏ：０．００１〜０．１ｗｔ％よ
   りなる群より選ばれた少なくとも１種の元素を含有する
   請求項１に記載の打ち抜き性に優れた加工用冷延鋼板。
3. （３）請求項１または２に記載の原板はさらに、Ｃｒ：
   ０．００５〜１０ｗｔ％、Ｎｉ：０．００５〜１０ｗｔ
   ％、およびＣｕ：０．００５〜１０ｗｔ％よりなる群よ
   り選ばれた少なくとも１種の元素を含有する請求項１ま
   たは２に記載の打ち抜き性に優れた加工用冷延鋼板。
4. （４）前記焼鈍が連続焼鈍である請求項１〜３のいずれ
   かに記載の打ち抜き性に優れた加工用冷延鋼板。
5. （５）請求項１〜４のいずれかに記載の焼鈍冷延鋼板に
   表面処理が施されている表面処理鋼板。