JPH03202443A - 耐型かじり性および化成処理性に優れた深絞り用冷延鋼板 - 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、ブレス成形特の耐型かじり性、塗装工程時
の化成処理性に優れた深絞り用冷延鋼板に関する。

〈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ＣＡ　Ｌ）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，Ｎ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ＣＡ−Ｌ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、〒値に優れた深
絞り用に通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の表面
性状は、析出物が少なく軟質なものとなっているため、
ブレス成形特に型かじりが発生しやすい、化成処理性が
悪いなど、自動車用冷延鋼板として致命的な欠点が顕在
化する場合があった。　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、冷延鋼板の表面にめっきを施す、薬品を塗布
する、あるいは鋼板の成分の中のＭｎ、Ｓ成分を故意に
上げるなどがある。　しかし、そのいずれもが主に、表
面特性の中でも化成処理性に問題を絞った対策であり、
表面の特性に関する問題を本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化成処理改善策は開示されているが
、これらは、表面調整のために新たに冷延鋼板の表面に
処理層を付与す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、その効果は、表面特性の中で
も化成処理性のみに着目したものであり、その他の特性
については何ら言及していない。　さらに成形中におけ
る処理層の剥離等の問題が加わり表面に関する問題を木
質的に解決したとはいえない。

一方、鋼板の成分変更から対策を考えた例として、鋼中
のＭｎ、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、Ｆ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
る問題点を本質的に解決し、しかも、極低炭素冷延鋼板
の伸び、〒値等優れた特性はそのまま生かした耐型かじ
り性および化成処理性に優れた深絞り用冷延鋼板を提供
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：　０．００５　ｗｔ％以下、
Ｓ　ｉ　：　１．０ｗｔ％以下、Ｍ　ｎ　：　１．０ｗ
ｔ％以下、Ｐ　：　０．２　ｗｔ％以下、Ｓ　：　０．
Ｑ５ｗｔｔ％以下、Ａｌｌ＋０．０１〜Ｏ，１０ｗｔ％
およびＮ　：　０．００５　ｗｔ％以下を含み、残部は
Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる冷延鋼板の焼鈍板で
あって、その焼鈍後の板厚方向での炭素濃度分布が鋼板
の表面より表面最大あらさ（Ｒｍａｘ）に相当する厚さ
の層において、平均炭素濃度がＯ，ＯＱ５　ｗｔ％以上
、０．１ｗｔ％以下であり、その最大炭素濃度が０．０
１＋ｙｔ％以上、０．２　ｗｔ％以下であることを特徴
とする耐型かじり性および化成処理性に優れた深絞り用
冷延鋼板を提供する。

本発明はまた、Ｃ：　０．００５　ｗｔ％以下、Ｓｉ１
、０ｗｔ％以下、Ｍｎ　：　１．０ｗｔ％以下、Ｐ　＋
　Ｑ、２ｗｔ％以下、Ｓ　：　０．０５ｗｔ％以下、Ａ
ｕ：０．０１−０．１０ｗｔ％およびＮ　：　０．００
５　　冑ｔ％以下を含みかつ Ｔ　ｉ　：　０．００１〜０．１５ｗｔ％およびＮ　ｂ
　：　０．００１〜０．１　ｗｔ％のうちから選んだ１
種または２種を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純
物よりなる冷延鋼板の焼鈍板であって、その焼鈍後の板
厚方向での炭素濃度分布が鋼板の表面より表面最大あら
さ（Ｒｍａｘ）に相当する厚さの層において、平均炭素
濃度が０．００５　ｗｔ％以上、０．１　ｗｔ％以下で
あり、その最大炭素濃度が０．０１ｗｔ％以上、０．２
　ｗｔ％以下であることを特徴とする射撃かじり性およ
び化成処理性に優れた深絞り用冷延鋼板を提供する。

上記発明において、焼鈍は連続焼鈍で行なうのが好まし
い。

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、製鋼段階で表面にＣが濃化した
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。

まず、焼鈍好ましくは連続焼鈍法により、深絞り性に優
れた鋼板を製造するには、Ｃ，Ｈの量は可能な限り少な
い方が好ましく、Ｃ：０．００５　ｗｔ％以下、Ｎ　：
　０．００５　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１．０ｗｔ％を越えると深
絞り性に悪影響を及ぼすので１、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１．０ｗｔ％
を越えるとやはり深絞り性に悪影響を及ぼすので１．０
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０．０５ｗ
ｔ％以下ではさほど悪影響を及ぼさないので０．０５ｗ
ｔ％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、含有量が０．０
１０　ｗｔ％に満たないとその添加効果に乏しく、一方
０　、１０ｗｔ％を越えて添加してもその効果は飽和に
達するので、ｏ、ｏｉｏ〜０，１０ｗｔ％の範囲に限定
する。

さらに、本発明で用いる冷延鋼板には、Ｔｉおよび／ま
たはＮｂ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０．００１　ｗｔ％未満ではその添加効果に乏しく
、一方０．１５＊ｔ％を越えて添加してもそれ以上の効
果は得られず、むしろ鋼板表面性状および延性の劣化に
つながるので０．００１〜０．１５ｗｔ％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　ｗｔ
％未満ではその添加の効果が乏しく、一方０．１　ｗｔ
％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　ｗｔ
％の範囲に限定する。

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する。

このとき、その連続焼鈍後の板厚方向での炭素濃度分布
を以下に述べるように制御すると、射撃かじり性および
化成処理性に優れた深絞り用冷延鋼板が得られる。

鋼板の高い伸び、高〒値等の優れた特性は上記成分鋼に
適切な焼鈍好ましくはＣＡＬ焼鈍を施すことによって達
成される。　さらに、この優れた特性を実際のプレス成
形時に発揮するためには、プレス成形時のもう一つの要
因である摺動特性を向上する必要がある。　たとえば、
高い〒値および伸びを有していても、プレス成形時に鋼
板と型が焼きつき、型かじりが発生すると、そのために
プレス割れが発生し、鋼板の特性の有利性が発揮されな
い場合がある。　また、ブレス成形後の塗装工程におい
て化Ｆ＆処理性が悪いとやはり自動車用鋼板としては使
えない。　このような問題点は、極低炭素ＣＡＬ焼鈍に
よる冷延鋼板の表面性状が、従来の低炭素箱焼鈍材と比
較して、表面層の機械的性質および析出物において差が
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。

即ち、鋼板表面から表面最大あらさに相当する厚さ（Ｒ
ｍａｘ、μｍ）の層における炭素濃度がその平均値で０
．００５　ｗｔ％以上、０．１　ｗｔ％以下であり、そ
の最大炭素濃度が０．０１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以
下であることを必要とする。　なお、Ｒｍａｘは通常約
１０μｍ程度である。

即ち、プレス成形時において型かじりを発生させないた
めには、鋼板の表面層はある程度硬質であり、かつ析出
物が多い方がよい。　しかし、その範囲は、鋼板の所期
最大あらさに相当する厚さの表面層を限定すれば十分で
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。　また、プレ
ス成形時における型かじりを抑制し、その後の化成処理
工程においても効果を発揮するためには、この表面層に
おける炭素濃度を上記限定範囲下限以上にする必要があ
り、上限を越える炭素濃度の濃縮は、鋼板の深絞り性に
悪影響を及ぼす。

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中で浸炭する
場合は灼熱ゾーン後期から冷却ゾーン初期にかけて浸炭
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、Ｎ、＋）ｌ、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） 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、灼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℃からａＯＯ℃間の所定の温度２て３％Ｈ−０
，５〜１．０％ＣＯを含有する窒素雰囲気に１０〜３０
ｓｅｃ間置いて浸炭し、その後直ちに冷却する場合のＣ
ＡＬヒートサイクルをシミュレートした熱処理を施した
。

この場合の加熱温度、均熱時間およびＣポテンシャル（
ＣＯ濃度、露点）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
化させ表面特性調査用のサンプルを製造した。

表面特性としては、摺動特性および化成処理性を調査し
た。

摺動特性は、摺動試験機により無塗油条件での摩擦係数
を測定した。　無！！！泊条件での摺動試験は、プレス
成形時における型かじり性を評価するためのものであり
、摺動中に型かじりが発生すると摩擦係数は高くなる。

化Ｆ＆処理性は、特に処理の初期（１５秒）におけるり
ん酸塩結晶核の発生数を比較した。

核の発生数が多いほど、最終的に形成させる化成処理膜
は緻密に形成され、その後の塗装膜の特性が優れること
がわかっている。　りん酸塩処理液は、ＰＢ−１３０２
０（４３℃）を用いた。

評価方法は下記の通りである。

○・・・良好 △・・・ムラ有 ×・・・スケ有 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にはその摺動試験結果、化成処理試験結果お
よび引張特性をまとめて示す。

〈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、高テ値）は維持しつつ、実際に自動車用鋼板として
使用する場合に必要となる、摺動特性および化成処理性
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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．００５ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．０ｗｔ％
   以下、Ｍｎ：１．０ｗｔ％以下、Ｐ：０．２ｗｔ％以下
   、Ｓ：０．０５ｗｔ％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１０
   ｗｔ％およびＮ：０．００５ｗｔ％以下を含み、残部は
   Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる冷延鋼板の焼鈍 板であって、その焼鈍後の板厚方向での炭 素濃度分布が鋼板の表面より表面最大あらさ（Ｒｍａｘ
   ）に相当する厚さの層において、平均炭素濃度が０．０
   ０５ｗｔ％以上、０．１ｗｔ％以下であり、その最大炭
   素濃度が０．０１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下である
   ことを特徴とする耐型かじり性および化成処理性に優れ
   た深絞り用冷延鋼 板。
2. （２）Ｃ：０．００５ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．０ｗｔ％
   以下、Ｍｎ：１．０ｗｔ％以下、Ｐ：０．２ｗｔ％以下
   、Ｓ：０．０５ｗｔ％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１０
   ｗｔ％およびＮ：０．００５ｗｔ％以下を含みかつ Ｔｉ：０．００１〜０．１５ｗｔ％およびＮｂ：０．０
   ０１〜０．１ｗｔ％のうちから選んだ１種または２種を
   含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物よりなる冷延
   鋼板の焼鈍板であって、その焼鈍後の板厚方向での炭素
   濃度分布が鋼板の表面より表面最大あらさ（Ｒｍａｘ）
   に相当する厚さの層において、平均炭素濃度が０．００
   ５ｗｔ％以上、０．１ｗｔ％以下であり、その最大炭素
   濃度が０．０１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下であるこ
   とを特徴とする耐型かじり性および化成処理性に優れた
   深絞り用冷延鋼板。
3. （３）前記焼鈍が連続焼鈍である請求項１または２に記
   載の耐型かじり性および化成処理性に優れた深絞り用冷
   延鋼板。