JPH04214820A - 焼付硬化性に優れる自動車用鋼板の製造方法 - Google Patents

焼付硬化性に優れる自動車用鋼板の製造方法

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JPH04214820A
JPH04214820A JP41051590A JP41051590A JPH04214820A JP H04214820 A JPH04214820 A JP H04214820A JP 41051590 A JP41051590 A JP 41051590A JP 41051590 A JP41051590 A JP 41051590A JP H04214820 A JPH04214820 A JP H04214820A
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JP
Japan
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elongation
less
heat treatment
yield point
steel
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JP41051590A
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Nobuyuki Kino
木野 信幸
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本鋼板は自動車の軽量化を目的と
する焼付硬化性に優れる自動車用鋼板の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】自動車は軽量であることが重要である。 このため、強度の高い鋼板を用い、その分板厚を薄くし
て軽量化が図られてきた。近年、塗装焼付工程での歪時
効により、鋼板の降伏強度が向上することを利用して、
塗装焼付工程で硬化する鋼板、すなわち焼付硬化性を有
する鋼板が製造されてきた。これは、プレス加工の際に
は軟質でプレス成形がし易く、その後の塗装焼付工程で
硬質となり使用に必要な強度に到達するからである。 
一方、高い焼付硬化性を鋼板に付与しようとすると、曲
げやプレス成形といった加工で、ストレッチャーストレ
インとよばれる表面凹凸を生じ易くなり、外観品質を低
下させる。このストレッチャーストレインの発生の程度
と鋼板を引張試験した際の降伏点伸びは良く対応する。 すなわち、鋼板にとって、降伏点伸びが小さく、焼付硬
化量の大きいことが重要である。この点に関して、鉄と
鋼,68巻第9号1169項に有る如く、焼付硬化量と
降伏点伸びを高度に制御する技術が開示されているが、
降伏点伸びをある一定レベルにおさえると焼付硬化量は
約6kgf/mm2以下となってしまう。本発明はこの
点に関し、降伏点伸びが小さく焼付硬化量が非常に大き
い鋼板の発明を開示するものである。また、特公昭55
‐2462号証、特公昭55‐12167号証にはMo
,Crを添加して降伏強度が低く、引張強度が高く、歪
時効処理による回復が著しい低降伏比鋼張力鋼板とその
製造方法が開示されている。本発明は、従来レベルを超
える歪時効硬化特性を備えた、非常に高い焼付硬化性を
有する鋼板であり、同号証の低降伏強度,高引張強度を
目的とする鋼板およびその製造方法とは発明が全く異な
るレベルのものである。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は従来のレベ
ルより、より高い焼付硬化性に優れる自動車用鋼板の製
造方法を提供するものである。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明は、重量比で、
C:0.002%以上0.2%以下 Si:0.001%以上,2.0%以下Mn:0.00
1%以上,5.0%以下P:0.001%以上,0.5
%以下 酸可溶性Al:0.001%以上,0.1%以下N:0
.0002%以上,0.005%以下MoおよびCrを
一種以上で0.1%以上,2.0%以下 を含み、残部Feと不可避的不純物よりなる鋼を、 冷
間圧延後連続焼鈍において、700℃以上950℃以下
に加熱し、引き続き700℃〜400℃の温度域を平均
冷却速度200℃/sec超3000℃/sec以下で
冷却し、0.2%以上2.0%以下の調質圧延を施すこ
とを特徴とする、焼付硬化性に優れる自動車用鋼板を製
造する方法に関する。
【0005】
【作用】即ち、本発明は、Si,Mn,Pを適度に添加
して鋼板の強度を調整し、MoあるいはCrを一種以上
添加した、焼付硬化量8kgf/mm2以上で、100
℃で1時間の熱処理で降伏点伸びが小さい鋼板の製造方
法に関するものである。以下に本発明を具体的に説明す
る。Si,Mn,Pは鋼の強度を調整することを主な目
的として添加する。その下限は、現状の溶製技術の下限
として、それぞれ、0.001%とする。上限は、強度
を必要以上に高めても、それを用いる用途がないので、
添加コストとの関係から、その上限をそれぞれ2.0%
,5.0%,0.5%とする。Cは焼付硬化性を高める
のに必要であり、添加する。その下限をC:0.002
%とする。多いほど焼付硬化量が増大するが、0.2%
を超えると効果が変わらない。NもCと同様の効果を有
するが、Cより降伏点伸びを発生させ易く、その上限を
0.005%とする。一方、Nは不純物として含まれる
ので、その下限を0.0002%以上とする。Alは溶
鋼を脱酸するために添加する。しかし、脱酸に必要な量
を超えて大幅に添加する必要はない。そのため、酸可溶
性Alとして、0.001%以上0.1%以下とする。 Mo,Crは焼付硬化性を高め、降伏点伸びを許容レベ
ルにするために添加する。これらの特性はMo,Crの
量が多いほど好ましいものとなり、その下限をMo:0
.1%,Cr:0.1%とする。また、MoとCrを同
時添加すると単独添加に比べて軟質になるので、 軟質
な鋼板を製造する場合には同時添加がよい。両者2.0
%を超えて添加してもその効果はあまりかわらないが、
添加コストが嵩むので、Cr,Moの添加量の上限を2
.0%とする。
【0006】焼付硬化量または焼付硬化性とは、2%の
引張歪を加えたときの引張荷重と、除荷し170℃で2
0分熱処理した後引張った際の降伏荷重(上降伏点)の
差を2%引張する前の試験片平行部の断面積で割った値
とする。引張試験片はJIS5号試験片で引張速度は1
0mm/minとする。100℃で1時間熱処理した後
、引張試験を行い、その降伏点伸びを規定するのは、鋼
板が製造されてから使用されるまで日数があり、その間
に降伏点伸びが増大する。そのため、ある程度時間が経
過してから引張試験を行い降伏点伸びを調べることが重
要である。しかしながら、それには日数がかかるので、
温度を常温以上にした加速熱処理をするのが一般的であ
り、それが100℃で1時間の熱処理であることが多い
。このため、本明細書でも100℃で1時間の熱処理後
の降伏点伸びを規定した。 かかる熱処理をしたのちの
引張試験での降伏点伸びが0.5%以上であると、多く
の場合自動車を成形した際にストレッチャーストレイン
が認識できるようになることが経験的にわかっているの
で、0.5%にする必要がある。焼付硬化性は従来の技
術では100℃1時間の熱処理後の降伏点伸びを0.5
%以下とすると約6kgf/mm2の焼付硬化量が限度
であったのが本発明では焼付硬化量の下限が8kgf/
mm2と極めて高い鋼板が得ることができる。焼付硬化
量,降伏点伸びを測定する引張試験片はJIS5号,引
張速度は10mm/minとする。評点間50mmで伸
び計を用いて伸びを計測する。
【0007】鋼板の製造方法は冷間圧延後の連続焼鈍に
おける700℃〜950℃での熱処理とそれに引き続く
冷却過程における超急速冷却、調質圧延以外は特に限定
するものではない。逆に、700〜950℃での熱処理
とそれに引き続く超急冷そして、調質圧延の三点が本発
明には不可欠である。一般的に、自動車にはその表面の
平坦さから冷間圧延を行った板が適用される。本鋼板も
冷間圧延を行って製造する。冷間圧延は常法でよい。そ
して、その後の連続焼鈍においては700℃〜950℃
の熱処理の後の冷却は、少なくとも700℃〜400℃
の間を冷却速度で200℃/sec超,さらに好ましく
は500℃/sec超,最も好ましくは700℃/se
c超で冷却を行うことが重要である。上限は有効な冷却
方法がなく、現状では実施不可能な値としてあえて30
00℃/secと限定した。 高い焼付硬化性と100
℃1時間の熱処理後の小さな降伏点伸びを実現するため
には、熱処理とその後の超急速冷却が必要である。熱処
理温度は高いほど、焼付硬化量が増え、100℃1時間
の熱処理後の降伏点伸びが小さくなる。焼付硬化量8k
gf/mm2以上で100℃1時間の熱処理後の降伏点
伸びを0.5%以下にするためには700℃以上で熱処
理することが必要である。熱処理温度の上限を950℃
としたのは950℃超で熱処理を行うと結晶粒径が大き
くなり、自動車部品にプレス成形した後の鋼の表面に大
きな凹凸を作り外観が劣化するためである。  冷却は
700℃〜400℃の間を200℃/sec超で冷却す
ることが必要である。冷却には焼付硬化量を高める効果
と100℃1時間の熱処理後の降伏点伸びを小さくする
効果がある。本発明者らは、従来技術の範囲内の100
℃/secの冷却速度を超えて、超急速冷却の実験を行
い、200℃/sec超の冷却速度で、極端に100℃
1時間後の降伏点伸びが小さくなり、 自動車用のプレ
ス成形を受ける鋼板として実用に供すことができるよう
になることを見出した。そして、その効果は500℃/
secを超えるとばらつきが非常に小さい小さな降伏点
伸びとなり、700℃/sec超の冷却速度ではほとん
ど降伏点伸びを示さないことを見出した。冷却は700
〜400℃の間は少なくとも行う必要がある。700℃
未満から冷却を行うと100℃1時間の熱処理後の降伏
点伸びが著しく大きくなる。400℃超で超急速冷却を
やめても同様である。
【0008】熱間圧延は常法でよいが、巻取り温度は8
00℃以下がよい。800℃以上で巻取ると冷延焼鈍後
の組織が粗大となり、プレス成形後に表面凹凸を作りプ
レス成形用の鋼板としては適さなくなる。さらに、70
0℃〜950℃での熱処理とそれに引き続く超急速冷却
の後、引き続いて200〜600℃の温度域で10秒〜
10分の焼戻処理を、降伏強度と引張強度を調整するた
めに、行ってもよい。また、 700℃〜950℃の熱
処理前,熱処理中,熱処理後,冷却中,冷却後、焼戻中
,焼戻後に亜鉛を主成分とする溶融めっきを行ってもよ
い。上記した熱処理と冷却,溶融鍍金や焼戻処理を行っ
た後に、調質圧延を行う必要がある。発明者らは、70
0〜950℃の熱処理と引き続く超急速冷却を行った材
料に調質圧延を行うと、焼付硬化量が著しく増大するこ
とを見出した。その調質圧延は圧延率0.2%以下では
、 板幅方向に均一に調質圧延が行えない。2.0%を
超える調質圧延を行うと焼付硬化量が低下する。その後
、電気的な亜鉛,クロム鍍金を行ってもよい。また、有
機樹脂を表面に薄く塗ってもよい。防錆油は何れでも良
い。潤滑作用の高い防錆油が好ましい。
【0009】
【実施例】通常の工程に従って溶製された鋼を連続鋳造
によって245mm厚のスラブとした。鋼の化学成分を
表1に示す。残部はFeと極微量元素である。その後1
100℃で1.5hrの均熱処理後、粗圧延、仕上げ圧
延を行い、650℃〜室温の間で巻取り、ホットコイル
となした。その後酸洗を行った後、80%の冷間圧延を
行い、表1に示した焼鈍温度で40秒の連続焼鈍を行い
、表1に示した冷却速度で室温まで冷却し、0.8%の
調質圧延を行って0.7mm厚の鋼板となした。また表
1備考中に示したが、調質圧延を一部行わないで材質試
験に供した。焼鈍に引き続く冷却の方法は、NaClを
重量%で0から20%まで種々濃度を変えた水溶液中に
鋼帯を導き冷却する方法をとった。表1に鋼板の焼付硬
化量と100℃で1時間熱処理を行った後の降伏点伸び
を示した。 試験は、機械加工により圧延長手方向に沿
ってJIS5号試験片を作成し、焼付硬化量は2%引張
ったときの引張荷重と引き続き除荷し170℃で20分
熱処理した後の降伏荷重(上降伏点)の差を2%引張前
の初期断面積で割った値を、降伏点伸びは100℃で1
時間熱処理しその後引張試験を行った際の降伏点伸びを
示した。何れの試験においても、引張の際の引張速度は
10mm/minとした。比較例では降伏点伸びが0.
5%超でプレス成形に不適な鋼板となったり、降伏点伸
びが0.5%以下では焼付硬化量が8kgf/mm2未
満で従来の鋼板と大差がないのに対して、本発明例は降
伏点伸びが0.5%以下で、8kgf/mm2以上の高
い焼付硬化性を示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】かくすることにより、自動車の軽量化素
材すなわち、焼付硬化性に優れる鋼板を得ることができ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  重量比で C:0.002%以上0.2%以下 Si:0.001%以上,2.0%以下Mn:0.00
    1%以上,5.0%以下P:0.001%以上,0.5
    %以下 酸可溶性Al:0.001%以上,0.1%以下N:0
    .0002%以上,0.005%以下MoおよびCrを
    一種以上で0.1%以上,2.0%以下 を含み、残部Feと不可避的不純物よりなる鋼を、 冷
    間圧延後連続焼鈍において、700℃以上950℃以下
    に加熱し、引き続き700℃〜400℃の温度域を平均
    冷却速度200℃/sec超3000℃/sec以下で
    冷却し、0.2%以上2.0%以下の調質圧延を施すこ
    とを特徴とする、焼付硬化性に優れる自動車用鋼板の製
    造方法。
JP41051590A 1990-12-14 1990-12-14 焼付硬化性に優れる自動車用鋼板の製造方法 Withdrawn JPH04214820A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0608430A1 (en) * 1992-06-22 1994-08-03 Nippon Steel Corporation Cold-rolled steel plate having excellent baking hardenability, non-cold-ageing characteristics and moldability, and molten zinc-plated cold-rolled steel plate and method of manufacturing the same
EP0620288A1 (en) * 1992-08-31 1994-10-19 Nippon Steel Corporation Cold-rolled sheet and hot-galvanized, cold-rolled sheet, both excellent in bake hardening, cold nonaging and forming properties, and process for producing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0608430A1 (en) * 1992-06-22 1994-08-03 Nippon Steel Corporation Cold-rolled steel plate having excellent baking hardenability, non-cold-ageing characteristics and moldability, and molten zinc-plated cold-rolled steel plate and method of manufacturing the same
EP0608430A4 (en) * 1992-06-22 1995-01-18 Nippon Steel Corp COLD ROLLED STEEL PLATE WITH GOOD BURNING TARNABILITY, AND MOLDING WITHOUT COLD AGING AND CASTED ZINCCOATED COLD ROLLED STEEL PLATE AND PRODUCTION PROCESS.
EP0620288A1 (en) * 1992-08-31 1994-10-19 Nippon Steel Corporation Cold-rolled sheet and hot-galvanized, cold-rolled sheet, both excellent in bake hardening, cold nonaging and forming properties, and process for producing the same
EP0620288A4 (en) * 1992-08-31 1995-01-25 Nippon Steel Corp COLD-ROLLED SHEET, POSSIBLY HOT GALVANIZED, WITH EXCELLENT COLD DRYING, NON-AGING AND FORMING QUALITIES, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME.

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