JPH04358027A - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】例えば、特開昭５８−１３３３２５号公報
には、Ｃが０．００４５％以下の極低炭素鋼を、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までの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。

【０００５】

【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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、特定組成の
アルミキルド鋼に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ＡｌＮ、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冷延鋼板の深絞り性が著し
く向上することを見出し、先に特許出願した（特開平２
−３０７１９　号公報）　。

【０００７】その後、更に検討を続けたところ、一次圧
延で得た加工歪みが解放されない間に析出処理を行うと
、窒化物の析出がより促進されて深絞り性が一層改善さ
れることを見出した。

【０００８】ここに本発明は下記の冷延鋼板の製造方法
を要旨とする。

【０００９】（ｉ）　　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％以下を含み、残部が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。■最終パス圧下を１１００℃以下　９００℃以上の
温度域で、且つ最終パスの圧下率を３０％以上とする一
次圧延を行う工程、■一次圧延後、そのまま直ちに１０
５０℃以下　９００℃以上の温度域で１〜６０分間保持
して析出処理を行う工程、または一次圧延後、次の析出
処理開始温度まで５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、１
０５０℃以下　９００℃以上の温度域で１〜６０分間保
持して析出処理を行う工程、■析出処理後、５℃／秒以
上の冷却速度で次の二次圧延開始温度まで冷却し、８０
０℃以下　４５０℃以上の温度域で合計圧下率を５０％
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冷却し、　５００℃以
下の温度で巻取る工程、■冷間圧延後に　５５０℃以上
　９００℃以下の温度で再結晶焼鈍を行う工程。

【００１０】（ｉｉ）　　上記（ｉ）　に記載の成分に
加えて更に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖのうちの１種又は２
種以上を合計で　０．００１〜０．１５０　％含むアル
ミキルド鋼を、前記■〜■の工程に沿って順次加工熱処
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。

【００１１】（ｉｉｉ）　　上記（ｉ）　に記載の成分
に加えて更に、Ｂを０．０００１〜０．００５０％含む
アルミキルド鋼を、前記■〜■の工程に沿って順次加工
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。

【００１２】（ｉｖ）　　　上記（ｉ）　に記載の成分
に加えて更に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖのうちの１種又は
２種以上を合計で　０．００１〜０．１５０　％とＢを
０．０００１〜０．００５０％含むアルミキルド鋼を、
前記■〜■の工程に沿って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。

【００１３】

【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。

【００１４】まず、本発明で使用するアルミキルド鋼の
成分組成を前記のように限定した理由について説明する
。なお、鋼組成に関する「％」は、「重量％」である。

【００１５】Ｃ：Ｃは深絞り性に悪影響を及ぼす元素で
あるから、その含有量は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こと
から、その含有量を０．０５％以下とした。

【００１６】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
有効な元素である。しかし、その含有量が　０．４％を
超えると深絞り性が著しく劣化することから、上限を０
．４％とした。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ことから、下限を０．０１と
した。

【００１７】Ｓｉ：Ｓｉは深絞り性を向上させるうえか
らは可及的に少ない方が好ましい。Ｓｉの含有量が増す
と深絞り性が劣化するのみならず、スケール性状も劣化
して製品品質を損なうことから、その含有量を　０．３
％以下とした。

【００１８】Ｓｏｌ．Ａｌ：Ａｌは本発明では重要な元
素である。Ａｌは脱酸剤として用いられると同時に、鋼
中のＮをＡｌＮとして固定し、深絞り性を向上させる作
用を有している。しかし、その含有量がＳｏｌ．Ａｌ量
で０．０１％より少ないと前記の作用効果が充分に得ら
れず、０．０８％を超えて含有させても効果が飽和して
不経済となることから、Ｓｏｌ．Ａｌ量で０．０１〜０
．０８％の含有量とした。

【００１９】Ｎ：ＮはＡｌ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、これらの元素は一方では深絞り性に悪い
影響を与える。即ち、Ｎ含有量が０．０１％を超えると
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。よって、０．０１％以
下の含有量とした。

【００２０】本発明で使用するアルミキルド鋼は、以上
の成分のほか、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる
。 または、これらの成分に加えてＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ又はＶ
の１種又は２種以上を合計で０．００１　〜０．１５０
　％および／又はＢを０．０００１〜０．００５０％含
有するアルミキルド鋼も素材鋼として使用することがで
きる。

【００２１】上記の付加的に添加してもよいそれぞれの
元素の作用効果は下記の通りである。

【００２２】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ：これらの元素は高
価であるが、Ａｌ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充分に得られず、　０．１５
０％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。

【００２３】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、その
含有量が０．０００１％未満では前記の効果が小さく、
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。

【００２４】次に製造条件の限定理由を製造工程を示し
た図１の模式図を参照して説明する。

【００２５】〔一次圧延〕一次圧延に供する前記化学組
成を有するアルミキルド鋼の素材鋼（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
後一旦冷却したスラブを再加熱したもののいずれでもよ
い。

【００２６】一次圧延の目的は、次の析出処理で迅速に
窒化物を析出させるための析出サイトを導入することと
、微細なフェライト粒を得ることにある。そのためには
、この一次圧延は、最終パスを１１００℃以下　９００
℃以下の温度域で、且つ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。

【００２７】最終パスの圧下率が３０％より小さいと、
得られる加工歪みが少なくて窒化物の析出サイトが導入
されず、次の析出処理において１０５０℃以下　９００
℃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。

【００２８】また、最終パス温度が１０５０℃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、　９０
０℃より低いと次工程の析出処理温度の確保が困難とな
る。

【００２９】〔一次圧延後の処理〕一次圧延後の処理で
重要なことは、加工歪みが解放される前に一次圧延で得
た粗圧延材を直ちに次工程の析出処理工程に送ることで
ある。一次圧延後、析出処理するまでの間に加工歪みが
解放されると、析出処理において窒化物の析出が少なく
なり深絞り性の向上が小さい。従って、一次圧延後は次
のように処理して、加工歪みの放出を抑制するのがよい
。

【００３０】即ち、一次圧延の終了温度が所定の析出処
理温度である場合は、そのまま直ちに析出処理工程に送
り、一次圧延後の仕上げ温度が所定の析出処理温度より
高い場合は、５℃／秒以上の冷却速度で急冷し、粗圧延
材の温度を析出処理温度までに降下してから析出処理工
程に送るのである。こうすれば一次圧延で蓄積された加
工歪が析出処理するまでの間に解放されることなく析出
処理工程まで保存されるので、析出処理工程では加工歪
による窒化物の析出が充分に促進され、析出物が粗大化
して深絞り性が向上する。また、仕上げ温度が所定の析
出処理温度より高い場合に、粗圧延材を５℃／秒以上の
冷却速度で急冷してやれば、製造時間の短縮も図ること
ができる。

【００３１】〔析出処理〕析出処理の目的は鋼中のＮを
ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化物として析出させて深絞り性を
向上させることにある。そのためには、一次圧延後の粗
圧延材を常温まで冷却することなく、圧延後、直ちに　
　１０５０℃以下　９００℃以上の温度域で１〜６０分
間保持する必要がある。好ましいのは、１０５０℃以下
　９５０℃以上の温度域で処理することである。この温
度範囲にオーステナイト域の析出ノーズが存在する。従
って、１０５０℃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、最終成品の深絞
り性が向上しない。一方、９００℃より低いオーステナ
イト域の温度で保持すると析出速度が著しく遅いことか
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、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。

【００３２】一次圧延後の粗圧延材を上記析出処理温度
域に保持するのは圧延ライン内で行うのが望ましい。例
えば、コイルボックスを使用し、粗圧延材をライン内で
コイルに巻き取ることでこれを行うことができる。

【００３３】〔析出処理後の冷却処理〕析出処理後は、
二次圧延開始温度までに粗圧延材を冷却して温度を下げ
てやる必要がある。この冷却も５℃／秒以上の冷却速度
で行うのがよい。５℃／秒以上の冷却速度で冷却すれば
、製造時間の短縮が図られるとともに、オーステナイト
からフェライトへの変態が急速に進行するため、フェラ
イト粒の粗大化を防ぐことができるので、深絞り性が向
上する。

【００３４】〔二次圧延〕二次圧延の目的は、粗圧延材
を熱延板としての最終板厚に加工することと、フェライ
トの再結晶に必要な加工歪みを与えることにある。その
ためには、二次圧延は析出処理後の粗圧延材を常温まで
冷却することなく、　８００℃以下　４５０℃以上の温
度域で合計圧下率を５０％以上とする条件で圧延を行う
必要がある。　８００℃を超える温度又は５０％未満の
合計圧下率では、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深絞
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るので、実際上二次圧延が
困難となる。この二次圧延は圧延潤滑油を用いて行って
もよい。二次圧延に圧延潤滑油を用いれば、板厚方向の
加工変形が均一化されるので、板表層部まで含めてｒ値
が向上する。その結果、板全体のｒ値も向上する。圧延
潤滑油を用いて二次圧延を行う場合は、圧延ロールと被
圧延材の摩擦係数μが　０．２以下となるようにするの
がよい。

【００３５】〔二次圧延後の冷却および巻取り〕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。

【００３６】冷却速度を大きくとる方が効率よく加工歪
みを凍結させることができるものの工業的に実施可能な
最高冷却速度は　１００℃／秒程度である。

【００３７】〔冷間圧延〕冷間圧延の条件は特に限定す
る必要はない。通常とられている５０〜９０％の総圧下
率で最終板厚に加工すればよい。また、冷間圧延後に行
われる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。

【００３８】〔再結晶焼鈍〕フェライトの再結晶集合組
織を制御して深絞り性に優れた冷延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、溶融亜鉛メッキラインの連続焼鈍プロセスで実施す
ることができる。

【００３９】

【実施例】表１に示す化学組成のアルミキルド鋼を５０
ｋｇ真空溶解炉で溶製し、鋳造して６０ｍｍ厚のスラブ
とした。 次いで、一部の高温のスラブはそのまま直接熱間圧延に
供し、他のスラブは冷却後、再加熱してから熱間圧延に
供し、表２（１）および（２）に示す条件で一次圧延、
冷却、析出処理、冷却、二次圧延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
冷間圧延を行った。

【００４０】冷間圧延後は、下記の（ａ）〜（ｃ）のい
ずれかの条件で再結晶処理を行った。

【００４１】〔再結晶処理条件〕 （ａ）　８００℃×２ｍｉｎの連続焼鈍に相当する熱履
歴を付与する再結晶処理　（処理Ａ） （ｂ）　８５０℃×１０ｓｅｃ　の溶融亜鉛めっきライ
ンでの連続焼鈍に相当する熱履歴を付与する再結晶処理
　（処理Ｂ）（ｃ）　７００℃×５ｈｒのバッチ焼鈍に
相当する熱履歴を付与する再結晶処理　（処理Ｃ）　。

【００４２】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　（ＥＬ）
　、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。

【００４３】その結果を第３表に示す。

【００４４】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。また、表中の再結晶処理における処
理Ａ〜Ｃは、前記の（ａ）〜（ｃ）に相当するものであ
る。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２（１）】

【００４７】

【表２（２）】

【００４８】

【表３】

【００４９】第３表より明らかなように、本発明方法で
製造したＮｏ．１〜１２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、Ｎｏ．１０　〜１２
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。

【００５０】これに対して、本発明で規定する範囲外の
条件で製造した比較例Ｎｏ．１３　〜２１の冷延鋼板は
、いずれもｒ値が低く、また、耐たて割れ遷移温度は、
同一成分の連続焼鈍材である本発明例のＮｏ．３および
Ｎｏ．６より高い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明方法によれば
高ｒ値の深絞り性に優れた冷延鋼板を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明の製造工程を示す模式図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   を含み、残部が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。■最終
   パスの圧延を１１００℃以下　９００℃以上の温度域で
   、且つ最終パスの圧下率を３０％以上とする一次圧延を
   行う工程、■一次圧延後、そのまま直ちに１０５０℃以
   下　９００℃以上の温度域で１〜６０分間保持して析出
   処理を行う工程、または一次圧延後、次の析出処理開始
   温度まで５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、１０５０℃
   以下　９００℃以上の温度域で１〜６０分間保持して析
   出処理を行う工程、■析出処理後、５℃／秒以上の冷却
   速度で次の二次圧延開始温度まで冷却し、８００℃以下
   　４５０℃以上の温度域で合計圧下率を５０％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冷却し、　５００℃以下の温度
   で巻取る工程、■冷間圧延後に　５５０℃以上　９００
   ℃以下の温度で再結晶焼鈍を行う工程。
2. 【請求項２】請求項１に記載の成分に加えて更に、Ｔｉ
   、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖのうちの１種又は２種以上を合計で　
   ０．００１〜０．１５０　％含むアルミキルド鋼を、前
   記■〜■の工程に沿って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。
3. 【請求項３】請求項１に記載の成分に加えて更に、Ｂを
   ０．０００１〜０．００５０％含むアルミキルド鋼を、
   前記■〜■の工程に沿って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。
4. 【請求項４】請求項１に記載の成分に加えて更に、Ｔｉ
   、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖのうちの１種又は２種以上を合計で　
   ０．００１〜０．１５０　％とＢを０．０００１〜０．
   ００５０％含むアルミキルド鋼を、前記■〜■の工程に
   沿って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。