JPH0510418B2

JPH0510418B2 -

Info

Publication number: JPH0510418B2
Application number: JP60101792A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Gunda; Hidenori Shirasawa; Shunichi Hashimoto; Kazuhiro Mimura
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1993-02-09
Also published as: JPS61261462A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、伸びフランジ加工性にすぐれたレー
ザ加工用鋼板に関する。（従来の技術）自動車用部材や建築用部材等に冷間加工性のす
ぐれた各種鋼板のプレス成形品が実用に供されて
いる。従来、このようなプレス成形品を製造する
場合は、通常、熱延鋼板や冷延鋼板からプレス打
抜きにてプレス成形用の素材鋼板を得た後、更に
所要のプレス成形を行なうが、穴あけを要すると
きは、ポンチ打抜きによることが多い。このよう
なプレス成形用素材鋼板や打抜き穴部のプレス成
形においては、伸びフランジ加工を伴うことが多
いので、従来、かかる成形においては、加工時の
亀裂の発生を防止するために、例えば、鋼板にお
けるＣ量やMnS等の非金属介在物量を低減させ、
或いは非金属介在物の形状を制御する等の手段に
よつて、鋼板に良好な伸びフランジ加工性を有せ
しめている。しかし、近年に至つて、機械加工における数値
制御技術及びレーザ切断技術の発達によつて、複
雑な形状の鋼板をレーザ切断してプレス成形用の
素材鋼板を製作し、更に、プレス成形後の穴あけ
をレーザ加工によつて行なう方法が提案され、ま
た、一部では実用化されている。上述した機械的
な打抜き加工材における伸びフランジ加工性につ
いては、従来より種々の研究がなされているが、
上記レーザ加工技術は、従来の機械的剪断技術と
は基本的に異なつて、鋼板の伸びフランジ加工性
にも大きい影響を与えるものと考えられるが、従
来、冶金学的な研究は殆どなされていない。（発明の目的）そこで、本発明者らは、従来の打抜き加工と比
較して、レーザ切断した鋼板の伸びフランジ加工
性を鋭意研究した結果、鋼板に所定の化学組成を
有せしせることによつて、レーザ切断部の伸びフ
ランジ加工性に格段にすぐれるレーザ加工用鋼板
を得ることができることを見出して、本発明に至
つたものである。即ち、本発明は、レーザ切断部の伸びフランジ
加工性にすぐれるレーザ加工用鋼板を提供するこ
とを目的とする。以下、本発明において、伸びフランジ加工性に
すぐれるレーザ加工用鋼板というとき、これは、
上記したように、レーザ切断部の伸びフランジ加
工性にすぐれるレーザ加工用鋼板を意味する。（発明の構成）本発明による伸びフランジ加工性のすぐれたレ
ーザ加工用鋼板は、重量％で (a) Ｃ 0.03〜0.25％、 Si 2.5％以下、 Mn 0.1〜2.5％、Ｐ 0.15％以下、Ｓ 0.020％以下、及び Al 0.1％以下を含有すると共に、 (b) Ti 0.02〜0.1％、 Zr 0.02〜0.1％、 REM 0.001〜0.02％及び Ca 0.001〜0.02％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、式値Ｋ＝Ｃ＋Si／25＋Mn／10＋Ｐ／10＋Ｓ＋Cu／15＋
Ni／50 ＋Cr／20 ＋Mo／20＋2Nb＋1.4Ti＋Ｖ／10＋5B とするとき、 0.09≦Ｋ≦0.50 を満たすことを特徴とする。先ず、本発明鋼板における化学成分の限定理由
について説明する。本発明鋼板は、特に冷間加工用途に好適であ
り、この場合には、Ｃは、その添加量が少ないほ
ど好ましいが、反面、本発明に従つて、レーザ切
断部の伸びフランジ加工性にすぐれる鋼板を得る
ためには、少なくとも0.03％を添加することが必
要である。例えば、Ｃ量が0.01％程度の極低炭素
鋼の場合は、後述するように、所定の式値が本発
明による範囲内にあつても、伸びフランジ加工性
にすぐれるレーザ加工用鋼板を得ることができな
い。他方、Ｃは、これを過多に添加するときは、
レーザ切断部のすぐれた伸びフランジ加工性を確
保することができるが、鋼板の冷間加工性や溶接
性を著しく劣化させるので、Ｃの添加量の上限は
0.25％とする。 Siの添加は、レーザ切断部の伸びフランジ加工
性の改善に役立つが、過多に添加すれば、鋼板に
おける表面疵の発生や製造費用の上昇を招くの
で、添加量の上限を2.5％とする。 Mnは、鋼の熱間圧延時のFeS生成による熱間
割れを防止するために、少なくとも0.1％を添加
することが必要である。しかし、余りに多量に添
加するときは、鋼板の冷間加工性を損なうので、
添加量の上限を2.5％とする。Ｐは、その含有量が少ないほど、鋼板の冷間加
工性の観点から好ましいが、本発明においては、
鋼の強化元素として必要に応じて添加してもよ
い。しかし、0.15％を越えて多量に添加するとき
は、鋼の脆化が著しくなるので、添加量は0.15％
以下とする。Ｓは、打抜き加工材の伸びフランジ加工性にと
つては、含有量は低いほど好ましいが、レーザ加
工材の場合には、Ｓ量は大きい影響を与えない。
しかし、含有量が余りに多いときは、鋼板の清浄
度が劣化し、また、鋼中欠陥が多くなるので、含
有量は0.020％以下とする。リムド鋼についても、本発明は適用し得るが、
キルド鋼の場合、表面疵を防止するために、Al
の添加量は0.1％以下とする。 Ti，Zr，REM及びCaは、従来り、打抜き加工
用鋼板における伸びフランジ加工性を改善するた
めに有効であることが知られている。本発明にお
けるレーザ加工用鋼板においては、上記打抜き加
工材ほどには、これら元素の添加効果は顕著では
ないが、プレス成形品には、通常、レーザ加工と
共に機械切削、ポンチ打抜き等が組み合わされて
製造されるので、これら元素の添加は、実用上、
重要である。 Ti及びZrは、上記効果を有効に発現させるた
めに、少なくとも0.02％を添加することが必要で
あるが、過多に添加しても、その効果が飽和し、
同時に製造費用も上昇する。従つて、Ti及びZr
の添加量は、その上限をそれぞれ0.1％とする。
尚、Tiは、鋼の強化元素としても効果を有する。また、REM及びCaは、少なくとも0.001％を添
加することが必要である。しかし、過多に添加す
るときは、鋼中の非金属介在物量が増大し、鋼板
の冷間加工性及び靱性を劣化させるので、REM
及びCaの添加量は、上限をそれぞれ0.02％とす
る。本発明においては、鋼板は、化学成分として、
Cu，Ni，Cr，Mo，Nb，Ｖ及びＢよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素を含有していて
もよい。 Cuは、レーザ切断部の伸びフランジ加工性の
改善に有効であるが、過多に添加するときは、鋼
板に表面疵を生じさせるので、添加量は１％以下
とする。 Niは、レーザ切断部のミクロ組織の微細化効
果を有し、高強度鋼板の伸びフランジ加工性の改
善に有効である。しかし、添加量が１％を越えて
も、上記効果が飽和し、経済性の点からも好まし
くないので、添加量を１％以下とする。前述したように、Cuは多量に添加するときは、
鋼板に表面疵を生じさせるので、特に、Cuを0.4
％以上添加するときは、Niとの複合添加として、
その改善を図ることが好ましい。 Cr及びMoは、Cuと同様にレーザ切断部の伸び
フランジ加工性の改善に有効であるが、多量の添
加は経済性を損なうので、添加量は、Crについ
ては2.5％以下、Moについては0.5％以下とする。 Nb及びＶも、共にレーザ切断部の伸びフラン
ジ加工性の改善に有効であるが、材料の強度設計
上、0.1％を越えるときは、この効果が飽和する
ので、添加量の上限は、それぞれ0.1％とする。Ｂは、Ｃ及びMnとの複合添加によつて、レー
ザ切断部の伸びフランジ加工性の改善に有効であ
る。しかし、0.01％を越えて多量に添加しても、
その効果が飽和するので、0.01％を添加量の上限
とする。本発明による鋼板は、上記した化学組成を有す
ると共に、式値Ｋ＝Ｃ＋Si／25＋Mn／10＋Ｐ／10＋Ｓ＋Cu／15＋
Ni／50 ＋Cr／20 ＋Mo／20＋2Nb＋1.4Ti＋Ｖ／10＋5B とするとき、 0.09≦Ｋ≦0.50 を満たすことが必要である。種々の化学組成及び強度を有する鋼板について
の穴拡げ試験を行なつた結果を図面に示す。即
ち、種々の化学組成を有し、従つて、種々の上記
式値Ｋをもつ鋼板にレーザ切断又はポンチ打抜法
によつて10mm径切穴を加工し、穴拡げ試験を行な
つた。その結果、ポンチ打抜きによる穴の穴拡げ
率に対するレーザ加工による穴の穴拡げ率の比
は、上記式値Ｋが大きくなるにつれて増大する。しかし、前記したように、極低炭素鋼について
は、式値が所定の範囲内にあつても、伸びフラン
ジ加工性の改善効果は得られず、また、式値が
0.09よりも小さいときは、伸びフランジ加工性の
改善効果が得られない。他方、式値が0.50を越え
るときは、鋼板のレーザ切断部の硬化が極めて高
くなり、場合によつては、局部的な焼き割れも生
じやすくなり、鋼板母材の張出し加工性、伸びフ
ランジ加工性等のプレス成形性や、硬化部の延
性、厚物ではビード下割れ等の溶接性の劣化とあ
わせて、種々の問題が生じる。このように、式値
が0.50を越えるときは、得られる鋼板が実用上、
冷間加工性及び溶接性が著しく劣化し、実用に適
さなくなるので、本発明においては、上記式値の
範囲を0.09以上、0.50以下とし、好ましくは、
0.15以上、0.50以下とする。従つて、本発明によれば、強度及びＳ含有量が
同じであつても、化学組成を本発明に従つて所定
の範囲とし、且つ、これら合金元素量によつて規
定される上記式値を所定の範囲に規制することに
よつて、レーザ切断部の伸びフランジ加工性に格
段にすぐれるレーザ加工用鋼板を得ることができ
る。尚、本発明による鋼板は、厚板ミル、熱延ミ
ル、冷延ミルのいずれの方法によつて製造するこ
とができる。（発明の効果）以上のように、本発明による鋼板は、所定の化
学組成を有すると共に、前記した式値を所定の範
囲に調整してなり、レーザ切断部の伸びフランジ
加工性に格段にすぐれるレーザ加工用鋼板を得る
ことができる。（実施例）以下に実施例を挙げて本発明を説明する。実施例厚板ミル、熱延ミル、冷延ミルのいずれかによ
つて、表に示す化学組成と式値Ｋとを有する鋼板
を製造した。これら鋼板にレーザ切断又はポンチ
打抜き法によつて10mm径切穴を加工し、穴拡げ試
験を行なつた。ポンチ打抜きによる穴の穴拡げ率
に対するレーザ加工による穴の穴拡げ率の比と前
記式値Ｋとの関係を図面に示す。本発明によるレ
ーザ加工用鋼板によれば、ポンチ打抜き法による
穴に比べて、レーザ切断による穴が伸びフランジ
加工性にすぐれることが明らかである。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

図面は、鋼板にレーザ切断法及びポンチ打抜き
法にて10mm径切穴を加工し、穴拡げ試験を行なつ
たときのポンチ打抜き法による穴の穴拡げ率に対
するレーザ切断法による穴の穴拡げ率の比と、式
値Ｋとの関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で (a) Ｃ 0.03〜0.25％、 Si 2.5％以下、 Mn 0.1〜2.5％、Ｐ 0.15％以下、Ｓ 0.20％以下、及び Al 0.1％以下を含有すると共に、 (b) Ti 0.02〜0.1％、 Zr 0.02〜0.1％、 REM 0.001〜0.02％、及び Ca 0.001〜0.02％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、式値Ｋ＝Ｃ＋Si／25＋Mn／10＋Ｐ／10＋Ｓ＋Cu／15＋
Ni／50 ＋Cr／20 ＋Mo／20＋2Nb＋1.4Ti＋Ｖ／10＋5B とするとき、 0.09≦Ｋ≦0.50 を満たすことを特徴とする伸びフランジ加工性に
すぐれたレーザ加工用鋼板。２重量％で (a) Ｃ 0.03〜0.25％、 Si 2.5％以下、 Mn 0.1〜2.5％、Ｐ 0.15％以下、Ｓ 0.020％以下、及び Al 0.1％以下を含有すると共に、 (b) Ti 0.02〜0.1％、 Zr 0.02〜0.1％、 REM 0.001〜0.02％、及び Ca 0.001〜0.02％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
含有し、更に、 (c) Cu １％以下、 Ni １％以下、 Cr 2.5％以下、 Mo 0.5％以下、 Nb 0.1％以下、Ｖ 0.1％以下、及びＢ 0.01％以下よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
含有すると共に、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、式値Ｋ＝Ｃ＋Si／25＋Mn／10＋Ｐ／10＋Ｓ＋Cu／15＋
Ni／50 ＋Cr／20 ＋Mo／20＋2Nb＋1.4Ti＋Ｖ／10＋5B とするとき、 0.09≦Ｋ≦0.50 を満たすことを特徴とする伸びフランジ加工性に
すぐれたレーザ加工用鋼板。