JPH05263145A - バーリング性の優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法 - Google Patents

バーリング性の優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法

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JPH05263145A
JPH05263145A JP4880992A JP4880992A JPH05263145A JP H05263145 A JPH05263145 A JP H05263145A JP 4880992 A JP4880992 A JP 4880992A JP 4880992 A JP4880992 A JP 4880992A JP H05263145 A JPH05263145 A JP H05263145A
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JP
Japan
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steel sheet
hot
high strength
burring
temperature
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JP4880992A
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English (en)
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Masayoshi Suehiro
正芳 末広
Yoshikuni Furuno
嘉邦 古野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はバーリング性の優れた高強度溶融亜
鉛メッキ鋼板の製造方法を提供するものである。 【構成】 重量%でC:0.01%以下、Si:0.5
%以下、Mn:0.50〜1.5%、P:0.10%以
下、Al:0.01〜0.10%、Cu:0.60〜
1.5%かつTi:0.005〜0.15%、Nb:
0.005〜0.15%の1種または2種を含み、残部
が鉄および不可避的不純物からなる鋼片を、Ar3 以上
の仕上温度で熱間圧延した後巻取り、酸洗を行い、その
後合金化溶融亜鉛メッキ工程において焼鈍温度を450
〜700℃の温度に加熱する合金化溶融亜鉛メッキを施
し、バーリング性の優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ
鋼板の製造を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバーリング性の優れた高
強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の軽量化の要請から自動車
用鋼板の高強度化が要求されつつある。しかもその特性
には強度だけでなく耐食性も要求される。鋼板の高強度
化に関しては従来から研究が行われており、その方法と
して固溶強化元素の添加、析出強化元素の添加あるいは
組織をベイナイト、デュアルフェイズとする組織強化法
が通常用いられる。一方、自動車用鋼板としては、高耐
食性の観点から、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板が用いられ
ることが多い。しかし、前述した強化法を合金化溶融亜
鉛メッキ鋼板に適用する場合には種々の問題が生じる。
すなわち固溶強化元素としてはSiの添加が一般的に用
いられるが、Siの添加はメッキ密着性を劣化させると
いう欠点がある。また析出強化元素としては炭化物形成
元素であるTi,Nb等が通常用いられるが、この方法
も合金化溶融亜鉛メッキ工程での炭化物粗大化によって
軟化を生じる問題がある。さらに、組織強化を用いる場
合、強化された組織が合金化溶融亜鉛メッキ工程におい
て軟化するという問題が生じる。
【0003】これらの問題を克服するために、たとえば
特開昭62−23975号公報にみられるようにSiの
添加を極力抑え、他の固溶強化元素および析出強化元素
の添加を併用し単独の方法では得られない高強度化を図
る方法や、特公昭62−56209号公報にみられるよ
うに成分、熱延条件、合金化溶融亜鉛メッキ条件を制御
することでフェライトとマルテンサイトの混合組織鋼板
とし高強度化を図る方法が開発されている。
【0004】ところで、自動車用鋼板には前述した強
度、耐食性のほかに、打抜き加工等により形成された穴
がその後の成形過程において亀裂なく成形可能であるこ
とを示すバーリング加工性も要求される。バーリング加
工性の指標としては通常穴拡げ比が用いられるが、上記
方法で高強度化を図った場合その組織に硬質層と軟質層
が共存するため穴拡げ比は劣化する傾向にある。
【0005】上記の高強度化方法を用いた場合の欠点を
克服する手段として鋼板組織をフェライト単相とし微細
析出物による強化を用いる方法が考えられる。たとえば
特公平3−69979号公報にみられるように添加C量
を低減しCuの析出強度を用いる方法がある。この方法
は、熱間圧延工程の巻取温度を調節し巻取工程では高強
度化を図らず、その後に600℃で10分以上の熱処理
で強化する手段がとられている。ところが、合金化溶融
亜鉛メッキ工程のような短時間の熱処理工程(たとえば
750℃で1分程度)では熱処理時間が短すぎ、Cuの
析出時間がないため高強度化を達成することはできな
い。
【0006】この方法を改善する手段として熱延工程の
巻取温度を制御しこの段階で高強度化を図り、その後の
合金化溶融亜鉛メッキ工程では軟化を防ぐため低温でメ
ッキを施す方法が考えられる。ところがこの方法も、巻
取後のコイルの幅方向、長手方向の温度履歴の違いが鋼
板の特性に大きく影響し特性のばらつきが生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高バーリン
グ加工性を得るための基本思想とし主にフェライト単相
組織とすることを念頭に置き、前述した問題を克服した
バーリング性の良い高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の
製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者達は前記目的を
達成すべく、実験・研究した結果、MnおよびCuを添
加した極低炭素鋼を用いることで高強度合金化溶融亜鉛
メッキ鋼板が得られることを見だした。
【0009】すなわち本発明は、このような知見に基づ
くものであって、その要旨とするところは、重量%で、
C:0.01%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.
50〜1.5%、P:0.10%以下、Al:0.01
〜0.10%、Cu:0.60〜1.5%かつTi:
0.005〜0.15%、Nb:0.005〜0.15
%の1種または2種を含有し、残部が鉄および不可避的
不純物からなる鋼片を、Ar3 以上の仕上温度で熱間圧
延した後巻取り、酸洗を行い、得られた熱延鋼板をその
後合金化溶融亜鉛メッキ工程で、焼鈍炉で450〜70
0℃の温度に加熱する合金化溶融亜鉛メッキを施すバー
リング性の優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製
造方法である。
【0010】次に、本発明について詳細に説明する。ま
ず本発明における鋼成分を限定した理由について述べ
る。Cは鋼板の組織をフェライト単相とする目的からそ
の含有量は0.01%以下とした。これは本発明が目的
とする高バーリング性には鋼板組織の影響が大きくフェ
ライト単相が有効であるとの知見に基づくものである。
添加量がこれより多くなると多くの炭化物が形成されバ
ーリング性が劣化する。
【0011】本発明で重要となる成分はMnである。前
述したように溶融亜鉛メッキ工程のような短時間の熱処
理ラインにおいてはCuの析出強化を利用することは非
常に困難である。この工程でCuの析出強化を利用する
には何らかの手段によりCuの析出促進を図る必要があ
る。本発明者らはこのような観点から研究した結果Mn
の添加がCuの析出を促進することを見いだした。本発
明者らの考察によると、Mnの添加により熱間圧延後の
転位密度、つまりCuの析出サイトが増加し、Cuの微
細析出が促進されるためと考えられる。そこでこの効果
を有効に活用するため、Mnの添加量は0.5%以上と
した。ところで、Mnはメッキ性の観点からみるとあま
り好ましい元素ではなく、その添加量が多くなると成形
時のメッキ層の剥離が生じ易くなる。そこでその添加量
の上限を1.5%とした。
【0012】Cuは固溶限以上に添加されるとε炭化物
として析出し鋼材の強度を上昇させる。この現象は従来
から知られているが、前述したように溶融亜鉛メッキ工
程のような短時間の熱処理ラインで析出強化を利用する
にはMnの添加と組み合わせる必要がある。この場合そ
の添加量は0.6%以上必要である。ところがその添加
量が増えると強度が上昇しすぎ、成形性、バーリング性
がともに劣化するためその上限を1.5%とした。
【0013】Siは固溶強化元素として用いられるがそ
の含有量が多くなると亜鉛メッキ密着不良が生じ易くな
るため0.5%以下とする。Pは固溶強化元素として用
いられるがその含有量が多くなると、メッキ層のパウダ
リング性が劣化するため0.1%以下とする。Alは溶
鋼の脱酸と添加合金元素の歩留向上のために0.01%
以上含有させるが、一方、その含有量が多くなると酸化
物系介在物の増加を招き、また前述の効果は飽和するの
で0.10%以下とする。Ti,Nbは鋼板の加工性を
劣化させる固溶炭素および固溶窒素を固定するために添
加するが、その含有量が増加すると加工性を劣化させる
ためTi:0.005〜0.15%、Nb:0.005
〜0.15%とする。
【0014】このような成分の鋼を電気炉あるいは転炉
等で溶製し、連続鋳造あるいは造塊−分塊でスラブと
し、熱片スラブを直接または加熱したのち、あるいは冷
片を再加熱して熱間圧延を施す。熱間圧延条件の仕上温
度はAr3 以上としたがこれは成形性を確保するためで
ある。Ar3 未満の温度で圧延した場合には圧延中にフ
ェライトが生成し加工性が劣化する。巻取温度は特に限
定しない。
【0015】本発明においては熱間圧延後のメッキ工程
での製造条件が亜鉛メッキ性及びCuの析出の両方の観
点から重要である。この工程では鋼板表面に溶融した亜
鉛を付着させるもので、そのためには鋼板温度を450
℃以上に加熱する必要がある。この温度以下の場合には
溶融亜鉛温度の低下を防ぐための加熱、表面への安定し
たメッキ層の付着が困難等の生産性阻害要因が生じる。
加熱方式としては、還元炉を用いる方式、オールラジア
ント方式等があるが、どのような方式によっても同じ結
果が得られる。ただし、還元炉を用いる方式の場合には
鋼板表面を十分に還元する目的から鋼板温度を550℃
以上とすることが望ましい。
【0016】また、本発明においては焼鈍温度の上限を
700℃以下としているが、この温度以上ではCuの析
出強化による強度確保が困難になるためである。図1
は、C:0.0026%、Si:0.015%、Mn:
0.8%、P:0.05%、Cu:1.3%、Al:
0.03%、N:0.002%、Ti:0.05%から
なる鋼を溶製し、熱間圧延後の冷却速度と巻取温度を変
化させた試料について、その後の溶融亜鉛メッキ工程中
で種々の温度に加熱した場合の鋼板の強度を示す。この
図から、加熱温度450〜700℃においてメッキ密着
性、強度とも満足する鋼板が得られることがわかる。ま
た、巻取温度の影響を相殺し幅方向、長手方向の材質バ
ラツキが非常に小さい鋼板の製造には、鋼板メッキ時の
焼鈍加熱温度を620℃以上680℃以下とすることが
望ましい。また、本発明は合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の
製造方法に関するものであるが、溶融亜鉛メッキ鋼板の
製造に対しても同様に用いることができる。
【0017】
【実施例】表1に示した鋼成分の供試材を表2に示した
熱延条件およびメッキ工程での焼鈍温度で処理し、得ら
れた熱延鋼板について、引張強度(TS)、降伏強度
(PS)、バーリング加工性の指標となる穴拡げ比、お
よび角筒成形時のメッキ層の剥離量から判定したパウダ
リング性等を測定した結果を表3に示す。
【0018】表3の結果から明らかのように、本発明例
ではいずれもバーリング加工性の優れた高強度合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板が製造できる。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明法によれば、低炭
素鋼にMn,Cuを適量添加し、合金化溶融亜鉛メッキ
工程での焼鈍温度を450〜700℃に特定することに
より高強度であって、しかもバーリング性の優れた合金
化亜鉛メッキ鋼板を製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱延工程での冷却速度(CR)と巻取温度(C
T)を変化させた熱延鋼板を溶融亜鉛メッキ工程で加熱
焼鈍したときの加熱温度と鋼板の引張強さ(TS)との
関係を示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/00 T 38/16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.01%以下、 Si:0.5%以下、 Mn:0.50〜1.5%、 P :0.10%以下、 Al:0.01〜0.10%、 Cu:0.60〜1.5%、 を含有し、かつ Ti:0.005〜0.15%、 Nb:0.005〜0.15% の1種または2種を含み、残部が鉄および不可避的不純
    物からなる鋼片を、Ar3 変態点以上の仕上温度で熱間
    圧延した後巻取り、酸洗を行い、得られた熱延鋼板をそ
    の後合金化溶融亜鉛メッキ工程で、焼鈍炉で450〜7
    00℃の温度に加熱する合金化溶融亜鉛メッキを施すこ
    とを特徴とするバーリング性の優れた高強度合金化溶融
    亜鉛メッキ鋼板の製造方法。
JP4880992A 1992-03-05 1992-03-05 バーリング性の優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05263145A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118073A1 (ja) 2011-02-28 2012-09-07 日新製鋼株式会社 溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼板および製造方法

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