JPH0657336A - 高加工用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

高加工用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH0657336A
JPH0657336A JP23772092A JP23772092A JPH0657336A JP H0657336 A JPH0657336 A JP H0657336A JP 23772092 A JP23772092 A JP 23772092A JP 23772092 A JP23772092 A JP 23772092A JP H0657336 A JPH0657336 A JP H0657336A
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JP
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hot
steel
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JP23772092A
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English (en)
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Yoshiharu Namita
波田芳治
Takafusa Iwai
岩井隆房
Yoshinobu Omiya
大宮良信
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 深絞り性、伸びフランジ性等の加工性に優
れ、45kgf/mm2以上の高強度の合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を溶融亜鉛めっきラインを用いて製造する。 【構成】 C≦0.0050%、Si≦0.5%、Mn≦
2.0%、P≦0.10%、S≦0.010%、Al:0.0
05〜0.10%、N≦0.0040%、Cu:0.5〜2.
5%、Ni:0.2〜1.5%を含有し、更にTi:0.01
〜0.10%及びNb:0.005〜0.06%のうちの1
種又は2種を含み、必要に応じてB:0.0005〜0.
0020%を含み、残部がFe及び不純物からなる鋼を
溶製してスラブとし、常法にて加熱し、仕上温度をAr3
点以上で熱間圧延を終了した後、平均冷却速度30℃/
sec以上にて冷却し、巻取温度720℃以下にて巻取
り、次いで酸洗、冷間圧延を行い、連続焼鈍にて750
℃以上の温度で再結晶焼鈍を施した後、引続き、溶融亜
鉛めっきラインにて、均熱温度500〜650℃にて3
0秒以上の加熱、めっき処理、500〜650℃にて3
秒以上の合金化処理を施すことにより、高加工用高強度
合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の成形を伴う主と
して自動車用鋼板に関して、最近、要求の高い引張強さ
45kgf/mm2以上の高強度でも良好な加工性を有する合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、引張強さ45kgf/mm2以上の高強
度冷延鋼板を提供する方法としては、ベイナイト、マル
テンサイトなどの硬質相とフェライト組織からなる複合
組織鋼板(例えば、特公昭57−61819号)や、極低
炭素又は低炭素Alキルド鋼にP、Mnを添加した鋼板
(例えば、特公昭59−20733号、特公昭60−4
7328号)などが提案されている。
【0003】しかしながら、そのような複合組織鋼板
は、高強度が得られ易いものの、深絞り性(r値)、伸び
フランジ性(穴拡げ率)が充分でない。また、P、Mnな
どの固溶強化による方法で得られる鋼板は、深絞り性は
得られるものの、引張強さは45kgf/mm2が上限であ
る。
【0004】一方、高r値を有する引張強さ45kgf/m
m2以上の冷延鋼板の製造方法として、例えば、特開昭6
4−4429号では、Ti、Nbを添加した極低炭素鋼に
更にCuを添加した技術が開示されているが、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を対象としていないため、その特性は
不明である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】最近、自動車の燃費向
上、安全対策などの観点から鋼板の薄手化と高強度化、
車体の長寿命の観点から表面処理鋼板の採用が高まって
いる。しかしながら、高強度化に伴い深絞り性、伸びフ
ランジ性は劣化することがこれまでに知られており、高
強度と上記加工性を兼備した鋼板の製造は困難である。
最近では表面処理鋼板、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の採用が高くなり、この分野での製品開発が要求されて
いる。
【0006】この点、前述のように、従来のTi、Nb添
加極低炭素鋼にCuを添加し、Cuの時効硬化を利用した
冷延鋼板の製造方法が提案されているが、溶融亜鉛めっ
きラインにてCuの時効硬化を生じさせ、高加工性高強
度鋼板を製造する場合、時効硬化に必要な時間がないた
め、目標とする高強度を得ることが困難である。したが
って、めっきラインにて高加工性で高強度を得る方法が
課題となっている。
【0007】本発明は、かゝる要求に応えるべく、深絞
り性、伸びフランジ性等の加工性に優れ45kgf/mm2
上の高強度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を溶融亜鉛めっ
きラインを用いて製造し得る方法を提供することを目的
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、高加工性と引張
強さ45kgf/mm2以上(特に50〜65kgf/mm2)の高強
度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得るためには、
Ti、Nbを添加した極低炭素鋼とCu添加を利用し、か
つ熱処理条件を規制することにより可能であるとの知見
を得て、ここに本発明を完成したものである。
【0009】すなわち、本発明は、C≦0.0050
%、Si≦0.5%、Mn≦2.0%、P≦0.10%、S
≦0.010%、Al:0.005〜0.10%、N≦0.0
040%、Cu:0.5〜2.5%、Ni:0.2〜1.5%を
含有し、更にTi:0.01〜0.10%及びNb:0.00
5〜0.06%のうちの1種又は2種を含み、必要に応
じて更にB:0.0005〜0.0020%を含み、残部
がFe及び不純物からなる鋼を溶製してスラブとし、常
法にて加熱し、仕上温度をAr3点以上で熱間圧延を終了
した後、平均冷却速度30℃/sec以上にて冷却し、巻
取温度720℃以下にて巻取り、次いで酸洗、冷間圧延
を行い、連続焼鈍にて750℃以上の温度で再結晶焼鈍
を施した後、引続き、溶融亜鉛めっきラインにて、均熱
温度500〜650℃にて30秒以上の加熱、めっき処
理、500〜650℃にて3秒以上の合金化処理を施す
ことを特徴とする高加工用高強度合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法を要旨としている。
【0010】
【作用】
【0011】以下に本発明の詳細について説明する。ま
ず、本発明における鋼の化学成分の限定理由について説
明する。
【0012】C:Cは高強度でも加工性に影響を及ぼす
元素であり、深絞り性、伸びフランジ性を優れたものに
するには、極力少なくする必要がある。C量が増すと前
記の加工性が劣化するばかりか、Cを固定するTi、Nb
量が増し、コストアップとなるため、C量は0.005
0%以下とする。
【0013】Si:Siは加工性を損なわずに強度を高め
る元素であるが、過度の添加は溶融めっき性や熱延鋼板
での酸洗性の劣化を招くため、0.5%以下とする。
【0014】Mn:Mnは熱間圧延時のSによる熱間脆性
を防止するために添加する。しかし、過度の添加は加工
性の劣化や精錬コストの増加を招くため、2.0%以下
とする。
【0015】P:Pは深絞り性を損なわずに強度を高め
る元素として、その必要強度に応じて添加することがで
きる。しかし、過度の添加は鋼板の二次加工脆性を生じ
るため、0.10%以下とする。
【0016】S:Sは加工性、特に伸びフランジ性に影
響を及ぼす元素である。S量が多いと介在物が増し、清
浄性が悪くなり、伸びフランジ性が劣化する。このた
め、S量は0.010%以下とするが、好ましくは0.0
010〜0.0050%である。
【0017】Al:Alは脱酸調整のために0.005%
以上添加するが、過度の添加はアルミナ系介在物を増
し、特に伸びフランジ性の劣化を生じるため、上限を
0.10%とする。
【0018】N:Nは深絞り性を高めるためには低いほ
ど好ましいので、0.0040%以下とする。
【0019】Cu:Cuは本発明における重要な必須元素
であり、ε−Cuの析出を利用して目標とする高強度を
得るために添加する。しかし、0.5%未満ではε−Cu
の析出が少なく目標強度が得られず、また2.5%を超
える過度の添加は深絞り性、伸びフランジ性の劣化を招
くため、Cu量は0.5〜2.5%の範囲とする。
【0020】Ni:Niは熱間圧延時のCuによる熱間脆
性を防止するために添加する。Cu添加量に応じて添加
するが、0.2%未満では効果が得られなく、また1.5
%を超えるとその効果が飽和するばかりかコスト高とな
るため、Ni量は0.2〜1.5%の範囲とする。
【0021】Ti、Nb:Ti、Nbは、いずれも鋼中の
C、Nを固定して深絞り性と歪時効性を向上させるため
に、Ti:0.01〜0.10%、Nb:0.005〜0.06
%にて1種又は2種添加する。いずれも、下限以下では
固溶C、N量が多量に残り、上記特性が得られない。ま
た上限以上では効果が飽和するばかりか、コスト高とな
るので好ましくない。
【0022】B:Bは結晶粒界に偏析し、鋼板の耐二次
加工脆性を向上させる効果があり、必要に応じて添加す
ることができる。添加する場合、0.0005%未満で
はその効果がなく、しかし余りに多いと深絞り性の劣化
や焼鈍温度の上昇を招くため、上限を0.0020%と
する。
【0023】次に製造条件を規定した理由について述べ
る。
【0024】〈スラブ加熱温度〉上記化学成分を有する
鋼は、常法により溶製し、スラブとして熱間圧延を行
う。スラブ加熱温度は特に規定するものではなく、11
50℃以上あれば良い。更に、深絞り性を高める場合は
1000〜1100℃の低温加熱を行っても良い。また
スラブを加熱炉を通さず圧延する直接熱間圧延及び室温
まで冷却せずに加熱圧延するホットチャージ圧延を行っ
てもよい。
【0025】〈仕上温度〉但し、熱間圧延の仕上温度は
Ar3点以上とする。Ar3点未満では、熱延鋼板での結晶
粒の粗大化を招くと共に加工組織となり、最終製品での
深絞り性が劣化する。なお、仕上温度がAr3点+50℃
の範囲であると、特に熱延鋼板での結晶粒が細粒化し、
深絞り性の改善が図れるので望ましい。
【0026】〈冷却速度〉極低炭素鋼は結晶粒が成長し
易いため、熱延仕上げ後の冷却が遅いと粗大粒となり、
深絞り性の劣化や材質の異方性が悪くなる。結晶粒の細
粒化を図るためには冷却速度は速い方がよく、巻取りま
での平均冷却速度を30℃/sec以上とする。これより
遅い冷却速度では結晶粒が大きくなり、深絞り性や異方
性に劣るので好ましくない。
【0027】〈巻取温度〉巻取り後熱延コイル状態では
巻取温度によりε−Cuの析出状態が異なるため、得ら
れる強度も異なる。しかし、冷間圧延後、750℃以上
にて再結晶焼鈍を行う本発明では、焼鈍時にε−Cuの
再固溶が生じるためか、焼鈍及び合金化めっき後の強度
は巻取温度による影響を殆ど受けない。このため、本発
明における巻取温度は、熱延後に行われる酸洗性を損わ
ない720℃以下とする。通常は500〜700℃であ
り、必要な場合は室温まで冷却して巻取ってもよい。巻
取られたコイルは常法に従い酸洗によるスケールの除去
を行い、冷間圧延に供する。
【0028】〈冷間圧延率〉冷間圧延率は特に規定する
ものではないが、50%以上、好ましくは70〜85%
で、高冷延率になるにつれ深絞り性は向上する。
【0029】〈連続焼鈍〉冷間圧延後、連続焼鈍を行う
が、本発明では、この連続焼鈍は溶融亜鉛めっきライン
以外で行う再結晶焼鈍である。溶融亜鉛めっきラインに
て再結晶焼鈍を行うとε−Cuの析出に必要な時間がな
いため、目標とする高強度が得られない。このため、再
結晶焼鈍は溶融亜鉛めっきラインに先立って連続焼鈍に
て行う。その際、深絞り性確保のために焼鈍温度は75
0℃以上とする。焼鈍後は室温までの冷却或いは通常行
われている450℃以下での過時効処理のいずれでも良
い。なお、この連続焼鈍条件ではε−Cuの析出は殆ど
ない。
【0030】〈溶融亜鉛めっきライン〉溶融亜鉛めっき
ラインでは、ε−Cuの析出による高強度化と合金化溶
融亜鉛めっきを行う。ε−Cuの析出はめっき前の均熱
とめっき後の合金化処理温度を利用するもので、均熱は
500〜650℃(板温)にて30sec以上、合金化処理
は500〜650℃(板温)にて3sec以上(通常は3〜2
0sec)を必要とする。いずれも、温度が上記範囲外では
ε−Cuの析出を短時間で析出できなく、目標とする高
強度が得られず、合金化処理温度が500℃未満では合
金化が困難となり製品とならない。また、処理時間につ
いても上記下限以下では上述の理由により高強度が得ら
れない。なお、処理時間については、均熱処理と合金化
処理の合計が30秒以上を必要とする。この後、必要に
より、調質圧延を施してもよい。
【0031】以上の製造条件により、引張強さ50kgf
/mm2以上の高強度と深絞り性(r値≧1.4)、伸びフラ
ンジ性(穴拡げ率≧100%)の優れた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板をライン内にて製造することが可能である。
【0032】次に本発明の実施例を示す。
【0033】
【実施例】
【0034】表1に示す化学成分の鋼(No.5を除く)に
ついて、実験室にて溶解して得たスラブを表2に示す条
件で熱間圧延、冷却、巻取り処理を行い、3.2mm厚の
熱延鋼板とした。酸洗後、この鋼板を0.8mm厚まで冷
間圧延を行った後、表2に示す条件で連続焼鈍炉による
再結晶焼鈍と溶融亜鉛めっき炉によるCuの析出とめっ
き及び合金化処理を兼ね合せた熱処理を施した。得られ
た鋼板の引張特性、深絞り性(r値)、伸びフランジ性
(穴拡げ率)、耐二次加工脆性などの調査結果を表3に
示す。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】その結果、本発明鋼No.1〜No.4は、5
0kgf/mm2以上の高強度で深絞り性、伸びフランジ性に
優れ、−30℃での二次加工脆性においても縦割れの発
生はみられなかった。なお、鋼No.4のB添加鋼では−
60℃でも縦割れの発生はみられず、耐二次加工性は更
に優れていた。これに対し、本発明範囲外の成分鋼であ
る比較鋼No.6〜No.12においては、上記特性のいず
れかが劣り、目的とする鋼板が得られないことが明らか
である。
【0039】また、本発明範囲の化学成分を有する鋼N
o.1について製造条件の影響を調べた。各鋼(1A〜1
H)とも、化学成分は表1に示すように鋼No.1と同じ
であるが、製造条件は表2に示すように変えた。試験結
果を表3に併記する。
【0040】表3より明らかなように、鋼1A、1B
は、仕上温度、冷却速度が本発明範囲外であるため深絞
り性に劣り、鋼1Cは巻取温度が高すぎるため酸洗性に
劣る。鋼1Dは溶融亜鉛めっき炉にて高温の再結晶焼鈍
を行ったため、Cuの固溶が生じ、ε−Cuの析出が殆ど
なく目標強度が得られていない。鋼1Eは連続焼鈍での
温度が低いため、再結晶組織とならず、深絞り性、伸び
フランジ性が共に皆無である。鋼1F、1Gは均熱温
度、時間が本発明範囲外であるために目標強度が得られ
ていない。鋼1Hはすべての機械的性質を満足するもの
の、合金化温度が低いため、合金化処理が殆どできなか
った。
【0040】次に、表1に示す化学成分を有する本発明
鋼No.5を転炉で溶製し、表1に示す条件にて実機製造
した。熱間圧延、冷間圧延での板厚は前述と同じであ
り、めっき目付量は表裏面とも45g/m2である。各特
性の調査結果を表3に併記するが、前述の本発明鋼と同
様、加工性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板が
得られた。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
深絞り性、伸びフランジ性等の加工性の優れた引張強さ
45kgf/mm2以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を連続焼
鈍ライン及び溶融亜鉛めっきラインを用いて製造できる
ので、非常に安価に提供可能となるものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C23C 2/28

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、C≦0.005
    0%、Si≦0.5%、Mn≦2.0%、P≦0.10%、
    S≦0.010%、Al:0.005〜0.10%、N≦0.
    0040%、Cu:0.5〜2.5%、Ni:0.2〜1.5%
    を含有し、更にTi:0.01〜0.10%及びNb:0.0
    05〜0.06%のうちの1種又は2種を含み、残部が
    Fe及び不純物からなる鋼を溶製してスラブとし、常法
    にて加熱し、仕上温度をAr3点以上で熱間圧延を終了し
    た後、平均冷却速度30℃/sec以上にて冷却し、巻取
    温度720℃以下にて巻取り、次いで酸洗、冷間圧延を
    行い、連続焼鈍にて750℃以上の温度で再結晶焼鈍を
    施した後、引続き、溶融亜鉛めっきラインにて、均熱温
    度500〜650℃にて30秒以上の加熱、めっき処
    理、500〜650℃にて3秒以上の合金化処理を施す
    ことを特徴とする高加工用高強度合金化溶融亜鉛めっき
    鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記鋼が更にB:0.0005〜0.00
    20%を含む請求項1に記載の方法。
JP23772092A 1992-08-13 1992-08-13 高加工用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH0657336A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6316127B1 (en) 1999-04-27 2001-11-13 Kobe Steel, Ltd. Galvanized steel sheet superior in ductility and process for production thereof
KR100617807B1 (ko) * 2004-12-27 2006-08-30 현대하이스코 주식회사 도금 부착성이 뛰어난 변태유기소성강의 합금화 용융아연도금강판 제조방법
US8864044B2 (en) 2009-03-31 2014-10-21 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Carbon dioxide coating method and device therefor

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KR100617807B1 (ko) * 2004-12-27 2006-08-30 현대하이스코 주식회사 도금 부착성이 뛰어난 변태유기소성강의 합금화 용융아연도금강판 제조방법
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