JPH0734923B2 - 幅方向に均一なｂｈ性を有する冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス加工性とりわけ深絞り性と共に焼付け
硬化性（以下は「BH性」という）に優れていて自動車用
外板などの分野で好適に用いられる冷延鋼板製造技術に
関し、特に幅方向の前記BH性が均一な冷延鋼板の製造方
法について提案するものである。

（従来の技術） 焼付け塗装後に強度が上昇する性質、いわゆるBH性を有
する鋼板について、従来かかるBH性を制御する幾つかの
提案がある。

（イ）NbやTiなどの炭・窒化物を含まない極低炭素鋼を
対象として、箱焼鈍または連続焼鈍方法を制御すること
によって実現する方法。（「鉄と鋼−第71巻（1985
年）」85-S644） （ロ）NbをＣとの原子比較で限定した極低炭素鋼を対象
として、これを連続焼鈍時に急速冷却することにより、
所定のBH性を得る方法。（「鉄と鋼−第68巻（1982
年）」P1362） （ハ）低炭素鋼を対象とし、熱間圧延時に600℃以上の
高温巻取りを行なうという手段を経て箱焼鈍することに
より、所定のBH性を実現する方法。（西山記念講座第7
4,75回」P106−日本鉄鋼協会編） （発明が解決しようとする問題点） 上述した（イ）〜（ハ）の従来技術は、大体成分組成か
焼鈍方法の制御によって所定のBH性とするものであり、
巻取り温度について論究した（ハ）の方法以外熱間圧延
工程、特に加熱方法に着目した技術は極めて少なく、そ
のためにBH性はともかくとしても延びや絞りの面で問題
点があった。

また、上記（イ）〜（ハ）の各従来方法で製造した冷延
鋼板の場合、鋼帯（鋼板）幅方向の両エッジ部に余剰の
Ｃ、Ｎが残留しやすく、十分なBH性は確保できるものの
歪時効を起しやすい傾向がある。しかも、絞り性の向上
を目的にNbやTi等の炭・窒化物を十分に形成させた極低
炭素鋼では、熱間仕上げ圧延時、幅方向両エッジ部の冷
却速度が中心部に比べて速いため、エッジ部のみ良好な
BH性を示すが中心部では全く悪いという現象が見られ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述したような従来技術が抱える問題点に対
し、 鋼スラブの加熱パターンを工夫することによってNb,Ti
の炭・窒化物のオーステナイト中への分離固溶の促進を
図ること、仕上げ圧延終了後のストリップの水冷域を工
夫（エッジマスキング）することによってスラブ加熱中
に固溶したC,Nの適度な析出を導き幅方向におけるBH性
のむらを無くすこと、および耳のびを起因とする冷延板
の形状不良を改善すること、ひいては形状改善に伴うそ
の他の材質均一化も果すこと、 ができる手段として、 C:0.0050wt％以下、 Si:1.0wt％以下、 Mn:1.0wt％以下、 P :0.15wt％以下、 S :0.015wt％以下、 Al:0.01〜0.100wt％、 N :0.005wt％以下を含み、かつ Ti:0.010〜0.050wt％およびNb:0.004〜0.030wt％のうち
少なくともいずれか一種を含有し、残部実質的にFeの組
成になる鋼スラブを、熱間圧延に先立つ加熱に際しては
1100〜1200℃の温度域に限り加熱の速度が1.5℃/min.以
下となるように加熱し、その後熱間仕上げ圧延終了から
巻取りまでの間の冷却に際してはストリップの両エッジ
部へのマスキングを施して通板させる熱間圧延工程を経
た後、常法に従う冷間圧延、連続焼鈍を施すことを特徴
とする幅方向に均一なBH性を有する冷延鋼板の製造方法
を提案する。

なお、上記ストリップエッジ部のマスキングは、板厚3.
5mm以下の場合側縁から中心に向って少なくとも40mm多
くとも60mmの幅にわたって施すこととし、また板厚が3.
5mmを超える場合には、側縁から中心に向って少なくと
も30mm多くとも50mmの幅にたって施すこととする。

（作用） 本発明にかかる冷延鋼板の製造方法は、本発明に特有な
成分組成の鋼スラブを用意すること、および熱間圧延工
程において特徴のある加熱パターンと圧延後処理とを採
用したところに特徴がある。

以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明において鋼板素材の成分組成を上記の範囲
に限定した理由について説明する。

C:0.0050wt％以下 加工用鋼板として最も重要な値（ランクフォード値）
および延性を向上させるためには、Ｃ量は少ないほどよ
く、従ってＣ含有量は0.0050wt％（以下は単に「％」で
示す）以下、より好ましくは0.0035％以上の範囲に限定
した。Ｃが増加すると、これを炭化物として固定させる
ために多量のTi,Nbを必要とするが、その結果生成するT
iCやNbCなどの析出強化によって加工性が劣化する。

Si:1.0％以下、Mn:1.0％以下 SiおよびMnはいずれも、鋼板の強度向上に有効に寄与す
るが、過度の添加は溶接性の劣化を招くので、それぞれ
Si≦1.0％,Mn≦1.0％の範囲で添加することにした。

P:0.15％以下 ＰもSiやMnと同様に、鋼板の高強度化に有効に寄与する
が、含有量が0.15％を超えるとやはり溶接性の劣化を招
くので、0.15％以下の範囲に限定した。

S:0.010％以下 Ｓが多量に含有されるとMnやTiで固定されなくなり、熱
間圧延時における割れの発生原因となるので、Ｓ含有量
は、0.010以下の範囲に限定した。

Al:0.010〜0.10％ Alは鋼中のＯを固定して、Ｏとの結合によるTiやNbの有
効量の低下を回避するのに有効な元素であるが、0.010
％未満ではその添加効果に乏しく、一方0.10％を超えて
添加してもその効果は飽和に達するので、0.010〜0.10
％範囲とした。

N:0.0050％以下 ＮはＣと同様、多量に含有されると値や延性の劣化を
招くので、0.0050％以下の範囲に限定した。

Ti:0.010〜0.050％,Nb:0.004〜0.030％ TiおよびNbはいずれも、鋼中に固溶して深絞り性や延性
に悪影響を及ぼすＣやＮを固定し、加工性さらには耐時
効性を向上させる有用な元素である。しかしながらTi,N
bがそれぞれ、 0.010％、0.004％に満たないとＣやＮの十分な固定が難
しくて満足のいく加工性が得られず、一方0.050％,0.03
0％を超えるとTiやNbの炭・窒化物が増加してやはり加
工性の劣化を招くので、TiおよびNbはそれぞれ上記の範
囲で添加することとした。

なお、TiはNbに比べ延性向上効果にすぐれており、一方
NbはTiに比べると異方性改善の点で優れているので、両
者の複合添加が望ましい。しかしながら、Ti,Nbをそれ
ぞれ単独に添加しても、従来の箱焼鈍法で製造されてい
た低C-Alキルド鋼に比べ、はるかに良好な材質が得られ
るので単独添加でもよい。

次に熱間圧延条件について説明する。熱間圧延に先立つ
上記成分組成の鋼スラブの加熱は本発明において最も重
要なポイントであり、少くともこの条件を無視しては鋼
板幅方向に均一なBH性を示すものを得るのは難しい。

（イ）加熱パターン、特に1100〜1200℃間の加熱速度に
ついて説明する。まず、C/0.005wt％,Si/0.01wt％,Mn/
0.11wt％,P/0.009wt％,S/0.011wt％,Al/0.038wt％,N/0.
0027wt％,Nb/0.015wt％を含有する真空溶解鋼を溶製
し、分解圧延で50mm厚、幅250mmのスラブとした。次い
で、このスラブを1280℃、30分の加熱保持するのに当
り、1100℃から1200℃にまで昇温させる加熱速度を種々
変化させてみた。その後は、５パスの熱間圧延を経て90
5℃で3.5mm厚の熱延板として仕上げ、巻取り温度530℃
に相当する冷却処理を施した。この巻取りまでの冷却速
度は30℃/secとした。酸洗後、0.8mm厚まで冷間圧延
し、830℃−40sec保持の連続焼鈍を行った。

こうして得られた冷延板について、1100〜1200℃間の加
熱速度とBH量との関係を示したのが第１図である。図中
のBH量は板幅中心におけるサンプルについて２％歪、17
0℃,20minの焼付け相当の熱処理をした場合の処理前後
における降伏点上昇量である。

この図から判るように、スラブ加熱時、1100〜1200℃の
間の速度が1.5℃/min.以下になると、炭・窒化物のオー
ステナイトへの固溶が促進されて固溶Ｃが残留しにくく
なり、BH性の劣化が起る。なお、加熱温度域の上・下限
を設けたのは、1100℃以下に徐加熱を行っても炭・窒化
物の溶解が進行しにくくBH性が得られないからであり、
また1200℃以上では徐加熱か生産性の低下をもたらし不
利となるからである。

（ロ）次に、本発明において、仕上げ圧延終了から巻取
りまでの間、ストリップの両エッジ部の水冷を阻止（マ
スキング）する理由について説明する。

上記（イ）で述べたのと同じ成分組成の鋼スラブを、転
炉から出鋼し、1260℃−1h保持するに当り、1100℃から
1200℃の加熱速度を１℃/min.とし、900℃で圧延を終了
して630℃で巻取った。得られた冷延板は板厚２〜4.5m
m,幅1000mm,で、マスキングは側縁から中心に向って最
高70mmの幅について行い、そして焼鈍後の冷延板（板厚
0.7mm）について、側縁から15mm,45mm,60mm,75mm,90mm
の部分からJIS5号試験片を採取してBHとAIを測定した。
その結果を第２図に示すが、マスキングが40mm未満では
エッジ近傍のBH性は十分であるものの、AI＞3kg/mm²あ
り時効性がある。マスキングが60mmを越えると、マスキ
ング部と水で冷却している部分の境界近傍であるエッジ
から105〜135mmの付近でBHが急激に低下する。エッジか
ら105〜135mm程度の領域は、通常の水スプレーによる強
制冷却の場合には中心部と同様に良好なBH性を有する
が、マスキングが60mmを越えると、この位置の冷却速度
が遅くなり、固溶Ｃの析出が進行し、BHが得られなくな
るものと推定される。

第３図は、板厚とマスキング幅との関係を調べたもので
あるが、板厚が3.5mmを境として、効果的なマスキング
幅が異なることが判った。即ち、板厚が3.5mm以下では
マスキング好適範囲は側縁から少なくとも40mm多くとも
60mmであるが、板厚3.5mm以上では好適範囲の幅は30〜5
0mmになる。この板厚によって差が生じる理由は、第４
図に示すように、熱延板の耳伸び高さに差があることに
起因しており、それは板厚の差により冷却歪が異なるた
めと考えられる。

なお、かような仕上圧延終了から巻取りまでの水冷の際
に行うマスキングの具体的な手段としては、従来公知の
水冷阻止手段であればいかなる手法をも用いることがで
きる。例えば特開昭57-165114号公報なかでも第２図に
開示されているように、ストリップの上部及び下部のそ
れぞれに邪魔板を設置して、この邪魔板により通板中の
ストリップの両エッジ部に向かう冷却水を遮ることのは
好適である。

また、上述した熱間圧延を施した鋼板の仕上げ温度は、
Ar₃点以上（870〜900℃）が一般的であるが、フェライ
ト域である700℃程度まで下げても材質劣化は小さい。
巻取り温度も特に限定する必要はなく、600℃以下の低
温巻取りを行っても材質は良好となる。該鋼板は、デス
ケーリング、冷間圧延を施して、冷延鋼板となる。冷延
圧下率は特に限定するものではないが、絞り性向上のた
めには圧下率60％以上が好ましい。連続焼鈍条件は、再
結晶温度以上であればよく、加熱冷却条件は特に限定す
る必要はない。なお箱焼鈍法では、Nb,Tiの炭・窒化物
の再析出が進行しBH性が得られない。

（実施例） 表１に示す３鋼種を転炉で溶製し,RH脱ガス後連続鋳造
してスラブを得た。このスラブを表２に挙げた加熱条件
で1270℃に保持してから熱間圧延した。（仕上げ温度:8
90℃）そのときの仕上げ板厚、巻取り（640℃）するま
でに邪魔板により行うマスキング幅（mm）を併せて示し
た。

上記スラブは0.7mmまで冷間圧延し、835℃−30secの連
続焼鈍を施した。このとき加熱速度は４℃/sec、室温ま
での平均冷却速度は６℃/secである。0.5％調質圧延後
の機械的性質をエッジ（側縁）から15mmの位置、100mm
の位置、および中心部からサンプルを取り調べた。

その結果を表３に示すが、本発明鋼板（No1,No5〜９、N
o13〜16）は、BHその他の機械的性質が幅方向で均一で
ある。ところが、本発明法以外で製造したNo2,No10の場
合、スラブ加熱速度が早すぎて中心部のBH性が得られて
いない。また、No3,No11はマスキング量が少ない例であ
るが、側縁から15mm,100mmの位置でAIが高すぎ耐時効性
が悪い。さらに、No4,No12はマスキング量が大きい例で
あるが、100mmの位置でのBH性が劣っている。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、鋼板幅方向におけ
る均一なBH性が確保できると共に形状、不良、材質不均
一が無くなるので、コイルの歩留を向上させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、BH性とスラブ加熱温度との関係を示すグラ
フ、 第２図は、板幅方向の各位置におけるBH,AIに及ぼすマ
スキング量（mm）の影響を示すグラフ、 第３図は、熱延板厚とマスキング量との関係に及ぼすB
H,AIの影響を示すグラフ、 第４図は、コイルの耳のび高さとマスキング量との関係
を示すグラフである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−39766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−31827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−38337（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−2249（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】C:0.0050wt％以下、 Si:1.0wt％以下、 Mn:1.0wt％以下、 P:0.15wt％以下、 S:0.015wt％以下、 Al:0.01〜0.100wt％、 N:0.005wt％以下を含み、かつ Ti:0.010〜0.050wt％およびNb:0.004〜0.030wt％のうち
   少なくともいずれか一種を含有し、残部実質的にFeの組
   成になる鋼スラブを、熱間圧延に先立つ加熱に際しては
   1100〜1200℃の温度域に限り加熱の速度が1.5℃/min以
   下となるように加熱し、その後熱間仕上げ圧延終了から
   巻取りまでの間の冷却に際してはストリップの両エッジ
   部への水冷を阻止するマスキングを施して通板させる熱
   間圧延工程を経た後、常法に従う冷間圧延、連続焼鈍を
   施すことを特徴とする幅方向に均一なBH性を有する冷延
   鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】上記ストリップエッジ部のマスキングは、
   板厚3.5mm以下の場合側縁から中心に向って少なくとも4
   0mm多くとも60mmの幅にわたって施すことを特徴とする
   特許請求の範囲１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】上記ストリップエッジ部のマスキングは、
   板厚が3.5mmを超える場合側縁から中心に向って少なく
   とも30mm多くとも50mmの幅にわたって施すことを特徴と
   する特許請求の範囲１に記載の製造方法。