JPH0737659B2

JPH0737659B2 - プレス成形時の耐バリ性、絞り性に優れた冷延鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0737659B2
Application number: JP2239119A
Authority: JP
Inventors: 良男石井; 松男臼田; 力藤井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH04120242A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は鋼板でプレス加工した時に鋼板の端面に発生す
るバリを少なくするようにし、かつ絞り性を良好にした
冷延鋼板およびその製造方法に関するものである。

（従来の技術）冷延鋼板を自動車内板、外板に成形するためにはプレス
加工が広く採用されている。このプレス加工を行なう
際、鋼板端面に発生するバリが注目されている。

即ち、第２図に示すような工具を用いて鋼板を打ち抜き
せん断加工すると、鋼板の端面は第３図に示すような断
面形状となるが、この時、端面の下部（第３図のＢ部）
に生じた突起物をバリと称している。

一般に自動車の車体を製造する際には、先ず鋼板を所定
の部品に成形するために絞り、せん断、曲げからなる数
工程のプレス加工が行なわれる。得られた成形品は、そ
の後接合および塗装の各工程を経て車体に組み付けられ
る。そこで、せん断加工時に発生したバリを部品に残し
た状態で塗装した場合、バリ部分には塗膜が十分に付か
ないため、この部分から錆が発生して自動車の寿命を縮
める原因となる。

従って、バリを小さくすることが自動車の防錆対策上の
大きな課題となっているが、従来はバリを小さくする加
工技術、或いはバリを除去する方法が大部分である。プ
レス加工技術ではクリアランス、せん断速度、打抜き回
数、刃物の材質等の検討がなされているが、これでも十
分な対策ではない。即ちバリを除去する方法については
あまり有効な手段はなく、機械作業および入力によるバ
リ取り作業を行なっているのが実状であり、プレス工程
を増やし非常に手間がかかるという問題が生じている。
このため、耐バリ性を良好にする冷延鋼板およびその製
造方法については、例えば特開平1-255626号公報があ
る。

（発明が解決しようとする課題）近年、自動車用鋼板は車体重量軽減や安全性向上の観点
から、高強度鋼板の使用が進んでいるが、内板および外
板に適用する場合にはプレス成形性として絞り性が要求
されている。この場合、絞り性の指標である値が1.5
以上あれば絞り用途に十分使える見通しが立っている。

このため本発明者等はさらに絞り性を付与する問題を解
決すべく、耐バリ性の良好さを維持すると共に絞り性に
も有効な化学成分および鋼板表層部の硬質化について研
究を重ね、P,S,Ti,Nbの適正量を導き、さらには鋼板表
層部に塑性歪を付与することにより、容易に耐バリ性お
よび絞り性に優れた冷延鋼板を製造し得ることを見いだ
し、本発明を完成させるに至った。

（課題を解決するための手段）本発明の要旨は重量％で、C :0.10％以下、Si:0.5％以
下、Mn:0.05〜1.0％、P :0.15％以下、S :0.05％以下、
Al:0.01〜0.07％、Ti:0.005〜0.20％、0.10％≦Ｐ＋Ｓ
≦0.17％に、必要によりNb:0.002〜0.20％、B:0.001％
以下の１種または２種を含み、残部Feおよび不可避的不
純物よりなり、板厚の15％以内までの表層部の平均硬度
がHv＝135〜200であり、かつその内部平均硬度がHv＝10
0〜130であることを特徴とするプレス成形時の耐バリ性
および絞り性に優れた冷延鋼板である。

さらに本発明は重量％で、C :0.10％以下、Si:0.5％以
下、Mn:0.05〜1.0％、P :0.15％以下、S :0.05％以下、
Al:0.01〜0.07％、Ti:0.005〜0.20％、0.10％≦Ｐ＋Ｓ
≦0.17％に、必要によりNb:0.002〜0.20％、B:0.001％
以下の１種または２種を含み、残部Feおよび不可避的不
純物よりなる鋼片を製造し、該鋼片を仕上温度800℃以
上、捲取り温度750℃以下で熱間圧延を行ない、続いて
冷間圧延を行ない、箱焼鈍または連続焼鈍で再結晶焼鈍
を施した400℃以下の鋼板の表層部に１〜４％の塑性歪
を与えることを特徴とするプレス成形時の耐バリ性およ
び絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法である。

（作用）本発明の詳細を以下に説明する。

本発明の冷延鋼板は鋼板の表層部に塑性歪を付加させる
ことにより、表層部が硬化し、せん断時のクラックの発
生を早めに起こさせると共に、地鉄内のＰによる硬質化
およびＳによる介在物によりクラックの伝播性を向上さ
せることにより、せん断時のバリを低減させ、かつ表層
部は硬化するのに対して地鉄内層部は硬化されないこと
によりプレス成形性を損なわないこと、また化学成分と
してTiを添加し、絞り性を付与せしめたことを特徴とす
る鋼板である。

本発明では、第１図に示すように板厚の15％以内までの
表層部平均硬度をHv＝135〜200とし、その内部平均硬度
をHv＝100〜130に限定する。

以下その限定理由について述べる。

通常プレス加工に供される冷延鋼板の特性を種々変化さ
せた鋼板を使用して、せん断打抜き加工時のバリに及ぼ
す鋼板特性の影響を調査した。この場合、バリのでない
鋼板の要求特性として、通常プレス加工に供される冷延
鋼板でクリアランス＝片側30％で、バリ高さ50μｍ以下
（現行材100μｍ）が目標である。

この発明において、板厚の15％以内までの表層部平均硬
度をHv＝135以上にしたのは、表面を硬質化してせん断
加工時のクラックの発生を早めると共に、バリ高さを50
μｍ以下にするためである。他方、表層部平均硬度の上
限をHv＝200にしたのは、表面をこれにより硬質化する
とプレス成形性を損なう恐れがあるからである。

また、内部平均硬度をHv＝100以上にしたのは、これ未
満の硬度ではせん断加工時のバリ高さが50μｍを超える
からである。他方、内部平均硬度の上限をHv＝130にし
たのは、これより硬質化するとプレス成形性は損なう恐
れがあるからである。

次いで成分の限定理由について述べる。

Ｃが0.10％を超える場合は溶接性が悪化するため、Ｃ量
を0.10％以下にする必要がある。

Siは、多くなると硬化して加工性が劣化するので、0.5
％以下にする必要がある。

Mnは、値を劣化させるので、1.0％以下にする必要が
ある。また下限はＳ熱間脆性を防止するために0.05％以
上とする。

Ｐは0.150％を超えると硬化して加工性が劣化するで0.1
50％未満にする必要がある。

Ｓは0.05％を超えると加工性を劣化させるので、0.05％
以下が良い。

Alは非時効化に必要な元素であるが、0.01％未満ではそ
の効果が期待できないため0.01％以上必要である。しか
し多量になると硬質化しプレス成形性が損なわれるので
0.07％以下とする。

Tiはプレス成形性を向上させる元素であるが、0.005％
未満では効果が期待できないので0.005％以上とし、多
量に含まれると析出強化要素が大きくなり材質の低下を
招くので0.20％以下とする。

0.10％≦Ｐ＋Ｓ≦0.17％に限定した。

これは0.10％未満ではバリ高さ低減の効果が期待できな
いため、また0.17％を超えると材質の特性が低下し、加
工性が劣化するためである。

なお、本発明の冷延鋼板の絞り性をさらに向上させるに
はNbが有効であり、その場合は、0.002〜0.20％が望ま
しい。この場合、0.002％未満では効果が期待できない
ので0.002％以上とし、0.20％を超えると効果が期待で
きないので、Nb量を0.20％以下とする。

また、本発明の冷延鋼板の耐２次加工性を要求される場
合には、Ｂを0.001％以下が望ましい。この場合、多量
に含有すると硬質化し、材質が低下するため0.001％以
下とする。

以上のような成分組成の鋼は連続鋳造法によって製造さ
れ熱間圧延工程に送られるが、熱間圧延の仕上温度を80
0℃以上としたのは、それ未満であると材質劣化が大き
く加工性が低下するためである。なお、好ましくは1000
℃以下がよい。捲取り温度を750℃以下としたのは、そ
れを超えると材質劣化が大きく加工性が低下するため限
定した。なお、好ましくは400℃以上でよい。

次いで脱スケール後に冷間圧延を行なうが、圧下率は高
い程絞り性の向上に好ましく75％以上が望ましい。次に
焼鈍の焼鈍方式は箱焼鈍法または連続焼鈍法で行なう
が、２次加工性の向上に対して、連続焼鈍法の方がより
好ましい。また焼鈍温度は再結晶温度以上にすることが
深絞り性の確保のために必要である。焼鈍後の冷却は、
いかなる方式（ガスジェット方式、気水方式、ロール冷
却方式、水焼入れ方式）でもかまわない。

本発明では、鋼板に耐バリ性を向上させるために積極的
な塑性歪の導入を行なうが、その値を１〜４％としたの
は、１％未満では耐バリ性が向上しないし、４％を超え
ると加工性が劣化するためである。更に、400℃以下で
塑性歪を付与する理由は、その温度を超えると耐バリ性
が向上しないためである。なお、好ましくは、常温以上
で350℃以下がよい。

以上のように本発明によれば第４図に示すようにせん断
後、板端面のバリの極めて小さい、かつ絞り性のよい鋼
板を提供することができる。

（実施例）本発明の実施例を比較例とともに説明する。

第１表に示すような成分を連続焼鈍で溶製し、スラブ温
度1150℃以上、仕上温度900〜910℃で捲取り温度550〜7
00℃で熱間圧延した。酸洗、冷間圧延した後、箱焼鈍
（680〜700℃×16時間）、連続焼鈍（均熱800℃×１
分）、過時効処理（300℃×５分）をそれぞれ施し、ス
キンパスで塑性歪を0.8〜6.0％付与した。

得られた鋼板の化学成分値を第１表に示し、打抜き加工
時のバリ高さおよび絞り性の指標である値の測定結果
を第２表に示すが、本発明の冷延鋼板の実施例（供試鋼
１〜10）は比較例（供試鋼11〜19）に比べて、耐バリ
性、絞り性が向上している。なお、比較例の供試鋼11,1
2はＰ＋Ｓの値を満たしておらず、バリ高さを満足して
いない。供試鋼13,15,17はＰ＋Ｓの値を満たしている
が、塑性歪を満たしていないため、バリ高さが満足して
いない。供試鋼14,16,18はＰ＋Ｓの値を満たしており、
またバリ高さも満足しているが、値を満足していな
い。供試鋼19はＰ＋Ｓを超えており、バリ高さは満足し
ているが、値を満足していない。

（発明の効果）本発明によれば、本発明の冷延鋼板は、耐バリ性および
絞り性を確実に向上さすことができ、自動車内板、外板
の端面防錆が改善され、自動車の寿命を大幅に向上する
ことができると共に、プレス成形性も格段に向上させる
ことができ、工業的に実用価値が大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は硬度差が板厚内で分布を持つ模式図、第２図は
せん断（打抜き）加工の方法を示す説明図、第３図は従
来鋼のせん断後板端のバリ形態を示す模式図、第４図は
本発明鋼のせん断後板端のバリ形態を示す模式図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−163318（ＪＰ，Ａ) 特開平２−197549（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−76848（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、 C :0.10％以下、 Si:0.5％以下、 Mn:0.05〜1.0％、 P :0.15％以下、 S :0.05％以下、 Al:0.01〜0.07％、 Ti:0.005〜0.20％、 0.10％≦Ｐ＋Ｓ≦0.17％、残部Feおよび不可避的不純物よりなり、板厚の15％以内
までの表層部の平均硬度がHv＝135〜200であり、かつそ
の内部平均硬度がHv＝100〜130であることを特徴とする
プレス成形時の耐バリ性および絞り性に優れた冷延鋼
板。
【請求項２】重量％で、 Nb:0.002〜0.20％、を含むことを特徴とする請求項１記載のプレス成形時の
耐バリ性および絞り性に優れた冷延鋼板。
【請求項３】重量％で、 B:0.001％以下を含むことを特徴とする請求項１記載のプレス成形時の
耐バリ性および絞り性に優れた冷延鋼板。
【請求項４】重量％で、 C :0.10％以下、 Si:0.5％以下、 Mn:0.05〜1.0％、 P :0.15％以下、 S :0.05％以下、 Al:0.01〜0.07％、 Ti:0.005〜0.20％、 0.10％≦Ｐ＋Ｓ≦0.17％、必要によりNb:0.002〜0.20％、B:0.001％以下の１種ま
たは２種を含み、残部Feおよび不可避的不純物よりなる
鋼片を製造し、該鋼片を仕上温度800℃以上、捲取り温
度750℃以下で熱間圧延を行ない、続いて冷間圧延を行
ない、箱焼鈍または連続焼鈍で再結晶焼鈍を施した400
℃以下の鋼板の表層部に１〜４％の塑性歪を与えること
を特徴とするプレス成形時の耐バリ性および絞り性に優
れた冷延鋼板の製造方法。