JPH0768585B2

JPH0768585B2 - 深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0768585B2
Application number: JP63177777A
Authority: JP
Inventors: 和俊国重
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0230719A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、深絞り性に優れた冷延鋼板、具体的には、高
ランクフォード値（ｒ値）の冷延鋼板を製造する方法に
関する。

（従来の技術）冷延鋼板は、連続熱間圧延により得られた熱延鋼板を素
材とし、これを冷間圧延、次いで再結晶焼鈍を施して製
造されており、自動車、家電製品、等の外装材などの加
工性が要求される分野に多く使用されている。

冷延鋼板の加工性は、素材の熱延鋼板の特性に大きく依
存している。このために、近年、深絞り性に優れた冷延
鋼板を得るために、熱延段階における製造条件に関する
検討が行われている。

例えば、特開昭58−133325号公報には、Ｃが0.0045wt％
以下の極低炭素鋼を、特定の条件で熱間圧延する深絞り
性に優れた冷延鋼板の製造方法が開示されている。しか
し、この発明では、加工性を左右する析出物や組織につ
いての検討が成されておらず、従って得られる冷延鋼板
の特性値は最良のものとは言い難い。

即ち、特開昭58−133325号公報の発明では、加熱から仕
上げ圧延間での窒化物の析出状況およびオーステナイト
からフェライトへの変態挙動や仕上げ圧延から巻取り間
での加工フェライトの変化に着目した検討が不十分であ
る。

（発明が解決しようとする課題）本発明の課題は、ｒ値の高い深絞り性に優れる冷延鋼板
を提供することにあり、特に熱延段階で冷間圧延用素材
として最適の熱延鋼板を製造した後、冷間圧延と焼鈍を
行う新しい方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明者は、特定組成のアルミキルド鋼を窒化物の析出
処理前に大圧下圧延を含む一次圧延を施せば、窒化物の
析出サイトが導入されて析出処理において、AlN、TiN等
の窒化物が迅速に析出すること、且つ一次圧延によりフ
ェライト粒径も微細化すること、更に二次圧延後に急冷
を行えば加工フェライトが凍結されること、その結果、
その後の冷間圧延および再結晶処理を施した後の最終製
品の深絞り性が著しく向上することを見出し、本発明に
至った。

ここに本願の第一の発明の要旨は「重量％で、C:0.05％
以下、Mn:0.01〜0.4％、Si:0.3％以下、Sol.Al:0.01〜
0.08％、N:0.01％以下、残部:Feおよび不可避不純物か
らなるアルミキルド鋼を、下記〜の工程で順次加工
熱処理することを特徴とする深絞り性に優れた冷延鋼板
の製造方法」にある。

最終パス圧下を1100℃以下800℃以上の温度域で圧
下率30％以上とする一次圧延を行う工程、 1100℃以下800℃以上の温度域で１〜60分間保持す
る工程、 800℃以下450℃以上の温度域で総圧下率を50％以上
とする二次圧延を行う工程、二次圧延後、３秒以内に10℃／秒以上の冷却速度で
急冷し、500℃以下の温度で巻取る工程、冷間圧延後に550〜900℃の温度範囲で再結晶焼鈍す
る工程。

本願の第二の発明は、上記合金成分に更にＢを0.0001〜
0.0050％含有するアルミキルド鋼を使用して、第三の発
明は、上記合金成分に更にTi、Nb、Zr、Ｖのうちの１種
又は２種以上を合計で0.001〜0.100％含有するアルミキ
ルド鋼を使用して、第四の発明は、上記合金成分に更に
前記と同量のＢとTi、Nb、Zr、Ｖのうちの１種又は２種
以上を含有するアルミキルド鋼を使用して、前記〜
の工程で順次加工熱処理することを特徴とする深絞り性
に優れた冷延鋼板の製造方法を、それぞれその要旨とす
る。

（作用）以下、本発明における各構成要件について、作用効果と
ともに数値限定の理由を説明する。

まず、本発明で使用するアルミキルド鋼の組成を前記の
ように限定した理由について述べる。

なお、鋼組成に関する「％」は、「重量％」である。

C: Ｃは深絞り性に悪影響を及ぼす元素であるので、少ない
方が望ましい。Ｃ含有量が0.05％を超えると著しく深絞
り性が劣下する。

Mn: Mnは鋼中に不純物として混入しているＳをMnSとして固
定し、熱間加工性を向上させる有効な元素である。しか
し、Mn含有量が0.4％を超えると深絞り性が著しく劣化
する。一方、近年の脱Ｓ技術の進歩により極低Ｓ鋼の製
造が可能となり、Mn含有量が0.01％でもＳをMnSとして
充分固定することができ、熱間加工割れを防止すること
ができる。かかる理由からMnの含有量を0.01〜0.4％と
する。

Si: Siは深絞り性を向上させる上からは可及的に少ない方が
好ましい。Siの含有量が多くなると深絞り性が劣化する
だけではなく、スケール性状をも劣化させて製品品質を
損なうことになるので、Si含有量を0.3％以下とする。

Sol.Al: Sol.Alは脱酸処理に用いられる元素であると同時に、鋼
中のＮをAlNとして固定する重要な元素である。しか
し、Sol.Al含有量が0.01％未満では前記の作用効果が充
分に得られない。一方、0.08％を超えて含有させても効
果が飽和し、不経済になる。

N: ＮはAlおよび後述するTi、Nb、Zr、Ｖと窒化物を形成
し、フェライトの微細化に寄与する。しかし、深絞り性
に悪い影響を与える元素でもある。Ｎ含有量が多くなる
と固溶Ｎが残って、フェライトの微細化効果よりも寧ろ
深絞り性の劣化の方が著しくなるので、含有量を0.01％
以下とする。

本発明で使用するアルミキルド鋼は、以上の成分の外、
残部はFeおよび不可避不純物からなるもの、または、こ
れに加えてTi、Nb、Zr又はＶの１種又は２種以上を合計
で0.001〜0.100％および／又はＢを0.0001〜0.0050％含
有させたアルミキルド鋼である。

これら元素の作用効果は下記の通りである。

Ti、Nb、Zr、V: これら元素は高価であるが、AlよりもＮを窒化物として
強固に固定するとともに、二次圧延前のフェライト粒径
を微細化して深絞り性を向上させる非常に好ましい元素
である。しかし、その含有量が１種又は２種以上合計で
0.001％より少ないと前記効果が得られず、0.100％を超
えて含有させても効果が飽和し、経済的に不利となる。

B: Ｂは絞り加工部品で問題となるたて割れを防止するのに
有効な元素である。しかし、Ｂ含有量が0.0001％未満で
はその効果が少なく、0.0050％を超えて含有させても効
果が飽和し、経済的に不利となる。

次に、添付図に例示する本発明の一つの工程に沿って加
工熱処理と数値限定理由について述べる。

一次圧延：この圧延は、次の析出処理で迅速に窒化物を析出させる
窒化物の析出サイトを導入するためと、微細なフェライ
ト粒を得るためのものである。そのためには、最終パス
での圧延を1100℃以下800℃以下の温度域で30％以上の
大圧下率で行う必要がある。好ましくは、45％以上の大
圧下率で行うのがよい。

最終パスの圧下率が30％より小さいと窒化物の析出サイ
トが導入されず、引き続き、1100℃以下800℃以上の温
度域で１〜60分間保持する析出処理を行っても効率的な
窒化物の析出が困難となる。また、最終パス温度が1100
℃より高いと圧延によるフェライトの細粒効果が得られ
ず、800℃より低いと次工程の析出処理温度の確保が困
難となる。

なお、一次圧延に供するアルミキルド鋼のスラブは、連
続鋳造から直送されてくる高温のままのもの、或いは鋳
込後一旦冷却したスラブを再加熱したもののいずれでも
よい。

析出処理：鋼中のＮをAlN、TiN等の窒化物として析出させて深絞り
性を向上させるために、一次圧延後の圧延材を常温まで
冷却することなく、圧延後、直ちに1100℃以下800℃以
上の温度域で１〜60分間保持する必要がある。

1100℃より高い温度で保持すると、溶解度が大きいため
に窒化物の析出が迅速に進まないばかりか、オーステナ
イト粒が成長して粗大化し、二次圧延前のフェライト粒
が粗大化することになって、最終成品の絞り性が向上し
ない。一方、800℃より低い温度で保持すると析出速度
が著しく小さいことから、同じく窒化物の析出が迅速に
進まず、深絞り性の向上が得られない。また、保持時間
が１分未満では窒化物の析出量が少なく、一方、60分よ
り長いと窒化物の析出が飽和し、製造コストの上昇を招
くことになる。好ましい保持温度は、窒化物の析出挙動
からみてオーステナイト域の析出ノーズ近傍である1050
〜950℃の温度範囲、もしくはフェライト域の析出ノー
ズ近傍である850〜800℃の温度範囲、である。

本発明において、前記一次圧延後の鋼板を圧延ラインに
おいて上記温度域に保持する手段は特に限定されない
が、例えば、近年開発されたコイルボックスを使用する
ことができる。また、一次圧延後に所定の析出処理温度
とするため、および析出処理後に二次圧延の開始温度と
するために、鋼板を急冷してもよい。急冷することによ
り製造時間の短縮が図られるとともにフェライト粒の粗
大化も防ぐことができて深絞り性が向上する。

二次圧延：これは所定板厚にするとともにフェライトの再結晶に必
要な加工歪みを得るためのものである。そのためには、
析出処理後、圧延材を常温まで冷却することなく800℃
以下450℃以上の温度域で総圧下率を50％以上とした二
次圧延を行う必要がある。

800℃を超える温度又は50％未満の総圧下率ではフェラ
イトの再結晶に必要な加工歪みが充分に蓄積されず、再
結晶処理後において良好な絞り性が得られない。一方、
450℃より低い温度になると変形抵抗が著しく高くな
り、実用上圧延が困難となる。

なお、二次圧延を圧延潤滑油を用いて行えば、板厚方向
の加工変形が均一化されるので、冷延鋼板のｒ値が一層
向上する。好ましくは圧延ロールと被圧延材の摩擦係数
μが0.15以下になるようにするのがよい。

冷却および巻取り：この工程は、二次圧延における加工歪みを凍結させて、
以後の冷間圧延での実質的な冷間圧延率を高めるための
ものであり、そのためには、二次圧延後、３秒以内に10
℃／秒以上の冷却速度で急冷して、500℃以下の温度で
巻取ることが必要である。

これらの条件の内、いずれか一つでも外れるとフェライ
トの加工歪みが回復などにより減少し、良好な深絞り性
が得られない。

なお、冷却速度は早い方がよいが、工業的に実施可能な
最高冷却速度は100℃／秒程度である。

冷間圧延：冷間圧延は、通常行われる合計50〜90％の総圧下率を冷
間圧延機で加えるものであるが、スキンパス圧下時に補
助的に10％未満の圧下を加えてもよい。

再結晶焼鈍：フェライトの再結晶集合組織制御を通して深絞り性に優
れた鋼板を製造するための必要不可欠なものである。そ
のためには、550〜900℃の温度範囲で焼鈍を行い、フェ
ライトを再結晶させるのが望ましい。550℃より低い温
度では長時間の焼鈍方式であるバッチ焼鈍でも再結晶が
十分に生じず、900℃を超える温度ではオーステナイト
化が著しく進行して、所定のフェライトの再結晶集合組
織制御が困難となる。

再結晶焼鈍の実施方法については特に限定されない。例
えば、通常の連続焼鈍プロセス、バッチ焼鈍プロセス、
さらには亜鉛めっきを施して最終製品とするものであれ
ば、溶融亜鉛メッキラインの連続焼鈍プロセスで実施す
ることができる。

次に実施例により本発明を更に説明する。

（実施例）第１表に示す化学組成のアルミキルド鋼を実験用50kg真
空溶解炉で溶製し、鋳造して60mm厚のスラブとした。

これらスラブを、第２表に示す条件で板厚3mmまで熱間
圧延を行い、次いで冷却および巻取りを行った。巻取り
後の熱延鋼板を酸洗した後、80％の圧下率で冷間圧延を
施し、再結晶焼鈍を行った。

再結晶焼鈍は、800℃×2minの連続焼鈍、850℃×10sec
の溶融亜鉛めっきラインでの連続焼鈍、および700℃×5
hrのバッチ焼鈍に相当する熱履歴を付与して行った。

このようにして得られた冷延鋼板から試験片を採取し
て、降伏強さ（YP）、伸び（El）、ランクフォード値
（ｒ値）および耐たて割れを遷移温度を調べた。その結
果を第３表に示す。

なお、ここでの耐たて割れ遷移温度とは、絞り比2.0で
絞ったカップの脆性割れ停止温度を意味するものであ
る。

第３表より明らかなように、本発明方法で製造したNo.1
〜No.13の冷延鋼板は、いずれも高延性を有し、且つ高
ｒ値である。また、No.11〜No.13のようにＢを含むアル
ミキルド鋼を使用したものは、特に耐たて割れ遷移温度
が著しく低い。

これに対して、一次圧延、析出処理、二次圧延および冷
却の何れかが本発明で規定する範囲より外れる条件で製
造した比較例No.14〜No.25の冷延鋼板は、いずれもｒ値
が低く、また、同一成分の連続焼鈍材（No.2とNo.5）と
比較すると、比較例の耐たて割れ遷移温度は高い。

（発明の効果）以上説明した如く、本発明方法によれば高ｒの深絞り性
に優れた冷延鋼板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図は、本発明の工程を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、C:0.05％以下、Mn:0.01〜0.4
％、Si:0.3％以下、Sol.Al:0.01〜0.08％、N:0.01％以
下、残部:Feおよび不可避不純物からなるアルミキルド
鋼を、下記の工程で順次加工熱処理することを特徴とす
る深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。最終パス圧下を1100℃以下800℃以上の温度域で圧
下率30％以上とする一次圧延を行う工程、 1100℃以下800℃以上の温度域で１〜60分間保持す
る工程、 800℃以下450℃以上の温度域で総圧下率を50％以上
とする二次圧延を行う工程、二次圧延後、３秒以内に10℃／秒以上の冷却速度で
急冷し、500℃以下の温度で巻取る工程、冷間圧延後に550〜900℃の温度範囲で再結晶焼鈍す
る工程。
【請求項２】重量％で、C:0.05％以下、Mn:0.01〜0.4
％、Si:0.3％以下、Sol.Al:0.01〜0.08％、N:0.01％以
下、更に、B:0.0001〜0.0050％を含み、残部:Feおよび
不可避不純物からなるアルミキルド鋼を使用して、特許
請求の範囲第１項記載の〜の工程で順次加工熱処理
することを特徴とする深絞り性に優れた冷延鋼板の製造
方法。
【請求項３】重量％で、C:0.05％以下、Mn:0.01〜0.4
％、Si:0.3％以下、Sol.Al:0.01〜0.08％、N:0.01％以
下、更に、Ti、Nb、Zr、及びＶのうちの１種又は２種以
上を合計で0.001〜0.100％含み、残部:Feおよび不可避
不純物からなるアルミキルド鋼を使用して、特許請求の
範囲第１項記載の〜の工程で順次加工熱処理するこ
とを特徴とする深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
【請求項４】重量％で、C:0.05％以下、Mn:0.01〜0.4
％、Si:0.3％以下、Sol.Al:0.01〜0.08％、N:0.01％以
下、更に、Ti、Nb、Zr、及びＶのうちの１種又は２種以
上を合計で0.001〜0.100％、及びB:0.0001〜0.0050％を
含み、残部:Feおよび不可避不純物からなるアルミキル
ド鋼を使用して、特許請求の範囲第１項記載の〜の
工程で順次加工熱処理することを特徴とする深絞り性に
優れた冷延鋼板の製造方法。