JPH08209301A - 耐孔あき性に優れる深絞り用の鋼板および表面処理鋼板 - Google Patents

耐孔あき性に優れる深絞り用の鋼板および表面処理鋼板

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JPH08209301A
JPH08209301A JP28378995A JP28378995A JPH08209301A JP H08209301 A JPH08209301 A JP H08209301A JP 28378995 A JP28378995 A JP 28378995A JP 28378995 A JP28378995 A JP 28378995A JP H08209301 A JPH08209301 A JP H08209301A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス加工性やリサイクル性を害することな
く、耐孔あき性に優れた深絞り用の鋼板および表面処理
鋼板を提供する。 【解決手段】 C≦0.005 wt%、Si≦0.05wt%、Mn≦0.
3 wt%、P:0.01〜0.05wt%、S:0.001 〜0.01wt%、
Al≦0.05wt%を含有し、かつTi, NbおよびBのうちから
選ばれる1種または2種以上を0.005 〜0.15wt%の範囲
内で含有し、しかもPとSとはその比P(wt%)/S(wt%)
が5以上を満足するように含有し、残部をFeおよび不可
避的不純物とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の外板パ
ネル等の使途に適した深絞り用材料に関し、特にプレス
加工性のほか、耐孔あき性に優れる冷延鋼板(以下、単
に「鋼板」と略記する。)および、その鋼板の表面に亜
鉛系のめっき層を施してなる表面処理鋼板に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車外板などのように良好な成
形性が要求される部位に用いられる鋼板としては、鋼中
C量を0.005 wt%程度の微少量に低減し、かつTi, Nbお
よびBなどの炭化物成形元素を添加して鋼中Cを固定
し、これによって、プレス加工性を向上させた極低炭素
鋼板が一般に使用されることが多くなってきている。こ
のように極低炭素鋼板の使用量が増大した理由は、鋼板
自身が優れた成形特性を有していることのほか、特に最
近の極低炭素鋼の溶製技術の進歩と相まって、材質上の
制約から極低炭素鋼板を使用せざるを得ない連続焼鈍法
が普及したことなどの製造技術の進歩が挙げられる。一
方、耐食性が要求される部位に用いられる鋼板として
は、Cu, Ni, Pを添加した耐候性鋼板が一般的であり、
例えば、特公平5−30899 号公報には極低炭素鋼にCu,
Pを添加してリン酸塩化成処理性を向上させた鋼板が開
示されている。また、特公平1−53344 号公報には成形
性の優れた高耐食性鋼板が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、特公平5−30899 号公報に開示のもの
は、リン酸塩処理性は改善されているものの、耐孔あき
性は満足できる状態にはない。特にS含有量の高い組成
例ではこの傾向が顕著である。また、上記従来技術の特
公平1−53344 号公報は、Cr含有量が高いため、リン酸
塩化成処理性が悪く、塗装を施して使用される自動車用
鋼板としては不適当である。さらに、これらの従来技術
はいずれも、CuやCrなど高価な元素を多量に添加する必
要があるため、鋼板自体が高価である。また、CuやCrを
含有するとスクラップから除去することが困難となりリ
サイクル時に不利である。
【0004】本発明の目的は、従来技術が抱えているこ
のような問題点に鑑み、プレス加工性やリサイクル性を
害することなく、耐孔あき性を改善した深絞り用鋼板を
提供することにある。本発明の他の目的は、従来技術が
抱えているこのような問題点に鑑み、プレス加工性やリ
サイクル性を害することなく、耐孔あき性を改善した亜
鉛系のめっき層を施してなる表面処理鋼板を提供するこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、耐孔あき性とと
もにリン酸塩化成処理性にも優れた深絞り用鋼板を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上掲の目
的を実現すべく実験, 検討を重ねた結果、極低炭素鋼板
のS含有量を一定量以下に下げると共に、PをS含有量
の5倍以上添加すること、また、さらにSbを添加するこ
とによって、加工性を損なわずに耐孔あき性とリン酸塩
化成処理性を、従来の極低炭素鋼板よりも格段に向上さ
せ得ることを見い出し、この発明を完成するに至った。
その要旨構成は下記のとおりである。
【0006】(1) C≦0.005 wt%、Si≦0.05wt%、Mn≦
0.3 wt%、P:0.01〜0.05wt%、S:0.001 〜0.01wt
%、Al≦0.05wt%を含有し、かつTi, NbおよびBのうち
から選ばれる1種または2種以上を0.005 〜0.15wt%の
範囲内で含有し、しかもPとSとはその比P(wt%)/S(w
t%) が5以上を満足するように含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物よりなる耐孔あき性に優れる深絞り用鋼
板。
【0007】(2) C≦0.005 wt%、Si≦0.05wt%、Mn≦
0.3 wt%、P:0.01〜0.05wt%、S:0.001 〜0.01wt
%、Al≦0.05wt%、Sb:0.001 〜0.06wt%を含有し、か
つTi, NbおよびBのうちから選ばれる1種または2種以
上を0.005 〜0.15wt%の範囲内で含有し、しかもPとS
とはその比P(wt%)/S(wt%) が5以上を満足するように
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる耐孔あ
き性に優れる深絞り用鋼板。
【0008】(3) 上記(1) または(2) に記載の鋼板の少
なくとも片面に亜鉛系のめっき層(電気めっき層または
溶融めっき層)を形成してなることを特徴とする耐孔あ
き性に優れる深絞り用表面処理鋼板。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、自動車外板などに供す
る深絞り用鋼板および深絞り用表面処理鋼板は、鋼板自
身のプレス加工性, すなわち深絞り性を確保した上で、
耐孔あき性とリン酸塩化成処理性の両方の特性を付与す
るすることが必要であるという考え方に基づいて開発し
たものであ。発明者らは、このような考え方に基づき、
特にSの量およびSとPの量的な関係(P(wt%)/S(wt
%) ) に着目した。すなわち、これらの関係を適正範囲
内に制御すれば、高価な添加元素を使うまでもなく、優
れた深絞り性(プレス加工性)のほか、耐孔あき性およ
びリン酸塩化成処理性のバランスが実現されることを知
見した。
【0010】以下に、本発明において、P(wt%)/S(wt
%) の比に着目した理由について説明する。Sは、硫化
物を形成し錆の起点を多くしたり、生成錆を粗雑にして
耐食性を劣化させる元素であり極力少なくする必要があ
るが、脱S技術にも限界があり費用もかかるので、実用
的には0.001 wt%が下限である。そこで、この条件下で
も耐食性の劣化を抑制するべく鋭意研究した結果、Pを
Sの5倍以上添加するとSの悪影響を打ち消すことがで
きることがわかった。この理由は、生成する錆層が非常
に緻密になり、強固に鋼板表面に付着するため、錆層が
バリヤーとなり腐食促進物質(水, 酸素, 塩など)の侵
入を防ぐものと考えられる。
【0011】次に、各成分の組成を限定した理由を以下
に説明する。 C:0.005 wt%以下 Cは、優れたプレス加工性(絞り加工性)を得るために
は、できるだけ少なくする必要があり、0.005 wt%以下
に規制するが、0.003 wt%以下にすることが好ましい。
【0012】Si:0.05wt%以下、Mn:0.3 wt%以下 SiおよびMnは、製鋼上必要な成分であるが、あまり多量
に含まれると加工性の劣化を招くので、Siは0.05wt%以
下、好ましくは0.03wt%以下とし、一方、Mnは0.3 wt%
以下、好ましくは 0.2wt%以下に規制する。
【0013】P:0.01〜0.05wt% Pは、耐孔あき性を向上させる元素であって、上述した
ように、PとSとの重量比P(wt%)/S(wt%) は5以上に
なるように成分調整をすることが必要である。このこと
に加えて、本発明では、このPの含有量が0.05wt%を超
えると、リン酸塩化成処理性や脆性が劣化する。一方、
0.01wt%未満では耐孔あき性の向上に効果が認められな
い。なお、好ましい範囲は0.02〜0.05wt%である。
【0014】S:0.001 〜0.01wt% Sは、耐孔あき性を劣化させるため、少ない方が好まし
い。すなわち、このSが0.01wt%を超えると、Pの必要
添加量が増し、偏析等の問題が生じると共に、その改善
のためには高価なCuやNiなどの添加が必要となるので、
上限を0.01wt%とした。しかしながら、このSを下げす
ぎても効果の向上にはつながらないばかりでなく、脱S
に要する費用が嵩み経済的に不利になるので、下限を0.
001 wt%とした。
【0015】Al:0.05wt%以下 Alは、脱酸剤として鋼の清浄化に必要な元素であるが、
一方で鋼の耐食性を劣化させるので、上限を0.05wt%に
規制した。
【0016】Ti, Nb, B:合計で0.005 〜0.15wt% これらの成分はいずれも炭化物形成元素であって、鋼中
のCを炭化物として固定し、これによって優れた絞り性
を得るために必要な元素である。これらの成分が合計で
0.005 wt%未満では上述の効果が得られず、一方、0.15
wt%を超えて添加してもそれ以上効果は向上せず、逆に
絞り成形性を劣化させてしまう。したがって、Ti, Nb,
Bの添加は合計で0.005 〜0.15wt%の範囲内とした。な
お、これらはいずれか1種のみを単独で添加しても良
い。好ましい範囲は0.01〜0.1 wt%である。
【0017】Sb:0.001 〜0.06wt% Sbは、焼鈍時にSiやMnが鋼板表面に濃化するのを抑制す
る効果を有する。その効果は、添加量が0.001 wt%未満
ではあらわれず、また0.06wt%を超えてもさらなる効果
が発揮されず、経済的に不利となる。したがって、Sbの
添加は0.001 〜0.06wt%とする。なお、好ましい範囲は
0.002 〜0.02wt%である。
【0018】上述した成分組成の鋼板は、転炉等で溶製
したスラブを直接又は加熱後、熱間圧延し、酸洗、冷間
圧延および焼鈍の各工程を経る一般的な工程により製造
される。各工程の製造条件はとくに定める必要はなく、
常法に従って行えばよい。また、このようにして製造し
た鋼板への亜鉛系めっき層の形成は、鋼板の少なくとも
一方の面に、電気めっき(10〜60g/m2 程度)ま
たは溶融めっき(30〜90g/m2 程度)することに
よって得られ、それらの製造条件もとくに定める必要は
なく、常法にしたがって行えばよい。
【0019】
【実施例】表1および表2に示す成分組成の鋼を、真空
溶解により溶製してスラブとし、1250℃に加熱して仕上
温度 910℃となるように熱間圧延して板厚3.5 mmの熱延
板としたのち空冷した。次に、この熱延板を80℃の10%
塩酸中で酸洗して鋼板表面のスケールを除去した後、0.
7 mmの板厚にまで冷間圧延した。引き続き、電解脱脂に
より表面に付着した圧延油を除去した後、5 %水素の窒
素雰囲気( 露点−30℃) 中にて800 ℃に加熱して1分間
保持し、その後窒素ガス雰囲気にて30℃/sec.で冷却す
る焼鈍を行い、供試鋼板を作製した。また、上記方法で
製造した鋼板の両面に溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛
めっき、電気亜鉛めっきおよびZn−12%Ni電気めっきの
いずれかのめっきを施し、表面処理鋼板を作製した。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】上記の各鋼板および表面処理鋼板の両方に
ついて、次の試験を行って、本発明の作用効果を確認し
た。ただし、下記b.およびc.の試験は鋼板のみにつ
いて実施した。 a.耐孔あき性については、各供試材を裸(無処理)の
状態で沖縄の海岸に18ケ月曝露し、錆を除去した後の板
厚減少値(mm)を測定して評価した。亜鉛系のめっき
を施した鋼板については、リン酸塩化成処理(パルボン
ドPB−3020)後、塗膜厚20μmの電着塗装(パ
ワートップ U−52)を施し、次いで砂利を4気圧で
エアーショットし、塗膜面を傷つけた後、複合サイクル
腐食試験機で塩水噴霧(5%NaCl,35℃)6時
間、次いで乾燥(50℃、相対湿度20%以下)3時
間、さらに湿潤(50℃、相対湿度95%以上)15時
間の1日1サイクルの条件で50サイクル腐食させ、腐
食部の錆を除去したあとの板厚減少値(mm)を測定し
て評価した。 b.プレス加工性については、エリクセン社の深絞り試
験機を用いて限界絞り比(LDR=絞り抜け可の最大ブ
ランク径/ポンチ径)を測定して評価した。その評価基
準は次のとおりである。 LDR 1.8 未満 = × 1.8 〜2.0 未満 = △ 2.0 〜2.2 未満 = ○ 2.2 以上 = ◎ 測定条件は、ポンチ径:33mmφとし、しわ押さえ力:50
0 kgとし、通常の防錆油を塗油した状態で試験した。 c.リン酸塩化成処理については、処理液としては日本
パーカライジング社製パルボンドPB−3020を用い、浸
漬法にてリン酸塩化成処理した。そして、処理後の各供
試鋼板のリン酸塩化成処理皮膜について、単位面積当た
りの析出リン酸塩結晶数、結晶サイズ、結晶形状を調
べ、リン酸塩化成処理性を総合的に評価した。なお、こ
のときの評価基準は次のとおりである。 ◎印:優 ○印:良 △印:やや劣る ×印:劣る
【0023】得られた試験結果を表1および表2に合わ
せて示す。上掲の表1、表2に示す結果から明らかなよ
うに、本発明に従う鋼板および表面処理鋼板(No.1〜1
8)は、耐孔あき性に優れるとともに、その鋼板のリン
酸塩化成処理性およびプレス加工性のいずれも良好な特
性を示した。また、No. 9〜No. 18は、特に良好なリ
ン酸塩化成処理性を有していた。これに対し、比較例の
場合は、これらの特性のいずれか少なくとも1つが悪
く、いずれも改善の必要性があった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の鋼板お
よび表面処理鋼板は、プレス加工性のほか、耐孔あき性
に優れており、しかもその鋼板はリン酸塩化成処理性に
も優れている。従って、自動車用の鋼板のように絞り加
工が施され、かつ塗装下地処理としてリン酸塩化成処理
が施されて用いられる用途材として特に有利である。ま
た、めっき鋼板は、めっきの防食作用がなくなってから
も、鋼板自体が優れた耐孔あき性を発揮するため、使用
寿命が長くなる。さらに、CuやCrを含有していないた
め、リサイクルに有利となる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 5/26 C (72)発明者 望月 一雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 加藤 俊之 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 薄田 茂 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 佐野 哲 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C≦0.005 wt%、 Si≦0.05wt%、 Mn≦0.3 wt%、 P:0.01〜0.05wt%、 S:0.001 〜0.01wt%、Al≦0.05wt%を含有し、 かつTi, NbおよびBのうちから選ばれる1種または2種
    以上を0.005 〜0.15wt%の範囲内で含有し、しかもPと
    Sとはその比P(wt%)/S(wt%) が5以上を満足するよう
    に含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる耐孔
    あき性に優れる深絞り用の鋼板。
  2. 【請求項2】C≦0.005 wt%、 Si≦0.05wt%、 Mn≦0.3 wt%、 P:0.01〜0.05wt%、 S:0.001 〜0.01wt%、Al≦0.05wt%、 Sb:0.001 〜0.06wt%を含有し、 かつTi, NbおよびBのうちから選ばれる1種または2種
    以上を0.005 〜0.15wt%の範囲内で含有し、しかもPと
    Sとはその比P(wt%)/S(wt%) が5以上を満足するよう
    に含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる耐孔
    あき性に優れる深絞り用の鋼板。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の鋼板の少
    なくとも片面に亜鉛系のめっき層を形成してなることを
    特徴とする耐孔あき性に優れる深絞り用表面処理鋼板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1347070A1 (en) * 2000-12-21 2003-09-24 Toyo Kohan Co., Ltd. Steel sheet for porcelain enameling and method for production thereof, and enameled product and method for production thereof
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