JPH1017983A - プレス加工性及び化成処理性に優れた冷延鋼板並びにプレス加工性及び耐パウダリング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

プレス加工性及び化成処理性に優れた冷延鋼板並びにプレス加工性及び耐パウダリング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板

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JPH1017983A
JPH1017983A JP19283296A JP19283296A JPH1017983A JP H1017983 A JPH1017983 A JP H1017983A JP 19283296 A JP19283296 A JP 19283296A JP 19283296 A JP19283296 A JP 19283296A JP H1017983 A JPH1017983 A JP H1017983A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れたプレス成形性及び化成処理性、耐パウ
ダリング性を備えた冷延鋼板並びに合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を提供する。 【解決手段】 本発明の冷延鋼板は、質量%で、C:
0.003%以下、Si:0.3%以下、Mn:0.0
5〜0.5%、P:0.02%以下、S:0.02%以
下、Al:0.01〜0.1%、Ti:3.43N+
1.5S≦Ti≦0.040%、Nb:0.007〜
0.015%、Cr:0.03〜0.12%、N:0.
005%以下、残部Fe及び不可避的不純物からなる。
また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、前記成分におい
てP:0.008%以上、Ti含有量の上限を0.03
5%に規定するのがよい。いずれの鋼板も、特にNb及
びCrの所定含有範囲に特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、自動車用鋼板等と
して好適な優れたプレス加工性、化成処理性を備えた冷
延鋼板並びにプレス加工性、耐パウダリング性を備えた
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車ボディ等の高プレス加工性が要求
される鋼板には、延性、深絞り性、耐時効性等を劣化さ
せる固溶炭素や固溶窒素を析出固定するために、Tiや
Nbなどの炭窒化物形成元素を添加した極低炭素鋼、い
わゆるIF鋼が使用されている。また、防錆上の観点か
ら、自動車ボディ等に使用される鋼板には合金化溶融亜
鉛めっき鋼板が用いられる。
【0003】主としてTiにより固溶炭素、固溶窒素を
固定したIF鋼においては、優れた延性、深絞り性を確
保するためにはTi添加量が炭素当量の数倍以上必要で
ある。この場合、余剰の固溶Tiにより、鋼板表面に形
成される酸化皮膜が安定化し、鋼板表面を不活性にする
ため、塗装下地としての化成処理性を低下させる。ま
た、合金化溶融亜鉛めっきを施す場合は、鋼板とめっき
界面に硬いFe−Zn合金層が発達し易く、プレス加工
時にめっき層が粉状に剥離する現象(パウダリング)が
生じ易い。
【0004】このため、特公昭61−32375号公報
に開示されているように、比較的少量の炭窒化物形成元
素の添加により、化成処理性の低下やパウダリングを抑
制し、しかもプレス加工性の良好なTi−Nb複合添加
IF鋼板が使用されるに及んでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車車体の軽
量化を目的とした複数部品の一体成形化や車体デザイン
の複雑化が進み、より一層のプレス加工性が要求される
ようになってきており、前記Ti−Nb複合添加IF鋼
板を使用する場合においても、十分なプレス加工性や耐
パウダリング性を備えているとは言えないのが実情であ
る。
【0006】プレス加工性を向上させるために、Ti−
Nb複合添加IF鋼板の製造において、熱延後に急冷
し、かつ冷延後焼鈍時に急速加熱を行う方法(特開昭6
1−276927号)が適用されたり、また、スラブ加
熱温度を低くし、更に粗圧延温度を従来よりも低く制御
する方法(特開平2−259023号)が提案されてい
るが、これらの方法は、特別な製造条件を必要とするた
め、製造工程が複雑化し、その管理に難がある。
【0007】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、特別な工程管理を必要とすることなく製造すること
ができ、優れたプレス成形性、更には優れた化成処理性
及び耐パウダリング性を備えた冷延鋼板並びに合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者らは、極低炭素系
冷延鋼板について、上記問題を解決するために種々の検
討を行った結果、Ti−Nb添加鋼において、C添加量
を低減し、それに応じてNb量を最適範囲に厳密に制御
すると共に、微量のCrを添加することにより、化成処
理性や耐パウダリング性に悪影響を与えることなく、伸
び、r値、引いてはプレス加工性を改善できることを知
見し、本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、請求項1に記載した本発明の冷
延鋼板は、質量%で、C :0.003%以下、 S
i:0.3%以下、Mn:0.05〜0.5%、P :
0.02%以下、S :0.02%以下、Al:0.0
1〜0.1%、N :0.005%以下、Ti:3.4
3N+1.5S≦Ti≦0.040%、Nb:0.00
7〜0.015%、Cr:0.03〜0.12%、残部
Fe及び不可避的不純物からなるものである。Cr含有
量は、請求項2に記載するように0.04%超の含有が
好ましい。尚、Ti含有量を示す式中の元素記号はその
元素の含有量を示す。
【0010】上記冷延鋼板は、プレス加工性のみなら
ず、化成処理性に優れ、また表面の反応性が良好なので
電気亜鉛めっき鋼板の原板としても好適である。
【0011】また、請求項3に記載した通り、請求項1
の鋼板成分において、P含有量を0.008〜0.02
%に規定し、Tiの上限を0.035%に規定すること
により、溶融亜鉛めっき層を合金化した場合に優れた耐
パウダリング性を発揮し、これにより、プレス金型にめ
っき剥離片が堆積することにより引き起こされる表面欠
陥を有効に防止することができる。
【0012】ここで、本発明における鋼成分の限定理由
について説明する。 C:0.003%以下 Cは多量に添加すると加工性が劣化する。本発明では最
高級の加工グレードの軟鋼板を対象としているので、上
限を0.003%とする。
【0013】Si:0.3%以下 Siは多量に添加すると加工性が劣化するようになり、
まためっき不良を誘発するようになるので、上限を0.
3%とする。
【0014】Mn:0.05〜0.5% Mnは熱間脆性を防止する作用を有する。0.05%未
満ではかかる作用が過少であり、一方0.5%を越えて
添加すると加工性が劣化するので、下限を0.05%、
上限を0.5%とする。
【0015】P:0.02%以下 Pは多量に添加すると加工性が劣化すると共に二次加工
脆化を引き起こすので、0.02%以下好ましくは0.
016%以下に止める。合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場
合、Tiによる溶融亜鉛めっき層の合金化促進効果を抑
制する作用を有するので、耐パウダリング性を良好に保
つためには0.008%以上好ましくは0.010以上
の含有が望ましい。
【0016】S:0.02%以下 Sは不純物元素であるため極力低減することが望ましい
が、0.02%以下であれば材質に与える影響は小さい
ので、上限を0.02%とする。望ましくは0.01%
以下に止めるのがよい。
【0017】Al:0.01〜0.1% Alは溶鋼精錬時の脱酸剤として有用な元素であり、
0.01%以上の添加が必要である。しかし多量の添加
は加工性の劣化や精錬コスト高を招来するので、その上
限を0.1%とする。
【0018】N:0.005%以下 Nが多過ぎると、これを析出固定するために必要なTi
の添加量が多くなり、これに伴い良好な化成処理性や耐
パウダリング性を達成し得るTi添加量ではNを固定す
ることができなくなり、加工性に悪影響を及ぼすように
なるので、上限を0.005%とする。
【0019】 Ti:3.43N+1.5S≦Ti≦0.040% TiはNおよびSを析出固定する目的で、(3.43N
+1.5S)%以上添加する。この値未満であると、
N、Sの固定が不十分となり、深絞り性が劣化する。一
方、Tiは酸化物を作り易い元素であるため、0.04
0%を越えると化成処理性が劣化するようになる。ま
た、合金化亜鉛めっきを施す場合、0.035%を越え
ると、鋼板とめっき界面に硬いFe−Zn合金層が発達
し易くなり、耐パウダリング性が劣化するようになるの
で、上限を0.035%とするのがよい。
【0020】Nb:0.007〜0.015% Nbは高いElとr値を同時に達成するために含有され
る。0.007%未満では高いr値が得られず、一方
0.015%を越えて添加するとElが劣化するように
なる。このため、下限を0.007%好ましくは0.0
08%、上限を0.015%好ましくは0.014%と
する。
【0021】Cr:0.03〜0.12% Crは他の特性に影響を与えることなくElを改善する
作用を有する。0.03%未満ではその作用が過少であ
るため高いElが得られず、一方0.12%を越えて添
加するとr値が低下するようになるので、下限を0.0
3%好ましくは0.04%超、上限を0.12%とす
る。上限については、より高いElを確保するために、
好ましくは0.10%、より望ましくは0.08%とす
るのがよい。
【0022】次に、本発明鋼板の製造方法について説明
する。上記成分を有する鋼を通常の方法で溶製し、鋳造
された鋼スラブを続いて熱間圧延し、酸洗後、冷間圧延
し、その後焼鈍する。更に、必要に応じてめっき処理が
施される。溶融亜鉛めっき鋼板の場合、常法により、冷
延鋼板にめっきを施せばよいが、更に必要に応じて、6
00℃程度に再加熱する合金化処理を行ってもよい。合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合、Pの下限を0.008
%、Tiの上限を0.035%に規定することが好まし
いことは既述の通りである。
【0023】製造条件については、極低炭素冷延鋼板の
通常の製造条件に従えばよいが、以下に示す条件が好ま
しい。まず、熱間圧延において、熱延仕上げ温度はAr3
点〜(Ar3点+150)℃とすることが好ましい。Ar3
点を下回ると、焼鈍後の深絞り性にとって不利な集合組
織が発達するようになり、(Ar3点+150)℃を上回
るとオーステナイト域での粒成長が著しくなり、γ→α
変態後の結晶粒径も大きくなり、焼鈍後の深絞り性に悪
影響をもたらすようになる。
【0024】巻取り温度は、500〜750℃に設定す
ることが好ましい。巻取り温度を500℃未満とする
と、炭窒化物が充分析出しないため、延性、深絞り性が
劣化するようになる。一方、750℃より高くすると、
コイル長手方向の材質変動が大きくなり、更に脱スケー
ル性も悪化するようになる。
【0025】巻き取られた熱延鋼板は通常の方法により
酸洗された後、冷間圧延される。冷間圧延率は60〜9
5%が好ましい。60%未満では焼鈍後、深絞り性に好
ましい集合組織が十分に発達せず、また95%を越える
と面内異方性が大きくなる。より好ましい範囲は、75
〜90%である。
【0026】冷延後のコイルは再結晶焼鈍される。焼鈍
方法については箱焼鈍あるいは連続焼鈍のいずれも可能
であるが、延性および深絞り性を確保するためには再結
晶温度以上Ac1点以下の温度で焼鈍することが好まし
い。
【0027】
【実施例】
実施例A Nb含有量については本発明範囲内外のものを準備し、
他の成分は本発明範囲内とした下記成分範囲の鋼スラブ
を仕上げ温度910℃、巻取り温度700℃で3.2mm
の板厚に熱間圧延し、酸洗後、0.7mm(冷延率78
%)まで冷間圧延し、820℃で再結晶焼鈍を行った。
【0028】鋼成分(単位質量%、残部実質的にFe) C :0.0017〜0.0021%、Si:0 .01 〜0.02%、M
n:0.13〜0.15%、 P :0.008 〜0.012 %、S
:0.007 %、 Al:0.024 〜0.035 %、N
:0.0021〜0.0029%、Ti:0.028 〜0.030 %、N
b:Tr〜0.017 %、 Cr:0.08%
【0029】上記冷延鋼板を原板として合金化溶融亜鉛
めっきを施した鋼板を用いて、機械的性質及びパウダリ
ング性を調べた。パウダリング性については、Ti含有
量が低く、P含有量を0.008〜0.012%とした
ため、特に問題は無かった。尚、パウダリング性は、6
0°V曲げ試験片の曲げ部内側のめっき剥離状況をテー
プに転写して目視により判定した。
【0030】合金化溶融亜鉛めっき鋼板のEl、r値に
及ぼすNb添加量(含有量)の影響を調べた。その結果
を図1に示す。同図より、Nb量の増加とともにr値は
上昇し、極大に達する。一方、Elは0.004〜0.
015%ではあまり変化しないが、その後急激に低下す
る。以上の結果から、本発明範囲(0.007〜0.0
15%)内では両特性が共に優れていることがわかる。
【0031】Nb含有量によりEl、r値が変化する理
由は明らかではないが、Nbの増加により固溶Cが減少
することでr値が上昇し、一方Elに対して悪影響をお
よぼすNb系の炭化物がNb0.015%を越えた当た
りから増加するため、Elが急に低下するものと思われ
る。
【0032】また、めっきを施す前の冷延鋼板につい
て、化成処理性を調べたが、いずれの鋼板も良好な結果
が得られた。化成処理性の評価は、冷延焼鈍後の鋼板
を、りン酸塩処理液(商品名:SD5000、日本ぺイ
ント社製)に2分間浸漬処理した後、走査型電子顕微鏡
により単位面積当たりのりン酸塩結晶核の数を測定する
ことにより行った。いずれの鋼板もリン酸塩結晶核は1
0×106 /cm2 を超えており、化成処理性は良好であ
った。尚、リン酸塩結晶核は10×106 /cm2 を超え
ると電着塗装およびスプレー塗装による塗膜と塗装下地
としてのリン酸塩皮膜の密着性は極めて強固となり、例
えば自動車用カチオン塗装後の耐食性は非常に良好とな
る。
【0033】実施例B Cr含有量については本発明範囲内外のものを準備し、
他の成分は本発明範囲内とした下記成分範囲の鋼スラブ
を用いて、実施例Aと同条件で冷延鋼板を製造した。
【0034】鋼成分(単位質量%、残部実質的にFe) C :0.0014〜0.0017%、Si:0.01 〜0.02%、M
n:0.15〜0.17%、 P :0.008 〜0.013 %、S:
0.007 %、 Al:0.022 〜0.030 %、N :
0.0022〜0.0030%、Ti:0.029 〜0.031 %、Nb:0.
011 〜0.013 %、Cr:0.01〜0.20%
【0035】得られた冷延鋼板について、化成処理性を
前記の方法により調べたが、いずれも良好であった。ま
た、上記冷延鋼板を原板とする合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を用いて、機械的性質及びパウダリング性を調べた
が、Ti含有量が低く、P含有量も適量であるため、こ
の例においてもパウダリング性については問題が無かっ
た。
【0036】合金化溶融亜鉛めっき鋼板のEl、r値に
及ぼすCr添加量(含有量)の影響を調べた結果を図2
に示す。同図より、r値はCr量が0.12%まではほ
とんど変化しないが、ElはCrの添加により急上昇し
ている。かかるCr作用の詳細な理由は明らかではない
が、微量のCrの添加がTi−Nb添加鋼の炭窒化物の
析出に影響を及ぼし、Elの改善が図られるが、必要以
上に添加するとかえって悪影響を与え、r値を低下させ
るものと思われる。
【0037】実施例Aを踏まえて、以上の結果から、C
量を極限にまで下げた鋼においては、Nb添加量を0.
007〜0.015%の狭い範囲に制御し、かつ微量の
Crを添加することで、従来のCr無添加のTi−Nb
添加極低炭素鋼に比べてElが2%以上、またr値が
0.2以上改善されることが確認された。この改善量
は、軟鋼の加工グレードからすると、1ランク以上の向
上に相当し、本発明鋼板を用いることにより、これまで
の鋼板では成形不可能であった一体成形用などの難加工
部品の成形を可能することができる。一体成形部品はそ
の形状からプレス時の材料の流入が困難であることか
ら、特にElが高いことが重要である。
【0038】実施例C 下記表1に示す成分の鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造法
によりスラブとした。このスラブを仕上げ温度910
℃、巻取り温度700℃で3.2mmの板厚に熱間圧延
し、酸洗後0.7mm(冷延率78%)まで冷間圧延し、
820℃で再結晶焼鈍を行った。
【0039】得られた冷延鋼板について、機械的性質及
び化成処理性を調べた。その結果を表2に示す。尚、化
成処理性の評価は実施例Aと同様の方法で行い、リン酸
塩結晶核が10×106 /cm2 を超えているものを
「○」、10×106 /cm2 以下のものを「×」で示し
た。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】表2より、試料No. 1はTi含有量が過多
のため、機械的性質は良好であるが化成処理性が悪い。
No. 2はTiの過少な例、No. 3はNbの過少な例、N
o. 4はNbの過多の例であり、No. 5はCの過多の
例、No. 6はCrの過少な例、No. 7はCrの過多の例
であり、これらの比較例ではEl又は、及びr値が低下
している。No. 7については、化成処理性も悪い。実施
例である他のNo. 8〜13はTi、Nb及びCrのいず
れもが本発明範囲内であるため、El、r値及び化成処
理性のいずれも良好な結果が得られた。以上の結果か
ら、化成処理性を確保しつつ、良好なプレス加工性(成
形性)を達成するには、Ti、Nb及びCrを複合添加
し、その添加量を所定の範囲に制御する必要があること
が分かる。
【0043】実施例D 下記表3に示す成分の鋼を用いて、実施例Cと同様の条
件で冷延鋼板を得た。得られた冷延鋼板に対して、再結
晶焼鈍後、溶融亜鉛めっき処理及び合金化処理を施し
た。これにより得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板につ
いて、機械的性質及びパウダリング性を調べた。その結
果を表4に示す。尚、パウダリング性の評価は実施例A
と同様の方法で行った。また、表3および表4中の、
「備考」欄の「実施例」の表示は請求項2の発明に対応
するものであり、比較例中には請求項1の実施例に該当
するもの(試料No. 8)を含む。
【0044】
【表3】
【0045】
【表4】
【0046】表4より、試料No. 1はTi含有量が過多
のため、機械的性質は良好であるが耐パウダリング性が
悪い。No. 8は機械的性質は良好であるが、P添加量が
少ないため耐パウダリングが劣化している。No. 2〜7
は、成分が本発明範囲外のものを含むため、El、r値
のいずれか、もしくは両方の値が低い。No. 7は加工性
のみならず、耐パウダリング性も共に劣化している。特
に、試料No. 3、4、6及び7の結果から、Nbあるい
はCrを本発明範囲内としただけでは優れたプレス加工
性が得られないことが明らかで、加工性の改善のために
はTi、Nb及びCrの複合添加が必要であることが分
かる。
【0047】これに対して、他のNo. 9〜13はTi、
Nb及びCrのいずれもが本発明範囲内であるため、E
l値及びr値が共に良好であり、また本願発明内の所定
量のPを含有するため、耐パウダリング性も良好な結果
が得られている。
【0048】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、C
含有量を微量に抑えると共に、Nb含有量を所定の範囲
に厳密に制御し、かつ微量のCrを添加したので、請求
項1に記載した本発明の冷延鋼板では、優れたプレス加
工性及び化成処理性を備え、また請求項2に記載した合
金化溶融亜鉛めっき鋼板では所定量のP、Tiを含有す
るため、優れた耐パウダリング性をも兼備したものとな
り、一体成形用途など複雑な加工に対しても十分に対応
することができる。しかも、特別な製造工程を要するこ
となく、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるNb添加量
とEl、r値との関係を示すグラフ図である。
【図2】合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるCr添加量
とEl、r値との関係を示すブラフ図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】質量%で、C :0.003%以下、 S
    i:0.3%以下、Mn:0.05〜0.5%、P :
    0.02%以下、S :0.02%以下、 Al:0.
    01〜0.1%、N :0.005%以下、Ti:3.
    43N+1.5S≦Ti≦0.040%、Nb:0.0
    07〜0.015%、Cr:0.03〜0.12%、残
    部Fe及び不可避的不純物からなることを特徴とするプ
    レス加工性及び化成処理性に優れた冷延鋼板。
  2. 【請求項2】 Cr:0.04超〜0.12%を含有す
    る請求項1に記載した冷延鋼板。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載した成分に
    おいて、P :0.008〜0.02%、Ti:3.4
    3N+1.5S≦Ti≦0.035%、を含有する冷延
    鋼板に合金化溶融亜鉛めっきが施されていることを特徴
    とするプレス加工性及び耐パウダリング性に優れた合金
    化溶融亜鉛めっき鋼板。
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Cited By (2)

* 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
CN108531819A (zh) * 2018-03-15 2018-09-14 鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司 具有满足免中涂汽车外板要求的热镀锌钢板及其制造方法

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US6316127B1 (en) 1999-04-27 2001-11-13 Kobe Steel, Ltd. Galvanized steel sheet superior in ductility and process for production thereof
CN108531819A (zh) * 2018-03-15 2018-09-14 鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司 具有满足免中涂汽车外板要求的热镀锌钢板及其制造方法
CN108531819B (zh) * 2018-03-15 2020-03-31 鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司 具有满足免中涂汽车外板要求的热镀锌钢板及其制造方法

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