JPH10237586A - 角筒絞り成形性に優れる薄鋼板およびその製造方法ならびにその使用方法 - Google Patents

角筒絞り成形性に優れる薄鋼板およびその製造方法ならびにその使用方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 角筒絞り成形性に優れた、特に角筒絞り成形
において壁割れを発生することのない、冷延鋼板、その
製造方法および使用方法を提供する。 【解決手段】 Ｃ、Si、Mn、Ｐ、Ｓ、Al、Ｎ、Ti、Nbを
特定した鋼を、950 ℃〜Ａr3変態点の温度域で粗圧延を
終了し、Ａr3変態点〜500 ℃の温度域で潤滑を施しつつ
70％以上の圧下率て仕上圧延したのち、酸洗し、得られ
た母板を、(1)式および(2)式： （Ｔ＋273)(20＋log ｔ）≧2.50×104 −(1) 750 ≦Ｔ≦920−(2) ただし、Ｔ：母板焼鈍温度(℃)、ｔ：母板焼鈍時間(se
c)を満足する条件で母板焼鈍し、その後、50〜95％の圧
下率で冷間圧延し、仕上げ焼鈍する。

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、自動車のオイル
パン等の角筒形状の部品等の使途に用いて好適な、角筒
絞り成形性に優れる薄鋼板およびその製造方法ならびに
使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用部品などのプレス成形品の、成
形高さが高い場合や形状が複雑な場合（たとえばオイル
パン）の成形には、従来から深絞り用鋼板が用いられて
いる。この深絞り用鋼板に必要な材料特性としてはｒ値
（ランクフォード値，以下単にｒ値と略記する）、とく
に平均ｒ値（（ｒL ＋２ｒD ＋ｒC ）／４、ここで
ｒL、ｒd 、ｒC は、それぞれ圧延方向、圧延45°方
向、圧延直角方向のｒ値を表す）が高いことが必要とさ
れてきた。また、ｒ値の面内異方性△ｒ＝（ｒL ＋
ｒC）／２−ｒD は、従来から、専ら小さい方が均等に
絞れて歩止まりが良いとされ、また、この△ｒを小さく
することはｒ値を高める手段としても有効であるとされ
てきた。このため、従来の材料開発も、このような観点
にたって進められ、そのための努力が数多く行われてき
た。例えば、極低炭素鋼（Ｃ≦0.008 wt％）に炭化物形
成元素であるTi、Nbなどを添加した冷延鋼板が開発さ
れ、さらに最近、この極低炭素鋼に温間潤滑圧延を施し
て、平均ｒ値2.6 以上というさらなる高ｒ値を得る技術
（例えば、特開昭64-28325号公報、特開平2-47222 号公
報）も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
超高ｒ値鋼板といえども、実際に角筒絞り成形すると、
プレス成形時にしばしば破断を生じることがあった。従
来、このような事態が発生した場合には、これを回避す
るために、ｒ値が不足しているとの考え方のもとに、単
に、平均ｒ値を増加させるたり、△ｒを低減させるたり
することが試みられ、鋼板製造工程をさらに工夫するべ
く多大な労力が払われていた。しかし、それでもなお、
破断を有効に防ぐことはできないままであった。
【０００４】ところで、このような破断個所をよく調べ
ると、通常の深絞り性試験（円筒成形）に見られるα破
断（ポンチ肩部からの割れ）のみでではなく、壁割れ、
すなわちコーナーの壁の途中からの割れが発生している
ことが多い。このような割れ形式は、円筒成形では発生
することが少なく、角筒成形に特有な割れであるといえ
る。この角筒成形にみられる壁割れについての研究は少
なく、わずかに強度、Ｔ値（純粋張出し成形における割
れ発生時の板厚歪み）が高いほど、また、結晶粒径は微
細なほど壁割れの発生が抑制される傾向にあること（例
えば、塑性と加工、vol.10、No.101（1969−6 ）、P.42
5 ）が知られている程度であった。しかし、オイルパン
等の成形高さが大きい部品では、高い平均ｒ値を必要と
し、ｒ値とこのｒ値を低下させる要因となる高強度化、
微細粒化とを両立させることは材質上困難であるという
問題があった。また、Ｔ値については、その値を向上さ
せる有効な手段が知られていないという問題があった。
【０００５】上述したように、角筒成形時に発生する壁
割れに対して、鋼板のどのような要因が影響しているの
かについては、角筒成形のような成形様式における材料
特性の研究が少なく、未だに殆ど明らかにされていない
のが実情である。このような状況下で、当然のことなが
ら、角筒成形に適した材料特性を有する鋼板あるいはそ
の製造方法についてはほとんど検討されていないのが現
実である。
【０００６】そこで、本発明の目的は、角筒絞り成形性
に優れた、特に、角筒絞り成形における壁割れの発生を
抑制した、薄鋼板およびその製造方法を提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、この薄鋼板を用い
て、種々の平面形状 (成形品の平面図上の形状) をもつ
角筒に絞り成形する際に、割れを発生することのない、
この形状に適した薄鋼板の使用方法を提案することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、まず、角筒
絞り成形における壁割れを抑制するために必要な材質特
性についての研究を行った。そして、種々の試行錯誤を
へて、角筒絞り成形において壁割れを防止するには、平
均ｒ値を高く保ちつつも、△ｒを含むｒ値の板面におけ
る異方性を、ある程度大きくすることがむしろ有利であ
ることを知見した。また、良好な角筒絞り性を得るため
に必要な、各板面方向のｒ値が満たすべき条件、とりわ
け角筒の平面形状が圧延方向との関係で変化した場合で
も、良好な角筒絞りが可能な条件を具体的に確定するこ
とができた。さらに、このようなｒ値の異方性を、平均
ｒ値を低下させることなく確保するためには、製造条件
のなかでも、特に、熱間圧延における温間潤滑熱延、母
板焼鈍などの条件が大きなポイントであることを知見し
た。本発明はこれら知見に基づいて完成したものであ
り、その要旨構成は次のとおりである。
【０００８】(1) 鋼板各方向のランクフォード値が、次
式；（ｒL ＋ｒC ）／２−ｒD ≧0.67および（ｒL ＋２
ｒD ＋ｒC ）／４≧ 2.7の関係、 ただし、ｒL ：圧延方向のランクフォード値 ｒD ：圧延45°方向のランクフォード値 ｒC ：圧延直角方向のランクフォード値 を満たしていることを特徴とする角筒絞り成形性に優れ
る薄鋼板。
【０００９】(2) 鋼板各方向のランクフォード値が、次
式；（ｒL ＋ｒC ）／２−ｒD ≧0.67および（ｒL ＋２
ｒD ＋ｒC ）／４≧ 2.7の関係を満たし、さらにｒC −
ｒD ≧0.3 およびｒL −ｒD ≧0.3 のうちの少なくとも
一方の関係、 ただし、ｒL ：圧延方向のランクフォード値 ｒD ：圧延45°方向のランクフォード値 ｒC ：圧延直角方向のランクフォード値 を満たしていることを特徴とする角筒絞り成形性に優れ
る薄鋼板。
【００１０】(3) Ｃ：0.02wt％以下を含有する上記(1)
または (2)に記載の薄鋼板。
【００１１】(4) 鋼板の成分組成が、Ｃ：0.02wt％以
下、 Si：0.5 wt％以下、Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.
15wt％以下、Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt
％、Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20
wt％、Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特
徴とする上記(1) または (2)に記載の薄鋼板。
【００１２】(5) 鋼板の成分組成が、Ｃ：0.02wt％以
下、 Si：0.5 wt％以下、Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.
15wt％以下、Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt
％、Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20
wt％、Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を
含有し、さらにＢ：0.0001〜0.01wt％を含有し、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とする上記
(1) または (2)に記載の薄鋼板。
【００１３】(6) 鋼板の成分組成が、Ｃ：0.02wt％以
下、 Si：0.5 wt％以下、Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.
15wt％以下、Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt
％、Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20
wt％、Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を
含有し、さらにSb：0.001 〜0.05wt％、Bi：0.001 〜0.
05wt％、Se：0.001 〜0.05wt％のうちの１種または２種
以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする上記(1) または (2)に記載の薄鋼板。
【００１４】(7) 鋼板の成分組成が、Ｃ：0.02wt％以
下、 Si：0.5 wt％以下、Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.
15wt％以下、Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt
％、Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20
wt％、 Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２
種、およびＢ：0.0001〜0.01wt％を含有し、さらにSb：
0.001 〜0.05wt％、 Bi：0.001 〜0.05wt％、Se：0.00
1 〜0.05wt％のうちの１種または２種以上を含有し、残
部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする上
記(1) または (2)に記載の薄鋼板。
【００１５】(8) 上記(4) 〜(7) のうちのいずれか１つ
において、鋼板中のＣ、Ｎ、Ｓ、TiおよびNbの含有量
が、 1.2(Ｃ／12＋Ｎ／14＋Ｓ／32）＜(Ti ／48＋Nb／93) の関係を満足する薄鋼板。
【００１６】(9) Ｃ：0.02wt％以下、Si：0.5 wt％以
下、Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.15wt％以下、Ｓ：0.02
wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.008 wt％以下
を含み、かつTi：0.001 〜0.20wt％、Nb：0.001 〜0.15
wt％のうちの１種または２種を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼を、950 ℃〜Ａr3変態点の温度
域で粗圧延を終了し、Ａr3変態点〜500 ℃の温度域で潤
滑を施しつつ70％を超える圧下率で仕上圧延したのち、
酸洗し、得られた母板を、下記(1) 式および(2) 式を満
足する条件で母板焼鈍し、その後、50〜95％の圧下率で
冷間圧延し、再結晶焼鈍することを特徴とする、角筒絞
り成形性に優れる薄鋼板の製造方法。 （Ｔ＋273 )(20＋log ｔ）≧2.50×104 …… (1) 745 ≦Ｔ≦920 …… (2) ただし、Ｔ：母板焼鈍温度( ℃) ｔ：母板焼鈍時間(sec)
【００１７】(10)上記(9) において、鋼組成がさらに、
Ｂ：0.0001〜0.01wt％を含有する組成になることを特徴
とする、薄鋼板の製造方法。
【００１８】(11)上記(9) または(10)において、鋼組成
がさらに、Sb：0.001 〜0.05wt％、 Bi：0.001 〜0.05
wt％、Se：0.001 〜0.05wt％のうちの１種または２種以
上を含有する組成になることを特徴とする、薄鋼板の製
造方法。
【００１９】(12)上記(9) 〜(11)のうちのいずれか１つ
において、鋼板中のＣ、Ｎ、Ｓ、TiおよびNbの含有量
が、 1.2(Ｃ／12＋Ｎ／14＋Ｓ／32）＜(Ti ／48＋Nb／93) の関係を満足して含有する組成になることを特徴とす
る、薄鋼板の製造方法。
【００２０】(13)薄鋼板を使用して角筒絞り成形するに
際し、角筒の平面形状および薄鋼板のランクフォード値
が下記式を満たすように調整することを特徴とする薄鋼
板の使用方法。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。発明者らは、角筒絞り成形時の壁割れの発生機構
について調査を行った。その結果、以下のことが判明し
た。 (1) 壁割れが発生しやすい鋼板は、コーナー部分のフラ
ンジが壁へ流入し難い傾向を示す。 (2) コーナー部分のフランジの壁への流入量は、図１に
示すように、コーナー部分の流入方向のｒ値（ｒT とす
る）が直辺部分の流入方向のｒ値（ｒS とする）に比べ
て小さいほど、大きくなる。ここで、ｒS はコーナーを
挟む両直辺部分の流入方向のｒ値の平均とする。
【００２２】先ず、図１に示す結果が得られた実験につ
いて説明する。ｒ値が種々の値を示す、厚さ1.2 mmの鋼
板から、対角線の方向が圧延方向と０、45°となるよう
に板取方向を変化させた一辺88mmの矩形試験片を採取し
た。これらの試験片を、防錆油を塗布後、試験片の角が
角筒ポンチの角と一致するよう向きにセットし、しわ抑
え力を４ tonとして、成形高さ30mmまでの絞りを行っ
た。絞り加工前後のフランジの対角線長さを測定して、
絞り加工前の試験片の対角長さから絞り加工後の対角線
長さを差し引き、その値の１／２をもって、フランジの
壁への流入量とした。
【００２３】上記(2) のように、コーナー部分のフラン
ジの壁への流入量がコーナー部分と直辺部分のｒ値に影
響される機構については、必ずしも明らかではないが、
発明者らは以下のように考えている。角筒絞りにおいて
は、コーナーの絞り比が非常に大きいため、コーナー部
分の壁を引張るだけでは、コーナーのフランジを流れ込
ませることが困難であり、直辺部分のフランジが角部分
のフランジを引張る作用が必要となる。そのためには、
図２に模式的に示すように、鋼板の直辺部分の流入方向
（図中方向）のｒ値を、コーナー部分の流入方向（図
中方向）より大きくすることが有効と考えられる。こ
の場合、絞り時に直辺部のフランジが方向に大きく縮
んで、コーナー部分のフランジを方向へ引っ張ること
ができる。
【００２４】いずれにしても、角筒絞り成形において壁
割れを抑制するためには、コーナー部分の流入方向のｒ
値（ｒT ）が直辺部分の流入方向のｒ値（ｒS ）に比べ
て小さいことが有効であることが分かった。なお、図１
ではｒS としてコーナーを挟む直辺部分の流入方向のｒ
値の平均を用いたが、壁割れ抑制のためには、コーナー
を挟む両側の直辺部のｒ値がともに高いことが必要であ
ることはいうまでもない。
【００２５】また、角筒絞り成形においても、平均ｒ値
が低下すると、前述したようなコーナー部分のポンチの
肩で割れる、いわゆる「α破断」が生じるために、角筒
絞り成形への用途の鋼板においても平均ｒ値が高いこと
は必要である。一般に、鋼帯から角筒形状の製品の原板
を打ち抜く場合は、鋼板の歩留まりを考慮して、図３に
示すような打ち抜きが行われる。この打ち抜きの場合に
は、角筒のコーナー部分の流入方向は圧延方向と45°の
向きとほぼ一致し、直辺部分の流入方向は圧延方向また
は圧延直角方向の向きと一致する。このことから、前述
の知見に従えば、ｒ値の異方性Δｒ＝（ｒL ＋ｒC ）／
２−ｒD が大きく、かつ、平均ｒ値＝（ｒL ＋２ｒD ＋
ｒC ）／４も大きい鋼板が、角筒絞り成形性に優れてい
ることになる。
【００２６】そこで、発明者らは、平均ｒ値を低下させ
ることなく、（ｒL ＋ｒC ）／２−ｒD の大きい鋼板を
得るため、高ｒ値鋼板をベースにしてさらなる製造方法
の研究を行った。得られた結果を図４〜８に示す。図４
および図５は、母板焼鈍条件と鋼板各方向のｒ値との関
係を調べたものである。これらの図から、母板焼鈍温度
が高いほど、あるいは、母板焼鈍時間が長いほど、ｒD
が低下する一方でｒL が高くなること、このときｒC は
あまり変化しないので、ｒL −ｒD 、ｒC −ｒD および
( ｒL ＋ｒC ) ／２−ｒD が大きく、かつ、 (ｒL ＋２
ｒD ＋ｒC ）／４も大きくることがわかった。そして、
図６および図７に示すように、ｒL −ｒD および( ｒL
＋ｒC ) ／２−ｒD は、いずれも母板焼鈍温度Ｔ（℃）
と母板焼鈍時間ｔ(sec) の関数である（Ｔ＋273 )(20＋
log t)で整理が可能であり、（Ｔ＋273 )(20＋log t)≧
2.50×104 で、ｒL −ｒD ≧0.3 、かつ（ｒL ＋ｒC ）
／２−ｒD ≧0.67となることがわかった。また、このと
き、ｒC −ｒD ≧0.3 、および（ｒL ＋２ｒD ＋ｒC )
／４≧ 2.7も満たしていた。なお、図４は、後述する実
施例における表２中のNo. １、４、７を、図５は同表２
中のNo. ８、12、16を、また図６および７は同表２中の
化学成分と熱延条件が本発明の製造条件を満足しないN
o.18 、24、25、26、29、30を除くデータを、それぞれ
整理した結果であり、Ａr3〜500 ℃の圧下率は全て80％
以上である。
【００２７】冷延焼鈍板のｒ値に母板焼鈍温度が影響す
る機構については、必ずしも明らかではないが、発明者
らは以下のように考えている。母板焼鈍温度が高く、あ
るいは母板焼鈍時間が長くなると、フェライト粒径が大
きくなり、炭窒化物が球状化して、その分布も粗にな
る。これらの要因により、冷延時のひずみの蓄積量、分
布が変化して、仕上げ焼鈍後に、｛１１１｝集合組織に
加えて、わずかに｛２１１｝集合組織も発達するため
に、前述のようなｒ値が得られたと考えられる。
【００２８】母板焼鈍温度は上記（Ｔ＋273 )(20＋log
t)の条件のほか、同時に、750 ℃以上、かつ920 ℃以下
の条件をも満たす必要がある。というのは、母板焼鈍温
度が920 ℃を超えると、結晶粒径が粗大になり過ぎて、
続く冷延時に表面が荒れたり、冷延の歪みが不均一にな
ってｒ値が低下するという問題が発生するからである。
一方、母板焼鈍温度が745 ℃未満では必要な焼鈍時間が
10hrを超えて経済的でないからである。
【００２９】図８は、製造条件を変えてｒL 、ｒD 、ｒ
C を変化させた鋼板について、角筒絞り成形試験を行っ
た結果をまとめたものである。これから、欠陥のない良
好な角筒絞り成形性を得るためには、（ｒL ＋ｒC ）／
２−ｒD ≧0.67および（ｒL＋２ｒD ＋ｒC ）／４≧ 2.
7の条件を満足させる必要があることがわかる。なお、
図８は、実施例における表４および表５のデータを整理
したものである。
【００３０】発明者らはさらに検討を行い、上記条件に
加えて、ｒL −ｒD ≧0.3 、ｒC −ｒD ≧0.3 の少なく
とも一方の関係を満たせば角筒の成形性が向上すること
を知見した。また、この鋼板を使用して角筒絞り成形す
る場合に、角筒の平面形状と薄鋼板のｒ値との間に以下
の関係を満足するように調整して使用すれば、一層成形
性が向上することを確認した。すなわち、角筒直辺部の
圧延方向長さをＬL 、角筒直辺部の圧延直角方向長さを
ＬC とした場合に、ＬL とＬC の大小関係から、 ＬL ≧ＬC のときには、ｒC −ｒD ≧0.3 、かつｒL
−ｒD ≧ 0.4− 0.1（ＬL ／ＬC ）2 とし、 ＬL ＜ＬC のときには、ｒL −ｒD ≧0.3 、かつｒC
−ｒD ≧ 0.4− 0.1（ＬC ／ＬL ）2 とする。
【００３１】ここに、角筒直辺部の長さとは、角筒の平
面形状における直辺部の長さをいう。ただし、実際の角
筒製品の立体形状は単純なものは少なく、図９（ａ）の
ような側面から見たときに段差のあるもの、図９（ｂ）
のような平面で見たときに凸部あるもの、これらの組み
合わされたものなど、種々の複雑な形状ものであること
が多い。このような場合における直辺部は、図９に示す
ように、短辺および長辺それぞれの最大長さを意味する
ものとする。
【００３２】上記 (1) (2)に示すように、直辺部の長さ
比により、ｒ値の関係式が異なる理由は、角筒の絞り成
形においては、長辺方向の材料が、前述した角筒特有の
流れ込みを支配するために、短辺部の流れ込みが小さく
ても十分な成形が可能になるからであると考えられる。
このとき、直辺部の長さ比に対する成形余裕度は、長さ
比ＬL ／ＬC またはＬC ／ＬL の二乗で影響をうけるこ
とがわかった。
【００３３】以上述べた各ｒ値間の関係を満たすために
必要な製造条件について、前述した母板焼鈍条件を除
き、次に説明する。 スラブ加熱 熱延のための加熱の温度は、900 〜1200℃の範囲がよ
い。加熱に続いて、粗圧延と多パス圧延による仕上げ圧
延とからなる熱間圧延を行う。このときの粗圧延および
仕上げ圧延を次のように配慮することが必要である。
【００３４】粗圧延 焼鈍冷延板の平均ｒ値を高めるためには、熱延−母板焼
鈍した後で｛１１１｝方位の集合組織が発達しているこ
とが必要である。そのためには、粗圧延で、仕上圧延前
の組織を微細かつ均一にしておき、続く、仕上圧延時に
多量のひずみを鋼板に均一に蓄積させ、焼鈍時に｛１１
１｝方位を優先的に形成させることが重要である。仕上
圧延前の組織を微細かつ均一にするためには、粗圧延を
Ａr3変態点直上で終了し、仕上圧延直前にγ→α変態を
生じさせる必要がある。一方、粗圧延の終了温度が950
℃を超えると、γ→α変態の生じるＡr3変態点まで冷却
される過程で、回復や粒成長が生じて仕上げ熱延前の組
織が粗大で不均一なものとなる。よって、粗圧延の終了
温度を950 ℃以下Ａr3変態点以上の範囲で行う。なお、
粗圧延の圧下率は、組織微細化のために50％以上とする
のが望ましい。
【００３５】仕上圧延 仕上圧延は、仕上圧延時に多量のひずみを蓄積するため
に、Ａr3変態点以下で70％以上、好ましくは80％以上の
圧下率で行う必要がある。仕上圧延をＡr3変態点を超え
る温度で行うと、熱延中にγ→α変態が生じてひずみが
開放されたり、圧延集合組織がランダムになって、続
く、焼鈍時に｛１１１｝方位が優先的に形成されなくな
る。一方、仕上圧延を500 ℃未満の温度で行うことは、
圧延荷重が著しく増大するために現実的ではない。ま
た、仕上圧延時の合計の圧下率が70％未満では、熱延、
母板焼鈍後に｛１１１｝方位の集合組織が発達しない。
よって、仕上圧延条件は、Ａr3変態点〜500 ℃、好まし
くはＡr3変態点〜600℃で、70％以上、好ましくは80％
以上の圧下率で行うこととする。
【００３６】この仕上圧延においては、圧延時に多量の
ひずみを均一に蓄積するために、潤滑が必要である。な
ぜなら、潤滑を行わない場合には、ロールと鋼板表面の
摩擦力により、鋼板の表層部には付加的剪断力が働き、
熱延−焼鈍後に｛１１１｝方位でない集合組織が発達し
て、冷延焼鈍板の平均ｒ値が低下するからである。な
お、潤滑方法としては、例えば、黒鉛, 低融点ガラス,
鉱物油等を、ロールまたは鋼板に噴射または塗布して付
着させる方法があり、これによりロールと鋼板の摩擦係
数を0.15以下にすることができる。
【００３７】冷延圧下率 冷延は、集合組織を発達させて、高い平均ｒ値と大きい
Δｒとを得るために必須であり、その圧下率は50〜95％
の範囲とすることが不可欠である。冷延圧下率が50％未
満、または、95％を超えると良好な特性が得られなくな
る。
【００３８】仕上焼鈍 冷延工程を経た冷延鋼帯は、再結晶のための仕上焼鈍を
施す必要がある。焼鈍の方法は、箱型焼鈍法または連続
焼鈍法のいずれでもよい。焼鈍の加熱温度は再結晶温度
（約600 ℃）から950 ℃の範囲とするのが望ましい。な
お、焼鈍後の鋼帯には、形状矯正、表面粗度等の調整の
ために、10％以下の調質圧延を加えてもよい。また、本
発明で得られた鋼板は、加工用表面処理鋼板の原板とし
ても適用でき、その場合には、鋼板表面に、亜鉛めっき
（合金系含む）、すずめっき、ほうろうなどの表面処理
が常法により施される。
【００３９】次に、本発明に適用して好適な、鋼の成分
組成について説明する。 Ｃ：0.02wt％以下 Ｃは、角筒絞り成形性のうえから、少なければ少ないほ
ど好ましいが、その含有量が0.02wt％までは許容できる
ので0.02wt％以下、好ましくは 0.008％以下とする。
【００４０】Si：0.5 wt％以下 Siは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加されるが、その添加量が0.5 wt％を超えると角
筒絞り成形性に悪影響を及ぼすので、0.5 wt％以下の範
囲とする。
【００４１】Mn：1.0 wt％％以下 Mnは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加されるが、その添加量が1.0 wt％を超えると角
筒絞り成形性に悪影響を及ぼすので、1.0 wt％以下の範
囲とする。
【００４２】Ｐ：0.15wt％以下 Ｐは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加されるが、その添加量が0.15wt％を超えると角
筒絞り成形性に悪影響を及ぼすので、0.15wt％以下とす
る。
【００４３】Ｓ：0.02wt％以下 Ｓは、角筒絞り成形性のうえから少なければ少ないほど
好ましいが、その含有量が0.02wt％までは許容できるの
で、0.02wt％以下とする。
【００４４】Al：0.01〜0.10wt％以下 Alは、脱酸を行い、炭窒化物形成元素の歩留り向上のた
めに必要に応じて添加されるが、0.010 wt％未満では添
加の効果がなく、一方、0.10wt％を超えて添加してもさ
らなる脱酸効果が得られないので、0.01〜0.10wtの範囲
とする。
【００４５】Ｎ：0.008 wt％以下 Ｎは、角筒絞り成形性のうえから少なければ少ないほど
好ましいが、その含有量が0.008 wt％までは許容できる
ので0.008 wt％以下とする。
【００４６】Ti：0.001 〜0.20wt％ Tiは、炭窒化物形成元素であり、仕上圧延前、冷延前に
おける鋼中の固溶Ｃ、Ｎを低減して、仕上圧延や冷延後
の焼鈍工程で｛１１１｝方位を優先的に形成させる作用
があり、平均ｒ値を高くするために添加される。その添
加量が0.001 wt％未満では効果がなく、一方、0.20wt％
を超えて添加してもさらなる効果が望めないばかりか、
表面品質の低下につながる。よって、Ti添加量は0.001
〜0.20wt％、好ましくは0.005 〜0.20wt％、より好まし
くは0.035 〜0.10wt％の範囲とする。
【００４７】Nb：0.001 〜0.15wt％ Nbは、炭窒化物形成元素であり、Tiと同様に、仕上圧延
前、冷延前における鋼中の固溶Ｃ、Ｎを低減して、仕上
圧延や冷延後の焼鈍工程で｛１１１｝方位を優先的に形
成させる作用がある。また、仕上げ熱延前の組織を微細
にして、仕上圧延−焼鈍時に｛１１１｝方位を優先的に
形成させる作用があり、平均ｒ値を高くする作用もあ
る。さらに、固溶Nbには仕上げ熱延時におけるひずみ蓄
積効果もあり、集合組織の発達を促進する作用もある。
Nb添加量が、0.001 wt％未満では上記効果がなく、一
方、0.15wt％を超えて添加してもそれ以上の効果が望め
ないだけでなく、再結晶温度が高くなるという不利も招
く。したがって、Nbは0.001 〜0.15wt％、好ましくは
0.005〜0.10wt％の範囲で添加する。
【００４８】Ｂ：0.0001〜0.01wt％ Ｂは、耐二次加工脆性の改善のために有効な元素であ
り、必要に応じて添加されるが、その添加量が0.0001wt
％未満では添加の効果がなく、一方、0.01wt％を超える
と角筒絞り成形性が劣化するので、0.0001〜0.01wt％、
好ましくは0.0001〜0.005 wt％の範囲で添加する。
【００４９】Sb：0.001 〜0.05wt％、Bi：0.001 〜0.05
wt％、Se：0.001 〜0.05wt％ これらの元素は、いずれも、スラブ再加熱過程や母板焼
鈍過程などにおける酸化や窒化を抑制するために有効に
作用し、必要に応じて添加される。いずれの元素とも、
添加量が0.001 wt％未満では添加の効果がなく、一方、
0.05wt％を超えると角筒絞り成形性が劣化するので、0.
001 〜0.05wt％の範囲で添加する。
【００５０】 1.2(Ｃ／12＋Ｎ／14＋Ｓ／32) ＜ (Ti／48＋Nb／93) 固溶状態のＣ、Ｎが、仕上げ圧延の前に存在しないよう
にすると、仕上圧延−母板焼鈍後の集合組織は｛１１
１｝方位が発達したものとなり、引き続き行う、冷延−
仕上げ焼鈍によりさらに｛１１１｝方位が発達して、平
均ｒ値が向上したものとなる。本発明において、仕上げ
圧延前に固溶Ｃ、Ｎを存在させないためには、1.2(Ｃ／
12＋Ｎ／14＋Ｓ／32) ＜ (Ti／48＋Nb／93) となるよう
に、Ｃ、Ｎ、Ｓの量に応じて、Ti、Nbの添加量を調整す
ればよいことを確認した。
【００５１】
【実施例】表１に示す成分組成になる鋼スラブを、加
熱、均熱後、表２および表３に示す条件の下に、粗圧延
（合計圧下率85％）、仕上げ圧延、酸洗、母板焼鈍、冷
延および再結晶焼鈍を行った。得られた冷延焼鈍板につ
いて、ｒ値と角筒絞り成形性試験を行った。その結果を
表４および表５に示す。なお、ｒ値はJIS5号引張り試験
片に15％の引張り予歪を与えた後、三点法にて測定し
た。また、角筒絞り成形試験は、各鋼板から、88mm×88
mm（長さ比１：１）、76×114 （長さ比１：1.5 ）およ
び60mm×120mm （長さ比１：２）の矩形試験片を採取
し、これらの試験片を、防錆油を塗布した後、試験片の
角が角筒ポンチの角と一致するよう向きにセットし、し
わ抑え力を４ tonとして、成形高さが30mmになるまで絞
りを行った。その結果から、成形が可能である（○）
か、否（×）かで評価した。また、破断した場合には、
破断がα破断（α）であるか壁割れ（ｗ）であるかを区
別した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】ｒ値についての各条件式を満たす、本発明
に従う鋼板は、いずれも優れた角筒絞り成形性を有する
ことがわかる。これに対し、比較例は、角筒絞り成形を
行った際に、α破断、壁割れのいずれかの破断を生じて
成形性が不十分であった。又、Ａr3〜500 ℃の温度域で
の潤滑圧延の圧下率を80％以上とすることで、ｒ C −ｒ
D ≧0.3 およびｒL −ｒD ≧0.3 のいずれも満たすこと
ができ、角筒絞りの平面形状にかかわらず、成形可能に
することができた。一方、圧下率70％以上ではｒC −ｒ
D ≧0.3 でかつｒL −ｒD は圧下率に応じて変化する。
この場合でも、ｒL −ｒD に応じた平面形状を選択すれ
ば、角筒絞り成形に問題はなかった。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、優
れた角筒絞り成形性が達成できる。したがって、従来、
いくつかの成形部品を溶接組み立てにより製造してい
た、角筒形状のオイルパン等を、プレス成形により容易
に製造できるようになるので、工程省略、生産性の向
上、大幅なコストダウンなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】角筒絞り成形におけるコーナー部分のフランジ
の壁への流入量に及ぼす、直辺部分の流入方向のｒ値と
コーナー部分の流入方向のｒ値との差の影響を示すグラ
フである。
【図２】コーナー部分のフランジの壁への流入量が、コ
ーナー部分と直辺部分のｒ値に影響される機構について
説明するための模式図である。
【図３】鋼帯から、角筒形状のプレス成形用原板の打ち
抜きを示す模式図である。
【図４】各方向のｒ値に及ぼす母板焼鈍温度の影響を示
すグラフである。
【図５】各方向のｒ値に及ぼす母板焼鈍時間の影響を示
すグラフである。
【図６】ｒL −ｒD とＴ（20＋log ｔ）との関係を示す
グラフである。
【図７】（ｒL ＋ｒC ）／２−ｒD とＴ（20＋log ｔ）
との関係を示すグラフである。
【図８】角筒絞り成形性に及ぼすｒL 、ｒD 、ｒC の影
響を示す図である。
【図９】直辺部長さの定義を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比良 隆明 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 坂田 敬 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 荻野 厚 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 小原 隆史 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

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋼板各方向のランクフォード値が、次
    式； （ｒL ＋ｒC ）／２−ｒD ≧0.67および （ｒL ＋２ｒD ＋ｒC ）／４≧ 2.7の関係、 ただし、ｒL ：圧延方向のランクフォード値 ｒD ：圧延45°方向のランクフォード値 ｒC ：圧延直角方向のランクフォード値 を満たしていることを特徴とする角筒絞り成形性に優れ
    る薄鋼板。
  2. 【請求項２】 鋼板各方向のランクフォード値が、次
    式； （ｒL ＋ｒC ）／２−ｒD ≧0.67および （ｒL ＋２ｒD ＋ｒC ）／４≧ 2.7 の関係を満たし、さらに ｒC −ｒD ≧0.3 および ｒL −ｒD ≧0.3 のうちの少なくとも一方の関係、 ただし、ｒL ：圧延方向のランクフォード値 ｒD ：圧延45°方向のランクフォード値 ｒC ：圧延直角方向のランクフォード値 を満たしていることを特徴とする角筒絞り成形性に優れ
    る薄鋼板。
  3. 【請求項３】 Ｃ：0.02wt％以下を含有する請求項１ま
    たは請求項２に記載の薄鋼板。
  4. 【請求項４】 鋼板の成分組成が、 Ｃ：0.02wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.15wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt％、 Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20wt
    ％、 Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を含有
    し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴と
    する請求項１または請求項２に記載の薄鋼板。
  5. 【請求項５】 鋼板の成分組成が、 Ｃ：0.02wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.15wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt％、 Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20wt
    ％、 Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を含有
    し、さらにＢ：0.0001〜0.01wt％を含有し、残部Feおよ
    び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１ま
    たは請求項２に記載の薄鋼板。
  6. 【請求項６】 鋼板の成分組成が、 Ｃ：0.02wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.15wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt％、 Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20wt
    ％、 Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を含有
    し、さらにSb：0.001 〜0.05wt％、 Bi：0.001 〜0.05wt％、 Se：0.001 〜0.05wt％のうちの１種または２種以上を含
    有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴
    とする請求項１または請求項２に記載の薄鋼板。
  7. 【請求項７】 鋼板の成分組成が、 Ｃ：0.02wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.15wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt％、 Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20wt
    ％、 Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種、および
    Ｂ：0.0001〜0.01wt％を含有し、さらにSb：0.001 〜0.
    05wt％、 Bi：0.001 〜0.05wt％、 Se：0.001 〜0.05wt％のうちの１種または２種以上を含
    有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴
    とする請求項１または請求項２に記載の薄鋼板。
  8. 【請求項８】 請求項４〜７のうちのいずれか１項にお
    いて、鋼板中のＣ、Ｎ、Ｓ、TiおよびNbの含有量が、 1.2(Ｃ／12＋Ｎ／14＋Ｓ／32）＜(Ti ／48＋Nb／93) の関係を満足する薄鋼板。
  9. 【請求項９】Ｃ：0.02wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：1.0 wt％以下、 Ｐ：0.15wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.01〜0.10wt％、 Ｎ：0.008 wt％以下を含み、かつTi：0.001 〜0.20wt
    ％、 Nb：0.001 〜0.15wt％のうちの１種または２種を含有
    し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、950 ℃
    〜Ａr3変態点の温度域で粗圧延を終了し、Ａr3変態点〜
    500 ℃の温度域で潤滑を施しつつ70％を超える圧下率で
    仕上圧延したのち、酸洗し、得られた母板を、下記(1)
    式および(2) 式を満足する条件で母板焼鈍し、その後、
    50〜95％の圧下率で冷間圧延し、再結晶焼鈍することを
    特徴とする、角筒絞り成形性に優れる薄鋼板の製造方
    法。 （Ｔ＋273 )(20＋log ｔ）≧2.50×104 …… (1) 745 ≦Ｔ≦920 …… (2) ただし、Ｔ：母板焼鈍温度( ℃) ｔ：母板焼鈍時間(sec)
  10. 【請求項10】 請求項９において、鋼組成がさらに、 Ｂ：0.0001〜0.01wt％を含有する組成になることを特徴
    とする、薄鋼板の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項９または10において、鋼組成がさ
    らに、 Sb：0.001 〜0.05wt％、 Bi：0.001 〜0.05wt％、 Se：0.001 〜0.05wt％のうちの１種または２種以上を含
    有する組成になることを特徴とする、薄鋼板の製造方
    法。
  12. 【請求項12】 請求項９〜11のうちのいずれか１項にお
    いて、鋼板中のＣ、Ｎ、Ｓ、TiおよびNbの含有量が、 1.2(Ｃ／12＋Ｎ／14＋Ｓ／32）＜(Ti ／48＋Nb／93) の関係を満足して含有する組成になることを特徴とす
    る、薄鋼板の製造方法。
  13. 【請求項13】 薄鋼板を使用して角筒絞り成形するに際
    し、角筒の平面形状および薄鋼板のランクフォード値が
    下記式を満たすように調整することを特徴とする薄鋼板
    の使用方法。
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