JPH11100638A - 加工性およびほうろう密着性に優れた連続鋳造ほうろう用鋼板およびその製造方法 - Google Patents

加工性およびほうろう密着性に優れた連続鋳造ほうろう用鋼板およびその製造方法

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JPH11100638A
JPH11100638A JP27493297A JP27493297A JPH11100638A JP H11100638 A JPH11100638 A JP H11100638A JP 27493297 A JP27493297 A JP 27493297A JP 27493297 A JP27493297 A JP 27493297A JP H11100638 A JPH11100638 A JP H11100638A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性およびほうろう密着性の優れたほうろ
う用鋼板およびその製造方法。 【解決手段】 C :0.002%以下、Mn:0.1
〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.004
%以下、O :0.015〜0.05%、P :0.0
25%以下、S :0.025%以下、Cu:0.02
〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、V :
0.03〜0.07%を含有し、かつ0.2>Mn
(%)−2.0×O(%)+0.8V(%)+0.5N
b(%)を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなる加工性およびほうろう密着性の優れた連続鋳造ほ
うろう用鋼板およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はほうろう特性および
加工特性の優れたほうろう用鋼板およびその製造方法に
関し、特に連続鋳造によって得ることを特徴とするもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、ほうろう用鋼板は、キャップド鋼
またはリムド鋼を造塊し、分塊、熱延、冷延の後にオー
プンコイル焼鈍法によって脱炭し、さらに脱窒焼鈍し、
炭素や窒素を数10ppm以下に減少させることによっ
て製造されてきた。しかし、このようにして製造された
ほうろう用鋼板は造塊、分塊法によって製造する点や脱
炭脱窒焼鈍が必要なことから製造コストが高いという欠
点があった。また、厳しい深絞り性加工の必要な部品に
は適用できない問題点があった。
【0003】そこで、製造コストの低下を図る目的で連
続鋳造法によって製造するほうろう用鋼板が提案されて
いる。例えば、特公昭57−49089公報記載のよう
に高酸素鋼を連続鋳造して得られるほうろう用鋼板は優
れたほうろう特性を有している。しかしながら、加工性
が劣り、深絞り加工には適用できず、また時効性の点で
オープンコイル焼鈍による脱炭、または脱炭脱窒焼鈍が
不可欠である点が解決されていない。
【0004】上記欠点を克服する方法として極低炭素、
極低窒素の連続鋳造ほうろう用鋼板が特開昭59−19
0331号公報に開示されている。この技術は高酸素鋼
中のCとNを、製鋼工程でC<30ppm、C+N<3
0ppmの極低量に制御するものである。しかしなが
ら、鋼中のCやNを前記のような低いレベルまで減少さ
せるには製鋼コストの上昇が避けられない。また、C+
N<30ppmを満足しても、完全な非時効性鋼板が得
られない。
【0005】この欠点を解決する方法として、Ti、T
i+Remを添加し、深絞り性、非時効性を得る方法が
開示されている。例えば、特開昭51−32417号公
報、特開昭52−128822号公報がある。前者は極
低炭素鋼化とTi+Remの添加により、固溶C、Nを
無くすることで深絞り性を高め、非時効化を得、多量に
添加したSを(Ti、Rem)Sとし、つまとび性を向
上させる方法である。しかし、この方法でも密着性の強
いグランドコートを用いる2回がけほうろう性は良好で
あるが、1回がけほうろうでは泡が発生し、つまとび性
が不十分である。またRem添加に起因する表面欠陥も
多発し、製品歩留まりを落とす問題もある。後者の方法
はやはりTi添加極低炭素鋼による深絞り性の向上とC
u添加による2回がけほうろう密着性を高めたもので、
1回がけほうろうには用いられない問題がある。
【0006】そこで、本発明者等は鋭意研究を重ねた結
果、つまとび性、深絞り性に優れたほうろう用鋼板およ
び製造方法についてNb、V、Remを添加した高酸素
の連続鋳造ほうろう用鋼板を特開平1−275736号
公報で開示した。しかしながら、該公報の技術によれ
ば、深絞り性の良好な鋼板は得られるが、製造条件を厳
密にしなければNbC、VCNが焼鈍中に再溶解し、固
溶C、Nが増大して耐時効性が悪くなり、プレス時に伸
び時効劣化しプレス成形性を損なうという問題があり、
加えてほうろう密着性が脱炭キャップド鋼より劣る問題
点をもっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な従来のほうろう用鋼板の問題点を克服し、深絞り性が
優れ、非時効性の一回かけほうろう密着性が優れた連続
鋳造ほうろう用鋼板及びその製造法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の鋼板、
鋼板製造法の欠点を克服するために種々の検討を重ねて
得られたもので、ほうろう用鋼板の加工性およびほうろ
う特性について、下記のような化学組成、製造条件の影
響を検討した結果、(1)〜(6)の項目を知見した。
【0009】化学組成:C :0.0005〜0.00
25%、Mn:0.05〜0.55%、O :0.01
5〜0.07%、Nb:0.005〜0.06%、V
:0.03〜0.07%Cu:0.03%、Si:
0.05%、P :0.005%〜0.025%、S
:0.015%、N :0.0015〜0.0035
% 製造条件: 加熱温度:1250〜1050℃、 仕上げ温度:750〜950℃、 捲き取り温度:500〜800℃、 冷間圧延率:80%、 焼鈍:650〜850℃×1〜300分 ほうろう性:酸洗、Ni処理を行った後、膜厚:100
μmの一回かけほうろう処理を行い、つまとび性、表面
欠陥、密着性を調査した。 (1) 深絞り性はC量が低いほど、酸素量が低いほど
良好になる。 (2) 深絞り性はC<0.002%以下で、Nbを
0.03%以上添加すれば、r値>2.0が得られる。 (3) 時効指数はC<0.002%以下、V:0.0
3%以上、Nb:0.03%以上添加の条件を満足すれ
ば、焼鈍条件によらず5MPa以下が得られる。 (4) ほうろう密着性は0.2>T.Mn−2.0
(O)+0.8(V)+0.5(Nb)の条件で良好に
なる。 (5) ほうろう板の泡・黒点も0.2>T.Mn−
2.0(O)+0.8(V)+0.5(Nb)の条件を
満足すれば発生しない。 (6)つまとび性と良い相関のある水素透過時間は酸
素、Mn、V、Nb量に影響され、これらの元素は添加
量が多いほど水素透過時間が長くなる。 本発明は以上の事実に基づき完成した。
【0010】その要旨は下記の通りである。
【0011】(1) C :0.002%以下、Mn:
0.1〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.
004%以下、O :0.015〜0.05%、P :
0.025%以下、S :0.025%以下、Cu:
0.02〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、
V :0.03〜0.07%を含有し、かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
(%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる加
工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造ほうろう用
鋼板。
【0012】(2) C :0.002%以下、Mn:
0.1〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.
004%以下、O :0.015〜0.05%、P :
0.025%以下、S :0.025%以下、Cu:
0.02〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、
V :0.03〜0.07%Mo:0.05%以下を含
有し、かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
(%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる加
工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造ほうろう用
鋼板。
【0013】(3) C :0.002%以下、Mn:
0.1〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.
004%以下、O :0.015〜0.05%、P :
0.025%以下、S :0.025%以下、Cu:
0.02〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、
V :0.03〜0.07%を含有し、かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
(%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる連
続鋳造鋳片を、仕上げ温度800℃以上、捲取温度60
0〜800℃で熱間圧延し、冷延率60%以上で冷間圧
延したのち、再結晶温度以上の温度で焼鈍することを特
徴とする加工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造
ほうろう用鋼板の製造方法。
【0014】(4) C :0.002%以下、Mn:
0.1〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.
004%以下、O :0.015〜0.05%、P :
0.025%以下、S :0.025%以下、Cu:
0.02〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、
V :0.03〜0.07%Mo:0.05%以下を含
有し、かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
(%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる連
続鋳造鋳片を、仕上げ温度800℃以上、捲取温度60
0〜800℃で熱間圧延し、冷延率60%以上で冷間圧
延したのち、再結晶温度以上の温度で焼鈍することを特
徴とする加工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造
ほうろう用鋼板の製造方法。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳述する。
【0016】まず、鋼組成について詳述する。
【0017】Cは従来から低いほど加工性が良好となる
ことが知られているが、本願発明では、時効指数<5M
Pa、r値>2.0以上を得るために0.002%以下
にする必要がある。好ましい範囲は0.0015%以下
である。下限は特に限定する必要がないが、C量を低め
ると製鋼コストを高めるので実用的な下限は0.000
5%である。
【0018】Siはほうろう特性を阻害するので、0.
01%以下にする必要がある。好ましい範囲は良好なほ
うろう特性を得る点から0.005%以下である。
【0019】Mnは酸素、V、Nb添加量と関連してほ
うろう特性に影響する重要な成分である。同時に熱間圧
延時にSに起因する熱間脆性を防止する元素で、酸素を
含む本発明では0.1%以上が必要である。一方、Mn
量が高くなるとほうろう密着性が悪くなり、泡や黒点が
発生しやすくなるため、Mn量の上限を0.3%に特定
した。
【0020】酸素はつまとび性、加工性に直接に影響す
ると同時に、Mn、Nb、V量と関連してほうろう密着
性、耐泡・黒点性に影響する。これらの効果を発揮する
には0.015%は必要である。一方、酸素量が高くな
ると酸素が高いことにより直接に加工性を劣化させると
共に、Nb、V添加効率を低め間接的に加工性、時効性
を悪くするので、上限を0.06%に特定した。
【0021】NはCと同様に侵入型固溶元素であり、
0.004%を超えると、Nb、Vを添加しても加工性
が劣化すると共に非時効性鋼板の製造が出来なくなる。
この理由から、Nの上限を0.004%に特定した。下
限は特に限定する必要がないが、現在の製鋼技術では
0.001%以下に溶製するのは困難なため、実用的な
下限は0.001%になる。
【0022】Pは含有量が0.02%を超えると材料を
硬化させ、プレス加工性を劣化させる他、ほうろう前処
理時の酸洗速度を速め、泡・黒点の原因となるスマット
を増加させる。したがって、本発明ではP含有量の上限
を0.02%に特定した。
【0023】Sはほうろう前処理の酸洗時にスマット量
を増やし、泡・黒点を発生しやすくするので、0.02
5%以下とする必要がある。
【0024】Vは本発明の重要な構成要件の一つであ
る。VはNを固定し、Nによる深絞り性の劣化、時効に
よる伸び低下によるプレス加工性の低下を防止する。ま
た、添加したVの一部は鋼中酸素と結合して酸化物とな
り、つまとび防止に有効な働きをすると同時に、つまと
び発生を抑えるのに必要な酸素量を低くし、間接的な加
工性の向上効果も有する。これらの理由でV量の下限を
0.03%に特定した。一方、V添加量が多くなるとほ
うろう密着性、耐泡・黒点性が劣化するので、上限を
0.07%に特定した。
【0025】Nbも本発明の重要な元素である。Nbは
Cを固定し、深絞り性を向上せしめると共に、非時効化
する。また、添加したNbは鋼中酸素と結合し酸化物を
形成し、つまとび防止に有効な働きをする。また、つま
とび発生を抑えるのに必要な酸素量を低くし、間接的に
加工性を高める作用もある。このため、Nb量は最低
0.03%必要である。しかし、添加量が高くなると密
着性、耐泡・黒点性が劣化するので上限を0.05%に
特定した。
【0026】Cuはほうろう前処理時の酸洗速度を抑制
する働きがあることが良く知られている。本願発明では
Cuの働きを引き出すため0.02%は必要である。本
願発明はNb、Vを添加し、固溶C、Nが極めて少ない
ので酸洗抑制作用が強すぎると低酸洗時間域での密着性
が低下するため、上限を0.04%に特定した。
【0027】Nb、V、Mn、O量はほうろう密着性、
耐泡・黒点性を良好とするため、0.2>Mn(%)−
2.0×O(%)+0.8V(%)+0.5Nb(%)
の関係を満足する必要がある。この関係は鋼組成とほう
ろう特性の関係を詳細に検討し、得られた図1、図2の
実験事実に基づき特定した。図1は0.7mm厚の鋼板
を酸洗:15%H2SO4、75℃×3分、Ni処理:2
%NiSO470℃×3分、pH.2.5〜3.5に変
化、一回かけ用釉薬を100μm厚に施釉し、840℃
で3分焼成し、2.0kgの球頭の重りを1m位置から
落とし、変形部の未隔離面積を169本の触診針で測定
した密着性と鋼組成の関係を示した。なお密着性はその
鋼組成に対応する全試験の平均値である。図2は酸洗を
15%H2SO4、75℃×20分とし、Ni処理、ほう
ろう焼成等の条件は図1と同じで、ほうろう板の表面を
目視で観察し、泡・黒点発生状況を◎:発生なし、○:
少し発生、×:発生多いで評価し、鋼組成の関係を示し
た結果である。
【0028】Moは深絞り性に有効である元素で、より
深絞り性が必要な場合に添加される。しかし、Moはほ
うろう前処理時の酸洗速度を抑制するので、添加量が多
くなると短時間酸洗時のほうろう密着性を阻害するの
で、0.05%以内で添加する。
【0029】その他の不可避的不純物は、材質特性、ほ
うろう特性に悪影響を及ぼすので極力低くすることが望
ましい。
【0030】つぎに製造方法について開示した請求項
3、4の発明について説明する。本発明にかかる鋼スラ
ブは連続鋳造で製造されるが、インゴット−分塊圧延法
で製造しても本発明の特徴は損なわない。引き続いて熱
間圧延されるが、加熱温度によって本発明の特徴は影響
されないので、加熱温度は通常行われている1050℃
〜1250℃の範囲で実施している。熱延仕上り温度は
800℃以上であれば、何度でもよいが、熱延操業性か
らAr3点温度以上であることが望ましい。捲き取り温
度も良好な加工性を得たいときは熱延終了後直ちに50
℃以上の冷却を行うと良い。
【0031】冷間圧延は深絞り性の良好な鋼板を得るた
めに60%以上を必要とする。特に深絞り性を必要とす
る場合は、75%以上とすることが好ましい。
【0032】焼鈍は箱焼鈍でも連続焼鈍でも本発明の特
徴は変わらなく、再結晶温度以上の温度であれば本発明
の特徴を発揮する。特に本発明の特徴である深絞り性が
優れ、ほうろう特性が良好という特徴を顕現させるには
連続焼鈍が好ましい。本発明鋼は短時間焼鈍でも650
℃で再結晶が完了するという特徴を有しているので、特
に高温で焼鈍する必要はない。箱焼鈍では650〜75
0℃で、連続焼鈍では700〜800℃で主に実施して
いる。
【0033】以上、説明した様に本発明の化学組成から
なる鋼板、および発明による製造条件で製造した鋼板
は、連続鋳造法による鋳片によるものであっても従来の
脱炭キャップド鋼と同等以上にプレス加工性が優れ、直
接1回かけのほうろうかけでも、泡、黒点欠陥が発生し
にくく、優れたほうろう密着性を有するほうろう用鋼板
である。また、直接一回かけ以外の用途でも、その特性
を発揮し、なんら変わることがない。
【0034】
【実施例】表1に示した種々の化学組成からなる連続鋳
造スラブを表2に示す製造条件で熱間圧延、冷間圧延、
焼鈍を行った。引き続き1.0%の調質圧延を行った
後、機械的特性およびほうろう特性を調査した。調査結
果を表2に併せて示した。
【0035】機械特性は、焼鈍後、1.0の調質圧延後
の鋼板をJIS5号試験片に加工し、引張り試験、r
値、時効指数を調査した。時効指数は10%の予歪し、
100℃×60分の時効前後の応力の差で示した。
【0036】ほうろう特性は表3に示した工程で評価し
た。ほうろう特性の内、泡・黒点の表面特性は酸洗時間
を20分と長い条件を選び、その評価は次の通り表示し
た。 ◎:発生なし、○:少し発生、×:発生多い また、ほうろう密着性は酸洗時間が3分と短い条件で評
価した。ほうろう密着性は通常行われているP.E.
I.密着試験方法(ASTM C313−59)では密
着性に差が出ないため、2kgの球頭の重りを1m高さ
から落下させ、変形部のほうろう剥離状態を169本の
触診針で計測し、未剥離部分の面積率で評価した。
【0037】耐つまとび性は3枚の鋼板を酸洗時間3
分、Ni浸漬なしの前処理を施し、直接一回かけ用釉薬
を施釉、乾燥を行い、露点50℃で850℃の焼成炉に
3分間装入して焼成した後、160℃の恒温槽中に10
時間入れるつまとび促進試験を行い、目視でつまとび発
生状況を判定しつぎのとおり表示した。
【0038】表2の結果から明らかなように、本発明の
鋼板はr値、Elが良好であり、かつ耐時効性も良好
で、ほうろう特性も優れたほうろう用鋼板である。一
方、比較例で示した鋼板は、材質特性もしくはほうろう
特性のいずれか一方、または双方の特性が劣っている。
すなわち、化学組成及び化学組成間の密接な関係が本発
明範囲をはずれると材質、ほうろう特性の優れた鋼板が
得られない。
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
【表3】
【0042】
【発明の効果】本発明のほうろう用鋼板は、従来使用さ
れているプレス成形性の良好な脱炭脱窒キャップド鋼、
Ti添加鋼と同等、またはそれ以上の深絞り性を有し、
さらにほうろう用鋼板として必要な耐つまとび性、ほう
ろう密着性、表面特性のすべてを満たしている。特にT
i添加鋼で問題であった泡・黒点欠陥を克服し、連続鋳
造法によって製造しても脱炭キャップド鋼以上の表面性
状が得られ、鋳片の製造コストが大幅に低下した。ま
た、従来の連続鋳造で製造されている高酸素鋼のように
脱炭または脱炭脱窒焼鈍でなく、連続焼鈍、または箱焼
鈍を行ってもプレス成形性、耐時効性の優れた鋼板が製
造できるので、焼鈍に要するコストの低減も大きく、工
業的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】種々の鋼組成について一回かけほうろうの密着
性を調査し、Mn−2×(O)+0.8V+0.5Nb
とほうろう密着性の関係を示した図である。
【図2】種々の鋼組成についてほうろう表面特性を調査
し、Mn−2×(O)+0.8V+0.5Nbとほうろ
う表面特性の関係を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠見 和久 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 佐柳 志郎 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C :0.002%以下、Mn:0.1
    〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.004
    %以下、O :0.015〜0.05%、P :0.0
    25%以下、S :0.025%以下、Cu:0.02
    〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、V :
    0.03〜0.07%を含有し、かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
    (%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる加
    工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造ほうろう用
    鋼板。
  2. 【請求項2】 C :0.002%以下、Mn:0.1
    〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.004
    %以下、O :0.015〜0.05%、P :0.0
    25%以下、S :0.025%以下、Cu:0.02
    〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、V :
    0.03〜0.07%Mo:0.05%以下を含有し、
    かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
    (%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる加
    工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造ほうろう用
    鋼板。
  3. 【請求項3】 C :0.002%以下、Mn:0.1
    〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.004
    %以下、O :0.015〜0.05%、P :0.0
    25%以下、S :0.025%以下、Cu:0.02
    〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、V :
    0.03〜0.07%を含有し、かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
    (%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる連
    続鋳造鋳片を、仕上げ温度800℃以上、捲取温度60
    0〜800℃で熱間圧延し、冷延率60%以上で冷間圧
    延したのち、再結晶温度以上の温度で焼鈍することを特
    徴とする加工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造
    ほうろう用鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 C :0.002%以下、Mn:0.1
    〜0.3%、Si:0.01%以下、N :0.004
    %以下、O :0.015〜0.05%、P :0.0
    25%以下、S :0.025%以下、Cu:0.02
    〜0.04%、Nb:0.03〜0.05%、V :
    0.03〜0.07%Mo:0.05%以下を含有し、
    かつ 0.2>Mn(%)−2.0×O(%)+0.8V
    (%)+0.5Nb(%) を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる連
    続鋳造鋳片を、仕上げ温度800℃以上、捲取温度60
    0〜800℃で熱間圧延し、冷延率60%以上で冷間圧
    延したのち、再結晶温度以上の温度で焼鈍することを特
    徴とする加工性およびほうろう密着性が優れた連続鋳造
    ほうろう用鋼板の製造方法。
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