JPS58151426A - 面内異方性の小さい缶用極薄鋼板の製造方法 - Google Patents

面内異方性の小さい缶用極薄鋼板の製造方法

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JPS58151426A
JPS58151426A JP3307582A JP3307582A JPS58151426A JP S58151426 A JPS58151426 A JP S58151426A JP 3307582 A JP3307582 A JP 3307582A JP 3307582 A JP3307582 A JP 3307582A JP S58151426 A JPS58151426 A JP S58151426A
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久々湊 英雄
Sadao Izumiyama
泉山 禎男
Hideo Abe
阿部 英夫
Takashi Ono
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、DRD缶用素材のうちDR材である匍硬質極
薄鋼板10g造方法に関するものであり、特に本発明は
、製缶時カップをつくる際r値の面内異方性によって生
ずる耳を、従来のものに比べ少なく改善することが出来
る面内異方性の小さいDRD缶用DR材である極薄鋼板
の製造方法に関するものである。
従来、プリ* 、 T F 8 (Tin Free 
5teel )の原板は2種類に大きく分類されている
。+1)再結晶焼鈍後、軽度の調圧率(約396以下)
で調質圧延を行って仕上げるT−1〜T−6(JI8 
G33030ツクウェルT硬さく HR30T ) 4
6〜73 ) 、(21再結晶暁鈍後、再度高圧下率(
約50%以下)で冷間圧延を行って仕上げるD R(、
Double Reduced Material )
材にわけられ仝。DR材は入I8Iによってさらに次の
ように分類されている。DR−8(HR30Tニア3)
、DR−:、−’1(76)t DR−9M(77)、
DR−10(80)。
食缶は古くから胴部、天部、地部からなるいわゆる3ピ
一ス缶が主体であり、一部にはプレス成形により胴部と
地部な一体成形したものに天部を接合したいわゆる2ピ
一ス缶がある。しかし前記2ピ一ス缶には、従来T−1
−T−3のいわゆる軟質材で、板厚も0.2〜0.4−
と厚いものが使われており、板厚の厚いことによりコス
トが高いという欠点があった。しかしながら、2ピ一ス
缶は缶の機能が優れていること、および製缶能率が高い
というメリットがあるため、近年その製缶法が見直され
、2ピ一ス缶のなかでも特KDI缶(Drawnand
 Wall Ironed Can )やDRD缶(D
rawn andRedrawn Can )は急速に
進歩してきている。従来、DRD缶には調質度T−4,
T−5、板厚0.2〜0.3−程度の′ものが使われて
い泥が、最近発展してき九DRD缶は経済性の面から板
厚を薄くし、それによる強度不足を原板の硬度で補う方
法がとられている。この強度を向上させる方法として、
再結晶焼鈍後、第2回目の冷間圧延を行う方法がとられ
ているが、いまだ十分満足される効果が得られていない
一般に絞り缶、DRD缶シよびDI缶等絞り加工によっ
て製缶される素材として使用される極薄鋼板の絞り加工
性は自動車の車体などに用いられる絞り加工用冷延鋼板
と同様に、一般的にはr値が大きいことが望ましいとさ
れている。しかし、大きい深絞り加工を必要とする極薄
鋼板は、たとえr値が非常に高くても、鋼板が薄いので
紋り加工において“しわ”が発生しやすく、高度の深絞
り加工は難しい。したがって深い缶を製作する場合には
再絞り、しごき加工を利用することなどが併用されるの
で、実際にはあまり大きなr値は要求されず、むしろ、
トリミング化を小さくして材料歩留炒を向上させるため
に容器7972部の耳発生の少ない、いわゆるr値の面
内異方性(Δr)の小さい極薄鋼板が要求される。
極薄鋼板の深絞り加工性を示す一つの指標として、引張
試験における幅方向の歪に対する厚さ方向の歪の比で示
すr値が一般に用いられている。
このr値は引張り試験片の採取方向によって異なり、低
炭素Atキルド鋼冷延鋼板では、圧延方向に対し90°
の方向に採取したものが最も高く、次いでθ°力方向高
く、45°方向が最も低いという異方性のものが多い。
この異方性の程度は一板の製造方法により異なる。一方
、絞り加工後の缶フランジ部は円周方向の板厚分布と高
さに異方性が現われ、かかる現象はr値の面内異方性の
ために生じる。すなわち、深絞り中の円周方向の圧縮に
対して、r値の小さい方向は板厚が増加しやすく、半径
方向に材料が伸びにくい。一方r値の大きい方向では逆
に板厚が増加しにくく、半径方向に材料が伸びやすい。
したがってr値の大きい方向に缶が高く(耳の山部)、
r値の小さい方向に缶が低く(耳の谷部)なる。耳の高
さは加工条件によって4かなり異なるが、Δrの大きい
極薄銅板根太きな耳となり、歩留りが低下する。
r値は鋼板の結晶集合組織と密接な関係があり、したが
ってΔr値も同様に結晶集合組織と密接な関係がある。
このΔr値は(1)冷間圧延の圧下率、(2)冷廻前の
熱間圧延温度、(3) AJLNなどの析出物の再結晶
過程における析出挙動や分散状態等により大きく変化す
る事が知られている。
このことから、金型の工夫に合せてΔrの小さい極薄鋼
板を用いるととKより容器7ランジ部の耳発生を最小限
に改善するととが出来る。しかし一般に△rの小さい極
薄鋼板はr値が悪くなり、深絞り加工そのものを阻害す
ることもあるという欠点があり、さらにDR材のように
再結晶焼鈍後再度冷間圧延を施すので結晶集合組織も変
化するという欠点がある。
一方、運搬作業中において缶がつぶれない為に内容物を
充填した後に一定の内圧強度を有することが缶には要求
され、そのため板厚を厚くする手段又は素材の硬度を高
める手段が考えられる。しかし板厚を厚くすることは経
済的に不利であるので、最近は製缶技術の向上にともな
って板厚の薄い、硬度の高いものが積極的に使われだし
てきている。
本発明は、E記従来方法による欠点を改善し、絞り加工
性に優れた、いわゆるr値が大きく、がつΔrの小さい
、すなわち面内異方性の小さい缶用DR極極薄根板製造
方法を徒供する事を目的とするものであり、特許請求の
範囲記載の方法を提供することによって前記目的を達成
することが出来る。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明者らは、r値が大きくてΔrの小さいDB極薄鋼
板を製造するために、集合組織に影響をおよぼすと考え
られる(1)鋼板成分、(2)鋼片加熱温厚、(3)熱
間圧延温度(熱延仕上温度F’T、巻取温度CT)、(
4)焼鈍条件(BAP : Batch Anneal
ingProcess、  C入P : Cont 1
nuous Anneal ing Process 
)、(5)冷間圧下率の全工程にわたって鋭意研究を重
ねた結果、以下に示すことを突き止め、本発明に想到し
た。
第1図は鋼片加熱温度、熱間圧延温度(FT。
CT)の影響によるΔrとΔH(耳率)の関係を示す図
である。ここでΔrはカップに絞った後の耳率な予測す
る指数であり、ΔHは実際にカップに加工した後に耳率
な測ったものである。なお、DB材のような超硬質鋼板
にあっては引張り試験により求められる伸びは数パーセ
ント以下しかないため、r値、Δr値の測定は、従来の
引張試験法によって求めることが出来ない。そこで、新
しく商品化され九Control Products社
(USA)製Modul −T Drawabilit
y Te5terを使って求めた。
これは、7と平均ヤング率(百)との間に相関関係があ
ることが経験的に知られておることから、実測r値とヤ
ング率測定結果により、統計解析によって引張り伸びを
求めるものである。ヤング率は「磁わい振動方式」共振
法により求める。また、△Hの測定法は第2図に示すよ
うに、実験室規模でDRD缶をつくり、そのΔHを求め
、それぞれについて評価した。
通常の紅キルド鋼板製造において、鋼片加熱温度は鋼片
中の虹NをhtとNに分解固溶させるため1200t:
’より高い温度で加熱、均熱後、−片は抽出される。又
、近年、連続鋳造法の採用が拡がり、従来のリムド鋼造
塊材、キャップド鋼造塊材が主に紅キルド銅連続鋳造材
に切り替えられている。しかしA71.キルド鋼は冷間
圧延性か悪く、特に極薄−板を得るために高圧下率圧延
を行うものでは、ス) Qツブ現象やチャタリング現象
が発生し、不良率の向上や、ストリップの冷間圧延中破
断となり、経済的に問題が残っていた。これら欠陥は紅
とNK起因しており、特に固溶N量の多−熱延銅帯は冷
間圧延性が悪かった。従って固溶Nを少なくすることに
よって冷間圧延性は大幅に向上する事を本発明者らは新
規に知見した。
本発明によれば、従来の加熱炉内でMとNを分解固嬢さ
せる処理を止めて鋼片を低温で加熱保持すること、およ
びCTを高温で巻き取る事によりて、固溶N量の少ない
熱延鋼帯を得ることができる。
第1図に示すように、鋼片の加熱温度による絞り加工性
の影響は少ないが、一方FTおよびCTは温度による影
響が大きいことがわかる。すなわちFTをγ領域又はα
+γ領域で行うかKよって結晶粒度が異なり、材質の違
φが大きくなり、かつ熱延板の集合組織も異なるので、
再結晶集合組織も異なる。一方、CTを高温で巻き取る
と自己焼鈍が進み結晶粒度は大きくなるし、炭化物組織
も凝集粗大化するため材質および集合組織が異なる。
DB材のように再結晶焼鈍後、再度冷間圧延を行へもの
についても、△rとΔHの間には非常に強い相関関係が
みられる。この関係において△r。
ΔHともに小さくなる熱延温度は、FTにおいては高温
のγ領域で圧延した場合であり、CTにおいてはFTが
高温および低温のいずれにおいて娘高い温度で巻き取っ
た場合である。したがってFTはAr3変態点以上を確
保する必要がある。
第3図は7と△rとの関係を示しているが、同図によれ
ばr値が大きくなるに従い、△rが小さくなる傾向がわ
かる。又7値の小さいもののカップ壁にはr値が小さい
場合に生じゃすい゛しわ”が発生しているが、r値が高
くなるに従い°しわ”の程度も少なく、△rの小さい、
いわゆるF’TおよびCTの温度が高いものは”しわ”
がみられない。なお、r値、△r値測測定採用した新測
定方法は十分機能を発揮しており、カップにした場合の
一耳率の発生や”しわ”の発槓を予測できる指標として
十分使用できる事もわかる。
第4図は、△11におよほすCTとAt含有虻との関係
を示している二間図によれば、CTが580 t:”以
上でΔHが小さくなりはじめ、約630 C以上ではΔ
Hが安定して小さくなっている。この現象はCTが高く
なると自己焼鈍によって結晶粒径が大きくなること、お
よび炭化物が凝集粗大化するためと考えられる。なお虹
量とΔHとの相関関係はほとんど見られなり。一般に1
紅はAjNになりで析出することにより材質に変化をも
たらす。またAjN析出率はCTが高いほど、および紅
含有量が多いほど高くなる傾向があるが、本研究によれ
ば、ΔHとCTとの相関関係が見られたことから、Aj
N析出による集合組織の変化よりも、CTの温度による
ΔHの影響が大きいものと考えられる。したがってCT
は580C以上にする必要がある。
第5図はΔHKおよぼす第2回目の冷間圧下率と焼鈍法
の影響な示しているが、同図によれは冷間圧下率は約3
0%を超えるとΔHの値は高くなる。し九がって実用的
には30%以下にする必要がある。なおそれでも硬度不
足を招くものKついては、C量や焼鈍法を検討する必要
がある。また焼鈍法については、BAPまたはCんPを
通ったものは焼鈍効果の差はあまり見られない。一般に
はBAPの最高温度保持時間はCAPのそれより長いの
で結晶粒径は大きく成長するが、ΔHの差異はみられな
い。この現象から、再結晶後の集合組織は熱延板の製造
条件に大きく依存している事がわかる。また、BAPと
CAPでΔHに差がないのでDB−8の低調質度のもの
は軟質材が得られるBAPを採用することもできる。な
おりRDIJ缶法は高能率、例えば100ストローク/
分で製缶されるため材質のより均一なものが有利である
。したがってCkP材が有利になる。
以上の結果から、絞り加工法による製造において、耳が
小さくなるl)R極薄鋼板の製造条件を連続鋳造スラブ
を使用し研究を゛重ねた結果、熱延温度が最も重要で、
FTはAr3温度以上となし、CT45800以上の高
温で巻き取ることにより△rの小さい、r値の大きい、
いわゆる絞り加工性に優れた銅板を製造することができ
ることを本発明者は新規に知見したのである。
このように優れた鋼板の冶金学的解明はいまだ十分では
ないが1次のようなことが推定される。
(1)CTを高温にすることKよって、結晶粒を大きく
シ九効果、(2)CTを高温にすることによって、炭化
物組織への影響効果、例えば熱延板における地鉄の清浄
化効果、(3)CTを高温にするとktN析出率が大き
くなるので、AjNの影響効果。
なお結晶粒径単独の効果へしては、BAP材とCAP材
で比較したがΔHには変化がみられながう九。またu量
によっても変化がみられながっ九。従?て、炭化物組織
の変化による再結晶集合組織はΔrやΔHを小さくさせ
る作用を与える、ものと思われる。
上記知見に基き、本発明によれば、成分組成にお−てC
は0.10%以下、Siは0.06%以下、Mnハo、
 り 1以下、Pハ0.03%以下、Sハ0.031 
以下、Aj)to、154以下、N ハ0.008 %
以下、残部F・および不可避的不純物からなる連続鋳造
鋼片を、熱間圧延する際、加熱抽出温度を1100tl
l’〜1200Cとなし、熱間圧延仕上温度なAr3変
態点以上となし、巻取り温度を580〜730 Cで熱
延鋼帯になした後、通常の酸洗い後、第1回冷間圧延を
圧下率80〜95%となし、再び再結晶焼鈍を行った彼
、11E2回目の冷間圧延を圧下率10〜30%施すこ
とによって、硬質でかつ絞り加工性の優れた、面内異方
性の小さい缶用極薄鋼板を製造することができる。  
       1   −次に本発明の成分組成の限定
する理由・を説明する。
Cは、再結晶粒の成長を抑制する重要な成外でありC量
を多くすると結晶粒径は小さくなり、゛調質度の高いも
のが得られるが、一方過剰のC−普は硬度を高くするの
でCは0.10%以下にする必要がある。
8iは、ブリキの耐食性を劣下させ、さらに材質を極端
に硬質・化させ冷間圧延を妨げ、またuiit度゛も外
れるので製鋼時にあえて添加する必要1言な′く耐火物
中の8i02が溶鋼中の虹で還元さ゛れ′て残留する程
度にとどめる必要があり、8iは0.06%以下にする
必要がある8 iは、脱Sを促し熱延コイルの耳割れ発生を防ぐためK
も添加する必要がある。ただし、S量が少なければ過剰
の添加は経済的に好ましくないので罵割れ発生を防止す
る程度となし、鳩は0.50鴫以下にする必要がある。
Pは、材質を硬化させ、さらにブリキ等の耐食性を劣化
させるため、Pは0.03%以下にする必要がある。
Sは、鳩との関係において過剰に含有すると熱延コイル
の耳割れやMna系介在物が存在し、製缶時に割れ欠陥
の原因となり好ましくないので、Sは0.03%以下と
する必要がある。
虹は、鋼の製造過程において脱酸剤の役目を果す成分で
あり、鋼中の含量が多くなるに従い鋼の清浄度は高くな
るが、過剰に添加することは好ましくなく、さらに再結
晶粒成長を抑制するので、虹は0.1596以下にする
必要がある。なお虹は少ない程好ましく溶鋼中の固−酸
素量に見合った量を添加し脱酸を完了できれば良く、実
質的に金属虹として残す必要はない。 しかし、このよ
うな場合においては、そのままの鋼は清浄度が悪くなる
ので、溶鋼°中の介在物の浮上分離を促進させる必要が
ある。その方法の一つとしては、真空脱ガス処理等で溶
鋼を強制攪拌する方法があるが、この工程は近年はぼ標
準化された作業であり、清浄度の高い低膜鋼を製造する
事は容易である。
Nは、N混入防止対策をなんらとらなければ、空気中か
らo、oos%混入し、過剰のNは材質を硬質化させる
のでNはo、oos4以下にする必要がある。
上記成分範囲の鋼は、各種転炉→ 真空脱がス処理→連
tfe鋳造の工程により容易に製造することができる。
次に製造条件を限定する理由を説明する。
熱間圧延において、加熱炉抽出温度が1200Cを超え
るとMとNは分解固溶する書が多くなるし、一方110
01:l’より温度が低いと圧延性が悪くなるので、加
熱炉抽出温度は1100〜1200 Cの範囲にする必
要がある。熱延仕上温度は、温度が低いと耳率が高くな
るので、んr3変変態度以上にする必要がある。巻取温
度は、580〜730Cの範囲にする必要がある。酸洗
後、第1回目の冷間圧延において通常の極薄銅板用6ス
タンドタンデムミルにおいては、その圧下能力は80〜
95係であるので、第1回目の冷間圧延圧下率は80〜
95%の範囲が適当である。なお、圧下率の下限は最終
成品板厚と第2回目の冷間圧下率の関係で設定される。
再結晶焼鈍は、BAP、CAPいずれでも良いがCAP
は調質度が高いので板厚をより薄くする必要がある場合
はCAPが好適である。第2回目の冷間圧延は圧下率が
高すぎるとΔr、ΔHの値を高くシ、一方圧工率が低く
過ぎると鋼の硬度が低いので圧下率はlO〜30優の範
囲とする必要があるが、好適にはlO〜25唾の範囲内
にする事が望ましい。
実施例 下記第1表に示す成分組成を有する鋼を転炉でlll劃
し、特にCが0.03(1以下のものはその後真空脱ガ
ス処理を行って連続鋳造機にて清浄度の優れた鋼片とな
し、これを熱間圧延機にて2.3−の熱延コイルに第1
表に示す鋼片加熱温度および各種熱延温度にて圧延した
後、酸洗にて脱スケールを行った。次に6スタンドタン
デム圧延機にて0.2m(圧下率91.3%)、 0.
225fi(圧下率902%)、 0.2571111
1(圧下率88.8%)、  0.300m (圧下率
87.0%)K第1回冷間圧延を行った。続いて大半は
(IPで640 t:’の最高温度、BAPで640C
の保定温度で再結晶焼鈍後、第2回目の冷間圧延を圧下
率10〜30%を主体に行った。なお、一部にその範囲
から外ずして圧下したものもある。
上記製造による冷延鋼板を、ブリキ、TFSあるいはブ
ラックプレートに仕上げ、DRDN缶を行い、ΔHの測
定及び缶壁の゛しわ”判定にもとすき総合判定を第1表
に示した。
以上実施例から本わかるように1本発明の極薄鋼板を使
用して、ブリキ、TFS、あるいはブラックプレートに
仕上けてDRDIIij缶を行なうと、耳率の小さい“
しわ”の発生のない品質の良い缶を低コストで極めて有
利にうることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はΔHとΔrとの関係において、ΔHと△rにお
よぼすFTとCTの影響を示す図、第2図は本発明のた
めに行つた実験室規模のDRD製缶図、第3図はΔrと
7との関係において△rと7におよばずFTとCTの影
響およびカップ壁に発生したしわの判定結果を示す図、
第4図はΔHにおよぼすCTの影響をu量との関係で示
した図、第5図はΔHにおよぼす第2回目の冷間圧下率
の影響をB&PとC入Pで示した図である。 特許出願人  川崎製鉄株式会社 代理人弁理士   村  1)  政  治142− 4@A=’rip−’th 4Y CT  (”Q) 才2目1の蹟匍圧1平じ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. /、  C0,10%以下、Si0.06qb以下、 
    Mn 0.5 %以下、P0.03%以下、80.03
    %以下、AJLo、15%以下、NO,008%以下、
    残部reおよび不可避的不純物よりなる連続鋳造鋼片を
    、熱間圧延を行うにあたり加熱炉抽出温度を1100〜
    1200 Cに、熱間圧電仕上温度なAr3変態点以上
    に、巻取り温度を580〜730Cにして、熱延鋼帯と
    なし、次に酸洗い後、圧下率80〜95%で第1回冷間
    圧延を、再結晶清純を、圧下率10〜30憾で第2回冷
    間圧延を順次部こすことを特徴とする硬質かつ絞抄加工
    性の優れた面内異方性の小さい缶用極薄鋼板のSt造方
    法。
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