JPS60262918A - ストレツチヤ−ストレインの発生しない表面処理原板の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） いわゆるぶりきやティンフリースチールなど薄鋼板にＳ
ｎ又はＣｒなどを薄くめっきした表面処理鋼板のめっき
原板としての薄鋼板を、表面処理原板ということにして
、その製造に関してこの明細書に述べる技術内容は、該
表面処理鋼板に加えられる加工、とくに絞り加工の際に
おけるストレッチャーストレインの発生を有効に回避す
ることについての開発成果を提案するところにある。

ここにたとえばぶりきの調質度に関しＪＩＳＧ３３０３
によると、目標するロックウェルＴ硬さくＨＲ３０Ｔ）
に応じてＴ−１（ＨＲ３０Ｔ＋４９±３）からＴ−６（
ｌＩＲ３０Ｔニア０±３）まで、数区分され、これらに
つき、箱焼なまし法による場合のほか、とくにＴ−４Ｃ
＾〜Ｔ−６Ｃ＾（Ｈ３０７：６１±３〜７０±３）につ
いて連続焼なまし法による場合が規定されているが上記
区分のうち、調質度１２以上のぶりきおよびこれに類似
するティンフリースチールに適合する。

（従　来　の　技　術） 来Ｔ−１〜Ｔ−４級のぶりき用めっき原板は、Ｃ：０．
０１〜０．１０重量％（以下、鋼成分についても単に％
で示す）の低炭素アルミキルド鋼が、またＴ−５，Ｔ〜
６については、ＰまたはＮ添加による硬さ増強を狙った
低炭素アルミキルド鋼が主として用いられた。

これらの表面処理原板に施される焼なまし法とぶりきの
性質の関係は次のとおりである。

霜焼なまし法：再結晶（５５０３７００℃）終了後、数
日かけて室温近くまで徐冷されるので、鋼中Ｃは炭化物
として大部分が析出する。又鋼中Ｎは、加熱中に窒化ア
ルミニウムとして析出する。

つまり鋼中Ｃ，Ｎが固溶状態として存在しないので、調
質圧延と、すずめつき後のすずめつき合金化処理（２３
０〜２５０度で数秒保持する。いわゆるリフロー処理）
を施しても、歪時効せず、降伏点伸びは発生しない。

連続焼なまし法：ｌＯ〜３０℃／秒で６００〜７３０　
℃に急速加熱し、数十秒保持て再結晶を行わせた後、５
〜５０℃７秒で室温まで急速冷却されるので、Ｃ１Ｎは
大部分が固溶状態で存在する。それ故調質圧延により転
位が鋼内に導入され、次いですずめつき後のすずめつき
合金化処理により、固溶状態のＣ，Ｎが転位線上に析出
し、歪時効硬化を引き起こす。従ってこの鋼板を缶など
に加工すると降伏点伸びに起因するすじ模様（ストレッ
チャーストレインという）が発生し、著しく美観を損な
う。

さらに最近に至って連続焼鈍法にて急冷過時効処理を行
い軟質ぶりきを製造する技術として、特開昭５８−２７
９３３号公報などがしられている。しかしこれらの方法
においてはストレッチャーストレインの発生は依然、避
けられなかった。とくに焼付塗装処理のように２００　
℃以上の温度に１０分間程度も保持される場合において
はストレッチャーストレインの発生が著しかった。

すなわち、従来連続焼なまし法で製造されていたＴ−２
〜Ｔ−３調質度程度の軟質ぶりきには、ストレッチャー
ストレインが少なからず発生し、問題を引き起こしてい
たわけである。

一方連続焼なましと調質圧延を組合せてＴ−４〜Ｔ−６
調質度程度の硬質ぶりき板を製造する技術としては、特
公昭５６−３４１３号公報が知られている。

同号公報には、素材としてＣ：０．１％以下（実施例０
．０４％）、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．０５〜
０．４％、酸可溶＾１０．旧〜０．１％、Ｎ：０．００
２〜０．０１％を含有するアルミキルド鋼を素材とし、
熱延仕上げ温度７００〜９００　℃、冷延圧下率７５〜
９３％の熱延と冷延を経て表面硬さ４３〜５８に連続焼
なましだのに、表面硬さ１１Ｒ３０：４４〜７５の範囲
の所望の調質度に応じて、１．５〜３５％の湿式調質圧
延をすることが開示されている。

さらに特開昭５５−１１４４０１　号、特開昭５５−１
０６００５号等によって開示されているような、調質圧
延の圧下率を調整してテンパーグレードの作り分けを行
う技術もあるが、それらは単にワークロール径の範囲を
規定するか、ウェット圧延とドライ圧延の使い分けをし
硬度を調整する方法である。

なおこの方法において目的の調質度を調質圧延で達成で
きることは調質圧延での加工硬化を考慮すれば容易に類
推できるとは云え、この先行開示にはぶりきに要求され
る材料特性である硬さを満足し得ても、加工時に発生す
るストレッチャーストレインの防止対策について何ら言
及されていない。−とくに焼付塗装後でも完全非時効に
なるような原板は製造でき°なかった。

すなわち上掲成分の素材を用いて連続焼なましを施すと
、すでにのべたように多量のＣが固溶状態で鋼中に残存
するため後工程の調質圧延により歪が導入され、歪時効
が起こりやすい状況になる。

従って、調質圧延されためっき原板にすずめつきを施し
てのち、２３０〜３００　℃、数秒の合金化処理を行っ
たり、又はクロム鍍金を施して、ティンフリースチール
にする際の乾燥のために加熱により歪時効がおこり、製
缶などの加工時に著しいストレッチャーストレインを起
こすことの不利がなお未解決であったのである。

この点に関し発明者らはさきに、Ｃ：０．００２％以下
の極低炭素アルミキルド鋼に必要に応じてＮｂを転化し
た鋼をとくに用い、これに連続焼なまし法を適用し、軟
質ぶりき原板を製造する技術を特開昭５８−１９７２２
４号公報にて開示した。

またＣ：０．００３０％以下の極低炭素鋼又は必要に応
じＮｂ又はＴ１を添加した組成の冷延鋼板を連続焼なま
しし、１０％以上の調質圧延を行いストレッチャースト
レインの発生しない硬質ぶりき用めっき原板の製造方法
についても特願昭５８−５４２５号にて出願中である。

これらの方法はＣを非常に低くすること、あるいはＮｂ
またはＴ１を転化すること、さらにＷｂ、Ｔｉ　を転化
しない場合ストレッチャーストレインを完全に防止する
ためには１０％以上もの調質圧延を必要とするものであ
る。

（発明が解決しようとする問題） 上記ストレッチャストレインのより有利な抑制を成就す
ることが、上記したとおり問題点として指摘されるわけ
である。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは、すずめつき後の溶湯処理後のみならず焼付
塗装処理後においても、全くストレッチャーストレイン
の発生しないぶりきの製造法を検討したところ、Ｃを０
．００７％以下と比較的容易に得られる範囲であっても
、２スタンド以上の圧延機で７％以上の調質圧延を行え
ばこの発明で所期した目的が有利に達成されることを見
出した。

すなわちこの発明は、Ｃ：０．００７０重量％（鋼成分
料は簡単のため単に％で示す）以下、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｎ：０．５％以下、＾Ｉ　：Ｑ、　ｏｉｏ　〜０
．０８０およびＮ：０．００５０％以下を含み、上記Ｍ
ｎ量との比が１０以上でかつ０、０３０％以下のＳと、
０．０３０％以下のＰを含有する組成の鋼片を熱間圧延
して仕上温度８００　℃以上で熱間圧延を終了する段階
、 こうして得られた冷延鋼板を連続焼なまし法で再結晶温
度以上８００　℃以下に加熱し、ついで冷却した後２ス
タンド以上の圧延機で７％以上の調質圧延を行う段階 の結合により製造した表面処理原板は、その製造手順は
とくに有利であるにも拘わらず、焼付塗装後でもストレ
ッチャーストレインが発生しない、ぶりきまたはティン
フリースチールとして活用され得ることを究明したもの
である。

（作　用） この発明において表面処理原板の鋼成分とくにＣの挙動
は重要である。

すでに触れたように従来は、Ｃの含有量が０．旧〜０．
１０％と高いため、連続焼なまし時の急速冷却により鋼
中に多量の固溶状態のＣが存在し、この固溶Ｃは調質圧
延とめっき後めっき合金化処理により、転位線上に析出
し、ストレッチャーストレインの原因となる。従って連
続焼なまし後鋼中の固溶状態で存在するＣ量はできるだ
け少ない方が好ましい。固溶状態のＣ量を減らすのに最
も有効な方法は、鋼中に含まれるＣ量を減らすことであ
る。

そこでＣ量と調質圧延機と焼付塗装処理後のストレッチ
ャーストレインの関係を調べるため、Ｃ量の異なる真空
溶解鋼を実験室的に溶製し、以下の基礎実験を行った。

素材の成分はＣを０．００２０〜０．１２％まで変え、
その他の成分はＳｉ：０．０１〜０．０２％、Ｍｎ：０
．２３％、ｐｒｏ、　Ｏｌｌ　〜０．０１２％、Ｓ：０
．００７　〜０．００９％、＾ｌ　：０．０２８〜０．
０３０％、Ｎ：０．００２８〜０．００２５％でほぼ共
通である。

この鋼を鍛造で３０ｍｍ厚のシートバーとし、次いで熱
間圧延する際、シートバーを１２５０℃に加熱し、仕上
温度８６０　℃で２．６ｍｍの熱延鋼板とした後、ただ
ちに５６０　℃の炉中に装入し、３０分徐冷するコイル
巻き取り温度５６０　℃相当処理を行った。

この鋼板を酸洗後小型圧延機で０．３２ｎｏｎまで冷間
圧延し、さらに連続焼なましサイクルで再結晶焼鈍した
。

すなわち冷延鋼板を、熱処理ンミュレーターで１５℃／
秒で７１０　℃まで急速加熱し該温度に３０秒保持した
後ｌＯ℃／秒で室温まで急速冷却した。

この後研究小型圧延機で種々の圧下率で１パスまたは２
バスの調質圧延を施した後、めっき及び鍍金後の合金化
処理を実験的に再現するため、２５０　ｔのオイルバス
中に３秒保持した後水冷する処理を行った。

さらに２１０　℃で２０分間の焼付処理を行った。

その後直径９５ｍｍに打抜きダイス５０ｍｍ　Ｌ、わ押
さえｌ　ｔｏｎ　ポンチ径３３ｎ＋ｍの条件で深さ５ｍ
ｍまで絞り、目視にて絞り時の歪模様の発生を判定した
。Ｃ量と調質圧延率の関係を第１図に示す。

この場合調質圧延率が同一でも１パスで仕上った場合と
２パスで仕上がった場合では調質圧延の効果に差がある
ことがわかった。図から明らかなようにＣ量が０．００
７％以下、調質圧延率が７％以上でかつ圧延が２パスす
なわち２スタンドであれば絞り時の歪模様は実害のない
程度にまで軽減できる。なお比較のため同一処理材の引
張試験も行ったが高圧調質圧延材では応力−歪曲線で明
らかに降伏伸びが認められる場合でも上記の浅絞り試験
では歪模様が認められないことが多かった。その原因は
必ずしも明確ではないが高圧下調質圧延材では上降伏点
が明確でな（降伏中にも若干応力が増加することに起因
すると考えられる。そしてこの変形挙動はいわゆる極低
炭素鋼で特有の現象のようである。

次にこの発明の鋼中成分Ｓｉ、Ｍｎ　さらにＳおよびＰ
については、これらの元素を多量に添加すると：連続焼
なまし時の粒成長を抑えて、硬質化し、後の調質圧延で
圧延付加の上昇を引き起こすばかりでなく、ぶりきの耐
食製を阻害する要因にもなるので少ないほうがよく、Ｓ
ド０．１％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｓ：０，０３０
％以下、Ｐ：０．０３０％以下にする必要がある。

ただしＭｎは、熱間圧延時の脆化の原因となるＳをＭｎ
Ｓ　として固定する必要があるのでＭｎ／Ｓ≧１０が必
要である。

Ａ１　はＮを窒化アルミとして固定するのに必要であり
最低で０．０１０％必要である。多量の添加はコストア
ップになるのでその上限を０．０８０％とする。

またＮはＣと同様連続焼なまし後に固溶状態で存在する
と製品加工時にストレッチャーストレインの原因となる
ので少ないほどよいが、その上限を０．００５０％とし
て上記ＡＩによる固定を成就することができる。

上記のように成分調整をした溶鋼はこの発明の工程段階
に至る間に、適宜造塊法による分塊圧延を経たスラブま
たより好ましくは連続鋳造によるスラブにつき、熱間圧
延を施す。ここで極低炭素鋼とくにＮｂ等の添加元素を
含まない場合には熱延仕上温度が８００　℃未満になる
と結晶粒径が大きくなりすぎ、絞り加工時肌荒れが発生
するのみならず時効性が急激に劣化するので熱延仕上温
度は８００℃以上とする。

それ以外の熱間圧延条件、冷間圧延条件についてはとく
に制限する必要はな〈従来通りの常法に従えばよい。

冷間圧延を経たのちの連続焼なまし条件においては焼な
まし温度を再結晶温度以上にする必要がある。但し焼な
まし温度が８００　℃をこすと連続焼鈍での通板が非常
に困難となるばかりでなく粗大粒となりやはり肌荒れを
起こすので上限を８００　ｔとする。

この発明は、素材としてＣ：０．００７０％以下の極低
炭素アルミキルド鋼を用い、その冷延板に連続焼なまし
後調質圧延を７％以上施すだけですずめつき及び溶賜処
理またはティンフリースチールにおける対応した処理を
経て、降伏点伸びに起因するストレッチャーストレイン
すなわち歪模様が全く発生しないところに特異性をもつ
、ぶり、きまたはティンフリースチールの如き表面処理
鋼板が得られる。

ここに連続焼なましのままの鋼板は、素材が極低炭素Ａ
１キルド鋼であるため非常に軟質であり、調質圧延機で
７％以上の圧下を容易に行うことができる。

すなわちこの調質圧延の圧下率の効果につき次の確認実
験を行った。

素材はＣ＝０．００３５％、５ｉ＝０．０１％、Ｍｎ＝
０．２３％、ＡＩ＝０．０：３１％、Ｎ＝０．００３１
％、Ｐ＝０．０１１％、Ｓ＝０．００７％を含有する鋼
を、真空溶解で実験的に製造し、連続焼なましまでの工
程は、基礎実験でのべたところき同じとした。

連続焼なまし後の鋼板に７〜２０％の調質圧延を２パス
で施し、次いでオイルバス中で２５０℃、３秒保持する
処理を施しさらに２１０　ｔで２０分の焼付相当処理を
施した。

しかる後硬さの測定及び基礎実験でのべたところと同じ
浅絞り試験を行い歪模様を調べた。

いずれの調質圧下率でも歪模様は発生せず問題なかった
。また調質圧延圧下率７％でほぼＴ−２１／２．１０％
でＴ−３，１５％でＴ　−４の各調質度のぶりきの製造
に適合することが分る。

以上のようにこの発明はＣ：　０．００７０％以下の極
低炭素層キルド鋼を素材とし、これに調質圧延を組み合
わせるという全く新しい発想のもとに、ストレッチャー
ストレインの発生しない調質度２以上のぶりきまたはテ
ィンフリースチールの有利な製造法を確立したものであ
る。なお、調質圧延に使用する圧延機は、従来一般的に
使用されている２スタンド以上のスタンド数を持つ圧延
機なら、いかなる種類のものであってもい。

（実施例） 表１に示す成分の鋼を転炉で溶製し、連続鋳造でスラブ
とした。該スラブを表１に示す熱間圧延条件で２．３ｍ
ｍに仕上げた。

酸洗後タンデム圧延機で０．８ｍｍ　まで冷間圧延した
。

次に連続焼なまし炉で第３図に示すヒートサイクルで連
続焼なましを施した。この鋼板に３スタンドの圧延機で
合計１．５％、８％および１５％の調質圧延を施したの
ち、電気めっきラインで２５番のすずめつきを施したの
ち、溶射処理を施した。

これらの鋼板にさらに２１０度２０分の焼付相当処理を
施し、硬度を測定するとともに基礎実験に説明したと同
様の浅絞り試験を行った。

供試材（Ａ）　〜（Ｃ）、（Ｆ）　及び（６）は何れも
この発明の成分範囲にあり調質圧延が８％、１５％では
調質度がＴ３またはＴ４のぶりきが得られた。そしてこ
れらの鋼板は浅絞り試験においても全く歪模様が発生せ
ず優れた加工性を示した。

しかし、鋼（０）ではいわゆるストレッチャーストレイ
ンは発生しないまでも加工後の表面は、いわゆる肌荒れ
状を呈し、深絞り用途には適応しなかった。また鋼（Ｂ
）　は固溶Ｃ量が多いため、８〜１５％程度の圧延では
歪模様を完全に防止することはできなかった。

表　２ ※１：○　歪模様なし　Ｘ　歪模様発生※２：肌荒れあ
り

【図面の簡単な説明】

第１図はストレッチャーストレイン発生に及ぼす調質圧
延率とＣ量の効果を示すグラフ、第２図は硬度の変化と
歪模様発生に及ぼす調質圧延の圧下率の影響を示す図、 第３図は実施例に使用した連続焼なまし炉のヒートサイ
クルである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 代理人弁理士　杉　村　暁　秀　謝 饗 田 第１図 （、ｙ　（ｘｔｏ−’％） 第２図 ０　５　１０　７５ 圧ＴＩ！（％） ７００’Ｃ，４０ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００７　重量％以下、 Ｓｉ＋０．１重量％以下、 Ｍｎ：０．５重量％以下、 ＾１：ｏ、０１０〜０．０８０重量％およびＮ　：０．
   ００５０重量％以下を含み、上記Ｍｎ量との比が１０以
   上で、かつ０．０３０重量％以下のＳと、ｏ、ｏａｏ重
   量％以下のＰを含有する組成の鋼片を熱間圧延して、仕
   上温度８００　℃以上で熱間圧延を終了する段階、常法
   に従う冷間圧延を経る段階、 冷延鋼板を連続焼なまし法で再結晶温度以上８００　℃
   以下に加熱し、ついで冷却した後２スタンド以上の圧延
   機で７％以上の調質圧延を行う段階 の結合に成る、ストレッチャーストレインの発生しない
   表面処理原板の製造方法。