JPS61204324A - 耐リジング性と化成処理性に優れる加工用アズロ−ルド薄鋼板の製造方法 - 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） 耐リジング性と加工性および化成処理性に優れた薄鋼板
の製造に関してこの明細書で述べる技術内容は、圧延条
件の規制により冷間圧延および再結晶焼鈍工程を省略し
得る新プロセスについての開発成果を開示するところに
ある。

建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処理原板な
どの用途に使用される板厚がおよそ２ｍｍ以下の加工用
薄鋼板には以下のような特性が要求される。

（１）機械的特性 良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り加工性を
得るために、主として高い延性と高いランクフォード値
（ｒ値）が必要である。

（２）表面特性 これら材料は主として最終製品の最外側に使用されるた
め、素材としての形状および表面美麗さはもちろんのこ
と、各種表面処理性も重要である。

とくに自動車用鋼板においては、塗装前処理すなわち化
成処理性が重要であり、この化成処理性が良好でないと
十分な焼付塗装性が確保できない。

これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとおりである
。

まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊−分塊圧
延にて板厚２００ｍｍ程度の綱片とした後、加熱炉にて
加熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程により板厚約３０
ｍｍのシートバーとしてから、仕上温度がＡｒ３変態点
以上の範囲における仕上熱延工程にて所定板厚の熱延綱
帯とし、しかるのちそれを酸洗後、冷間圧延により所定
板厚（２，０ｍｍ以下）の冷延鋼帯とし、さらに再結晶
焼鈍を施して最終製品とする。

かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまでの工程が
きわめて長いことにある。その結果、製品にするまでに
要するエネルギー、要員および時間が真人になるだけで
なく、これら長い工程中に、製品の品質とくに表面特性
上程々の問題を生じさせる不利も加わる０例えば冷間圧
延工程における表面欠陥の発生、あるいは再結晶焼鈍工
程における不純物元素の表面濃化および表面酸化に起因
する表面美麗さの劣化、さらには表面処理性の劣化など
が不可避的トラブルである。

ところで加工用薄鋼板の製造法としては、熱間圧延工程
にて最終製品とするものも考えられている。この方法に
よれば、冷間圧延および再結晶焼鈍工程が省略でき、そ
のメリットは大きい。

しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼板の機械
的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに比べるとはるか
に劣る。とくに自動車の車体などに使用されるプレス加
工材には優れた深絞り性が要求されるのに対し、熱延綱
板のｒ値は１．０前後と低く、そのためその加工用途は
きわめて限られたものになる。これは従来の熱延方法に
おいては、その仕上温度がＡｒ＝変態的以上であるため
、γ−α変態時に集合組織がランダム化するためである
。

加えて２．０ｍｍ以下の板厚の薄鋼板を熱延工程のみで
製造することはきわめて困難である。しかも寸法精度の
問題の他に、薄（なることによる鋼板温度の低下は、低
炭素鋼のＡｒ、変態点以下の圧延を余儀なくし、材質（
延性、絞り性）の著しい劣化をもたらす。またたとえＡ
ｒ、変態点以下の圧延によって材質が確保できたとして
も、フェライト域で圧延された鋼板にはりジングが発生
しやすくなるという新たな問題が生じる。

ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面の凹凸の
欠陥であって、加工製品の最外側に使用されることが主
であるこの種の鋼板にとっては致命的な欠陥である。

リジングは、金属学的には加ニー再結晶過程を経ても容
易には分割されない結晶方位群（例えば（１００）方位
粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残留することに起因
するものであり、一般にフェライト（α）域の比較的高
温で加工された状況で生じやすく、とくにフェライト域
での圧下率が高い場合すなわち薄鋼板の製造のような場
合にはその傾向が強い。

最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の複雑化、
高級化に伴い厳しい加工を受ける９とが多くなったこと
もあり、優れた耐リジング性が要求されるようになって
きた。

ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化しており
、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。

すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入によって分
塊圧延工程が省略可能となり、また材質向上と省エネル
ギーを目的として鋼片の加熱温度は従来の１２００℃近
傍から１１００℃近傍もしくはそれ以下に低下される傾
向にある。さらに溶鋼から直ちに板厚５０１１ＩＩＩ＋
以下の銅帯を溶製することにより、熱延の加熱処理と粗
圧延工程を省略できるプロセスも実用化されつつある。

しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも溶鋼が凝
固する際にできる組織（鋳造組織）を破壊するという点
では不利である。とくに凝固時に形成された（１００）
　＜ｕｖｗ＞を主方位とする強い鋳造集合組織を破壊す
ることはきわめて困難である。

その結果として、最終薄鋼板には、前述したりジングが
起こりやすかったのである。

（従来の技術） Ａｒ＋変態点以下の比較的低温域で所定板厚の薄鋼板と
し、その後は冷間圧延および再結晶焼鈍工程を施さない
加工用薄鋼板の製造方法もいくつか提示されている。例
えば特開昭４８−４３２９号公報には、低炭素リムド鋼
をＡｒ３変態点以下の温度で９０％の圧延にて４１板厚
の銅帯とすることによる降伏点２６．１ｋｇ／ｍｍ２．
引張強さ３７．３ｋｇ／ｍｍ”、伸び４９．７％。

ｒ＝１．２９の特性を有する製造例が示されている。

また特開昭５２−４４７１８号公報には同じく低炭素リ
ムド綱を熱延仕上温度８００〜８６０℃（Ａｒ３変態点
以下）で２．０ｍｍ板厚とし、巻取温度６００〜７３０
℃とすることによる、降伏点２０ｋｇ／ｍｍ”以下の低
降伏点鋼板の製造法が示されている。しかしながら絞り
性の指標であるコニカルカップ値は得られる製品で６０
．６０〜６２．１８ｎ＋ｍ程度であり、この点従来例の
６０．５８〜６０．６１に比べると絞り性は同等かそれ
以下である。さらに特開昭５３−２２８５０号公報には
同じく低炭素リムド鋼を熱延仕上温度７１０〜７５０℃
で１．８〜２．３１板厚とし、巻取温度５３０〜６００
℃とすることによる低炭素熱延鋼板の製造法が示されい
る。しかしながらこの方法によって得られる製品のコニ
カルカップ値も玉揚の特開昭５２−４４７１８号公報の
場合と同様に従来例よりも高く、絞り性は劣っている。

またさらに特開昭５４−１０９０２２号公報には、低炭
素アルミキルド鋼を熱延仕上温度７６０〜８２０℃で１
．６ｍ＋＊板厚とし、巻取温度６５０〜６９０℃とする
ことによる降伏点１４．９〜１８．８ｋｇ／ｍｍ”。

引張強さ２７．７〜２９．８ｋｇ／＋ｍ”、伸び３９．
０〜４４．８％の特性を有する低強度軟鋼板の製造例が
開示されている。その他特開昭５９−２２６１４９号公
報にはＣ１０，００２Ｓｉ１０．０２．Ｍｎ０．２３．
Ｐｌｏ、００９．Ｓ１０．００８．八！！　１０．０２
５゜Ｎ１０．００２１　、　Ｔｉ１０．１０の低次素へ
ｌキルド鋼を５００〜９００℃で潤滑油を施しつつ７６
％の圧延にて１　、６ｍｍ板厚の銅帯とすることにより
、ｒ＝１．２１の特性を有する薄鋼板の製造例が示され
ている。

しかしながら上記した公知技術にはいずれも、前述した
耐リジング性を向上させることについては勿論、化成処
理性の向上につき、何らの考慮も払われていない。

（発明が解決しようとする問題点） 冷間圧延のみならず再結晶焼鈍をも含まない新プロセス
によって、耐リジング性と加工性および化成処理性に優
れる薄鋼板の製造方法を与えることが、この発明の目的
である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工同図より
明らかなように、巻取り温度を４００℃以下とした場合
に、化成処理性が著しく向上した。

なお化成処理性は、鋼板に脱脂、水洗、りん酸塩処理を
施し、以下に述べるピンホールテストを行った時のピン
ホール面積率で評価した。またりん酸処理は日本パー力
うイジング■製ＢＴ３１１２を用い５５°で全酸度１４
．３、遊離酸度０．５に調整し、スプレーで１２０秒間
吹付けた。

ピンホールテスト 試験面に鉄イオンと反応して発色する試薬を浸したろ紙
を密着させて、鋼板表面に残留するりん酸結晶未付着部
分を検出し、それを画像解析してピンホール面積率とし
て数値化した。化成処理性の評価基準は、ピンホール面
積率が０．５％以下が１．０．５〜２％が２．２〜９％
が３．９〜１５％が４．１５％以上が５として求めた。

１と２は実用上問題のないピンホール面積率を示す。

発明者らは、これらの基礎的データに基づき研究を重ね
た結果、以下のように製造条件を規制することにより耐
リジング性、加工性および化成処理性に優れる薄鋼板が
製造できることを確認した。

（１）ｗ！Ｉ組成 高ひずみ速度圧延の効果は本質的には鋼組成に依存しな
い。ただし、一定レベル以上の加工性を確保するために
は、侵入型固溶元素であるＣ、Ｎはそれぞれ０．１０％
以下、　０．０１％以下であることが好ましい。また鋼
中０をＡ１の添加により低減することは、材質とくに延
性の向上に有利である。さらにより優れた加工性を得る
ために、Ｃ，Ｎを安定な炭窒化物として析出固定可能な
特殊元素たとえばＴｉ、Ｎｂ、ＺｒおよびＢ等の添加も
有効である。

また高強度を得るためにＰ、ＳｉおよびＭｎ等を強度に
応じて添加することもできる。

（２）圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊圧延もしくは連続鋳造法
により得られた鋼片は当然に適用できる。

鋼片の加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり、省
エネルギーの観点から１１００℃未満が好適である。連
続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延を開始するい
わゆるＣＣ−ＤＲ（連続鋳造−直接圧延）法も勿論適用
可能である。

一方溶鋼から直ちに５０１以下の圧延素材を鋳造する方
法（シートバーキャスター法およびトリップキャスター
法）も省エネルギー、省工程の観点から経済的メリット
が大きいので、圧延素材の製造法としてはとりわけ有利
である。

（３）圧延工程 この工程が最も重要であり、低炭素鋼を所定の板厚に圧
延するに当り、仕上圧延において、少なくとも１パスを
、Ａｒ＋変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下
率３５％以上、ひずみ速度３００ｓ−’以上で圧延し、
ついで４００℃以下の温度で巻取ることが必須である。

仕上圧延温度がＡｒ３変態点を超える高温域では、たと
え圧下率３５％以上、ひずみ速度３００ｓ−’以上で圧
延を施し、その後に４００℃以下で巻取ったとしても、
加工性、耐リジング性とも劣るものしか得られず、一方
５００℃未満では、変形抵抗の著しい増大をもたらし、
冷間圧延法で特有な問題が生じるため、仕上圧延温度は
Ａｒ３変態点〜５００℃の範囲に限定した。

またひずみ速度については、３００ｓ−’に満たないと
目標とする材質が確保できないので、３ＱＯｓ　−’以
上とりわけ５００〜２５００ｓ−’が好適である。

圧延パス数、圧下率の配分は、上記の条件が満たされれ
ば任意でよい。

圧延機の配列、構造、ロール径や、潤滑の有無などは本
質的な影響力を持たない。

巻取り温度については、４００℃を超えると前掲第２図
に示したように化成処理性の劣化が著しいので、４００
℃以下とする必要がある。

なお再結晶焼鈍処理については、原則として不要である
が、材質上の要請から、圧延後のランアウトテーブル上
および巻とり工程で保熱、均熱処理を施すこと、また必
要に応じて圧延後に多少の加熱処理を施すことを禁する
ものではない。

（４）酸洗、調質圧延 上述の手順で得られた銅帯は、従来よりも低温域での圧
延であるため酸化層は薄く、酸洗性は極めて良好である
ので、酸洗せずに使用できる用途も広い。また脱スケー
ルは、従来の酸による除去の他に機械的除去も可能であ
る。さらに形状矯正、表面粗度調整などを目的として、
１０％以下の調質圧延を加えることができる。

（５）表面処理 かくして得られる鋼帯は、亜鉛めっき（合金系を含む）
、錫めっきおよびほうろう性など表面処理性に優れるの
で、各種表面処理原板として適用できる。

（作　用） この発明に従い、高圧下率、高ひずみ速度で圧延を行う
ことによって、耐リジング性とＴ値が格段に向上する理
由については、まだ明確には解明されていないが、圧延
材の集合組織および加工ひひずみの変化と密接な関係に
あるものと考えられる。

（実施例） 表３に示す組成鋼をそれぞれ、表４に示す方法で板厚２
０〜４０ｍｍのシートバーにした後、６列から成る圧延
機を用いて板厚０．８〜１．６ｍｍの薄鋼板とした。こ
のとき最後列のスタンドにおいて高ひずみ速度圧延を行
った。また巻取り温度も３００〜７００℃の温度範囲で
種々に変更した。

かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、調質圧延（圧下
率０．５〜１χ）後の材料特性を表４に示す。

なお引張特性はＪＩＳ５号試験片として求めた。またリ
ジング性は、圧延方向から切り出したＪＩＳＳ号試験片
を用い、１５％の引張子ひずみを付加したものについて
、表面の凹凸を目視法にて１　（良）〜５（劣）の評価
をした。この評価は、在来の低炭素冷延鋼板の製造方法
によるとき、リジングが事実上現れなかったので評価基
準が確立していない。

従って、本発明では従来ステンレス鋼についての目視法
による指数評価基準をそのまま準用した。

評価１．２は実用上問題のないリジング性を示す。

表　　３ この発明に従って製造された鋼板は比較例よりも優れた
下値と耐リジング性および化成処理性を示している。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、Ａｒ３変態点〜５００℃の
温度範囲における高圧下率、高ひずみ速度圧延後、低温
で巻取ることにより、従来の冷間圧延のみならず再結晶
焼鈍をも省略したアズロールドのままで、良好な加工性
と共に優れた耐リジング性ならびに化成処理性をもつ薄
鋼板を得ることができ、しかも圧延素材についてもシー
トバーキャスター法、ストリップキャスター法などに適
合するなど、加工用薄鋼板の製造工程の大幅な簡略化が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、下値およびリジング指数に及ぼすひずみ速度
の影響を、圧下率をパラメータとして示したグラフ、 第２図は、化成処理性に及ぼす巻取り温度の影響を示し
たグラフである。 第１図 訃ず゛η酋Ｊ　　合（５−リ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程において、少な
   くとも１パスを、 Ａｒ＿３変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下
   率：３５％以上、ひずみ速度：３００ｓ＾−＾１以上で
   圧延し、 ついで４００℃以下の温度で巻取ることを特徴とする、
   耐リジング性と化成処理性に優れる加工用アズロールド
   薄鋼板の製造方法。