JPS61264136A - 面内異方性の小さい深絞り用極低炭素Ａｌキルド鋼板の製造方法 - 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） 本発明は、面内異方性の小さい深絞り用極低炭素Ａ１キ
ルド鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、自動車部材におけるプレス成形用鋼板の要求特性
は、従来にも増して一段と厳しさを増しつつあり、通常
、ｒ値（ランクフォード値）にて示される深絞り性にす
ぐれることは勿論、プレス成形が容易であり、しかも、
均一性の良好な成形品を与える特性を有することが要求
される。

一般に、深絞り用鋼板は、圧延方向のｒ値をｒＬ、９０
℃方向のｒ値をｒ、及び４５℃方向のｒ値をｒＤとする
とき、（ｒＬ＋ｒｔ＋２ｒｎ）／４なる平均値にて示さ
れるｒ値が１．８以上でしることが必要であるとされて
おり、かかる鋼板を製造するために、従来、多大の努力
が払われてきている。

深絞り性、更には、超深絞り性を有する鋼板として、例
えば、第１に特開昭４９−７４６１４号公報には、箱焼
鈍による加熱速度を制御した低炭素又は極低炭素Ａ１キ
ルド鋼板が、また、第２に特公昭４２−１２３４８号公
報や特開昭５７−２６１４３号公報には、Ｔｉｓ　Ｎｂ
等の強力な炭窒化物形成元素を添加した極低炭素Ａ１キ
ルド鋼板が提案されている。これら鋼板は、共通して、
深絞り性に有害な影響を及ぼすＣ量を極力低減させた極
低炭素鋼板である。

このように、Ｃ量を低減させることによって、鋼板の下
値を向上させることができるが、しかし、同時に一般に
Δｒ値で表示されるｒ値の面内異方性、即ち、（ｒｔ＋
ｒｔ　　２ｒｏ）／２は大きくなることが知られている
。かかる面内異方性の増大は、プレス成形が容易でない
、成形部品の板厚が方向によって変動する等、成形部品
が十分な均一性をもたない、成形部品の耳発生量が多く
、材料歩留りが低い、等の望ましくない問題をもたらす
。従って、従来より、成形品の品質及び経済性のいずれ
の点からも、高７値を有するのみならず、面内異方性の
小さい深絞り用冷延鋼板が強く要望されている。

上記面内異方性は、主として鋼板の組織因子に影響され
るが、なかでも、集合組織に支配されるところが大きい
。例えば、前述した第１のＡ、　ｌキルド鋼板は、ｒＬ
及びｒアに比較して、ｒ、が小さいために、面内異方性
が大きいことが知られている。この傾向は、Ｃ量の低減
と共に増大するので、極低炭素鋼板では、各方向の平均
ｒ値はすぐれるものの、面内異方性が一層高い。一方、
前記第２の極低炭素鋼板においては、上記第１の鋼板に
比べて、ｒｏが高いために、面内異方性は小さいが、Ｔ
ｉ、Ｎｂ等の炭窒化物が表面欠陥の原因となる、−Ｔｉ
等の高価な元素を用いるので、製造費用が高い等の問題
を有する。

そこで、例えば、特開昭５９−９３８３４号公報には、
極低炭素鋼にＮ　’　％　Ｃｒ　％−Ｃｕを添加し、更
に、熱間圧延条件を制御し、連続焼鈍を施すことによっ
て、面内異方性を小さくする方法が提案されているが、
上記第２の鋼板の場合と同じく、製造費用が高い欠点を
有する。

（発明の目的） 本発明者らは、上記した極低炭素ＡＡキルド鋼板の面内
異方性を改善するために鋭意研究した結果、極低炭素Ａ
／キルド鋼板の面内異方性を、鋼中のＭ　ｎ　ｉｉと箱
焼鈍時の加熱速度の制御によって、下値を損なうことな
く、顕著に改善し得ることを見出して、本発明に至った
ものである。

従って、本発明は、面内異方性の小さい深絞り用極低炭
素Ａｌキルド鋼板の製造方法を提供することを目的とす
る。

（発明の構成） 本発明による面内異方性の小さい深絞り用極低炭素Ａ１
キルド鋼板の製造方法は、重量％でＣ０．００６％以下
、 Ｍｎ０．２０％以下、 ｓｏｌ　Ａ／！　　０．０２０〜０．０８０％、Ｎ　　
　０．００３０〜０．００８０％、残部鉄及び不可避的
不純物よりなる鋼片を、連続熱間圧延に先立って１１０
０℃以上の温度に均熱保持し、仕上温度Ａｒ＝点以上で
熱間圧延し、６５０℃以下で巻取り、６０％以上の冷間
圧延を施した後、４０〜ｂ 再結晶温度以上で８５０℃以下の温度で箱焼鈍すること
を特徴とする。

ｓｏｌ　ＡＡＩｏ、０４５％、Ｎ量０．００４９％、Ｍ
ｎ量０．３０〜０．３６％である鋼を仕上圧延温度８９
０〜９１５℃で仕上圧延し、５３０〜５５０℃で巻取っ
て得た鋼板を箱焼鈍（７１０℃、４時間）し、鋼のＣ量
及び箱焼鈍時の３００〜６５０℃の間の加熱速度に対す
るΔｒ値及び下値との関係を第１図に示す。

Ｃ１０．００３％鋼は、その他の鋼に比較して、加熱速
度によらず、高下値をもつが、Δｒ値は低炭素鋼に比べ
て著しく高く、面内異方性が大きい。

そこで、本発明者らは、上記高下値を損なうことなく、
上記極低炭素鋼のΔｒ値を改善するために、Ｃ量０．０
０３％、５ｏｌＡｊｔ量０．０４３％、ＮＩｏ。

００４９％である鋼を上記と同様にして鋼板とし、これ
を箱焼鈍（７１Ｏ℃、４時間）し、鋼のＭｎ量及び箱焼
鈍時の３００〜６５０℃の間の加熱速度と、得られる鋼
板におけるΔｒ値及び下値との関係を調べた。結果を第
２図に示すように、Ｍｎ量を０゜２０％以下とした鋼の
Δｒ値は、加熱速度が４０℃／時以上にて格段に改善さ
れ、しかも、下値は、加熱速度が２００℃／時以下であ
、れば、深絞り用鋼板として必要な１．８を有している
ことを見出した。

このように、本発明によれば、極低炭素Ａｌキルド鋼に
おいて、Ｃ量及びＭｎ量を低減すると共に、熱間圧延、
冷間圧延後の箱焼鈍に際して、加熱温度を４０〜ｂ よって、下値を損なうことなく、面内異方性Δｒ値をほ
ぼ０．４〜０．６の範囲とすることができる。

尚、このΔｒ値は、−見高いようにみえるが、例えば、
Ｍｎ９０．３３％の極低炭素鋼板を上記４０〜ｂ １．０以上であることと比較すれば、本発明の方法によ
る面内異方性の改善が明らかである。更に、Ｍｎ量がｏ
、ｉｏ％以下の場合は、加熱速度を４０〜ｂ 上となり、Ｔｉ、Ｎｂ添加低炭素／ｌキルド鋼板に匹敵
する深絞り性を有する。

Ａ７！キルド鋼板において、鋼中のＣ及びＭｎ量の低減
が１値の向上に寄与し、更に、その効果が焼鈍時の高加
熱速度まで保持されることは、従来・にも、例えば、前
記特開昭４９−７４６１４号公報や特開昭４８−７０６
１１号公報にも記載されている。しかし、これらはいず
れもｒ値の向上を目的としており、プレス成形性として
重要な要因である面内異方性に関しては何ら記載がない
うえに、Ｍｎ量の低減が面内異方性を改善する効果のあ
ることは、従来、全く知られていない。

Ｍｎ量を０．２０％以下とするとき、面内異方性が改善
される理由は必ずしも明らかではない。しかし、本発明
者らは、焼鈍前の熱延鋼板の組織がＭｎ量によって異な
り、Ｍｎ量を０．２０％以下とするとき、結晶粒度がよ
り小さくなる事実を見出しているので、結晶粒度の細か
さが面内異方性の改善に寄与しているものとみられる。

次に、本発明の方法において用いる鋼の化学成分につい
て説明する。

Ｃは、前述した結果からも明らかなように、本発明に従
って、鋼中のＣ量を減少させ、固溶Ｃ量の減少と結晶粒
成長を介して、１．８以上の高７値を維持するためには
、Ｃ量を０．ＯＯ６％以下にする必要がある。しかし、
余りに少ないときは、粒界脆化等の問題が生じるので、
その下限を０．０００５％とする。更に、このように、
極低Ｃ化することによって再結晶温度を低下させること
ができ、従って、焼鈍温度を下げても、高下値が得られ
るので、省エネルギー効果や生産性の面でも有利である
。

Ｍｎは、その添加量を低減させることによって、下値を
高め得ることは既社知られている。その理由は明確では
ないが、Ｍｎ量を低減させるとき、再結晶核生成段階に
おいて下値の向上に寄与する（１１１）面を有する結晶
粒の核生成を促すと共に、その成長性をよくするからで
あるとみられる。

本発明冷延鋼板において、Ｍｎは重要な元素の一つであ
るが、添加による目的とする効果は、下値の向上よりは
、むしろ面内異方性の改善にあって、既に説明したよう
に、Ｍｎを０．２０％以下とすることにより、高７値を
維持しながら、面内異方性を小さくすることがで曇る。

しかし、添加量が余りに少ないときは、ＭｎＳとして固
定されないＳによる熱間脆性の問題が生じるので、本発
明においては、少なくとも０．０５％を添加することが
必要である。

ｓｏｌ　Ａｌは、通常、深絞り用Ａｌキルド鋼板中には
０．０２０〜０．１０％程度含有されている。この下限
量は、回復、再結晶段階におけるＡＩ！Ｎ析出物によっ
て、高下値を得るための集合組織を得るのに必要な量で
あり、本発明においても、下限量を０．０２０％とする
。他方、後述するＮ量との関係もあるが、５ｏｌＡｌ量
が多いほど、回復、再結晶段階でのＡｌｘの析出が速く
なるので、加熱速度を速くしても、高ｒ値が得られるこ
ととなる。

しかし、本発明鋼においては、それほど多くの添加を必
要とせず、また、多量の添加は製造費用の上昇にもつな
がるので、５ｏｌＡＡの上限量を０．０８０％とする。

Ｎは、一般に、深絞り冷延鋼板において、歪時動性の問
題から、含有量が少ないほど好ましいことが知られてい
る。しかし、５ｏｌＡ６と同様に、’Ａ　Ｉ　Ｎ析出物
による高下値に適した集合組、織を発達させるためには
、少なくとも０．００３０％の含有を必要とする。しか
し、過多に含有させるときは、製品中に固溶Ｎが残存し
、歪時効性の問題を引き起こし、全伸び、曲げ性等の劣
化を招くので、含有量の上限をｏ、　ｏ　ｏ　ｓ　ｏ％
とする。

上記以外の化学成分として、Ｓは、多量に含有されると
きは、深絞り性や曲げ性を劣化させるので、その上限を
０．０２％とするのが好ましい。また、本発明鋼は極低
炭素鋼であるので、用途によっては強度が所要強度に満
たないことがある。従って、このような場合は、固溶強
化能が高いＳｉやＰをそれぞれ０．２％及び０．０３０
％以下の範囲で添加することにより、下値や面内異方性
を損なうことなく、所要の強度を得ることができる。ま
た、脱酸剤として用いられる希土類金属、Ｃａ、Ｎを固
定する元素であるＢを添加してもよい。

上記した化学成分を有する鋼の溶製法は、何ら制限され
るものではなく、転炉、平炉、電気炉いずれによって溶
製されてもよいが、本発明に従って、Ｃ量０．００６％
以下の極低炭素鋼を得るには、作業上、真空脱ガス処理
を行なうことが有利である。本発明の方法においては、
かかる鋼を分塊圧延又は連続鋳造によりスラブ化し、こ
れを所定の条件下に熱間圧延し、冷間圧延した後、箱焼
鈍する。

次に、本発明の方法における熱間圧延条件、冷間圧延条
件及び焼鈍条件について説明する。

本発明の方法においては、上記した化学成分を有する綱
を、連続熱間圧延に先立って１１００℃以上の温度に均
熱保持し、仕上温度をＡｒｓ点以上として熱間圧延し、
６５０℃以下で巻取る。

後述する箱焼鈍において、高７値のＡｌキルド鋼板を製
造するためには、冷間圧延後、焼鈍前のＡｌ及びＮは、
可能な限りに鋼中に固溶させておくことが好ましい。従
って、Ａｌ及びＮを可能な限りに鋼中に固溶させるため
に、熱間圧延に際してのスラブの均熱温度は、Ａｐ及び
Ｎｉｌに応じて選択されるが、／ｌ及びＮが前述した範
囲内であるときは、１１００℃以上を必要とする。

次に、仕上圧延温度は、Ａｒ、点板上の温度である。仕
上温度がＡｒ＝点よりも低いときは、熱間圧延鋼板での
（２００）結晶面が増し、下値の劣化を招くからである
。本発明においては、用いるスラブ中のＣ及びＭｎ量を
低減しているので、通常のＡｌキルド鋼板に比べて、仕
上温度として高温を必要とし、８７０℃以上、好ましく
は８９０〜９５０℃の範囲である。

この後のコイル巻取までの冷却については、特に、条件
は限定されないが、生産性の点から冷却速度は早い方が
好ましい。次に、コイル巻取温度は、余りに高すぎると
きは、鋼中に固溶しているＡｌ及びＮが／ＩＮとして析
出し、製品における下値を劣化させるので、低い方が好
ましい。本発明においては、所要の下値を得るために、
コイル巻取温度は６５０℃以下に限定される。室温まで
冷却して巻取り、又は巻取ったコイルを水中にて冷却す
る等の方法を採用してもよい。

このようにして得られたコイルは、酸洗後、冷間圧延さ
れる。冷間圧延率は６０％以上を必要とし、特に、高７
値を得るためには、冷間圧延率は７０〜９５％とするの
が好ましい。

次いで、本発明の方法によれば、この冷間圧延鋼板を４
０〜ｂ 再結晶温度以上で８５０℃以下の温度で箱焼鈍する。焼
鈍はタイトコイル又はオーブンコイルによる箱焼鈍の方
法によるが、加熱速度が前述したように早いこと、及び
コイル全長にわたって比較的均一な温度分布を得ること
ができることから、オープンコイル焼鈍が好ましい。

Ａｌキルド冷延鋼板の深絞り性は、／ｌ及びＮ量、並び
に加熱速度によって変化することは、既に知られている
。しかし、本発明に従って、回復、再結晶が完了する３
００〜６５０℃の間の加熱速度を２００℃／時以下とす
るとき、下値の劣化は小さく、深絞り用鋼板に必要な１
．８以上を確保することができる。他方、上記速度が４
０℃／時よりも遅い場合は、Ａｒ値が大きい。従って、
本発明において、１．８以上の高７値を維持しつつ、面
内異方性の小さい冷延鋼板を得るためには、３００〜６
５０℃の間の加熱速度を４０〜２０．０℃／時とするこ
とが必要である。

焼鈍温度は、冷間圧延による加工組織が完全に再結晶す
る温度、通常、６５０℃以上を必要とする。しかし、余
りに高すぎるときは、オーステナイト域に入り、深絞り
性が劣化するので、その上限を８５０℃とする。

焼鈍後の冷延鋼板は、形状調整、降伏点伸びの消去のた
めに調質圧延、レベラー掛は等、適宜の手段が施される
。因みに、本発明の方法による冷延鋼板は、表面処理を
施されても、前記したすぐれた特徴を何ら失なわないの
で、ブリキ、亜鉛めっき、ターンめっき鋼板にも適用す
ることができる。

（発明の効果） 以上のように、特殊な合金成分を含有しない従来の極低
炭素Ａｌキルド鋼板は、高いｒ値を有して、深絞り性に
はすぐれるが、面内異方性に劣り、従って、プレス成形
は可能であっても、成形部品の不均一性や耳発生の増大
によって、品質の劣化や材料歩留りの低下を避けること
ができない。しかし、本発明の方法によれば、特殊な合
金成分を添加することなく、熱間圧延条件、冷間圧延条
件及び焼鈍条件をそれぞれ規定することにより、高い下
値を有すると同時に、面内異方性が少ない極低炭素Ａｆ
キルド鋼板を得ることができる。従って、かかる冷延鋼
板によれば、プレス成形が容易であるのみならず、成形
部品の均一性、材料の歩留りの面でも格段に存利である
。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない
。

実施例 表に示す化学組成を有する本発明鋼及び比較鋼からなる
連続鋳造スラブを用い、３０ｍ厚とした。

これを加熱温度１２００℃以上で３０分間保持した後、
熱間圧延仕上温度８９０〜９１５℃で仕上げ、次いで、
３０℃／秒にてシャワー冷却、５３０〜５５０℃で巻取
った。この熱間圧延鋼板を圧下率７７％で０．８　＋ｕ
に冷間圧延し、加熱速度８０〜ｂ にて４時間の箱焼鈍を施し、次いで、０．８％の調質圧
延を施した。

このようにして得られた調質冷延鋼板について、引張試
験結果と共に７値及びΔｒ値を表に示す。

尚、＠Ａ−Ｅは本発明鋼であり、鋼Ｆ−Ｊは比較鋼であ
る。鋼Ｆ及びＧはＣ量、鋼ＨはＭｎ量、綱Ｉ及びＪは５
ｏｌＡｊ！及びＮ量がそれぞれ本発明において規定する
範囲外にある鋼である。

表に示す試験結果から、本発明の方法による冷延鋼板は
１６　ｋｇｆ／ｍｍ”以下の低降伏応力、５５％以上の
高い全伸び、１．９以上の高下値、０．６以下の低い面
内異方性を有し、プレス成形時の要求特性をすべて満足
していることが理解される。これに対して、化学成分組
成が本発明で規定する範囲外にあるが、製造条件が本発
明と同じ条件である鋼Ｆ及びＧにおいては、面内異方性
は小さいが、Ｃ量が多いために、下値が低い。鋼Ｈは極
低炭素鋼板であり、高下値を有するが、Ｍｎ量が多く、
面内異方性が大きい。鋼■及びＪは、面内異方性が小さ
いが、下値が低い。このように、比較鋼板はいずれもプ
レス成形性に必要な条件を満たしていない。

実施例２ 表に示す鋼Ａを用い、熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍条件
の影響について調べた。綱Ａ１はスラブ加熱温度、鋼Ａ
２は熱間圧延仕上温度、綱Ａ３は巻取温度、鋼Ａ４は冷
間圧延率、鋼Ａ５及びＡ６は焼鈍時の加熱速度、鋼Ａ７
は焼鈍温度がそれぞれ本発明で規定する範囲外にある。

鋼Ａ２、Ａ３、Ａ６及びＡ７は、面内異方性が本発明と
同等か、若しくは小さいが、下値が劣化し、鋼Ａ１及び
Ａ４は、？値、面内異方性共に劣化し、鋼Ａ５は７値は
すぐれるものの、面内異方性が大きく、このように、い
ずれも本発明で規定する範囲外の製造条件によっては、
プレス成形性に必要な条件を満たさないことが理解され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板の深絞り性（Ｔ値）及び面内異方性と、箱
焼鈍時の加熱速度及びＣ量との関係を示すグラフ、第２
図は低Ｃ素鋼における深絞り性、面内異方性と、箱焼鈍
時の加熱速度及びＭｎ量との関係を示すグラフである。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　　牧　野　逸　部 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ０．００６％以下、 Ｍｎ０．２０％以下、 ｓｏｌＡｌ０．０２０〜０．０８０％、 Ｎ０．００３０〜０．００８０％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を、連続熱間圧
   延に先立つて１１００℃以上の温度に均熱保持し、仕上
   温度Ａｒ＿３点以上で熱間圧延し、６５０℃以下で巻取
   り、６０％以上の冷間圧延を施した後、４０〜２００℃
   ／時の加熱速度で加熱し、再結晶温度以上で８５０℃以
   下の温度で箱焼鈍することを特徴とする面内異方性の小
   さい深絞り用極低炭素Ａｌキルド鋼板の製造方法。