JPS62294136A - 延性及び深絞り性にすぐれる極薄冷延軟鋼板の低温箱焼鈍による製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、延性及び深絞り性にすぐれる板厚０゜５冨璽
以下の極薄冷延軟鋼板を低温箱焼鈍法によって製造する
方法に関する。

（従来の技術） 近年、冷延鋼板の利用はますます多様化すると共に、そ
の要求特性もまた、過酷さを増しつつある。従来、プレ
ス成形用の軟鋼板は、板厚が０．６〜１．０　ｖｓの範
囲が大部分を占め、これが多量に用いられている。しか
し、近年においては、自動車部材の分野において、車体
の軽量化要求が一層高まりつつあり、同時に、騒音や振
動防止を目的として、鋼板間に樹脂層を積層した所謂制
振鋼板の利用が試みられるに至っている。このような割
振鋼板は、通常、樹脂層の厚さが約０．１　璽璽であっ
て、この樹脂層に対する鋼板の板厚比率が比較的高いも
のであるが、最近においては、鋼板の板厚がＯ６５酊以
下であって、樹脂層厚さの比率の高い所請うミネート畑
板又は軽量鋼板の適用も試みられるに至っている。この
ようなラミネート鋼板も、上記制振鋼板の一種ではある
が、鋼板の板厚が極度に薄いために、前記した自動車車
体の軽量化に好適であり、ボンネットやトランクリッド
等への適用が試みられている。

このようなプレス成形に用いるには、かかる軟鋼板は、
深絞り性は勿論、引張試験より求まる全伸び、ｎ値（加
工硬化指数）、更には、伸びフランジ性（極限変形能）
にすぐれることが要求される。特に、かかる特性にすぐ
れるラミネート鋼板を得るためには、その原板である極
薄鋼板の全伸び及び下値がすぐれていなければならない
。しかしながら、ラミネート鋼板の原板の板厚は、通常
、０．２ｎ程度と極度に薄いために、従来の技術によれ
ば、全伸びは約４０％が限界とみられている。

ここに、この全伸びを４８％以上、好ましくは５０％以
上とすることができ、しかも、ｒ値１．９以上の極薄原
板を得ることができれば、ラミネート鋼板の成形性も著
しく改善することができる。

かかる観点から、既に、特公昭５２−５０７２３号公報
には、ＴｉやＮｂ等の強力な炭窒化物形成元素を添加す
ることなく、高深絞り性を有するＡＩ！キルド鋼板を製
造するために、２回冷延焼鈍法、即ち、−次冷延、−次
焼鈍、二次冷延及び二次焼鈍を行なうことが提案されて
いる。しかし、この方法は、例えば、板厚が０．６　ｔ
ｍや０．８　ｔｍのような通常の板厚の深絞り用鋼板を
６５０〜９５０℃の温度範囲にて二次焼鈍を行なうもの
であり、かかる方法を含む従来の技術においては、一般
に、６５０℃のような低温度にて焼鈍を行なう場合は、
冷間圧延後の加工歪が十分に除去されない結果、プレス
成形性が損なわれるので、従来、焼鈍には６５０℃以上
の温度が必要であるとされている。

しかしながら、板厚０．５　＊１以下の極薄鋼板の場合
には、二次焼鈍温度を６５０℃以上として箱焼鈍を行な
うとき、鋼板が相互に接着する焼付現象が生じる。これ
を防止するために、スペーサを用いるオーブンコイル焼
鈍によれば、腰折れと称されるコイル変形による不良が
生じる。他方、コイル焼鈍によらない連続焼鈍法の採用
も可能であるが、この場合は、板厚が薄い軟鋼板は、炉
内通板中に板幅が減少する所謂絞り込みが発生し、コイ
ルの破断をきたすという問題を有している。

（発明の目的） 本発明は、板厚０．５　ｗ以下であって、延性及び深絞
り性にすぐれる極薄冷延軟鋼板の製造における上記した
問題を解決するためになされたものであって、焼鈍温度
を６５０℃以下のような低温としても、上記したような
不良現象を生じることなしに、高延性及び高深絞り性を
兼備した極薄冷延綱板を製造する方法を提供することを
目的とする。

（発明の構成） 本発明による延性及び深絞り性にすぐれる板厚０．５龍
以下の極薄冷延軟鋼板の低温箱焼鈍による製造方法は、
重量％で Ｃ０．００１〜０．００６％、 Ｍｎ　　０．０３〜０．２５％、 Ｓ　　　０．００１〜０．０１５％、 ＡＩｏ、０２〜０．０７％、 Ｎ　　　　０．００２〜０．００７％、０　　　０．０
０１０〜０．０　Ｏ５０％、残部鉄及び不可避的不純物
よりなる鋼片を仕上温度Ａｒ１点以上で熱間仕上圧延し
、常温にて巻取り、この熱延コイルを酸洗した後、冷延
率３０〜８５％で一次冷間圧延し、これに引き続く一次
焼鈍にて再結晶焼鈍を行ない、次いで、冷延率８０〜９
５％にて二次冷間圧延し、５５０〜６５０℃にて二次焼
鈍を行なうことを特徴とする。

冷間圧延条件及び焼鈍条件の影響を明らかにするために
、 Ｃ０．０６％又は０．００３％、 Ｍｎ０．３１％、 Ｓ　　　０．０２５％、 Ａβ　０．０４３％、 Ｎ　　　０．００４５％、 ０　　０．００３％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を仕上圧延温度
９００〜９３０℃、仕上板厚３．２１になるように仕上
圧延し、５３０℃で巻取り、次いで、この鋼板を第１表
に示すように、製造方法Ｉにおいては、冷間圧延した後
、焼鈍する１回冷延焼鈍法にて板厚０．２鶴の冷延鋼板
ＩＡ及びＩＢを製造し、また、製造方法■においては、
−次冷間圧延、−次焼鈍、二次冷間圧延及び二次焼鈍を
行なう２回冷延焼鈍法にて板厚０．２　ｍｍの冷延鋼板
Ｉ［Ｂを製造した。このようにして得られた冷延鋼板の
性質を第１表に示す。

１回冷延焼鈍法による場合、極低Ｃ鋼である冷延鋼板Ｉ
Ｂは、Ｃ量が０．０６％である通常の炭素鋼冷延鋼板Ｉ
Ａに比べて、延性（伸び及びｎ値）及び深絞り性（ｒ値
）が改善されているが、−次冷間圧延及び−次焼鈍の後
に、更に二次冷間圧延及び通常の二次焼鈍、即ち、二回
冷延焼鈍を施して得られた冷延鋼板ＩＩＢは、上記−回
冷延焼鈍法による冷延鋼板に比べて、伸び、ｎ値及びｒ
値が更に改善されている。

このように、Ｃ量の低減と２回冷延焼鈍法を行なうこと
によって、延性及び深絞り性が向上するが、尚、前記し
た目標値は、これを達成し得す、更にまた、プレス成形
時の形状凍結性、即ち、成形品の寸法精度を左右する指
標である降伏強さも尚、高い。

そこで、本発明者らは、延性、深絞り性及び降伏強さの
すべてについて、満足すべき特性を有する冷延鋼板を得
るべく、更に鋭意研究した結果、鋼中に含まれるＭｎ、
Ｓ及び０量を低減することによって、低温焼鈍によって
も、上記特性をすべて満足する極薄冷延鋼板を得ること
ができることを見出したものである。

即ち、第２表に示すように、Ｍｎ、Ｓ及び０量の種々異
なる鋼について、冷延圧延及び焼鈍条件は前記■法と同
じとして、極薄冷延鋼板を製造した。得られた鋼板の特
性を第１図に示すように、Ｍｎ、Ｓ及びＯｉのいずれか
が本発明で規定する範囲にない場合は、目標とする降伏
応力、伸び、ｎ値及び７僅の少なくとも１つが満足され
ない。

即ち、ｓｌが０．０２５％である鋼を除けば、本発明で
規定する範囲にない化学成分を有する鋼でも、第２表 下値１．９以上の高深絞り性を示すが、降伏応力及び延
性において劣るので、延性及び深絞り性の双方を満足す
ることができない。これに対して、本発明で規定する範
囲にある化学成分を有する鋼によれば、上記特性のすべ
てが満足されることが明らかである。

このように、本発明によれば、Ｍ　ｎ　％　Ｓ及び○量
を低減した極低Ｃ綱に二次焼鈍が６５０℃以下の低温焼
鈍である２回冷延焼鈍法を適用することによって、コイ
ル変形や破断等の問題なしに、高延性及び高深絞り性で
ある極薄冷延鋼板を製造することができる。

前述したように、２回冷延焼鈍法を採用することによっ
て、深絞り性を有するＡｌキルド鋼板を製造し得ること
は、既に、特公昭５２−５０７２３号公報に記載されて
いるが、しかし、本発明の方法は、かかる従来の方法と
は異なって、Ｍｎ、Ｓ及び０量の低減と共に、二次焼鈍
温度を６５０℃以下として、６高延性及び高深絞り性を
有する板厚０．５鰭以下の極薄冷延鋼板を製造するもの
である。

上記のような化学成分の低減規制によって、延性が改善
される理由は明確ではないが、鋼板中に存在するＭｎ減
少Ｓ等の非金属介在物や析出物及び固？ｇ　Ｓ　ｆｆｉ
が現象することによって、フェライト地の延性が改善さ
れるためであるとみられる。更に、上記化学成分の低減
規制は、再結晶温度の上昇を妨げるため、低温焼鈍によ
っても、安定した材質の冷延鋼板を得ることができる。

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、一般に、その添加量が増すとき、延性及び深絞り
性が劣化することが知られている。本発明の方法におい
て用いられる鋼板は、板厚０．２　ｎ＋にて用いられる
ことが多いので、Ｃｉｔが増すときは、板厚減少による
延性の劣化を免れない。本発明においては、冷延鋼板の
高深絞り性を確保し、また、再結晶温度の上昇を防止し
て、低温焼鈍を行ない得るように、極低Ｃ化が必要であ
る。

従って、本発明においては、Ｃの添加量はｏ、００６％
以下とすることが必要であるが、しかし、０．００１％
よりも少ないときは、深絞り性の改善や再結晶温度の低
下効果が飽和し、しかも、経済的にも好ましくない、従
って、ｃｌは０．００１〜０、　ＯＯ６％の範囲とし、
好ましくは０．００１〜０゜００４％の範囲である。

Ｍｎは、その添加量を低減させることによって、深絞り
性に寄与する（１）１）面を有する結晶粒の生成を促す
と共に、粒成長がよくなるため、深絞り性が改善され、
また、延性も高められる。本発明の方法においては、Ｍ
ｎｆｉの低減は、上記効果に加えて、再結晶温度の低下
にも寄与し、かくして、本発明によれば、低温焼鈍が容
易である。しかし、その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、その添加量の下限を０．０３％とする。他方
、過剰量の添加は、再結晶温度を上昇させるのみならず
、鋼板を硬質化して、延性及び深絞り性を劣化させるの
で、添加量の上限を０．２５％とする。

Ｓは、前述したように、延性及び再結晶温度を左右する
成分であるので、本発明の方法において、その含有量の
低減規制が重要である。極薄鋼板において、高延性を得
ると共に、再結晶温度の上昇を防止するためには、その
含有量は０．０１５％以下とすることが必要でり、好ま
しくは、０．０１０％以下である。しかし、添加量を余
りに少なくしても、効果が飽和するのみならず、脱Ｓ処
理時間が長くかかることとなり、経済的に好ましくない
ので、下限を０．００１％とする。

ｓｏｌ、Ａｎ！は、脱酸剤として添加される。本発明の
方法においては、後述するＯ量の低減のために、添加量
は少なくとも０．０２％を必要とする。しかし、過多に
添加するときは、Ａｈ０３やＡＩＮ等の析出物の量を増
加させ、フェライト地の延性を劣化させるので、その上
限を０．０７％とする。

Ｎは、一般に、鋼中に多量に残存するときは、歪時効に
よる延性の劣化を引き起こすので、０．００７％以下と
することが必要である。しかし、余りに少なくするとき
は、製鋼上の困難を生じるので、その下限を０．００２
％とする。

０は、含有量が多いとき、延性を劣化させると共に、再
結晶温度の上昇を招き、更に、Ｏ量が増大すると、酸化
物介在物が増し、その部分は、再結晶核生成場所となる
ために、そこで再結晶粒が多量に発生し、結晶粒の細粒
化が生じる。しかし、本発明の方法においては、低温焼
鈍によって高延性を達成するため、結晶粒の細粒化は好
ましくない。通常、Ａｌキルド鋼におけるｏｌは０．０
０３０〜０．００８０％であるので、本発明においては
、０量は０．００１０〜０．ＯＯ５０％ノ範囲トスル。

尚、上記以外の成分としては、Ｐは、鋼板を高強度化し
、また、延性を劣化させるので、０．０１０％以下とす
ることが好ましい。

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。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ってスラブ化し、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鋼
を、常法に従って均熱保持し、仕上温度をＡｒｒ点以上
として熱間圧延し、６５０℃以下の常法にて巻取る。

後述する箱焼鈍において、二次焼鈍後のｒ値を高めるた
めには、可能な限りにおいて、−次焼鈍後のｒ値を高め
ておくことが必要である。ここにおいて、仕上温度がＡ
ｒｚ点よりも低いときは、ｒ値に不利な集合組織である
（２００）面が発達して、ｒ値を低めることとなる。従
って、本発明の方法においては、仕上温度は、Ａｒ＋点
以点色上、好ましくは８８０℃以上とする。

巻取温度は、特に限定されるものではないが、余りに高
いときは、鋼板表面のスケールを除去し難くなって、酸
洗性が低下するので、６５０℃以下、好ましくは５００
〜６５０℃の範囲である。

尚、仕上温度から巻取までの冷却においては、生産性の
面から早いほどよく、ミストやシャワー冷却等による２
０℃／秒以上の冷却速度が好ましい。

このようにして、巻取られたコイルは、酸洗後、冷間圧
延される。本発明においては、ｒ値１．９以上の高深絞
り性と共に、伸び４８％以上及びｒ値０．２３以上の高
延性を得るために、前述したように、２回冷延焼鈍法が
採用される。本発明で規定する化学成分を有する鋼につ
いて、−次及び二次冷延率の影響を第１図に示すように
、−次冷延率が比較的小さく、二次冷延率が比較的高い
ほど、高延性及び高深絞り性を有することが理解される
。

この結果は、極低ＣｗＩＩの延性及び深絞り性が、−次
冷延率よりもむしろ二次冷延率によって決定されること
が示される。第２図（ａ）に本発明の方法に従って、−
次冷延率６３％、二次冷延率８３％として得られた冷延
鋼板の組織の顕微鏡写真を示す。

二次冷延率が低いときは、再結晶温度の核発生数が少な
くなり、結晶粒が粗大化して、最終的には材質が劣化す
る。また、再結晶温度も一層高温側に移行する。第２図
（ｂ）に比較のために、−次冷延率８４％、二次冷延率
６０％として得られた冷延鋼板の組織の顕微鏡写真を示
す。

従って、極低Ｃ鋼を用いる本発明の方法においては、−
次冷延率は比較的小さくともよいが、二次冷延率は高く
することが必須であって、−次冷延率は３０〜８５％、
二次冷延率は８０〜９５％の範囲とする。−次及び二次
冷延率がこの範囲をはずれる場合は、深絞り性が劣化す
るのみならず、全伸び及びｎ値が劣化すると共に、降伏
応力が増加する。

本発明の方法によれば、−次冷間圧延後及び二次冷間圧
延後にそれぞれ箱焼鈍を行なう。−次冷間圧延後の一次
焼鈍の温度は、結晶粒度の粗大化を防止する観点から、
６００〜７００℃の範囲が好ましい。また、生産性の観
点からは、例えば、オープンコイル焼鈍炉を用いること
が好ましい。

本発明の方法においては、二次冷延後の二次焼鈍条件が
重要である。本発明においては、板厚０゜５１）以下の
極薄鋼板を対象としており、かかる極Ｆｌｊｌ板の場合
は、オープンコイル焼鈍を行なうときは、コイル形状に
不良を生じるので、タイトコイル焼鈍が採用される。し
かし、このタイトコイル焼鈍においても、焼鈍温度が余
りに高いときは、鋼板の焼付が発生し、操業を困難にし
て、生産性を低下させ、場合によっては、製品を得るこ
とができない。従って、本発明の方法においては、二次
焼鈍温度は、従来の深絞り用鋼板において必要されてい
る高温焼鈍とは反対に、６５０℃以下の低温とすること
が必要である。好ましくは６２０℃以下である。しかし
、この焼鈍温度も余りに低いときは、焼鈍による十分な
再結晶が起こらず、得られる鋼板が成形性に劣ることと
なるので、焼鈍温度は５５０℃以上であることが好まし
い。この二次焼鈍において、加熱速度は、特に限定され
るものではないが、通常、２０〜ｂ 囲の低速加熱が好ましい。

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、本発明の方法によれば、製鋼段階におい
てＣｉを０．００６％以下に低減し、且つ、Ｍ　ｎ　％
　Ｓ及び０量を低減すると共に、かかる化学組成を有す
る銅片を２回冷延焼鈍することによって、板厚０．５鶴
以下の極７ｊＪ鋼板について、降伏応力１９ｋｇｆ／ｍ
ｍ２以下、伸び４８％以上、ｎ値０，２３０以上の高延
性、高い伸びフランジ性と共に、面内異方性（Δｒ値）
の小さい７値１，９以上の高深絞り性を有する冷延鋼板
を焼付の発生しない低温焼鈍にて得ることができる。

しかも、本発明の方法によれば、上記すぐれた特性を有
する極薄冷延鋼板を得ることができるのみならず、従来
の２回冷延焼鈍法と異なり、省エネルギー及び生産性に
も寄与することができるので、経済性の面でも有利な方
法である。

（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 第３表に示す化学組成を有する本発明鋼及び比較鋼を小
型溶解炉にて溶製し、これを鍛造、粗圧延して、３０鶴
厚さのスラブとした。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７５０〜９２０
℃で板厚３．２　ｍｍ又は４．０龍に仕上げ、次いで、
３０℃／秒にてシャワー冷却し、５５０℃で３０分間の
巻取シミュレート処理を行なった。

この熱間圧延鋼板に第３表に示す条件にて一次冷間圧延
、−次焼鈍、二次冷間圧延及び二次焼鈍を行ない、最終
的に板厚０．２　ｕ＋又は０．４　璽ｘの極薄冷延鋼板
を製造し、この極薄鋼板に０．８〜１．０％の調質圧延
を施した後、材質を調査した。尚、−次焼鈍時の加熱速
度は、オープンコイル焼鈍相当の５０’Ｃ／時とし、二
次焼鈍時の加熱速度は、タイトコイル焼鈍相当の２０℃
／時とした。

引張試験結果、ｒ値（深絞り性）、穴拡げ試験（伸びフ
ランジ性）、結晶粒度及び焼付き性を第４表に示す。′
＠Ａ１、Ａ２、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ及びＤは本発明鋼であり
、ＥＥ−Ｊは比較鋼である。

ＩＢ４〜Ｂ８は、その化学成分は本発明にて規定する範
囲にあるが、製造方法が本発明で規定する条件を満たし
ていない。即ち、ｉＥはＣｌ、ＥＦはＭｎｆｆ１、鋼Ｇ
はＳｌ、鋼ＨはＡｌ量、洞１はＮ量、鋼ＪはＯ量がそれ
ぞれ本発明で規定する範囲にない比較鋼である。鋼８４
は仕上温度、ＥＥ５は冷間圧延条件、＠Ｂ６は主に一次
冷延率、鋼Ｂ７は主に二次冷延率、ｆｌＢ８は二次焼鈍
温度がそれぞれ本発明で規定する範囲にない比較鋼であ
る。

第４表に示す試験結果から、本発明の方法による極薄冷
延鋼板は、５６０℃又は６００℃のような低温焼鈍によ
っても、１９　ｋｇｆ／ｍｍ２以下の低降伏応力、４８
％以上の高い全伸び、０．２３０以上の高ｎ値及び１．
９以上の高ｒ値を有し、更に、伸びフランジ性も高いの
で、延性と深絞り性とを兼備していることが理解される
。

更に、極低Ｃ鋼を箱焼鈍する場合、一般に、結晶粒の粗
大化及び鋼板内での材質の異方性が大きくなることが知
られているが、本発明の方法によれば、かかる問題も解
決される。

これに対して、製造条件は本発明で規定する範囲にある
が、化学成分組成が本発明で規定する範囲にない比較Ｅ
Ｅ−Ｊ、及び化学成分組成が本発明で規定する範囲内に
あるが、製造条件が本発明で規定する条件を満たしてい
ない比較ｍＢ４〜Ｂ８は、全伸び、ｎ値、ｎ値、穴拡げ
率のうち、少なくとも１つが目標値に達しておらず、更
に、Ｂ８は、目標値を満足していても、高温焼鈍のため
に焼付が発生し、製品としての価値がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋼板の引張特性（降伏応力、全伸び及びｎ値
）及び深絞り性（ｎ値）と−次及び二次冷間圧延率及び
ｓｌとの関係を示すグラフ、第２図は、冷延率の相違に
よる二次焼鈍後の鋼板の顕微鏡写真組織を示す顕微鏡写
真であり、（ａ）は本発明の方法による鋼板、山）は比
較のための鋼板を示す。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 （＋ １）、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ０．００１〜０．００６％、 Ｍｎ０．０３〜０．２５％、 Ｓ０．００１〜０．０１５％、 Ａｌ０．０２〜０．０７％、 Ｎ０．００２〜０．００７％、 Ｏ０．００１０〜０．００５０％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を仕上温度Ａｒ
   ＿３点以上で熱間仕上圧延し、常温にて巻取り、この熱
   延コイルを酸洗した後、冷延率３０〜８５％で一次冷間
   圧延し、これに引き続く一次焼鈍にて再結晶焼鈍を行な
   い、次いで、冷延率８０〜９５％にて二次冷間圧延し、
   ５５０〜６５０℃にて二次焼鈍を行なうことを特徴とす
   る低温箱焼鈍による延性及び深絞り性にすぐれる板厚０
   ．５ｍｍ以下の極薄冷延軟鋼板の製造方法。