JPS6330368B2 - - Google Patents

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インフリースチールなど薄
鋼板にSn又はCrなどを薄くめつきした表面処理
鋼板のめつ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ツ
チヤ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、目標するロツクウエルＴ硬
さ（HR30T）に応じてＴ−１（HR30T：49±３）
からＴ−６（HR30T：70±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−4CA〜Ｔ−6CA（HR30T：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T2以
上のぶりきおよびこれに類似するテインフリース
チールに適合する。 （従来の技術） 来Ｔ−１〜Ｔ−４級のぶりき用めつき原板は、
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
る硬さ増強を狙つ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。 箱焼なまし法：再結晶（550〜700℃）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（230〜250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：10〜30℃／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℃／秒で室温まで急速冷却されるので、
Ｃ、Ｎ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。従つ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（ストレツチヤー
ストレインという）が発生し、著しく美観を損な
う。さらに最近に至つ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58−27933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ツチヤースト
レインの発生は依然、避けられなかつた。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ツチヤー
ストレインの発生が著しかつた。 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、
ストレツチヤ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、特公和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Al0.01〜0.1％、Ｎ：0.002〜0.01％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に連続焼なましたのに、
表面硬さHRT30：44〜75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55−106005
号等によつ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、ウエツ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ツチヤース
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つた。 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。従つて、調質圧延されためつき原板にすずめ
つきを施してのち、230〜300℃、数秒の合金化処
理を行つたり、又はクロム鍍金を施して、テイン
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
トレツチヤーストレインを起こすことの不利がな
お未解決であつたのである。 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を添加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58−197224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Ti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ツ
チヤーストレインの発生しない硬質ぶりき用めつ
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Tiを添加すること、さらにNb、
Tiを添加しない場合ストレツチヤーストレイン
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） 上記ストレツチヤ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、すずめつき後の溶錫処理後のみな
らず焼付塗装処理後においても、全くストレツチ
ヤ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
得られる範囲であつても、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、Al：0.010〜0.080およ
びＮ：0.0050％以下を含み、上記Mn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
後でもストレツチヤーストレインが発生しない、
ぶりきまたはテイ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0.01
〜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は調質圧延とめつき後めつき合金化処理に
より、転位線上に析出し、ストレツチヤーストレ
インの原因となる。従つ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
トレツチヤ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
の基礎実験を行つた。 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％、
Ｐ：0.011〜0.012％、Ｓ：0.007〜0.009％、Al：
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℃相当処理を行つた。 この鋼板を酸洗後小型圧延機で0.32mm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。 すなわち冷延鋼版を、熱処理シミユレーターで
15℃／秒で710℃まで急速加熱し該温度に30秒保
持した後10℃／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パスの調室圧延を施した後、めつき及び
鍍金後の合金化処理を実験的に再現するため、
250℃のオイルバス中に３秒保持した後水冷する
処理を行つた。 さらに210℃で20分間の焼付処理を行つた。 その後直径95mmに打抜きダイス50mmしわ押さえ
1tonポンチ径33mmの条件で深さ５mm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パスで仕上つ
た場合と２パスで仕上がつた場合では調質圧延の
効果に差があることがわかつた。図から明らかな
ようにＣ量が0.007％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
つたが高圧下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つた。
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く降伏中にも若干応
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、Si：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MnSとして固定する必要があるのでMn／Ｓ
≧10が必要である。 Al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
コストアツ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ツチヤーストレイ
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Al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がなく従来通りの常法に
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因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℃
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
つき及び溶錫処理またはテイ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
るストレツチヤ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
はテイ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Al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
の確認実験を行つた。 素材はＣ＝0.0035％、Si＝0.01％、Mn＝0.23
％、Al＝0.031％、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
でのべたところと同じとした。 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℃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
なかつた。また調質圧延圧下率７％でほぼＴ−２
1/2、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Al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、
ストレツチヤ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イ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つてもい。 （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2.3mm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、電気めつきラインで25番の
すずめつきを施したのち、溶錫処理を施した。 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つた。 供試材(A)〜(C)、(F)及び(G)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(D)ではいわゆるストレツチヤースト
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
つた。また鋼(E)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
きなかつた。

【表】

【表】

【表】 ※２：肌荒れあり

【図面の簡単な説明】

第１図はストレツチヤ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。

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、 Al：0.010〜0.080重量％および Ｎ：0.0050重量％以下を含み、 上記Mn量との比がMn／Ｓで10以上で、かつ
   0.0300重量％以下のＳと、0.030重量％以下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、ストレツチヤーストレインの発生
   しない表面処理原板の製造方法。