JPS6360232A - 耐リジング性と深絞り性に優れる加工用薄鋼板の製造方法 - 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） 耐リジング性と深絞り性に優れた加工用薄鋼板の製造に
関しこの明細書では、圧延条件と巻き取り条件とを規制
すること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以下に述べる。

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。

とくに自動車のパネル、オイルパン、およびガソリンタ
ンクなどの部品は、成形性、なかでもとりわけ深絞り成
形に対する要求の厳しい部品であり、部品形状にも依存
するが、〒≧１．８かつ］Ｔ≧５４　ＣＩ）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。

これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとおりで萬る
。

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程度の鋼片とした後、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鋼
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。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（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、熱延鋼
板のｒ（Ｉｉ！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Ａｒ３変態点以上であ
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２．０ｍｎ＋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、薄くなることによる鋼板温度の低下は、
低炭素鋼のＡｒｌ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。まただとえ
Ａｒ３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（、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こ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真人によって分
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５０ｍｍ以下の鋼
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ｍ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Ｍｉ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’Ｅｌ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） Ａｒ３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４ｍｍ板
厚の鋼帯とすることによる降伏点２６．１ｋｇ／ｍｍ”
、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（低炭素リ
ムド鋼を熱延仕上温度８００〜８６０℃（Ａｒ３変態点
以下）で２．０ｎｎｏ板厚とし、巻取温度６００〜７３
０℃とすることによる、降伏点２０ｋｇ／ｍａｒ”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
６０．６０〜６２．１８ｍｍ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１．８〜２．３ｍｍ板厚とし、巻取温度５３０〜６
００℃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止揚の特開昭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１．６ａｍ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／ｍｍ２゜
引張強さ２７．７〜２９．８ｋｇ／ｍｍ”、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（こはＣ１０，００２゜５ｉ１０．０２．　Ｍｎ０．
２３．　Ｐｌｏ、００９．　Ｓ１０．００８．　Ａ　ｌ
　１０．０２５゜Ｎ１０．００２１．Ｔｉ１０．１０の
低炭素Ａｌキルド鋼を５００〜９００℃で潤滑油を供給
しつつ７６％の圧延にて１．６ｍｍ板厚の調帯とするこ
とにより、ｒ＝１．２１の特性を有するＦｌｆｉ板を製
造する例が示されている。

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） 発明者らはすでに特願昭６０−４３９７１号明細書にお
いて、少なくとも１バスをＡｒｚ変態点以下、５００℃
以上の温度範囲で、圧下率３５％以上で、かつひずみ速
度：　３００ｓ−’以上で圧延することにより、冷間圧
延および再結晶焼鈍工程を省略し得る耐リジング性に優
れる加工用薄鋼板の製造方法を提案している。

しかしながら、前述した深絞り性の特性下≧１．８かつ
ＥＴ≧５４（Ｘ）を満たすには至っていない。

そこで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、上記の要請を満足する優れた耐リジン
グ性と深絞り性をそなえ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） 発明者らは、先の関連出願の以後も研究を重ねた結果、
圧延条件および巻き取り条件を規制することにより、耐
リジング性と深絞り性に優れた薄鋼板の製造が可能とな
ることを見い出した。

すなわち、この発明は、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、６００〜８００℃
の温度範囲にて、圧下率＝３５％以上でかつひずみ速度
：６００ｓ−’以上で圧延し、ひき続き６００〜７５０
℃の温度範囲にて巻き取ることを特徴とする耐リジング
性と深絞り性に優れる加工用薄鋼板の製造方法である。

発明者らは鋭意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、耐リジング性と深絞り性に優れ
る薄鋼板が製造できることを確認した。

（１）鋼組成 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、一定レベル以上の絞り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Ａ／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。き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ｉｌｌから直ちに５０ｍｍ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バスを
、６００〜８００℃の温度範囲で、圧下率３５％以上で
かつひずみ速度６００ｓ−’以上の条件下に圧延するこ
とが必須である。

仕上圧延温度が８００℃を超える高温域では、たとえ圧
下率３５％以上、ひずみ速度６００ｓ−’以上で圧延を
施したとしても、深絞り性の劣るものしか得られず、一
方６００℃未満では、次工程での巻き取り温度＝６００
℃以上の確保が不可能となるため仕上圧延温度は６００
〜８００℃の範囲に限定した。

またひずみ速度については、６００ｓ−’に満たないと
目標とする材質が確保できないので、６００ｓ−’以上
とした。

圧延バス数、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、張力、潤滑の有無な
どは本質的な影響力を持たない。

圧延後の巻き取り温度は６００〜７５０℃とすることが
必須である。６００　’Ｃ未満の巻き取り温度では〒≧
１．８かつ１Ｔ≧５４（χ）を満たす特性は得られず、
一方、７５０℃をこえる温度で巻き取った時には、スケ
ール生成によって表面性状が悪くなるため、巻き取り温
度は６００〜７５０℃の範囲に限定した。

（４）酸洗　７５４質圧延 上述の手順で得られた調帯は、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い
、ひき続き６００〜７５０°Ｃで巻き取ることによって
、耐リジング性さらには下値および延性が格段に向上す
る理由について、以下のごとく考えられる。

すなわち、高ひずみ速度圧延は圧延時に導入される加工
ひずみ量と密接な関係にあり、ひずみ速度が増加するに
つれて絞り性の向上に寄与する（２２２）方位粒の加工
ひずみ量が増加し、ひき続き進行する再結晶過程におい
て＋２２２）方位粒の生成および成長を促進させ、一方
でリジング発生の主たる原因である（２００）方位粒を
侵食し減少させるため、リジングの発生を抑制し、かつ
下値を向上させ得る。

また６００〜７５０”Ｃの温度範囲で巻き取ることとし
たのは、再結晶過程における粒成長促進と密接な関係が
ある。すなわち６００℃以上の巻き取り温度では、（２
２２）方位粒が（２００）方位粒を侵食し、かつその粒
成長性が良いため延性が向上し、一方、６００℃未満で
は粒成長はほとんど進行しないため、目標とする材質を
得ることができない。

（実施例） 表１に示す組成鋼をそれぞれ、表２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　、２ｍｍの薄鋼板とした。

このとき表３に示したスタンドにおいて高ひずみ速度圧
延を行った後、表２に示す温度で巻き取った。

かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、調質圧延（圧下
率０．５〜１％）後の材料特性を表２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ＪＴＳＳ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りジングが史実上あられれなかった
ので、評定基準が確立されていない。したがって本発明
では従来ステンレス孔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。

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
Ｔ値と耐リジング性とを示しており、従来の冷間圧延−
再結晶焼鈍工程を経て製造されたものと何らそん色がな
い。

表１　　　（帆χ） （発明の効果） かくしてこの発明によれば、６００〜８００℃の温度範
囲における高圧下率、高ひずみ速度圧延および６００〜
７５０°Ｃでの巻き取りにより、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
好な深絞り性と共に優れた耐リジング性をもつ薄鋼板を
得ることができ、しかも圧延素材についてもシートバー
キオスクー法、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。

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、６００〜８００℃の温度範囲にて
   、圧下率：３５％以上でかつひずみ速度：６００ｓ＾−
   ＾１以上で圧延し、ひき続き６００〜７５０℃の温度範
   囲にて巻き取ることを特徴とする耐リジング性と深絞り
   性に優れる加工用薄鋼板の製造方法。