WO1984001585A1 - Process for manufacturing cold-rolled steel for deep drawing - Google Patents

Description

明 細

湖 深絞 り 甩冷延鋼板の製造方法 分 本発明は 、 自動車の外板等に使用 さ れる 深絞 り 用冷延

5 鑼板の製造方法に関する も の であ る 。 技 深絞 り 用冷延鋼板等の深絞 り 成形部品甩冷延鋼板は降 伏強度 （ Y s ) が低 く 、 伸び （ ) が高い 、 すなわ ち 、 延性に優れてレ、 る こ と の ほかに 、 ラ ン ク フ ォ ー ド値 （ r

" 値 ） が高い こ と が重要な機械的性質 と し て要求 さ れてい る 。 ま た 、 自動車外板な ど の よ う に深絞 り 成形製品は外 表面 と な る こ と が多いの で 、 表面铨状に優れてい る こ と も 重要な拴質であ る 。

従来、 かか る 深絞 り 甩冷延鋼板 の製造方法においては、

" 低炭素ア ル ミ キ ル ド鋼を箱焼鈍 し て製造 し ていた が 、 近 年、 生産性向上 、 省力化な ど の 要求か ら 連続焼鈍法が広 く 用レ、 ら れてレ、 る 。 し か し な が ら 従来使用され てい た低 炭素ア ル ミ キ ル ド鑼を 素材と す る と 十分な所要の 機械的

ΟΜΡΙ i 性質が得 ら れない と い う 問題があった。 し たがって、 連 続焼鈍を行 う た め に 、 深絞 り 用冷延鑲板の素材 と し て 、 σ を 0.020 《 以下に低減 し た極低炭素鑼を用いる こ と が 考え ら れる が 、 しか し 、 かか る 極低炭素鋼を甩いて も 従

³ 来方法では深絞 り 加工に耐え る 高い r 値 と 十分な延性を 確保する こ と は困難であった。

こ の よ う な 状況下で 、 極低炭素鋼に炭窒化物形成元素 の Nb 、 Ti v Zr 等 を 添加す る 方法が多数提案さ れてい る 。 こ れ ら の う ち 、 Ti 添加鋼に ついては 、 特公昭 4 4 " - 1 8 0 6 6 号公報お よ び特開昭 5 3 - 1 3 7 0 2 1 号 公報に深絞 り 性冷延鑼板お よ びそ の製造法が開示さ れて レ、る O

し か し なが ら 、 こ れ ら の方法は 、 熱間 E延の 仕上温度 を 高温にする必要があ り 、 高温ス ラ ブ加熱、 高温熱延を

" 余儀な く さ れる 。 高温ス ラ ブ加熱は加熱エ ネ ル ギー 費用 の上昇、 ス ラ ブ表面酸化に よ る 歩留 り の低下、 内部酸化 生成物の增加に よ る 品質上の 問題、 冷間 延での ト ラ ブ ル の 発生な ど を も た ら す不都合があ る 。 一方、 高温熱延 は E延 ロ ー ル の損傷等を ひき起 し やす く 、 表面品質を 劣

²⁰ 化さ せる 原因 と も な る 。

ま た 、 特開昭 5 7 - 1 3 1 2 3 号公報には 、 G 0.002 〜 0.05 % 、 Ti 0.070 ~ 0.210 の鐮を 低温熱延する こ と に よ る 深絞 り 甩冷延鐳板の 製造方法が開示さ れている。

O PI

—画 i し か し 、 こ の 方法では 、 Ti 添加量が多い ので 、 大幅な コ ス ト 高 を招 く の みな ら ず 、 Ti 系介在物の增加に よ る 表面性状お よ び表面処理牲の 劣化を も た ら す問題がある。

本発明の 目 的は 、 Ti 添加鋼に よ る 深絞 り 用冷延板の

5 製造に おいて 、 低温熱延が可能で、 かつ深絞 り 成形性、 延性及び表面性状に優れた も の を 得る 方法 を提供 し よ う と す る も の であ る 。 図面の 簡単な説明 第 1 図は冷延鋼板の 材質に お よ ぼす M 値お よ び鋼片加 -。 熱温度の 影響を 示す グ ラ フ 、

第 2 図は冷延鋼板 の 材質にお よ ぼす熱延仕上温度 の 影 響を 示す グ ラ フ であ る 。 発 明 の 開 示 本発明者ら は 、 ま ず 、 種 々 の基礎実験を 行な っ た結果5 か ら 、 極低炭素鋼中に酸化物 と し て存在する Ti を 除 く M 値、 M = Ti - ( " S + ) が特定の 範囲内の も の を 従来の通常の均熱温度 よ り 低温で加熱均熱する こ と に よ つ て優れた深絞 り 性が得 ら れる こ と を確めた。 以下 、 こ の 点について説明す る 。 &

OMPI 基礎実験において 、 第 1 表に示す よ う に炭素 レ ベ ル が 2 種類でそれぞれ M 値 M = Ti - ( |-S + - - N ) ) が広 範囲に変化する 極低炭素鋼を 転炉お よ び R H 脱ガス 装置 を用いて溶製 し た。 な お 、 供試鑼中の酸化物はそのほ と ん どがア ル ミ 系酸化物であ つ たの で M 値の計算において Ti 量は全 Ti 量 と し た。

ΟΜΪΙ

OMPI 0 ¹ 第 1 表に示す組成の溶鑭を連続篛造機で篛造 し て多数 の供試鎩片を準備し 、 これ ら の供試鑼片を室温近傍ま で 冷却 し 、 通常の篛片均熱温度であ る 1 2 6 0 °C と 、 こ れ よ り 低温の 1 0 8 0 'C 、 9 4 O 'C と に加熱均熱し 、 熱間

5 圧延に供し た。 熱間 E延は 4 列の粗 E延機 と 7 列の仕上 延機と を 具え る ホ ッ ト ス ト リ ッ プ ミ ル にて行なっ た。 最終鋼帯は 3.2 露板厚であった。 仕上温度はすべて約 7 3 0 て 、 卷取温度は約 5 8 0 °C であった。 酸洗 - 冷延 ( 板厚 0.7 觸 ） 後達続焼鈍 ラ イ ン で 8 1 0 °C - 3 0 秒の " 均熱処理 を行なっ た。 0.5 % 調質 E延後の伸び H お よ び r 値を第 1 図に プ ロ ッ ト し て示す。

第 1 図か ら 明 ら かな よ う に 、

(1) G 含有量にかかわ ら ず、 M 値で材質は整理でき 、 M 値を -0.020 〜 0.004 《 未満 と する こ と に よ り 優れた

¹⁵ 深絞 り 性が得 ら れる 。

(2) 鋼片の加熱温度が高い と 特栓は M 値にかかわ ら ず著 し く 劣る 。

従来、 Ti 添加極低炭素鋼の深絞 り 拴は Ti 量 と G 量 と の比で整理さ れてい る 。 金属学的には 、 G と ： Ti が結合 » し て TiG な る 炭化物を形成 し 、 こ れが直接な い し は 固溶 状態の G が減少する こ と に よ り 、 再結晶焼鈍時に深絞 り 性向上に有利な （ 1 1 1 ) 再結晶集合組織が よ く 発達す る と 説明 さ れていた。 し か しな が ら 、 本発明者 ら は 、 上述 Ί し た よ う に Ti 添加極低炭素鋼片を 低温で均熱 し て熱間 E延する と 、 Ti 量 と G 量 と の 関係ではな く 、 Ti 量 と

( S + N ) 量の 関係で深絞 り 性が決定さ れる と レ、 う 新 し い 事実 を 発見 し た。

以上の基礎実験に基づき 、 第 1 表と は さ ら に化学組成 の 異な る 鋼について 、 熱延条件等を 変え て実験 を繰 り 返 し た結果 、 鋼の 化学輯成お よ び製造条件を 限定する こ と に よ り 優れた深絞 り 拴 を 有す る 冷延鋼板が得 ら れ る こ と を 確めた。

以上の諸知見に基づき 、 本発明は 、 深絞 り 用冷延鋼板 の.製造方法において 、 重量 ％ で 0 0,015 % 以下 、 Mn 0.40 J¾ P 0.03 以下、 SO£ .A£ 0.005 〜 0.100

% 、 N 0.010 % 以下 、 Ti が 、 酸化物 と し て存在す る も の を 除き 、 次式

48 48

0.020 % Ti - ( S + N ) < 0。 004 %

32 14 を 満足す る 範囲で含有し 、 残部が お よ び不可避的不 純物 よ り な る 鋼片を 1 1 0 0 °C 未満で均熱 し 、 6 0 0 °C か ら 7 8 0 の 温度で熱間 延 を終了 し 、 冷間圧延お よ び焼鈍す る こ と を 特徵 と す る も の であ る 。

次に 、 本発明方法におけ る 鋼化学組成の 限定理 由につ き説明す る 。

G はその含有量が多い と 、 降伏強度が上昇す る と と も i に伸び E が劣化する 。 ま た 、 r 値に も 悪影響を お よ ぼ すの で 、 G は 0.015 % 以下 と す る 。

P は冷延鏺板 を脆化さ せる 元素であ り 、 と く に絞 り 加 ェ後の二次加工割れな ど の ト ラ ブル を ひ き起こ すので、 5 0.03 % 以下 と す る 。

A は鑼中酸素を低減する の に有効であ り 、 鎮板に酸 可溶状態で 0.005 以上添加す る 必要があ る 。 し か し 、 SO . A が 0.100 よ り 多 く な る と 表面铨状が劣化す る の でこ れ以下 と する 。

i。 N はそ の含有量が 0.010 % よ り 多い と 十分な延拴 と 耐時効性を 確保で き ない ので 、 0.010 % 以下 と する。

Ti は本発明において重要な元素であ り 、 基礎実験の 項で述べた よ う に 、 M 値 （ = Ti - ( If S + N ) ) が - 0.020 % 〜 0.004 % 未満 と な る よ う に添加する こ と が " 必要であ る 。 特に - 0.015 % 〜 0.004 未満の範囲が好 適であ る 。 但 し 、 Ti は製造条件に よ っ ては酸素 と も 結 合する 可能性があ る ので、 M 値の 定義式において Ti は 酸化物 と し て存在する も の を 除 く 。

次に 、 本発明に よ る 冷延鑕板の製造工程について説明 ²⁰ する 。 製鏘法につい ては と く に限定 し ない が、 G 量を 0.015 % 以下 と する には 、 転炉お よ び 脱ガ ス装置と の組 み合わ せが有効であ る 。 鋼片は任意適当な方法で製造 し 得る が、 連続篛造法も し く は造塊 - 分塊 E延法で製造す をこ - i る小との が よ い O

本発明に おい ては 、 鋼片か ら 熱延鋼帯にす る 工程が と く に 重要であ る 0 室温近傍ま で冷却さ れた 、 あ る いは 高 温の ま ま の鏘片を加熱する と きには 、 第 1 図の基礎実験 結果か ら も 明 ら かな と お り 、 低温加熱が必要であ り 、 鋼 片の 平均温度で 1 1 0 0 °C 未満と する 。 特に 1 0 0 o °c 未満 が好適で あ o

次に 、 熱間 E延する と き 、 熱延仕上温度は優れた深絞 り 性 を得る た め に第 2 図に示す よ う に 6 0 0 〜 7 8 0 °C の 範囲 と し な ければな ら な い。 特に 6 0 0 °C 以上 7 0 0

°c 未満が好適であ る 〇

延後の 巻取温度 は特に 限定 さ れな い が 、 酸洗効率 を 向上させる た め に 6 0 0 て 以下が好ま し い。 冷間 E延ェ 程 も と く に 限定さ れな いが 、 高い r 値お よ び面内異方性 さ く す る た めに 、 冷延 E下率は 5 0 〜 9 5 % と す る が好ま し い 0

終焼鈍法は 、 ベ ル炉に よ る 箱焼鈍 も し く は 、 急熱短 時間熱サ イ ク ル の 連続焼鈍法の いずれで も よ い が、 生産 性等か ら 考え て後者が優れてい る 。焼鈍温度は 6 5 0 〜

9 0 0 °c の範囲が好適であ る。 な お 、 連続焼鈍の場合の 熱サ ィ ク ル につい て均熱後の冷却速度お よ び過時効処理 の 有無お よ びそ の 条件は 材質に本質的な 影響 を 及ぼさ な いが 、 1 0 °c 以下の徐冷も し く は 3 5 0 °C 近傍での過時

OMPI i 効処理は 材質 と く に延拴の 向上に有効であ る。

焼鈍を終了 し た冷延鋼板は形状の矯正等を 目的 と し て

1.5 % 以下の E下率で調質 EE延を 付加でき る 。 発明を実施するための最良の形態

$ 第 2 表に示す化学組成の 鑼を 溶製 し た。 鋼中鑼 1 〜鋼

4 は本発明例、 鋼 5 〜鋼 7 は比較例であ る。 いずれの鋼 も 転炉 - 脱ガ ス - 連続鎳造にて鐳片 と し た の ち 、 鋼 2 の み 5 0 0 近傍で加熱炉に装入し 、 それ以外は冷塊 と し たの ち 、 第 2 表に示す均熱温度に加熱 し た。

1。 こ れ ら を第 2 表に示す熱延条件で 3.2 〜 3.8 露板厚の 熱延板 と し 、 酸洗後 0.7 〜 0.8 皿板厚の冷延板 と し た。 こ れ を 鋼 4 は連続溶融亜铅メ ツ キ ラ ィ ン で連練焼鈍 （ 均 熱温度 8 0 0 ) し 、 ひ き続き溶融亜鉛 メ ツ キ処理 を 施 し た。 こ れ以外は連続焼鈍 ラ イ ン で均熱温度 8 2 0 ^eC で

" 均熱処理 し た。 鏘 3 ， 5 は均熱後 4 0 °C Z秒以上で急冷 し 、 3 5 0 〜 4 0 0 °C で 1 5 0 秒の過時効処理 を 加えた。 以上の鑼板に 0.3 〜 0.8 の 調質 £延 を 加え、 表面検査 お よ び材質試験を行な った。 結果を 第 3 表に示す。

第 3 表に示す よ う に、 本発明例の も の は、 高延性、 高

²。 r 値を 示し 、 優れた深絞 り 成形性を有 し、 特に、 溶融亜 鉛 メ ツ キ鋼板 （ 鎖 4 ) の メ ツ キ つ きま わ り 性、 密着性は

OMPI 41 良好であ り 、 他の冷延鋼板 の 表面性状も すベて良好であ つた。

OMPI 第 2表 各試験例の鋼の化学組成及び熱間 延条件

ί3 第 3表 各試験例の冷延鋼板の機械的性質

(注） 試験片 ： cJ I S 5号

引張方向：圧延方向に対し 0^G、 4 5 ⁰ 、 9 0 ^ο 方向で

特性はその平均 産業上の利甩可能性 以 上の説明か ら 明 ら か な よ う に 、 本発明に よ れば、 高 r 値を 示 し深絞 り 成形性に優れてい る こ と は勿論の こ と、 降伏強度が低 く 伸びが高い優れた延性も 有す る 冷延鋼板 を 製造でき る の で、 深絞 り 成形部品の 冷延鋼板 の製造に 適用でき 、 特に、 得 ら れる 冷延鋼板 の めっ き つ き ま わ り 性や密着性、 表面性状も 良好であ る の で、 自動車用 外接

O PI 4

等に使甩さ れる 深絞 り 用冷延鑲板の製造に好適であ る

Claims

丄 5 請 求 の 範 囲

1. 重量 で G 0。015 % 以下、 Mn 0.40 % 以下、

P 0.03 % 以下、 SOi .Ai 0.005 〜 0.100 % 、 N 0.010

% 以下、 Ti が、 酸化物 と し て存在す る も の を 除き、 次式

-0.020 % Ti - S + ÷ N ) < 0.004 %

丄 、 32 を 満足する 範囲で含有 し 、 残部が Fe お よ び不可避的 不純物よ り な る 鋼片 を 1 1 0 0 °C 未満で均熱 し、 600 か ら 7 8 0 °c の 温度で熱間 E延 を 終了 し 、 冷間 延 お よ び焼鈍す る こ と を 特徵 と す る 深絞 り 甩冷延鋼板 の 製造方法。

2. 鋼片に含有する Ti は、 酸化物 と し て存在す る も の を 除き 、 次式

-0.015 %≤ Ti - (-| - S + - -Ν ) < 0。004 % を 満足す る範囲の量であ る 請求の範囲第 1 項記載の製 造方法。

3. 鋼片を 1000 て 未満で均熱 し 、 600 て 以上 700 °C 未 満の温度で熱間圧延 を終了す る請求の範囲第 2 項記載 の製造方法。