WO2004050931A1 - ガスケット材用冷延鋼板、その製造方法およびその製造方法により製造されたガスケット材 - Google Patents

ガスケット材用冷延鋼板、その製造方法およびその製造方法により製造されたガスケット材 Download PDF

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Toshiyuki Ueda
Hiroyasu Itoh
Satoshi Ohi
Shinichi Aoki
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Toyo Kohan Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a cold-rolled steel sheet for a gasket material used as a seal material for each opening including a cylinder in an internal combustion engine, a method for producing the same, and a gasket material produced by the method.
  • gaskets including cylinder head gaskets, are used around automobile engines. Asbestos has been used as a gasket material in the past, but non-aspect materials are being sought in order to address environmental issues and engine performance.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-194935 discloses a method of heating to a recrystallization temperature or higher and then rapidly cooling. In this case, since the steel sheet is rapidly cooled, warpage occurs in the cold-rolled steel sheet after the rapid cooling, and there is a problem in terms of flatness.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-109957 discloses an example of providing a stainless steel plate.
  • stainless steel plates are expensive and expensive.
  • aramid fiber or graphite, or those coated with rubber paint on stainless steel it is necessary to perform composite processing with other materials, which increases costs. Problem.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a usage mode of a gasket material for a spring application requiring spring property and a processing application requiring workability.
  • the gasket material 41 interposed between the cylinder 43 and the cylinder head 44 is provided with a bead portion 42 in order to improve sealing performance.
  • the characteristics of the gasket material 41 requiring the spring property are bead workability and spring property.
  • the bead formability and the spring property are contradictory in metallurgy.
  • an object of the present invention is to provide a cold-rolled steel sheet for gasket materials, which is inexpensive and has excellent gas sealing properties while harmonizing such bead formability and spring property, and a method for producing the same.
  • another object of the present invention is that the spring property required for the sealing performance of the opening for the cylinder is particularly good, and it is well adapted to various openings such as a cooling water opening, a lubricating oil opening, and a bolt hole. It is an object of the present invention to provide a gasket material which can achieve good sealing performance with good spring property. Disclosure of the invention
  • the cold-rolled steel sheet for a gasket material according to claim 1 is, by weight%, C: 0.08 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 0.5 to 3.0%, P: ⁇ 0.6%, S: ⁇ 0.66%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0001 to 0.00%. 0 150%, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • the cold-rolled steel sheet for gasket material of the present invention is inexpensive and has excellent gas sealing properties while maintaining a balance between bead workability and spring properties. Further, the cold-rolled steel sheet for gasket material of the present invention is inexpensive and has excellent gas-sealing properties, which enables bending at 180 degrees.
  • the method for producing a cold-rolled steel sheet for a gasket material according to claim 2 is, in terms of% by weight, C: 0.08 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, and Mn: 0.5 to 0.5%. 3.0%, P: ⁇ 0.06%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010 ⁇ 0.01 50%, balance Fe and inevitable It is characterized in that a continuous structure piece made of impurities is subjected to hot rolling, pickling, and cold rolling at a rolling ratio of 50 to 90%.
  • the method for producing a cold-rolled steel sheet for a gasket material according to claim 3 is, in terms of% by weight, C: 0.08 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, and Mn: 0.5 to 0.5%. 3.0%, P: ⁇ 0.06%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.001 0 to 0.01 50%, balance Fe and inevitable It is characterized in that a continuous slab made of various impurities is subjected to hot rolling, pickling, cold rolling at a rolling ratio of 50 to 90%, and further to Zn or Ni plating on the surface.
  • the method for producing a cold-rolled steel sheet for a gasket material according to claim 4 is, in terms of% by weight, C: 0.08 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, and Mn: 0.5 to 0.5%. 3.0%, P: ⁇ 0.06%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010 ⁇ 0.01 50%, balance Fe and inevitable Hot rolled, pickled, and cold rolled rolls with a rolling ratio of 50 to 90%, and 630 to 870 ° C or higher in continuous annealing or 500 to 750 ° C in batch annealing Annealing is performed as described above, and then secondary rolling is performed at a rolling reduction of 30% or more.
  • the method for producing a cold-rolled steel sheet for a gasket material according to claim 5, wherein: C: 0.08 to 0.60%, S i: 1.0 to 3.0%, Mn: 0.5 to 3.0%, P: ⁇ 0.06%, S ⁇ : 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010 ⁇ 0.01 50%, balance Fe and inevitable Hot rolled, pickled, and cold rolled at a rolling ratio of 50 to 90%, and the continuous cast piece made of impurities is 630 to 870 ° C or more in continuous annealing or 500 to 750 ° C in batch annealing. Annealing is performed as described above, and thereafter, secondary rolling is performed at a rolling reduction of 7% or less.
  • the above or batch annealing is performed at 500 to 750 ° C or higher, followed by secondary rolling at a rolling reduction of 30% or more, and further, Zn or Ni plating is performed on the surface.
  • a gasket material according to claim 8 can be produced at a low cost and a gasket material cold-rolled steel sheet having excellent gas sealability with excellent bending property. It is manufactured using the cold-rolled steel sheet for gasket material according to claim 1.
  • the gasket material according to claim 9 is manufactured by using the method for manufacturing a cold-rolled steel sheet for gasket material according to any one of claims 2 to 7.
  • the gasket material of the present invention is required for sealing performance of the cylinder opening.
  • the spring property is particularly good, and it can be well adapted to various kinds of openings such as a cooling water opening, a lubricating oil opening, and a bolt hole, and can exhibit good spring performance sealing performance. .
  • the gasket material must have a tensile strength (tensile strength: hereinafter referred to as “TS”) of 1000 MPa or more, preferably 120 OMPa or more, as the tensile strength of the JIS No. 5 piece.
  • TS tensile strength
  • the gasket material must have an elongation of 3% or more (total elongation: hereinafter referred to as “T. EL.”), Preferably 5% or more, for bead processing.
  • the strength is required to be 50 OMPa or more, preferably 60 OMPa or more in TS of JIS No. 5 piece, 15% or more T.EL., preferably 20% or more .
  • FIG. 1 is a schematic view showing a method for evaluating the workability of a gasket.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a test method for evaluating toughness.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a usage mode of a gasket material for a spring.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a usage mode of the bent gasket material.
  • the steel components of the cold-rolled steel sheet for gasket material of the present invention are as follows: C: 0.08 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 0.5 to 3.0% by weight. %, P: ⁇ 0.06%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010 to 0.011 50%, balance Fe and inevitable impurities.
  • C is preferably added in an amount of 0.08% by weight or more in order to add high temper to the cold-rolled steel sheet for gasket material.
  • the upper limit of the component C is set to 0.60% by weight.
  • Mn is a component necessary to prevent red hot embrittlement during hot rolling caused by S, which is an impurity, and at the same time, as in C above, imparts a high degree of temper to the cold-rolled steel sheet for gasket material.
  • the component should be 0.5% by weight or more.
  • the upper limit is set to 3.0% by weight.
  • P is a component for refining crystal grains, and is added at a certain ratio to increase the strength of cold-rolled steel sheets for gasket materials, but impairs corrosion resistance.
  • the corrosion resistance, particularly the pitting resistance is remarkably reduced, so the upper limit is set to 0.06% by weight.
  • S is an impurity component that causes red-hot embrittlement during hot rolling, and it is desirable that it be as small as possible.However, it cannot be completely prevented from being mixed in with iron ore, etc., and desulfurization during the process is difficult. Unavoidable. Since red hot embrittlement due to a small amount of residual S can be reduced by Mn, the upper limit of the S component is set to 0.06% by weight.
  • A1 is added to the steel bath as a deoxidizing agent in steelmaking, but when it exceeds 0.1% by weight, it is used as an oxidation inhibitor during continuous manufacturing and as an anti-seizure agent on the mold during continuous manufacturing.
  • the excess A1 reacts with the oxygen in the ⁇ type powder, inhibiting the original powder effect. Therefore, the amount of A1 is set to 0.10% by weight or less.
  • N gives a high degree of temper to the cold rolled steel sheet for gasket material, like C and Mn. Although it is a necessary component for strengthening the proof stress, if it is less than 0.001% by weight, it will be difficult to make steel. On the other hand, if it exceeds 0.01% by weight, it will be added during steel making. H The yield of eronitride is remarkably reduced, resulting in poor stability and at the same time significantly deteriorating the anisotropy during press forming. Further, since cracks occur on the surface of the continuous structure and cause a structure defect, in the present invention, the N component range is set to 0.001 to 0.0150% by weight. More preferably, it is set to 0.0021 to 0.0150.
  • Si is a key feature of the present invention. Si has a large solid solution strengthening ability in steel and is an effective element for obtaining spring properties. Therefore, 1.0% by weight or more is necessary. Also, the higher the material strength, the better. However, if it exceeds 3.0% by weight, the load of cold rolling will increase and the shape will deteriorate, so the upper limit is set to 3.0% by weight.
  • the heating temperature of the slab in the hot rolling step is not specified in the present invention, but is preferably 1100 ° C. or more from the viewpoint of the active decomposition of N and the stable securing of the hot finish rolling temperature. If the hot rolling finish temperature is lower than Ar 3 points, the crystal structure of the hot steel strip is mixed and coarsened, and the desired strength cannot be obtained, so the hot rolling finish temperature is higher than Ar 3 points. It is desirable to do.
  • the winding temperature is 450 ° C to 650 ° C. The lower limit is 450 ° C taking into account the quality stability of the coil in the width and longitudinal directions during hot rolling. If the winding temperature exceeds 650 ° C, the crystal grain size increases during hot rolling and continuous annealing, which may cause failure during gasket bead processing.Therefore, the winding temperature should be 650 ° C or less. Is desirable.
  • the steel sheet hot-rolled with the above-mentioned component system is cold-rolled, and this cold-rolling ratio is an important strength factor of the present invention together with the components, and is 50 to 90% in order to obtain the desired strength. Do.
  • the material that has been cold-rolled at 50 to 90 ° / 0 as described above is subjected to continuous annealing at 630 to 870 ° C or higher, preferably 680 to 870 ° C after degreasing in the clearing process. Do. Alternatively, perform batch annealing at 500 to 750 ° C, preferably 600 to 750 ° C. The annealing time may be within the range for recrystallization.
  • examples of the cold-rolled steel sheet for a gasket material of the present invention prepared in this manner include sheet-shaped and coil-shaped steel sheets, copper foils, and those obtained by subjecting these steel sheets to a surface treatment.
  • electrolytic chromic acid-treated steel sheets or ultra-thin tin-plated steel sheets, nickel-plated copper sheets, galvanized steel sheets, and chromium hydrated oxidized steel sheets with a two-layer structure of chromium metal in the lower layer and hydrated chromium oxide in the upper layer The material or the surface treated with a two-layer structure consisting of a chromium hydrated oxide as the upper layer and a chromium metal layer as the lower layer is superior in terms of corrosion resistance.
  • Table 1 shows the steel composition and the production conditions such as the rolling reduction
  • Table 2 shows the characteristic evaluation results of the examples and comparative examples of the present invention.
  • the beadability and spring property of the gasket of the present invention were evaluated as follows. First, a steel plate is pressed (bead groove with flange) into a cross-sectional shape as shown in Fig. 1 to form a bead with width w and height t. If no crack was generated in the bead portion during this bead processing, the test was passed as “ ⁇ ”. On the other hand, if a bead was generated, the test was evaluated as “X” as bead processing failure.
  • Fig. 2 shows the steps of a compression test, which is a test method for evaluating spring properties.
  • Fig. 2 (a) shows the state before compression of the machined bead
  • Fig. 2 (b) shows the state when a compressive load is applied
  • Fig. 2 (c) shows the state when the compressive load is removed. Show.
  • a compression load was applied to the bead portion from above using a compression tester. After the load is unloaded, the amount of restoration (T 1) exceeding 40% of the amount of compression (T) is The gender was indicated by passing. On the other hand, when it was 40% or less, the paneling property was X and the specimen was rejected.
  • the bendability was evaluated by subjecting the sample to 180 ° bending at 0 T (without sandwiching the plate at the bent portion), and evaluating whether the sample cracked or not.
  • the case where a crack occurred was represented as X, and was rejected. Conversely, the case where no cracks occurred was represented by ⁇ , and the test was passed. Samples having an elongation of 15% or more exhibited good bending workability.
  • the cold-rolled steel sheet for gasket material and the method for producing the same according to the present invention are inexpensive, excellent in balance with beadability and springiness because they are configured and operated as described above.
  • a cold-rolled steel sheet for gasket material having gas sealing properties can be obtained.
  • the gasket material of the present invention can be used as a spring application in which the workability and the spring characteristics are harmonized by slightly changing the manufacturing method, or as a coating application which is excellent in 0 T-fold bending performance. Has excellent gas repellency.
  • the surface-treated gasket material exhibits excellent corrosion resistance even when exposed to high temperatures, and exhibits stable gas sealing properties for a long period of time.
  • the gasket material of the present invention has particularly good spring characteristics required for the sealing performance of the cylinder opening, and has various openings such as a cooling water opening, a lubricating oil opening, and a bolt hole.
  • the part can also be suitably used. In machining applications, it cannot be applied to springs, but various openings such as cooling water openings, lubricating oil openings, and bolt holes can also be suitably used.

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Abstract

安価で、ビード加工性とばね性との調和をとりながら、すぐれたガスシール性を有するガスケット材用冷延鋼板およびその製造法を提供し、冷却水用開口、潤滑油用開口およびボルト孔等の開口部について好適に用いられるシール性能が優れた安価なガスケット材を提供することを目的とする。重量%で、C:0.08~0.60%、Si:1.0~3.0%、Mn:0.5~3.0%、P:≦0.06%、S:≦0.06%、Al:≦0.1%、N:0.0010~0.0150%、残部Feおよび不可避的な不純物よりなることを特徴とする。

Description

明 細 書 ガスケット材用冷延鋼板、 その製造方法およびその製造方法により製造されたガ スケット材 技術分野
本発明は、 内燃機関において、 シリンダを始めとする各開口部のシール材とし て使用されるガスケット材用冷延鋼板、 その製造方法およびその製造方法により 製造されたガスケット材に関する。 背景技術
自動車のエンジン回りには、 シリンダーへッドガスケットをはじめとして多く のガスケットが使用されている。 このガスケット用材料として、 従来はアスペス トが使用されてきたが、 環境問題およびエンジンの高性能化等に対処するため非 アスペスト材料が模索されている。
上記アスベスト代替材料として、 ァラミ ド繊維や黒鉛を用い、 軟鋼板との複合 加工としたものが使用されている。 また、 従来のガスケット構造と全く異なるも のとして、 ステンレス鋼にゴム塗料を塗装したものも使用されている。
従来、 冷延鋼板をガスケット用材料に用いたケースとして、 例えば、 特開平 9 - 1 9 4 9 3 5号公報に、 再結晶温度以上に加熱した後、 急冷する方法が開示さ れている。 この場合、 急冷するため、 急冷後、 冷延鋼板にそりが発生し、 平坦性 の点で問題がある。
また、 特開 2 0 0 0—1 0 9 9 5 7号公報には、 ステンレス鋼板を提供する例 が開示されている。 しかし、 ステンレス鋼板は高価であるため、 不経済である。 し力、し、 上記ァラミ ド繊維や黒鉛を用いたものや、 ステンレス鋼にゴム塗料を 塗装したものは、 他の材料との複合加工を行う必要があるため、 コストアップと なるという問題がある。
図 3はばね性が要求されるばね用途と加工性が要求される加工用途のガスケッ ト材の使用態様を示す模式断面図である。 この図 3に示すように、 シリンダ 4 3 とシリンダへッド 4 4との間に介装されるガスケット材 4 1は、 シール性を向上 させるため、 ビード部 4 2が形成されている。 このため、 ばね性が要求されるガ スケット材 4 1としての特性は、 ビード加工性とばね性である。 このビード加工 性とばね性とは金属学上相反する性質である。
即ち、 一般に加工性を向上させるには鋼材を軟化させるのがよく、 一方ばね性 を向上させるためには、 鋼材を硬化させるのがよい。
従って、 本発明においては、 安価で、 かかるビード加工性とばね性との調和を とりながら、 すぐれたガスシール性を有するガスケット材用冷延鋼板およびその 製造方法を提供することを目的とする。
更に、 本発明の他の目的は、 シリンダ用開口部のシール性能に必要なばね性が 特に良好であり、 冷却水用開口、 潤滑油用開口、 およびボルト孔等の各種開口部 についてもよく適応でき、 ばね性の良好なシール性能が得られるガスケット材を 提供することを目的とする。 発明の開示
上記目的を達成するため、 請求項 1に記載のガスケット材用冷延鋼板は、 重量 %で、 C : 0 . 0 8〜 0 . 6 0 %、 S i : 1 . 0〜 3 . 0 %、 M n : 0 . 5〜 3 . 0 %、 P : ≤0 . 0 6 %、 S : ≤ 0 . 0 6 %、 A 1 : ≤ 0 . 1 %、 N : 0 . 0 0 1 0〜 0 . 0 1 5 0 %、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなることを特徴 とする。 これにより本発明のガスケット材用冷延鋼板は、 安価で、 ビード加工性 とばね性との調和をとりながら、 すぐれたガスシール性を有するものとなる。 更 に、 本発明のガスケット材用冷延鋼板は、 安価で、 1 8 0度の折り曲げが可能な 折り曲げ性にすぐれたガスシール性を有するものとなる。 請求項 2に記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法は、 重量%で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0%, P : ≤ 0. 06%、 S : ≤ 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N : 0. 0010~0. 0 1 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、 熱間圧延 、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施すことを特徴とする。
請求項 3に記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法は、 重量%で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P : ≤ 0. 06%、 S :≤ 0. 06%, A 1 :≤ 0. 1 %、 N: 0. 001 0〜 0. 0 1 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、 熱間圧延 、 酸洗し、 圧延率が 50〜90%の冷間圧延を施し、 更に表面に Znまたは N i めっきを施すことを特徴とする。
請求項 4に記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法は、 重量%で、 C : 0. 08〜0. 60%、 S i : 1. 0〜3. 0%、 Mn : 0. 5〜3. 0%、 P : ≤ 0. 06%、 S :≤ 0. 06%, A 1 :≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜 0. 0 1 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、 熱間圧延 、 酸洗し、 圧延率が 50〜90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜870 °C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜750°C以上で焼鈍を行い、 その後、 圧延 率 30%以上の 2次圧延を施すことを特徴とする。
請求項 5に記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法は、 重量%で、 C : 0. 08〜0. 60%、 S i : 1. 0〜3. 0%、 Mn : 0. 5〜3. 0%、 P : ≤ 0. 06%、 S≤ : 0. 06%, A 1 :≤ 0. 1%、 N : 0. 0010〜0. 0 1 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、 熱間圧延 、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜870 °C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜750°C以上で焼鈍を行い、 その後、 圧延 率 7 %以下の 2次圧延を施すことを特徴とする。
請求項 6に記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法は、 重量%で、 C : 0. 08 ~ 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P : ≤ 0. 06%、 S≤ : 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N : 0. 0010〜 0. 0
150%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる連続錶造铸片を、 熱間圧延 、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜870 °C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜750°C以上で焼鈍を行い、 その後、 圧延 率 30%以上の 2次圧延を施し、 更に表面に Z nまたは N iめっきを施すことを 特徴とする。
請求項 7に記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法は、 重量%で、 C : 0. 08〜0. 60%、 S i : 1. 0〜3. 0%、 Mn : 0. 5〜3. 0%、 P : ≤ 0. 06%、 S : ≤ 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜 0. 0 150%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、 熱間圧延 、 酸洗し、 圧延率が 50〜90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜870 °C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜750°C以上で焼鈍を行い、 その後、 圧延 率 7%以下の 2次圧延を施し、 更に表面に Z nまたは N iめっきを施すことを特 徴とする。
請求項 2〜4および 6により、 本発明においては、 安価で、 ビード加工性とば ね性との調和をとりながら、 すぐれたガスシール性を有するガスケット材用冷延 鋼板を製造することができる。
請求項 2、 3、 5および 7により、 本発明においては、 安価で、 折り曲げ性に すぐれたガスシール性を有するガスケット材用冷延鋼板を製造することができる 請求項 8に記載のガスケット材は、 請求項 1に記載のガスケット材用冷延鋼板 を用いて製造することを特徴とする。
請求項 9に記載のガスケット材は、 請求項 2乃至 7のいずれかに記載のガスケ ット材用冷延鋼板の製造方法を用いて製造することを特徴とする。
これにより本発明のガスケット材は、 シリンダ用開口部のシール性能に必要な ばね性が特に良好であり、 冷却水用開口、 潤滑油用開口、 およびボルト孔等の各 種開口部についてもよく適応でき、 ばね性の良好なシール性能がを発揮すること ができる。 .
このガスケット材の強度としては、 J I S 5号片の引張強度 (抗張力 :以下、 「T. S. 」 とレ、う) で 1000 MP a以上、 望ましくは、 1 20 OMP a以上 を必要とする。 また、 ガスケット材は上記のようにビード部の加工に対しては、 3%以上の伸び (全伸び:以下、 「T. EL. 」 という) 、 望ましくは、 5%以 上が必要である。
更に、 ばね性が要求されるばね用途の他に、 ガスケット材としては、 図 4に示 すように、 折り曲げ加工が要求される加工用途もある。 その場合、 その強度は J I S 5号片の T. S. で 50 OMP a以上、 望ましくは、 60 OMP a以上を必 要とし、 1 5%以上の T. EL. 、 望ましくは、 20%以上が必要である。 図面の簡単な説明
図 1は、 ガスケットについての加工性の評価法を示す概略図である。 図 2は、 ば ね性を評価するための試験法を示す概略図である。 図 3は、 ばね用途のガスケッ ト材の使用態様を示す模式断面図である。 図 4は、 折り曲げ加工を施したガスケ ット材の使用態様を示す模式断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を詳細に説明する。
原板となるガスケット材用冷延鋼板の鋼成分
本発明のガスケット材用冷延鋼板の鋼成分は、 重量%で、 C : 0. 08〜0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P : ≤ 0. 06% , S : ≤ 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N : 0. 0010〜 0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる。 Cはガスケット材用冷延鋼板に高い調質度に加えるため、 0 . 0 8重量%以上 あることが望ましい。 一方で C成分が 0 . 6 0重量%を超えると炭化物析出量が 増大し、 ガスケット材用冷延鋼板の加工性の低下をもたらすと同時に、 冷間圧延 の負荷の増大、 形状の劣化、 連続焼鈍工程での通板性阻害等、 生産性低下の原因 となる。 そのため本発明では C成分の上限値を 0 . 6 0重量%とする。
M nは不純物である Sによる熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分で あると同時に、 上記の Cと同様にガスケット材用冷延鋼板に高い調質度を与える ため、 M n成分は 0 . 5重量%以上とする。 しかし、 ここでも C同様に、 多過ぎ ると冷間圧延の負荷の増大、 スラブ圧延中の割れ発生、 形状の劣化、 連続焼鈍ェ 程での通板性阻害等、 生産性低下の原因となるため、 上限値を 3 . 0重量%とす る。
Pは結晶粒微細化成分であり、 またガスケット材用冷延鋼板の強度を高めるこ とから一定の割合で添加されるが、 一方で耐食性を阻害する。 本発明の用途とし ては、 Pが 0 . 0 6重量%を超えると耐食性、 特に耐孔明性が著しく低下するた め上限値を 0 . 0 6重量%とする。
Sは熱延中において赤熱脆性を生じる不純物成分であり、 極力少ないことが望 ましいが、 鉄鋼石等からの混入を完全に防止することができず、 工程中の脱硫も 困難なことからある程度の残留もやむをえない。 少量の残留 Sによる赤熱脆性は M nにより軽減できるため、 S成分の上限値は 0 . 0 6重量%とする。
A 1は製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加されるが、 0 . 1 0重量%以上に なると連続铸造時に酸化抑制剤、 および、 連続铸造での踌型への焼き付き防止剤 として使用する铸型パウダー中の酸素と過剰 A 1が反応し、 本来のパウダー効果 を阻害する。 したがって、 A 1量は 0 . 1 0重量%以下とする。
Nは C、 M nと同様にガスケット材用冷延鋼板に高い調質度を与える。 耐力強 化のために必要な成分であるが、 0 . 0 0 1重量%より少なくすることは製鋼上 の困難を生じ、 また一方 0 . 0 1 5 0重量%を超える添加は製鋼時に添加するフ エロ窒化物の歩留の低下が著しく、 安定性に欠けると同時に、 プレス成形時の異 方性を著しく劣化させる。 さらに連続铸造片の表面に割れが生じ、 铸造欠陥とな るため、 本発明においては N成分範囲を 0. 001〜0. 0150重量%とする 。 より望ましくは 0. 0021〜0. 0150とする。
S iは本発明の主要な特徴である。 S iは鋼中では大きな固溶強化能を持ち、 ばね性を得るのに有効な元素である。 従って、 1. 0重量%以上は必要である。 また、 材質強化面では多い程良いが、 3. 0重量%を超えると冷間圧延の負荷の 増大、 形状の劣化を招くため上限値を 3. 0重量%とする。
熱間圧延
熱間圧延工程における鋼片加熱温度は本発明において特定するものではないが 、 Nの積極的分解固溶および熱間仕上圧延温度の安定的確保の見地から 1100 °C以上とするのが望ましい。 熱間圧延仕上温度を A r 3点以下にすると、 熱間鋼 帯の結晶組織が混粒化するとともに粗大化し、 目的の強度が得られないので熱間 圧延仕上温度は A r 3点以上とするのが望ましい。 巻き取り温度は 450°C〜6 50°Cとする。 熱延時のコイルの幅方向および長手方向の品質安定性を考慮して 450°Cを下限とする。 また、 卷取温度が 650°Cを超えると、 熱延時および連 続焼鈍時で結晶粒径が大きくなり、 ガスケットビード加工時の不良原因となるた め、 巻取温度は 650°C以下とするのが望ましい。
上記の成分系で熱延された鋼板を冷間圧延するが、 この冷間圧延率は、 成分と ともに本発明の重要な強度因子であり、 目的の強度を得るために、 50〜90% で行う。
上記のように 50〜 90 °/0の冷間圧延を施した材料は、 クリ一ユング工程で脱 脂を施した後、 630〜870°C以上、 望ましくは 680〜 870°Cで連続焼鈍 を行う。 または、 500〜 750 °C、 望ましくは 600〜 750 °Cでバッチ焼鈍 を行う。 焼鈍時間は再結晶される範囲内であれば良い。
ばね用途に用いる場合は、 圧延率 30%以上、 望ましくは 60%以上の二次冷 間圧延を行い、 ひずみを導入させる。 その後、 必要により調質圧延により表面粗 度を付与する。
一方、 折り曲げ性に優れる加工用途に用いる場合は、 焼鈍後に圧延率 7 %以下 の 2次圧延または調質圧延を施す。 その後、 必要により調質圧延により表面粗度 を付与する。
つぎに、 このようにして作成した本発明のガスケット材用冷延鋼板としては、 シート状およびコイル状の鋼板、 銅箔およびそれらの鋼板に表面処理を施したも のがあげられる。 特に、 下層が金属クロム、 上層がクロム水和酸化物の 2層構造 をもつ電解クロム酸処理鋼板あるいは極薄錫めつき鋼板、 ニッケルめっき銅板、 亜鉛めっき鋼板およびこれらのめっき鋼板にクロム水和酸化物あるいは上層がク ロム水和酸化物、 下層が金属クロム層からなる 2層構造をもつ表面処理をほどこ したものが耐食性の点で優れている。 実施例
本発明である実施例と比較例について、 表 1に鋼成分と圧延率などの製造条件 を示し、 表 2にその特性評価結果を示す。
表 1と表 2より、 実施例である試料 N o . :!〜 1 0は、 高強度でかつ高いばね 性を示すばね用途に用いることができ、 試料 N o . 1 1〜1 3は折り曲げ性に優 れる加工用途に用いることができる。 表 2には、 ばね用途に用いる試料 N o . 1 〜1 0は、 パネ評価及びビード加工の欄で〇印で良好であるが、 折り曲げ加工性 は Xで適用できない。 また、 加工用途に用いる試料 N o . 1 1〜1 3は、 ばね性 の欄は Xで、 ばね用途には適用できないが、 折り曲げ加工性の欄は〇となり、 良 好な折り曲げ性を示す。
—方、 比較例である試料 N o . 1 4〜 3 1は、 ばね性あるいはビード加工性の 特性を満足しておらず、 ばね用途には適用できない (表 2のばね性及びビード加 ェ性の欄のいずれかの項目に X印を記載) 。 更に折り曲げ加工性が、 いずれも X で劣っている
銅成分、 圧延率及び焼鈍条件
Figure imgf000011_0001
特性評価結果
Figure imgf000012_0001
ばね性およびビード加工性の評価
本発明のガスケットについてのビード加工性およびばね性の評価は下記のよう にして行った。 まず、 図 1に示すような断面形状に鋼板をプレス加工 (フランジ 付きビード溝加工) し、 幅 w、 高さ tのビード部を形成する。 このビード加工時 にビード部に割れが発生しない場合は〇で合格とし、 一方、 割れが発生するもの は、 ビード加工性不合格として評価 Xとした。
図 2は、 ばね性を評価するための試験法である圧縮試験の工程を示す。 図 2の ( a ) は、 加工ビード部の圧縮前の状態を示し、 同図 (b ) は、 圧縮荷重を負荷 した状態を示し、 同図 (c ) は、 圧縮荷重を除荷した状態を示す。
図 2に示すように、 圧縮試験機にてビード部に上方から圧縮荷重を負荷した。 荷重除荷後、 圧縮量 (T) に対し復元量 (T 1 ) が 4 0 %を超えたものを、 ばね 性が合格で〇で表した。 一方、 4 0 %以下の場合は、 パネ性が Xで、 不合格とし た。
折り曲げ加工性評価
折り曲げ加工性は、 試料を 0 T (折り曲げ部に板を挟まない) で 1 8 0 ° 折り 曲げ加工を施し、 試料に亀裂が起きるか起きないかで評価した。 亀裂が発生した 場合を Xとして表し、 不合格とした。 逆に亀裂が発生しなかった場合を、 〇とし 表し、 合格とした。 伸びが 1 5 %以上を示す試料は、 この折り曲げ加工性が良好 であった。 産業上の利用可能性
本発明のガスケット材用冷延鋼板およびその製造方法は、 上記のように構成さ れ作用するものであるために、 安価で、 ビード加ェ性とばね性との調和をとりな がら、 すぐれたガスシール性を有するガスケット材用冷延鋼板を得ることができ る。
本発明のガスケット材は、 製造方法を少し変えることにより、 加工性とばね性 との調和がとれているばね用途、 あるいは、 0 T折り曲げカ卩ェ性に優れている加 ェ用途として、 いずれもすぐれたガスシ一ノレ性を有する。
さらに、 表面処理を施したガスケット材は、 高温状態にさらされてもすぐれた 耐食性を示し、 長期間安定したガスシール性を示す。
また、 本発明のガスケット材は、 ばね用途では、 シリンダ用開口部のシール性 能に必要なばね特性が特に良好であり、 冷却水用開口、 潤滑油用開口、 およびボ ルト孔等の各種開口部についても好適に用いることができる。 加工用途では、 ば ね用途には適用できないが、 冷却水用開口、 潤滑油用開口、 およびボルト孔等の 各種開口部についても好適に用いることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 重量0/。で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P : ≤ 0. 06%、 S : ≤ 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる ことを特徴とするガスケット材用冷延鋼板。
2. 重量0 /。で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0%. P : ≤ 0. 06 %% S : ≤ 0. 06 %、 A 1 : ≤ 0. 1 %、 N : 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる 連続铸造铸片を、 熱間圧延、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施すこ とを特徴とするガスケット材用冷延鋼板の製造方法。
3. 重量。/。で、 C : 0. 08〜0. 60%、 S i : l. 0〜3. 0%、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P : ≤ 0. 06%、 S : ≤ 0. 06 %、 A 1 : ≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる 連続铸造铸片を、 熱間圧延、 酸洗し、 圧延率が 50〜90%の冷間圧延を施し、 更に表面に Z nまたは N iめっきを施すことを特徴とするガスケット材用冷延鋼 板の製造方法。
4. 重量。/。で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P : ≤ 0. 06%、 S : ≤ 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N : 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる 連続铸造铸片を、 熱間圧延、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜870°C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜750°C以上で 焼鈍を行い、 その後、 圧延率 30%以上の 2次圧延を施すことを特徴とするガス ケット材用冷延鋼板の製造方法。
5. 重量0/。で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0%, P : ≤ 0. 06%, S≤ : 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる 連続铸造铸片を、 熱間圧延、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜 870 °C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜 750 °C以上で 焼鈍を行い、 その後、 圧延率 7%以下の 2次圧延を施すことを特徴とするガスケ ット材用冷延鋼板の製造方法。
6. 重量0 /。で、 C: 0 , 08〜 0. 60 %、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P :≤ 0. 06%、 S≤ : 0. 06%, A 1 : ≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる 連続铸造铸片を、 熱間圧延、 酸洗し、 圧延率が 50〜 90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜 870 °C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜 750 °C以上で 焼鈍を行い、 その後、 圧延率 30%以上の 2次圧延を施し、 更に表面に Z nまた は N iめっきを施すことを特徴とするガスケット材用冷延鋼板の製造方法。
7. 重量%で、 C : 0. 08〜 0. 60%、 S i : 1. 0〜 3. 0 %、 Mn : 0. 5〜 3. 0 %、 P :≤ 0. 06%、 S : ≤ 0. 06 %、 A 1 :≤ 0. 1 %、 N: 0. 0010〜0. 01 50%、 残部 F eおよび不可避的な不純物よりなる 連続铸造铸片を、 熱間圧延、 酸洗し、 圧延率が 50〜90%の冷間圧延を施し、 連続焼鈍で 630〜870°C以上または、 バッチ焼鈍で 500〜750°C以上で 焼鈍を行い、 その後、 圧延率 7%以下の 2次圧延を施し、 更に表面に Z nまたは N iめっきを施すことを特徴とするガスケット材用冷延鋼板の製造方法。
8. 請求項 1に記載のガスケット材用冷延銅板を用いて製造されたことを特徴 とするガスケット材。
9. 請求項 2乃至 7のいずれかに記載のガスケット材用冷延鋼板の製造方法を 用いて製造されたことを特徴とするガスケット材。
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