JPH0813089A - 超深絞り性を有するほうろう用冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ほうろう性と一段と優れたプレス成形性とを
備え、さらに、ほうろう焼成後に高強度化するほうろう
用冷延鋼板を製造する。 【構成】Ｃ：0.0010wt％以下、 Mn：0.03〜1.0 wt
％、Ｐ：0.10wt％以下、 Ｓ：0.010 wt％以下、A
l：0.010 wt％以下、 Ｎ：0.0020wt％以下、Ｏ：0.0
30 wt％以下、 Cu：0.05wt％以下、Cr：0.01〜1.0 w
t％、Ni：0.05wt％以下を含み、かつＢおよびNbが、そ
れぞれ、0.0003wt％≦Ｂ≦（ 0.5×Ｏ（wt％）＋0.8 ×
Ｎ（wt％) ＋0.0003）wt％、および３≦Nb/C≦15を満足
するように含有し、残部が鉄および不可避的不純物から
なる鋼を熱間圧延した後、500 〜 750℃の温度で巻き取
り、次いで50％以上の圧下率で冷間圧延した後、750 ℃
〜Ac₃ 変態点の温度で焼鈍する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れたほうろう性およ
びプレス成形性、とくに極めて優れた深絞り性を有し、
しかも、ほうろう焼成後高強度化するほうろう用冷延鋼
板とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ほうろう鋼板は、鋼板表面にガラス質の
釉薬を焼付けた不燃性材料で、耐熱性をはじめとして、
耐候性、耐薬品性、耐水性および耐汚染性などに優れた
特性を備える他、表面が美麗であるという種々の特長が
ある。このようなほうろう鋼板に提供される素材の特性
としては、耐焼成歪性、耐つまとび性、密着性および耐
泡・黒点欠陥性などの他、用途によってはさらにプレス
成形性も優れたものが要求される。なかでも、バスタ
ブ、シンクなどのプレス成形に用いられる素材には、と
くに優れた深絞り性が要求される。そして、プレス成形
の用途に供されるほうろう用鋼板の場合には、プレス成
形時においては比較的軟質で成形性が良好である一方、
ほうろう焼成後には高強度化するのが好ましい。

【０００３】上記用途のように優れた深絞り性が要求さ
れる場合に、一般に、Ti添加鋼板が用いられることがよ
く知られている。しかし、Ti添加鋼板は、深絞り性は優
れているものの、泡欠陥や密着性不良が発生しやすいと
いう傾向があった。このようなTi添加鋼板における欠点
を解決するための提案が、特公平4-9850号公報に開示さ
れている。この技術は、熱間圧延における熱延仕上がり
温度を750〜820 ℃に制御することにより、酸洗時に生
ずるスマット量の抑制を通じて鋼板の表面性状を改善
し、上記問題点を解決しようとするものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術は、たしかに表面性状が良好になり、泡欠陥や密着性
不良は改善されるが、その反面、深絞り性が劣化する危
険性をはらんでおり、実用化にそのまま結びつく方法と
は言えなかった。なぜなら、熱間圧延を750 〜820 ℃と
いった低温で終了すると、深絞り性に有利な、鋼板表層
の｛２２２｝集合組織が減少し、逆に深絞り性に不利
な、｛２２０｝、｛２１１｝集合組織が形成しやすくな
るからである。このような事情から、従来の技術では、
ほうろう性とプレス成形性の両特性を満足する鋼板の製
造が困難であり、これら特性のうちのいずれか一方を犠
牲にせざるを得なかった。

【０００５】そこで本発明の主たる目的は、ほうろう性
と一段と優れたプレス成形性とを兼備したほうろう用冷
延鋼板およびその製造方法を提案することにある。この
発明の他の目的は、ランクフォード値（以下、単に「ｒ
値」と略記する」2.5 以上、全伸び(El)55％以上のプレ
ス成形特性を有するほうろう用冷延鋼板およびその製造
方法を提案することにある。この発明のさらに他の目的
は、ほうろう焼成後に高強度化する、具体的には例え
ば、ほうろう処理後のYPの増加量が50MPa 以上にまで高
強度化するほうろう用冷延鋼板およびその製造方法を提
案することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上掲課題
の解決に向けて鋭意研究した結果、Ｃ，Ｓ，Ｎ含有量を
極低値に制限するとともに、NbとＢの添加量、さらに製
造条件を適切に制御することなどによって、上掲の目的
を達成することができることを見出した。そして、この
発明の主な特徴は、これらの手段を講ずることにより、
ほうろう密着性、耐泡欠陥といったほうろう特性を付与
した上で、連続焼鈍過程においては固溶Ｃ，Ｎを固定し
てプレス成形性に好ましい（１１１）集合組織を形成さ
せたうえ、ほうろう焼成時には固溶Ｃ量を増加させ、こ
の固溶Ｃを利用して焼成後の強度上昇をはかるという点
にある。以下に本発明の鋼板およびその製造方法の要旨
構成を述べる。

【０００７】すなわち、本発明は、 (1) Ｃ：0.0010wt％以下、Mn：0.03〜1.0 wt％、Ｐ：0.
10wt％以下、 Ｓ：0.010 wt％以下、Al：0.010 wt
％以下、 Ｎ：0.0020wt％以下、Ｏ：0.030 wt％以
下、 Cu：0.05wt％以下、Cr：0.01〜1.0 wt％、
Ni：0.05wt％以下を含み、かつＢおよびNbが、それぞ
れ、0.0003wt％≦Ｂ≦（ 0.5×Ｏ（wt％）＋0.8 ×Ｎ
（wt％) ＋0.0003）wt％、および３≦Nb/C≦15を満足す
るように含有し、残部が鉄および不可避的不純物からな
る超深絞り性を有するほうろう用冷延鋼板。

【０００８】(2) Ｃ：0.0010wt％以下、Mn：0.03〜1.0
wt％、Ｐ：0.10wt％以下、 Ｓ：0.010 wt％以下、
Al：0.010 wt％以下、 Ｎ：0.0020wt％以下、Ｏ：0.
030 wt％以下、 Cu：0.05wt％以下、Cr：0.01〜1.0
wt％、 Ni：0.05wt％以下を含み、かつＢおよびNb
が、それぞれ、0.0003wt％≦Ｂ≦（ 0.5×Ｏ（wt％）＋
0.8 ×Ｎ（wt％) ＋0.0003）wt％、および３≦Nb/C≦15
を満足するように含有し、残部が鉄および不可避的不純
物からなる鋼を熱間圧延した後、500 〜 750℃の温度で
巻き取り、次いで50％以上の圧下率で冷間圧延した後、
750 ℃〜Ac₃ 変態点の温度で焼鈍することを特徴とする
超深絞り性を有するほうろう用冷延鋼板の製造方法。

【０００９】

【作用】次に、本発明において、鋼の成分組成を上記要
旨構成のとおりに限定した理由について説明する。 Ｃ：0.0010wt％以下；Ｃは、侵入型固溶元素として、ほ
うろう焼成後の材質を高強度化するのに有利な元素であ
る。すなわち、Ｃは、ほうろう焼成時に再溶解し、固溶
Ｃとして鋼の強化に寄与する。しかし、0.0010wt％超の
含有量ではｒ値および全伸びを低下させ、目標レベルが
達成できなくなる。したがって、Ｃの含有量は0.0010wt
％以下、好ましくは0.0003〜0.0010wt％とする。

【００１０】Mn：0.03〜1.0 wt％；Mnは、ＳをMnＳとし
て固定し赤熱脆性を防止するほか、MnＯを形成して爪飛
びを防止するのにも有効な元素である。これらの効果
は、0.03wt％未満では得られず、1.0 wt％を超えると材
料の硬質化を招き深絞り性を劣化させるので、0.03〜1.
0 wt％、好ましくは0.05〜 0.5wt％とする。

【００１１】Ｐ：0.10wt％以下；Ｐは、深絞り性を得る
のに有効な元素であるが、0.10wt％超の含有はほうろう
前処理時の酸洗速度を著しく速め、またプレス加工後の
耐２次加工脆性に有害な元素である。その影響は0.10wt
％を超えると顕著になるので、0.10wt％以下、好ましく
は0.05wt％以下の含有量にする必要がある。

【００１２】Ｓ：0.010 wt％以下；Ｓは、ほうろう密着
性を向上させる反面、深絞り性に悪影響を及ぼす元素で
あり、その含有量が、0.010 wt％を超えるとｒ値および
全伸びを低下させ、目標とするレベルが達成できなくな
る。したがって、Ｓの含有量は0.010 wt％以下、好まし
くは0.008 wt％以下とする。

【００１３】Al：0.010 wt％以下；Alは、脱酸剤とし
て、またAl₂O₃ を利用した耐爪飛び性の改善のために有
効な元素である。この目的のためには、酸素を特定範囲
にコントロールするために必要な量があれば十分であ
り、0.01wt％超の含有量ではAl₂O₃ としてスラグ化して
しまうことから、0.01wt％以下、好ましくは0.005wt ％
以下とする。

【００１４】Ｎ：0.0020wt％以下；Ｎは、ＢＮを形成し
て耐爪飛び性を確保する上で有効な元素であるが、0.00
20wt％超の含有では微細析出物を形成し、ｒ値および全
伸びが低下し、目標とするレベルが達成できなくなる。
したがって、Ｎ含有量は、0.0020wt％以下、好ましくは
0.0015wt％以下とする。

【００１５】Ｏ：0.030 wt％以下；Ｏは、B₂O₃やMnO の
形態で耐爪飛び性を改善する有効な元素であるが、0.03
0wt％超の含有では粗大な介在物が多くなり過ぎて、プ
レス成形時に、介在物起因の割れを起こしやすくするの
で、その含有量は0.030 wt％以下、好ましくは0.010 〜
0.025 wt％とする。

【００１６】Cu：0.05wt％以下；Cuは、ほうろう前処理
における硫酸酸洗速度をコントロールするとともにほう
ろうの密着性を向上させるために添加する。しかし、0.
05wt％超の添加量では、硫酸酸洗の時に形成される表面
の微細凹凸を少なくし、ほうろう密着性を低下させる。
したがって、Cuの添加量は0.05wt％以下、好ましくは0.
02〜0.04wt％の範囲とする。

【００１７】Cr：0.01〜1.0 wt％；Crは、鋼中の水素の
溶解度を低減するとともに水素の拡散速度を遅くする作
用があり、耐爪飛び性を改善する有効な元素である。そ
の効果を得るためには、少なくとも0.01wt％以上の添加
が必要であるが、1.0 wt％を超えて添加すると材料の硬
質化を招くほか、溶鋼コストを上昇させるので、Cr量は
0.01〜1.0 wt％、好ましくは0.02〜0.50wt％の範囲とす
る。

【００１８】Ni：0.05wt％以下；Niは、Cuが添加された
場合に発生する表面欠陥を防止するほか、ほうろうの密
着性を向上させるために有効な元素である。しかしなが
ら、0.05wt％超の添加は材料の硬質化を招き、ｒ値およ
び全伸びを低下させるので、Ni量は0.05wt％以下、好ま
しくは0.02〜0.04wt％とする。

【００１９】0.0003wt％≦Ｂ≦（ 0.5×Ｏ（wt％）＋0.
8 ×Ｎ（wt％) ＋0.0003）wt％；Ｂは、B₂O₃、ＢＮなど
を形成して耐つまとび性を確保するほか、固溶Ｎによる
材質劣化の抑制、２次加工時あるいはほうろう加工前に
発生しやすい縦割れの防止に有効な元素である。その効
果を発揮させるためには、Ｂの含有量は少なくとも0.00
03wt％必要であるが、（ 0.5×Ｏ（wt％）＋0.8 ×Ｎ
（wt％) ＋0.0003）wt％を超えて含有し、多量の固溶Ｂ
が存在すると、ｒ値、伸びなどの材質劣化を招くので、
Ｂの含有範囲は0.0003wt％以上、（ 0.5×Ｏ（wt％）＋
0.8 ×Ｎ（wt％) ＋0.0003）wt％以下、好ましくは0.00
03wt％以上0.015 wt％以下とする。

【００２０】３≦Nb/C≦15；Nbは、固溶ＣをNbＣとして
固定し、連続焼鈍段階でプレス成形性に好ましい（１１
１）集合組織の発達と結晶粒の粒成長を促して、ｒ値な
らびに全伸びを高める効果を有する元素である。そし
て、ほうろう焼成時にNbＣが再溶解して固溶Ｃ量を増大
させ、材料の高強度化を図るためには、Nb/C比にして少
なくとも３は必要であるが、この比が15を超えると高強
度化が得られなくなるばかりか、固溶Nb量増加による伸
び低下などの材質劣化を招くので、Nb量は、３≦Nb/C≦
15、好ましくは５≦Nb/C≦13とする。

【００２１】次に、上記成分組成に調整された素材か
ら、ほうろう用冷延鋼板を製造するために不可欠である
処理条件について以下に説明する。したがって、ここで
説明しない他の製造条件は慣用の常法に従う方法によっ
て処理されるものとする。

【００２２】熱延巻き取り温度：500 〜 750℃；熱延
巻き取り温度が、500 ℃未満ではｒ値、伸びなどの材質
が不十分であり、また 750℃を超えると酸化スケール層
が厚くなり、脱スケール性を悪化させるばかりでなく、
コイルの長手方向、幅方向における材質の均質性を悪化
させる。したがって、熱延巻き取り温度は 500〜 750
℃、好ましくは600 〜700 ℃の温度範囲とする。

【００２３】冷延圧下率：50％以上；冷延圧下率が、
50％未満では連続焼鈍の加熱段階で（１１１）集合組織
を発達させることが困難であり、超深絞り性を付与する
ことができなくなる。よって、冷延圧下率は50％以上、
好ましくは60％以上とする。

【００２４】焼鈍温度：750 ℃〜Ac₃ 変態点；焼鈍温
度が、750 ℃未満の温度では十分な（１１１）集合組織
の発達と結晶粒の成長が達成されないため、超深絞り性
を付与することができなくなる。一方、Ac₃ 変態点超の
温度ではα→γ変態により、集合組織がランダム化する
ため、超深絞り性が得られなくなる。したがって、焼鈍
温度は750 ℃〜Ac₃ 変態点、好ましくは 800〜 900℃の
温度範囲とする。なお、焼鈍の方法については、特に定
めないが高温焼鈍が容易な点から連続焼鈍が好適であ
る。

【００２５】

【実施例】表１に示す化学組成の連続鋳造スラブを表２
に示す条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼板を酸洗後、
冷間圧延により0.8mm の鋼板とした。この鋼板を表２に
示す温度で連続焼鈍を行い、引き続き圧下率 0.8％の調
質圧延を施した。このようにして得られた冷延鋼板につ
いて、引張特性ならびに種々のほうろう特性について調
査した。ここに、引張特性はJIS ５号引張試験片を使用
して、YP,TS,El, ｒ値を測定した。なおｒ値は15％の引
張予歪を与えた後、３点法にて測定した。また、ほうろ
う処理による強度上昇量を求めるため、820 ℃×４分間
のほうろう焼成シミュレーションを施してYPを測定し、
焼成前後のYPの上昇量ΔYPを（820 ℃焼成後のYP）−
（調質圧延直後のYP）から求めた。これらYP,TS,El, ｒ
値の各特性は、それぞれ、次式により平均値Ｘを求め評
価した。 Ｘ＝（Ｘ_L ＋２Ｘ_D ＋Ｘ_T ）／４ ただし、Ｘ_L 、Ｘ_D およびＸ_T は、それぞれＬ方向（圧
延方向）、Ｄ方向（圧延方向に対し45度の方向）および
Ｔ方向（圧延方向に対し90度の方向）の特性値を表す。
また、ほうろう特性については、表３に示すような工程
でほうろう処理を行い、泡欠陥、爪飛び性および密着性
を調査した。泡欠陥はほうろう処理後の鋼板表面の目視
観察により、爪飛び性はほうろう処理後160 ℃の恒温槽
中に16時間挿入し爪飛びの発生率により評価した。さら
に、密着性については、ＡＳＴＭ−Ｃ３１３−５９の方
法に準じて行った。なお、泡欠陥、つまとび欠陥の発生
状況の判定は 100×100mm の試験片で１ヵ所でも該当す
る欠陥が発生した場合に、泡欠陥、つまとび発生とも有
として評価した。上記方法により求めた、引張特性なら
びにほうろう特性の結果をそれぞれ表２および表３に示
す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【表４】

【００３０】表３および表４からわかるように、本発明
の化学組成ならびに製造条件を満たす鋼板は、ｒ値が2.
5 以上、全伸びが55％以上の超深絞り性を有するほか、
ほうろう用鋼板として必要な泡欠陥、爪飛び性、密着性
にも優れていることがわかる。さらに、本発明例では、
ほうろう焼成後に高強度化し、50MPa 以上のYP上昇量
（ΔYP）が得られることが示された。これに対して、本
発明例以外の鋼板は、ｒ値、全伸び、ΔYP、泡欠陥、爪
飛び性、密着性のうちのいずれかが劣っていた。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればプ
レス成形性に優れると同時にほうろう特性に優れるほう
ろう用冷延鋼板を得ることができる。とくに、プレス成
形性は、ｒ値2.0 以上、全伸び(El)55％以上もの優れた
特性を示すものが得られる。さらに、本発明によれば、
ほうろう焼成後のYP増加量が50MPa 以上にも高強度化す
るほうろう用冷延鋼板を得ることができる。従って、本
発明によれば、鋼板が超深絞り性を有するので、従来、
他段絞りによってしか製造することができなかったよう
な厳しいプレスが容易となり、加工工程の簡略化が可能
となる。さらに、本発明によれば、ほうろう焼成後に高
強度化が可能であるので、ほうろう素材の薄肉化、ひい
ては素材単価の低減に大きく寄与するほうろう素材を提
供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 敬 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 加藤 俊之 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 加藤 安功 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃ：0.0010wt％以下、 Mn：0.03〜1.0
   wt％、Ｐ：0.10wt％以下、 Ｓ：0.010 wt％以下、
   Al：0.010 wt％以下、 Ｎ：0.0020wt％以下、Ｏ：0.
   030 wt％以下、 Cu：0.05wt％以下、Cr：0.01〜1.0
   wt％、 Ni：0.05wt％以下を含み、かつＢおよびNb
   が、それぞれ、0.0003wt％≦Ｂ≦（ 0.5×Ｏ（wt％）＋
   0.8 ×Ｎ（wt％) ＋0.0003）wt％、および３≦Nb/C≦15
   を満足するように含有し、残部が鉄および不可避的不純
   物からなる超深絞り性を有するほうろう用冷延鋼板。
2. 【請求項２】Ｃ：0.0010wt％以下、 Mn：0.03〜1.0
   wt％、Ｐ：0.10wt％以下、 Ｓ：0.010 wt％以下、
   Al：0.010 wt％以下、 Ｎ：0.0020wt％以下、Ｏ：0.
   030 wt％以下、 Cu：0.05wt％以下、Cr：0.01〜1.0
   wt％、 Ni：0.05wt％以下を含み、かつＢおよびNb
   が、それぞれ、0.0003wt％≦Ｂ≦（ 0.5×Ｏ（wt％）＋
   0.8 ×Ｎ（wt％) ＋0.0003）wt％、および３≦Nb/C≦15
   を満足するように含有し、残部が鉄および不可避的不純
   物からなる鋼を熱間圧延した後、500 〜 750℃の温度で
   巻き取り、次いで50％以上の圧下率で冷間圧延した後、
   750 ℃〜Ac₃ 変態点の温度で焼鈍することを特徴とする
   超深絞り性を有するほうろう用冷延鋼板の製造方法。