JPS62161938A - 化成処理性、加工性の良好な冷延鋼板とその製造方法 - 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） 連続焼鈍による極低炭素冷延鋼板の化成処理性・加工性
の兼備に関してこの明細書には、焼鈍条件の適合による
化成処理性及び加工性の改善に係る開発研究の成果につ
いて以下に述べる。

近年、冷延鋼板の焼鈍方法は、省エネルギー又は納期短
縮などの要請をみたすため、箱焼鈍法から連続焼鈍法へ
と変遷してきた。また、一般に冷延鋼板に用いられる鋼
は低炭素Ａ１キルド鋼である。

連続焼鈍法によりプレス成形性の良好な冷延鋼板を製造
するには、再結晶焼鈍後、３００〜５００℃の温度域で
３〜１０分過時効処理を行ない、耐時効性の改善を行な
う必要があり、さらに耐時効性、絞り性を向上させるた
めＴｉ　、Ｎｂ　、Ｂのごとき炭窒化物形成元素の添加
も行われていた。

一方プレス成形性を向上させるために固溶Ｃ１Ｎを数１
ｏｐｐｍの水準にまで低下させた極低炭素鋼を素材とす
る方法が、近年採用されるようになってきたが、このよ
うな極低炭素鋼を素材とした場合でも、絞り性、耐時効
性は若干の改善にとどまり、とくに深絞り性の良好なあ
るいは完全非時効性の冷延［ｉを製造するのは一般に困
難であって、それらの特性を改善するためやはり炭窒化
物形成元素の添加が必要とされる。

しかもこのような極低炭素冷延鋼板にあっては、上掲の
低炭素鋼素材に比べてプレス成形後、塗装下地処理とし
て施されるりん酸亜鉛による化成処理において、りん酸
塩の被膜結晶が粗大化したり、りん酸塩結晶が析出しな
い部分、すなわち、スケが発生し、その結果塗装後の耐
食性が劣るところにおいて、この種冷延鋼板の重要な使
途たる自動車用鋼板として致命的な欠点が指摘される。

（従来の技術） 特開昭５９−７４２５９号公報には、極低炭素鋼又はＴ
ｉ　、Ｎｂ　、Ｚｒを添加したスタビライズド鋼の表面
に、片面当り２〜１００μｍでＣ，’Ｍｎ、Ｓ。

Ｐの１種又は２種以上から成る濃化層を有するようにし
て加工性、およびりん酸塩処理性を改良することが開示
されている。しかし、箱焼鈍法ならばともかく、連続焼
鈍法のように短時間で焼鈍過程が終了する方法では、鋼
板表面にＣ，Ｍｎ　、Ｓ。

Ｐ等の濃化層を形成させるのは技術的にかなり困難であ
る。なお同号公報にはクラッド法（熱延に先立って極低
炭素材の鋼片と所定のＣ，Ｍｎ、Ｐ。

Ｓの化学成分を有する素材の鋼片とを圧接し、加熱圧延
する方法）や浸透法（焼鈍時の雰囲気ガスで浸炭させる
方法、又は焼鈍後、中性塩浴中で浸漬処理を行なう方法
）により表面濃化層を形成させることに言及されている
が、製造工程が繁雑化し製造日数の長期化、製造コスト
の上昇などの不利を招く欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の技術につき上掲したような表面濃化層の形成のご
とき手間をかける不利なく、連続焼鈍工程操作に配慮を
加えるだけで極低炭素鋼、とくに炭窒化物形成元素を添
加した場合にも、プレス成形に何らの支障を与えずして
その後の塗装下地処理のためのりん酸塩によるような化
成処理性にすぐれる冷延鋼板とその有利な製造方法を与
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） この発明は、結晶粒内にある無数の転位が優先核生成サ
イトとなり得ることの知見に由来するものでＣ：　　０
．００６ｗｔ％以下、Ｍｎ　：　　０．５ｗｔ％以下、
Δｉ：　　０，０５ｗｔ％以下、Ｎ　：　　０．００６
ｗｔ％以下、ｐ　：　　０．０５ｗｔ％以下を含みかつ
、窒化物、硫化物は不算入としたＴｉ及び／又はＮｂの
合計ｏ、ｏｏｉ〜０，１００ｗｔ％を含有し、残部は鉄
及び不可避的不純物の組成から成り、断面組織面積率に
て５〜３０％の未再結晶組織を有することを特徴とする
化成処理性、加工性の良好な冷延鋼板、ならびにＣ：０
．００６ｗｔ％以下、Ｍｎ　：　　０．５ｗｔ％以下Ａ
ｌ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ　：　　０．００６ｗｔ％
以下、Ｐ：０．０５ｗｔ％以下のほか、窒化物、硫化物
は不算入としたＴ１及び／又はＮｂの合計ｏ、ｏｏｉ〜
ｏ、ｉｏ。

Ｗ【％を含有し、残部は鉄および不可避的不純物とから
成る極低炭素鋼板を圧延したのち、連続焼鈍法で回復温
度以上、再結晶終了温度未満の温度で短時間焼鈍し、断
面組織面積率にて５〜３０％の未再結晶組織を残存させ
ることを特徴とする化成処理性、加工性の良好な冷延鋼
板の製造方法である。

以下、この発明の基礎となった実験についてまず説明す
る。

表１に示すような化学組成の鋼を溶製俊、熱間圧延によ
り熱延板とし、脱スケール後、冷間圧延により板厚をｏ
、ａｍｍとした。

ｊ） １−。

巨 次いで、第１図に示すヒートサイクルで焼鈍温度を種々
に変えて鋼板の未再結晶組織率を変化させた。

何れの場合も焼鈍後、０．８％の調質圧延を施し、鋼板
の材質（全伸び）、ならびに化成処理性を調べた。その
結果を第２図に示し、ここに、化成処理性　　：市販の
化成処理液に２分浸漬酸素還元電流値：ＮａＯＨ溶液（
Ｄ　Ｈ＝１１．８）中で測定 によるものとした。

第２図に示す８鋼（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）鋼は未再結
晶組織率が５〜３０％の範囲内において化成処理性を示
すりん酸塩結晶の粒度、ならびにＮ　ａ　ＯＨ（１）　
Ｈ＝　１１．８）　溶液中テａｌ定シタＭ素’Ａ１元電
流値は良好であった。すなわち、未再結晶組織率が５％
以上の鋼板のりん酸塩結晶粒は細かく、かつ酸素還元電
流値は低く、化成処理性にすぐれたりん酸塩被膜が形成
された。また、全伸びは未再結晶組織率が３０％以内に
おいて加工性を損なわない程度の伸びであることが知見
された。

また、以上の実験で得られたりん酸塩結晶は、たとえば
特開昭５９−　７４２５９号公報に開示されているりん
酸塩結晶と比較し、同等あるいはそれより小さなりん酸
塩結晶粒であり、良好な化成処理性を示すことが判明し
た。

（作用） 以上の鋼（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）で化成処理性の良好
な冷延鋼板を得られた理由については、定かではないが
、鋼板組織内に残存する転位が化成処理性向上に何らか
の寄与をしているためと考えられる。

すなわち、一般に化成処理時には粒界がりん酸塩結晶の
優先核生成サイトとなり易く、そのためりん酸塩結晶は
粒界より核生成し、成長する。よって極低炭素鋼のよう
な結晶粒の大きな鋼板では結晶粒１個をりん酸塩結晶で
覆うことになるため必然的にりん酸塩結晶も粗大化する
。これに対し、鋼板中の転位密度が高い場合、粒内に存
在する無数の転位が優先核生成サイトとなり、きわめて
多数の緻密なりん酸塩結晶が生成し、化成処理性を良好
とならしめたものと推定される。

次に本発明において、鋼組成、製造条件を限定した理由
について以下に述べる。

Ｃの含有量の上限を０．００６％とした理由は、０．０
０６％を越えると結晶粒は細かく、固溶Ｃ量が多くなる
ことから加工性、耐時効性を著しく損なうことがらであ
る。

ｎ １ｙｌｎは、熱間割れの原因となるＳを固定するのに有
効な元素であり、製鋼工程で添加する必要があるが、０
．５％超の含有は材質を硬化させ、延性を低下させるこ
とから、上限を０．５％とした。

八ぶ ＡＡは製鋼時の脱酸剤として、また固溶ＮをＡＡＮとし
て固定する効果もあることから、ＡＡの添加は必要であ
る。しかし、あまり多聞の添加は溶鋼コストを上昇させ
ることから、本発明では０．０５％以下とした。

ＮはＣと同様、結晶粒を微細にし加工性を低下させる上
、耐時効性も劣化させてしまうことから、Ｎの含有口は
０．００６％以下とする必要がある。

Ｐは化成処理性を向上させる元素であるが、０．０５％
越の含有は材質を硬化させ加工性を劣化させることから
、上限を０．０５％とした。

Ｔｉ　、　Ｎｂ 窒化物、硫化物については不算入としたＴｉもしくはＮ
ｂを１種または２種の合計で、０．００１〜０、１００
％とした理由は、０．００１％未満では加工性を向上さ
せることは困難であり、また０、　１００％越では再結
晶温度を著しく上昇させ、溶鋼コストのみならず製造コ
ストも高くなることからひある。

未再結晶組織 未再結晶組織の存在は化成処理性を向上させるが、５％
未満の残存では効果はなく、また３０％越の残存では加
工性が著しく劣化することから、本発明ではその残存量
を５〜３０％の範囲内とした。

連続焼鈍 箱焼鈍法よりも連続焼鈍法が未再結晶組織の残存最を制
御しやすく、また連続焼鈍法は短時間で焼鈍工程が完了
することから、本発明では連続焼鈍法を採用した。しか
し、ヒートサイクル（加熱条件、焼鈍温度、均熱時間、
冷却条件）は、とくに規定するものではない。

（実施例） 次に実施例を以下に述べる。

表２に示す組成の鋼を溶製後、熱間圧延により板厚３．
２ｍｍとし、脱スケール後、冷間圧延により板厚０．７
ｍｍの冷延板とし、第３図に示したような焼鈍を行なっ
た。

すなわち、（７％Ｈ２＋Ｎ２　）雰囲気において、平均
加熱速度１５℃／Ｓで加熱し種々の温度に３０ｓ保持侵
、平均１０℃／Ｓの冷却速度で３００℃まで冷却し、そ
の後室温まで空冷した。

次いで０．８％の調質圧延を施し、市販の化成処理液（
ｐＨ＝３）に２分間浸漬した後、鋼板表面のりん酸塩結
晶の大きさとＮａ　ＯＨ溶液（ｐ　Ｈ＝１２）中での酸
素還元電流、ならびにＪ　１８５号試片による機械的特
性をそれぞれ調べ、これらの結果を表３に示した。

その結果、この発明の方法によって製造された鋼板の化
成処理性改善により、りん酸塩結晶は小さく密に分布し
、酸素還元電流は比較例よりもはるかに小さい値であっ
た。また、加工性、とくに、伸びは本発明鋼であれば３
０％以上の値を得ることができた。

（発明の効果） この発明は鋼板組織を完全に再結晶させず、転位密度の
高い鋼板を製造する方法であり、この発明によれば炭窒
化物形成元素を添加した鋼板でも、化成処理性の良好な
冷延鋼板を製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続焼鈍のヒートサイクルを示す図面。 第２図はりん酸塩平均結晶粒径、酸素還元電流、および
全伸びと未再結晶組織率の関係を示す図面。 第３図は連続焼鈍のヒートサイクルを示す図面。 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００６ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以
   下、Ａｌ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．００６ｗｔ％
   以下、Ｐ：０．０５ｗｔ％以下を含みかつ、窒化物、硫
   化物は不算入としたＴｉ及び／又はＮｂの合計０．００
   １〜０．１００ｗｔ％を含有し、残部は鉄及び不可避的
   不純物の組成から成り、断面組織面積率にて５〜３０％
   の未再結晶組織を有することを特徴とする化成処理性、
   加工性の良好な冷延鋼板。 ２、Ｃ：０．００６ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以
   下Ａｌ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．００６ｗｔ％以
   下、Ｐ：０．０５ｗｔ％以下のほか、窒化物、硫化物は
   不算入としたＴｉ及び／又はＮｂの合計０．００１〜０
   ．１００ｗｔ％を含有し、残部は鉄及び不可避的不純物
   の組成から成る極低炭素鋼板を圧延したのち、連続焼鈍
   法で回復温度以上再結晶終了温度未満の温度で短時間焼
   鈍し、断面組織面積率にて５〜３０％の未再結晶組織を
   残存させることを特徴とする化成処理性、加工性の良好
   な冷延鋼板の製造方法。