JPS6386819A - 深絞り用冷延鋼板の製造方法 - 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） 本発明は、深絞り用冷延鋼板の製造方法に関し、特に自
動車のパネル材として使用される優れた深絞り特性を示
す冷延鋼板の製造技術についての提案である。

（従来の技術） 自動車のパネルなどに使用される冷延鋼板としては、優
れた深絞り性が要求される。深絞り性向上のためには、
鋼板の機械的特性として高い延性と高いランクフォード
値（Ｔ値）が必要である。

さらに自動車用外板として使用する際には、鋼板表面性
状も重要な因子となっている。

ところで、従来自動車車体の組立に当って多数のプレス
部品をそれぞれスポット溶接しているが、最近これらの
部品の幾つかを大型化、一体化することにより部品点数
、溶接数を減らしたいという要請が高まってきた。

たとえば、自動車のオイルパンは、その複雑な形状のゆ
えに、溶接を施して完成させているのが実状であるが、
自動車メーカーによる一体成型化の要求は強い。一方、
多様化するニーズに応するために車のデザインはより複
雑化し、そのため従来の鋼板では成形が困難な部品が増
加している。

これらの要求に応するためには、従来よりも優れた深絞
り性を有する冷延鋼板が必要となってきたのである。

従来、深絞り住改善のために、各種の方法が提案されて
いる。ところで、鋼板の深絞り性はその集合組織と密接
な関係があり、（２２２）方位粒が多い程、また（２０
０）方位粒が少ない程、高い「値が得られることは既知
である。この高Ｔ値を得る従来方法として、たとえば、
特公昭４４−１７２６８号公報、特公昭４４−１７２６
９号公報、特公昭４４−１７２７０号公報に開示されて
いるような、低炭素リムド鋼板において冷間圧延を２回
に分けて行う、いわゆる２段冷延法が提案されている。

この２段階冷延法によれば、最終製品は（２２２＋方位
粒が多く、（２００）方位粒は少ないものとなる。これ
は、−次冷延一焼鈍処理により、冷延前の熱延板に比べ
て鋼板の（２２２）方位粒が増加し、一方（２００）方
位粒が減少するため、次にまた冷延−焼鈍を行うと（２
２２）方位粒がさらに増加するのに対し、（２００）方
位粒は一層減少することになるからである。そのため、
高Ｔ値を有する鋼板が製造できるのである。

また、一方、特開昭５６−６２９２６号公報では、Ｃ：
０．００８ｗｔχ（以下は単に「％」のみで表示する）
、Ｓｉ　：　０．５７％、Ｍｎ　：　０．３５％、Ａｌ
　：０．４３％およびＮｂ　：　０．０６１％なる鋼を
、通常の熱延−冷延後、９５０’Ｃ−１ｈの箱焼鈍を施
すことにより、ｒ＝　４．７３の超高Ｔ値のものを得る
技術を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） 例示した上記従来技術のうち前者の２段階冷延法は、深
絞り性を改善するという点は実現しているものの、従来
工程に比べて冷延−焼鈍工程を１回多く行わなければな
らず、そのために要するエネルギー、人員、コストが莫
大なものとなる問題点があった。

また、上記従来技術のうちの後者のものは、変態集合ｍ
織の形成機構を利用しているために、結晶焼鈍温度をＡ
３変態点以上に上げなければならず、そのためＡ３変態
点未満の再結晶焼鈍に比べて、エネルギーコストの増大
および高温焼鈍による設備上および技術上の困難さも伴
なう。さらに、ＳｉあるいはＡＩを多量に添加しなくて
はならず、そのため鋼板表面性状が悪化するという問題
点があった。

そこで、本発明の目的は、２回の冷延を行なう上記問題
点ならびに成分組成のみによる対処によるときの上記問
題点を主として熱延条件と成分組成との絡みによる新規
な方法の採用により克服すると同時に格段に優れた深絞
り性を有する冷延鋼板の有利な製造方法を提案するとこ
ろにある。

（問題点を解決するための手段） 上述した従来技術が抱えている問題点に対し、本発明は
、Ｃ：　０．０５　ｗｔ％以下、Ｓｉ　：　０．００５
〜０．１０ｗｔ％Ｍｎ　：　０．０１〜０．３ｗｔχ　
、Ｐ　：　０．００１〜０．０５ｗｔχ、Ｓ　：　０．
０２０欝ｔ％以下、Ａｌ　：　０．１０ｗｔ％以下およ
びＮ　：　０．００５ｗｔ％以下含有し、そしてＴｉ　
：　０．０８ｗｔ％以下、Ｎｂ　：　０．０５ｗｔ％以
下およびＢ　：　０．００３ｗｔ％以下のうちの１種ま
たは２種以上を必要に応じて含有し、残部実質的にＦｅ
からなる綱を、少なくとも１バスをＡｒ３変態点〜６０
０°Ｃの温度域にて、ひずみ速度：　５００（ｓ−１）
以上、圧下率：３５％以上で潤滑熱間圧延を行って所定
の板厚の熱延板とし、この熱延板を６００℃以上で巻き
取り、その後酸洗工程を経た後圧下率＝５０〜９５％の
冷間圧延を施し、さらにその後再結晶焼鈍することを特
徴とする深絞り用冷延鋼板の製造方法、 上記課題解決手段とする。

（作　用） 以下に、本発明方法に想到する機縁となった深絞り性に
対する熱間圧延の影響についての研究成果を説明する。

表１　　　　　（ｗｔ’、１） 研究に用いた供試材（極低炭素鋼）を表１に示す。

この供試綱の銅片を７００℃に加熱−均熱後、１パス４
０％および３０％の圧下率で潤滑および無潤滑の熱間圧
延を行い、６５０℃−１ｈの巻取り処理を施した。その
熱延板を７５％の圧下率の冷間圧延を施した後、８３０
℃−４０ｓｅｃの連続焼鈍を施した。この時のひずみ速
度、圧下率および潤滑の有無と下値の関係を第１図に示
す。

この図から判るように、ひずみ速度５００　（ｓ−１）
以上で下値の向上が認められ、また圧下率は３０％より
も４０％と太き（なる方が良く、そして無潤滑よりも潤
滑圧延の方が優れている。

そこで、上述のような熱間圧延法についての新規知見を
もとに完成を見た本発明法について、素材ならびに製造
条件が上記解決手段のように限定される理由につき、以
下に順を追って説明する。

（１１ｆｉ１組成について、 本発明において鋼組成は重要であり、 ｃ　：　ｏ、ｏｓ％以下、　Ｓｉ　：　０．００５〜０
．１０％、Ｍｎ：　０．０１〜０．３％、Ｐ　：　０．
００１〜０．０５％、Ｓ　：　０．０２０％以下、　Ａ
ｌ　：　０．１０％以下およびＮ　：　０．００５％以
下含有し、 そして必要に応じ、 Ｔｉ　：　０．０８％以下、　Ｎｂ　：　０．０５％以
下、Ｂ　：　０．００３％以下 のうち工種または２種以上を含有し、残部はＦｅおよび
不可避的不純物よりなるものであることが必要である。

（ａ）　Ｃ５０，０５％ Ｃは、少ないほど冷延板の深絞り性が向上するので好ま
しいが、０．０５％を超えると深絞り性に悪影響を及ぼ
す。

（ｂ）０．００５％≦Ｓｉ≦０．１０％Ｓｉは、鋼板の
強度あるいは深絞り性に好ましい集合″ｍｍ影形成有効
な元素である。その含有量はｏ、ｏｏｓ％未満では所望
の効果が得られず、一方０．１０％を超えて含有させる
と鋼板の表面性状が劣化しかつ延性も低下するので、ｏ
、ｏｏｓ％≦Ｓｉ≦０．１０％と定めた。

ｆｃ）０．０１％≦Ｍｎ≦０．３　　％Ｍｎは、鋼板の
脆性を改善する作用がある。

その含有量が０．０１％未満では所望の効果が得られず
、一方０．３％を超えると延性が低下するため、０．０
１％≦Ｍｎ≦０．３％と定めた。

（ｄｌｏ、００１％≦Ｐ≦０．０５％ Ｐは、綱を強化する作用がある。その含有量が０．００
１％未満では所望の効果が得られず、一方０．０５％を
超えて含有させると延性が劣化するため、０．００１％
≦Ｐ≦０．０５％と定めた。

（ａＳＳ≦０．０２０％ Ｓは、少なければ少ないほど深絞り性には有利である。

その含有量が０．０２０％未満なら深絞り性に悪影響を
与えないので、Ｓ≦０．０２０％と定めた。

（ｆｌ　Ａ　Ｉ≦０．１０％ Ａ１は、脱酸を行うために添加されるが、０．１０％を
超えて含有させると粗大粒組織を呈し、プレス加工時に
肌荒れを生し、さらに表面性状も劣化する。

（ｇ）　Ｎ　　≦０．００５　　％ Ｎは、少ないほど深絞り性が向上する。

０．００５％以下なら深絞り性に悪影響をおよぼさない
ので、Ｎ≦０．００５％と定めた。

（ｈｌＴｉ　、　ＮｂおよびＢ Ｔｉ　、　ＮｂおよびＢは、何れも炭窒化物形成元素で
あり、鋼中の固溶Ｃ，Ｎを減少させて深絞り性に有利な
集合組織形成に効果がある。

しかしながら、その含有量が各々０．０８％。

０．０５％、　０．００３％を超ると延性が劣化するた
め、ＴｉＳ２．０８％、　　ＮｂＳ２．０５％、Ｂ≦０
．００３％と定めた。

（２）圧延素材について 圧延素材としては造塊−分塊圧延法又は連続鋳造法の如
き一般的な方法により得られる鋼片が適用できる。この
場合鋼片の加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり
、とくに９５０〜１１５０°Ｃの範囲が好適である。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連
続鋳造−直接圧延法（いわゆるＣＣ−ＤＲ法）で得たも
のも適用可能である。

一方、溶鋼から直接５０１１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、ス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
が大きく、この発明の圧延素材の製造手段としてとくに
を利である。

（３）熱間圧延について この発明においてもっとも重要な工程であり、仕上圧延
の際、少なくとも１パスをＡｒ３変態点〜６００℃の温
度域にて、ひずみ速度：　　５００（ｓ〜Ｉ）以上で圧
下率：　３５（Ｘ）以上の潤滑圧延を行った後、６００
℃以上で巻取るという処理が必要である。

圧延温度がＡｒ４変態点以上の高温域では、たとえ高ひ
ずみ速度大圧下圧延を行っても、ｒ　−α変態のため結
晶方位がランダム化し、絞り性に有利な（２２２）方位
を形成することとは不可能である。一方、６００℃以下
の圧延では、６００℃以上で巻き取ることは不可能であ
るため、鋼板は加工Ｍｉ織を呈し、巻取り時における自
己焼鈍を起させることができない。

圧延パス数、圧下率の配分は、少なくとも１パスで潤滑
下に仕上げる条件を満す限り任意でよく、もちろん圧延
機の配列構造、ロール径、張力なども特に限定されない
。

潤滑油の種類および散布方法についてもこの発明におい
ては限定されない。たとえば、鉱油をベースとする懸濁
油などを通常の方法にて適用することができる。

巻取温度は、６００℃以上にすることが必須である。６
００℃未満の巻取温度であると、巻取り時の自己焼鈍で
は再結晶は進行せず、そのために深絞り性に不利な（２
００）方位粒が残存するためである。

（４）冷間圧延について この工程は、高いγ値を得ることおよび面内異方性を小
さくするために、この発明において重要であり、冷間圧
下率は５０〜９５％とすることが不可欠である。

かかる冷延圧下率が５０％未満または９５％以上である
と、優れた深絞り性を得ることができない。

〔５）焼鈍について 冷間圧延工程を経た冷延鋼帯は、再結晶焼鈍が必要であ
る。焼鈍方法は箱型焼鈍法、連続焼鈍法のいずれでもよ
いが、均質性、生産性の観点から後者が有利である。

加熱温度は再結晶温度（約６００℃）から９５０℃の範
囲とする。なお、連続焼鈍の場合の熱サイクルすなわち
均熱後の冷却速度、および過時効処理の有無などの条件
に特に限定はないが、１０℃／ｓｅｅ以下の除冷もしく
は３５０℃近傍の過時効処理を施すことは材質とくに延
性の向上に有効である。

焼鈍後の調帯には形状矯正、表面粗度等の調整のために
１０％以下のｔＰｌ賞圧延を加えてもよい。

なお、この発明で得られる冷延鋼板は、加工用表面処理
鋼板の原板にも適用できる。表面処理としては、亜鉛め
っき（合金系含む）、錫めっき、そしてほうろうなどが
ある。

なお、本発明における高ひずみ速度大圧下圧延の効果に
ついては以下のように考えられる。まず、高ひずみ速度
大圧下圧延は、実質的には圧延温度を下げる効果を有す
る。すなわち、Ａ、、、変態点〜６００℃という高目の
温度域においても、高ひずみ速度大圧下圧延を行うと冷
間圧延を施したものと同等の変形集合組織が形成される
。この銅板を６００℃以上で巻き取ると、自己焼鈍によ
り再結晶が完了する。したがって高ひずみ速度大圧下圧
延−巻き取り自己焼鈍だけで、あたかも−次冷延一焼鈍
を施したものと同等の効果を有することになる。

そのために冷延−焼鈍後の深絞り性が従来の熱延を施し
たものに比べて格段に優れたものとなるものである。

（実施例） 表２に示す成分組成の鋼片を表３に示す方法により製造
した。これを連続的に７スタンドからなる仕上げ圧延機
を用いて、３．２酊板厚の熱延板とした。この時、全ス
タンドの圧延機を用いて潤滑圧延を行い、また最終スタ
ンドの圧延機を用いて高ひずみ速度大圧下圧延を行った
後播々の温度で巻き取った。

引続き酸洗をしだ後０．８　ｔ＊板厚（冷延圧下率ニア
５％）または１．７１１１板厚（冷延圧下率＝４７％−
比較例）の冷延板とし、次に再結晶焼鈍（焼鈍温度ニア
６０〜８３０℃）を施した。

本発明実施例および比較例の熱延条件および連続焼鈍後
の材料特性を、表３にまとめて示す。引張特性はＪＩＳ
　Ｓ号試験片により求め、Ｌ（圧延方向）、Ｃ（圧延方
向ニ９０”）　、Ｄ　（圧延方向ニ４５°）３方向の平
均値として求めた。またＴ値は１５％引張予歪を与えた
後、３点法により測定し、Ｌ、Ｃ。

Ｄ３方向の平均値として求めた。

表３に示すところから明らかなように、本発明法に従っ
て得られた鋼板は、比較例に比べて高いＴ値と延性を示
していることが判る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、鋼成分と熱延条件
とりわけ、高ひずみ速度大圧下圧延を行うという条件の
採用により、従来よりも格段に優れた深絞り性を示すと
共に他の機械的な性質にも優れてた冷延鋼板を安価に製
造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｔ値に及ばす“ひずみ速度”、“圧下率”、
“潤滑”の影響を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｓｉ：０．００５〜０．
   １０ｗｔ％Ｍｎ：０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｐ：０．０
   ０１〜０．０５ｗｔ％Ｓ：０．０２０ｗｔ％以下、Ａｌ
   ：０．１０ｗｔ％以下およびＮ：０．００５ｗｔ％以下
   含有し、そしてＴｉ：０．０８ｗｔ％以下、Ｎｂ：０．
   ０５ｗｔ％以下およびＢ：０．００３ｗｔ％以下のうち
   の１種または２種以上を必要に応じて含有し、残部実質
   的にＦｅからなる鋼を、少なくとも１パスをＡｒ＿３変
   態点〜６００℃の温度域にて、ひずみ速度：５００（ｓ
   ＾−＾１）以上、圧下率：３５％以上で潤滑熱間圧延を
   行って所定の板厚の熱延板とし、この熱延板を６００℃
   以上で巻き取り、その後酸洗工程を経た後圧下率：５０
   〜９５％の冷間圧延を施し、さらにその後再結晶焼鈍す
   ることを特徴とする、深絞り用冷延鋼板の製造方法。