JP2840459B2 - 深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用鋼板等に使用
される深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用鋼板等に使用される深絞
り用薄鋼板には、その特性として高いランクフォード値
(r値)と高い延性(El)が要求される。そのような
深絞り用薄鋼板は、Ar3 変態点以上で熱間圧延を終了
した後、冷間圧延により最終板厚の薄板とし、しかる後
再結晶焼鈍を施して製造する冷延鋼板が一般に使用され
ていた。しかしながら近年、低コスト化を目的として、
従来冷延鋼板を使用していた部材を熱延鋼板で代替しよ
うする要求が高まってきた。
【0003】従来の加工用熱延鋼板は、加工性とくに延
性を確保するため、未再結晶フェライト組織ができるの
をさけ、Ar3 変態点以上で圧延を終了していた。その
ため、一般には、γ→α変態時に集合組織がランダム化
するため、熱延鋼板の深絞り性は冷延鋼板に比べて著し
く劣っていた。深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法は
いくつか開示されている。例えば特開昭52−2261
49号公報では、C/0.002%,Si/0.02
%,Mn/0.23%,P/0.009%,S/0.0
08%,,Al/0.025%,N/0.0021%,
Ti/0.10%の低炭素Alキルド鋼を500〜90
0℃で潤滑油を施しつつ76%の圧延にて1.6mm板
厚の鋼帯とすることにより、r値が1.21の特性を有
する薄鋼板の製造例が示されている。しかしながら熱間
圧延時に強潤滑圧延を施さなければならないため、鋼板
の噛込み不良及びスリップ等の問題が生じる。これら潤
滑圧延時の問題を防止するにはコイルの先、後端部を無
潤滑にて圧延を行うことが必要となり、そのためコイル
の先、後端部において材質劣化が生じる。
【0004】また特開昭62−192539号公報に
は、C/0.008%、Si/0.04%、Mn/1.
53%、P/0.015%、S/0.004%、Ti/
0.068%、Nb/0.024%の低炭素Alキルド
鋼をAr3 〜Ar3 +150℃で92%の圧延を施すこ
とにより、r値が1.41の特性を有する薄鋼板を製造
する例が開示されている。しかしながら上記方法は、γ
域にて熱延を終了し、その後のγ→α変態による変態集
合組織を利用しているため、必然的にr値の異方性は大
きくなり、Δr=−1.2と非常に大きく、さらに得ら
れるr値にも限度がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、鋼成分と
熱間仕上圧延条件、とくに仕上圧延機出側張力を規制す
ることにより、冷延工程または冷延−焼鈍工程を省略し
て、従来の冷延鋼板に比べて遜色のない深絞り性を有す
る熱延薄鋼板をコイル長手方向に均一に製造することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは鋭意研究を重
ねた結果、以下のように製造条件を規制することによ
り、深絞り用熱延鋼板が製造可能となることを見出し
た。その技術手段は、 C :0.05重量%以下 Si:1.0重量%以下 Mn:1.0重量%以下 P :0.15重量%以下 S :0.05重量%以下 Al:0.01〜0.15重量% N :0.05重量%以下 を含み、さらに、 Ti:0.001〜0.10重量% Nb:0.001〜0.10重量% B :0.0001〜0.005重量% のうちの1種又は2種以上を含み、残部鉄及び不可避的
不純物よりなる鋼を、Ar3 変態点未満500℃以上の
温度域で仕上圧延機出側張力が1kgf/mm2 以上と
なるように圧延素材を接続して連続圧延した後、巻取工
程又は焼鈍工程において再結晶処理することを特徴とす
る深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法である。
【0007】上記鋼成分に加え、Sb:0.001〜
0.05重量%を含有させると一層好ましく、また、A
3 変態点未満の圧延を潤滑を施しつつ行うこと、連続
鋳造スラブを再加熱又は連続鋳造後Ar3 変態点以下に
降温することなく直ちに若しくは保温処理を施して上記
処理をすれば工程の大幅な省略ができ、低コスト操業と
することができる。
【0008】
【作用】以下、本発明の数値限定の基礎となった研究結
果を述べる。 C:0.002重量%、 Si:0.02重量%、 Mn:0.11重量%、 P:0.009重量%、 S:0.008重量%、 Al:0.055重量%、 N:0.002重量%、 Ti:0.042重量%、 Nb:0.012重量% の組成の熱延鋼帯を700℃で加熱し、均熱した後、1
パスで50%の圧延を行い、引き続き700℃、1hr
の巻取自己焼鈍処理を施した。なお熱間仕上圧延は無潤
滑圧延とした。この時、圧延機出側張力を0〜4kgf
/mm2 と変化させた。熱延板のr値におよぼす出側張
力の影響を図1に示す。r値は圧延機出側張力に依存
し、圧延機出側張力を1kgf/mm2 以上とすること
により、無潤滑圧延でも著しく向上した。
【0009】以上の実験結果をもとに、以下のように発
明を限定した。 (1)鋼成分 本発明においては鋼成分は重要であり、C:0.05重
量%以下、Si:1.0重量%以下、Mn:1.0重量
%以下、P:0.15重量%以下、S:0.05重量%
以下、Al:0.01〜0.15重量%、N:0.05
重量%以下でかつ、Ti:0.001〜0.10重量
%、Nb:0.001〜0.10重量%、B:0.00
01〜0.005重量%のうちの1種又は2種以上を含
まなければならない。鋼成分がこれらの範囲でなければ
優れた深絞り性を得ることができない。さらに、箱型焼
鈍時の浸窒防止のためSb:0.001〜0.05重量
%を含むことが好適である。以下、各々の成分について
限定理由を示す。
【0010】(a)C:0.05重量%以下 Cは少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ま
しいが、その含有量が0.05重量%以下ではさほど悪
影響をおよぼさないので0.05重量%以下と限定し
た。 (b)Si:1.0重量%以下 Siは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加されるが、その添加量が1.0重量%を越える
と深絞り性及び表面性状に悪影響を与えるので1.0重
量%以下と限定した。
【0011】(c)Mn:1.0重量%以下 Mnは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必
要量添加されるが、その添加量が1.0重量%を越える
と深絞り性に悪影響を与えるので1.0重量%以下と限
定した。 (d)P:0.15重量%以下 Pは鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必要
量添加されるが、その添加量が0.15重量%を越える
と深絞り性に悪影響を与えるので0.15重量%以下と
限定した。
【0012】(e)S:0.05重量%以下 Sは少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ま
しいが、その含有量が0.05重量%以下ではさほど悪
影響をおよぼさないので0.05重量%以下と限定し
た。 (f)Al:0.01〜0.15重量% Alは脱酸を行い、炭窒化物形成元素の歩留向上のため
に必要量に応じて添加されるが、0.01重量%未満で
は添加効果がなく、一方、0.05重量%を越えて添加
してもより一層の脱酸効果は得られないため、0.01
〜0.15重量%と限定した。
【0013】(g)N:0.005重量%以下 Nは少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ま
しいが、その含有量が0.05重量%以下ではさほど悪
影響をおよぼさないので0.05重量%以下と限定し
た。 (h)Ti:0.001〜0.10重量% Tiは炭窒化物形成元素であり、鋼中の固溶C,固溶N
を低減させ、深絞り性に有利な{111}方位を優先的
に形成させる効果がある。その添加量が0.001重量
%未満では添加効果がなく、一方0.10重量%を越え
て添加してもそれ以上の効果は得られず、逆に鋼板表面
性状の劣化につながるので0.001〜0.10重量%
と限定した。
【0014】 (i)Nb:0.001〜0.10重量% Nbは炭化物形成元素であり、鋼中の固溶Cを低減させ
る効果があるとともに、仕上圧延前組織の微細化に有効
である。その添加量が0.001重量%未満では効果が
なく、一方0.10重量%を越えて添加してもそれ以上
の添加効果は得られないため0.001〜0.10重量
%と限定した。
【0015】(j)Sb:0.001〜0.05重量% Sbは箱型焼鈍時の浸窒防止のために添加される。その
添加量が0.001重量%未満では効果がなく、一方
0.05重量%を越えて添加してもそれ以上の効果は得
られないため0.001〜0.05重量%と限定した。 (2)圧延工程 圧延工程は本発明においても最も重要であり、Ar3
態点未満500℃以上の温度域において、仕上圧延機出
側張力が1kgf/mm2 以上となるように圧延素材を
接続して連続圧延することが必要である。仕上圧延機出
側張力が1kgf/mm2 未満では、鋼板表面とロール
との間の摩擦力に起因する付加的剪断力により、鋼板表
層部に深絞り性に好ましくない集合組織が形成されるた
めr値が劣化する。一方、仕上圧延機出側張力を1kg
f/mm2 以上とすることにより、鋼板表層部の付加的
剪断力が低減し、その結果高いr値が得られる。上限と
しては10kgf/mm2 も可能であるが、操業性等か
ら4kgf/mm2 までが適当である。
【0016】さらにより一層の深絞り性を確保するため
には、Ar3 変態点未満500℃以上の温度域での圧延
を、潤滑を施しながら行うとよい。500℃未満ではr
値が向上せず圧延荷重が上昇するのみであるから不可で
ある。また圧延素材については、連続鋳造スラブを再加
熱又は連続鋳造後Ar3 変態点以下に降温することなく
直ちに、もしくは保温処理したものを粗圧延でシートバ
ーとしたものを使用する。粗圧延条件としては、仕上圧
延前組織の微細化を目的に、粗圧延仕上げ温度をAr3
変態点以上950℃以下とすることが好ましい。
【0017】なお、ロール径、ロールの構造、潤滑剤の
種類ならびに圧延機の構造は任意でよい。 (3)再結晶処理工程 本発明鋼は、仕上圧延後に再結晶処理を施す必要があ
る。再結晶処理方法としては、コイラー巻取時の自己焼
鈍ならびに再結晶焼鈍がある。
【0018】自己焼鈍について、コイラー取温温度を6
00℃以上にする必要がある。また再結晶焼鈍について
は箱型焼鈍炉、連続焼鈍炉ならびに連続溶融亜鉛めっき
ラインにおいて実施可能である。 (4)調質圧延 本発明鋼には5%以下の調質圧延を施すことが可能であ
る。
【0019】本発明は深絞り用熱延鋼板、深絞り用溶融
亜鉛めっき鋼板、深絞り用電気めっき鋼板として使用可
能である。さらに本発明鋼を冷延素材としても使用で
き、その際には従来よりも格段に優れた深絞り性を有す
る冷延鋼板が製造可能となる。
【0020】
【実施例】表1に示す組成鋼スラブを表2に示す条件で
粗圧延後、仕上げ圧延を行った。この時の仕上終了温度
(FDT)、巻取温度(CT)、連続圧延の有無、仕上
圧延機出側張力、潤滑、再結晶処理条件及び最終製品の
r値を表2に示す。r値は15%引張ひずみを与えた
後、3点法にて測定し、L方向(圧延方向)、D方向
(圧延方向に45度方向)及びC方向(圧延方向に90
度方向)の平均値 r値(rL +2rD +rc )/4 として求めた。
【0021】本発明範囲内にて製造した熱延鋼板は、比
較例に比べて優れた絞り性を有することが分かる。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】本発明では、冷延鋼板と同等の深絞り性
に優れた熱延鋼板がコイル長手方向に均一に製造可能と
なり、従来の冷延鋼板の製造に比べて大幅なコストダウ
ンが実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】r値におよぼす圧延機出側張力の影響を示す図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 俊之 千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭63−195228(JP,A) 特開 平1−258802(JP,A) 特開 昭60−44106(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 9/48 C21D 8/04 B21B 1/26

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C :0.05重量%以下 Si:1.0重量%以下 Mn:1.0重量%以下 P :0.15重量%以下 S :0.05重量%以下 Al:0.01〜0.15重量% N :0.05重量%以下 を含み、さらに、 Ti:0.001〜0.10重量% Nb:0.001〜0.10重量% B :0.0001〜0.005重量% のうちの1種又は2種以上を含み、残部鉄及び不可避的
    不純物よりなる鋼を、Ar3 変態点未満500℃以上の
    温度域で、仕上圧延機出側張力が1kgf/mm2 以上
    となるように圧延素材を接続して連続圧延した後、巻取
    工程又は焼鈍工程において再結晶処理することを特徴と
    する深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 鋼成分にさらに Sb:0.001〜0.05重量% を含むことを特徴とする請求項1記載の深絞り性に優れ
    た熱延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 Ar3 変態点未満の温度域における圧延
    を潤滑を施しつつ行うことを特徴とする請求項1又は2
    記載の深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 連続鋳造スラブを再加熱又は連続鋳造後
    Ar3 変態点以下に降温することなく直ちにもしくは保
    温処理を施して粗圧延した材料を用いることを特徴とす
    る請求項1、2又は3記載の深絞り性に優れた熱延鋼板
    の製造方法。
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