JP4203327B2

JP4203327B2 - 深絞り性に優れた冷延鋼板及びめっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP4203327B2
Application number: JP2003008422A
Authority: JP
Inventors: 武秀瀬沼; 勝浩笹井; 渡大橋; 浩之棚橋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2004218023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のパネル類などに用いられる鋼板とその製造方法に関するものである。本発明によれば省エネルギー、低コストで深絞り性に優れた鋼板を製造できる。
【０００２】
【従来の技術】
通常の深絞り用鋼板は約２５０ｍｍ厚の連続鋳造スラブを再加熱し、３ｍｍ〜６ｍｍ程度の熱延板にし、それを冷延、焼鈍して製造している。耐食性が要求される場合は表面処理がなされる。
【０００３】
一方、低コストで深絞り用鋼板を製造する技術としてストリップキャスティングを使用する技術が、例えば特許文献１に開示されている。この鋳造方法では、脱酸剤としてＡｌを用いると、アルミの酸化物がノズル詰まりの原因になり、操業に支障をきたす。そのため、ストリップキャスティングではＳｉ脱酸が行われることが多い。しかし、この場合、鋼板の成形性がアルミ脱酸で製造されたものより劣ることが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−１３７５６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のＡｌあるいはＳｉ脱酸材の欠点を克服し、省エネルギーの観点で地球環境にやさしいストリップキャスティングを用いた深絞り性に優れた鋼板とその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意検討を行い、成分の最適化を図り、適正なストリップキャスティング後の巻取り、冷延、焼鈍条件を組み合わせることにより深絞り性に優れた鋼板を製造する事ができるという新しい知見を得た。本発明の要旨とするところは、
（１）質量％で、Ｃ：０．００１０〜０．００５％、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｇの１種あるいは２種以上の合計を０．００１％〜０．０３％含有し、かつ、Ｔｉ、Ｎｂの１種あるいは両方の添加量が下記（１）式を満足し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼をストリップキャスティングにより鋳造し、鋳造した薄スラブを６００℃以上、７８０℃以下で巻取り、酸洗後、７５％以上、９５％以下の冷延を行い、その後、９００℃以下の連続焼鈍を行う際に７５０℃以上での滞在時間を１０秒以上、１２０秒以下とすることを特徴とする平均ｒ値が２以上の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
（Ｔｉ^＊／４８＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）＝０．７５〜１０・・・（１）
ここで、Ｔｉ^＊＝鋼中のＴｉ量−（４８Ｓ／３２＋４８Ｎ／１４）
（２）ストリップキャスティング後に８８０℃以上の温度域で１０％以上の圧延をすることを特徴とする（１）に記載の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
（３）質量％でＢ：０．０００１％〜０．００２０％を含むことを特徴とする（１）又は（２）に記載の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
（４）連続焼鈍後めっきを施すことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の深絞り性に優れためっき鋼板の製造方法。
にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【０００８】
Ｃ：深絞り用鋼板は高いｒ値と延性が要求されるが、延性に関してはＣは少ないほど良いが、ｒ値に関しては熱延板の結晶粒が粗大になると冷延、焼鈍後のｒ値が低くなるので、熱延板の結晶粒を粗大にさせないために適量なＣ量が必要になる。その下限を０．００１０％とする。延性を大きく下げないために上限を０．００５％とした。
【０００９】
Ｓｉ：Ｓｉは延性の劣化を招き、溶融亜鉛めっきのめっき性にも悪影響を及ぼすので０．１％以下とした。下限は低いほど好ましいので特に限定しないが、０％が最も好ましい。
【００１０】
Ｍｎ：Ｍｎは優れた強度−延性バランスを得るのに有効で、深絞り用鋼板の高強度化に利用できる。Ｍｎは添加しないほうが深絞り性にとっては好ましいので、下限は０％でよいが、優れた強度−延性バランスを得るには有効なので、１％までの添加は許容できる。しかし、過度の添加は伸びやｒ値に悪影響を及ぼすため上限を１％とした。
【００１１】
Ｐ：Ｐは優れた強度−延性バランスを得るのに有効で、深絞り用鋼板の高強度化に利用できるので０．００１％以上添加する。０．１％超を添加すると溶接性や溶接部の疲労強度、さらには耐２次加工脆性が劣化するのでこれを上限とする。
【００１２】
Ｓ：不純物であり、低いほど好ましく、熱間割れを防止するために０．０３％以下とする。好ましくは０．０１５％以下である。
【００１３】
Ｎ：Ｎは不純物であり、低いほど好ましい。製鋼時にバブリング現象が起き操業上問題が生じるため上限を０．０１％とする。好ましくは０．００２５％以下である。
【００１４】
Ａｌ：Ａｌ量の上限を設けたのは、ノズルの閉塞を顕在化させないためで、０．０１％以下とした。下限は特に定めず、０％も本発明の範囲内とする。
【００１５】
Ｂ：Ｂは耐２次加工性脆性の改善に有効であるので必要に応じて添加する。０．０００１％未満ではその効果はわずかで、０．００２％超添加しても格段の効果は得られない。
【００１６】
Ｍｇ，Ｌａ，Ｃｅ：Ｍｇ，Ｌａ，Ｃｅの酸化物は微細に生成し、鋳造時のノズル詰まりを顕在化させない。また、これらの酸化物上にはＴｉ、Ｎｂの１種あるいは両方を含む炭化物、窒化物、炭窒化物ならびに炭硫化物が析出しやすく、細かい析出物が生成するのを抑制する役割を果たす。それにより、鋼板の成形性は向上する。Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｇの１種あるいは２種以上の合計が０．００１％未満の添加ではその効果がほとんど見られず、０．０３％超では酸化物や硫化物の多量の晶出や析出を招き清浄度が劣化して、延性を顕著に低下させてしまう。
【００１７】
Ｔｉ、Ｎｂ：Ｔｉ、ＮｂはＣ，Ｎを炭窒化物の形で固定し、深絞り性や時効に好ましくない作用を及ぼす固溶のＣ，Ｎを低減する役割を果たす。若干のＣ，Ｎの存在は成形性に顕著な悪影響を及ぼさないので、（１）式の左辺の下限を０．７５とした。また、Ｔｉ，Ｎｂの過度の添加は成形性を劣化するので（１）式の左辺の上限は１０に定めた。
（Ｔｉ^*／４８＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）＝０．７５〜１０・・・（１）
ここで、Ｔｉ^*＝鋼中のＴｉ量−（４８Ｓ／３２＋４８Ｎ／１４）
尚、（１）式は炭窒化物形成元素であるＴｉ，ＮｂによりＣ，Ｎが析出物の状態で存在するのか、固溶の状態で残存するのかを示す指標で一般によく用いられる。右辺が負のときは化学量論的にＣ，Ｎ，ＳがＴｉ，Ｎｂより多く添加されていて、固溶の侵入型元素が存在することを意味する。
【００１８】
さらに製造にあたっては、以上の成分設計をすることによりストリップキャスティングでも条件を最適化することにより優れた深絞り用鋼板を製造することが出来る。
【００１９】
キャスティング後の巻取り条件を６００℃以上としたのはこの温度域ではＬａ、Ｃｅ、Ｍｇを含む酸化物上にＴｉ、Ｎｂの１種あるいは両方を含む炭化物、窒化物、炭窒化物ならびに炭硫化物が析出しやすいためである。巻取温度を７８０℃以下としたのは、これより高い温度で巻き取ると結晶粒が粗大化し、深絞り性の劣化を招くためである。
【００２０】
巻取り後、酸洗するのは、冷延前に酸化スケールを除去しておかないと良好な表面性状が得られないためである。
【００２１】
一方、冷延率を７５％以上、９５％以下に、そしてその後の連続焼鈍を９００℃以下で行い、その際に７５０℃以上での保持時間が１０秒以上、１２０秒以下にするとしたのは、この条件を満たすことにより優れた深絞り性が得られるためである。ここで、冷延率の下限を７５％にしたのは、これより低いの冷延率では必要な深絞り性が得られないためである。連続焼鈍において、７５０℃以上での滞在時間の下限を１０秒としたのも同様に理由による。また、保持時間の上限を１２０秒にしたのは、それより長いと生産性が落ちるためである。冷延率の上限を９０％としたのは、一般のパネル材は板厚が０．５ｍｍ以上なので、それより高い圧下率の冷延をするにはストリップキャスティング材の板厚を５ｍｍ以上にしなければならないので、キャスティング技術上難しいという理由で、上限を設けたが、深絞り性の観点ではより高い冷延率で圧延することに問題はない。焼鈍温度の上限を９００℃にしたのは、これより高い温度で焼鈍すると変態を起し、深絞り性の著しい劣化を招く可能性があるためである。
【００２２】
焼鈍後のスキンパスは形状強制や強度調整、さらには常温非時効性を確保する観点から必要に応じて行う。
【００２３】
一方、ストリップキャスティング後に８８０℃以上の温度域で圧下率１０％以上の圧延をすることにより、深絞り性をさらに高まることが明らかになった。８８０℃以上の温度で圧延を行うとフェライト域での圧延になる可能性が高まり、場合によって深絞り性が劣化する。圧延温度の上限は限定する必要はないが、顕著な深絞り性の向上を得るには１０００℃以下で圧延することが好ましい。圧下率が１０％未満では、圧延をしない場合に比べて明確な深絞り性の向上が顕著には見られず圧延をする意味が充分にはないが、圧下率１０％未満で圧延を行うことは本発明の趣旨を損するものではない。圧下率の上限は限定する必要はなく、圧下率が増すことによって深絞り性は向上する方向ではあるが、７０％超の圧下率では向上代が小さくなるので、設備の粗大化を避ける意味では、７０％以下の圧下率が好ましい。ここで述べた圧下率は鋳片の板厚と圧延後の板厚から算出した圧下率であり、この圧下率を１パスの圧延で達成しても、多パスの圧延で達成しても構わない。
【００２４】
このようにして製造した鋼板表面に種々のメッキを施しても良い。また、溶融めっきを施す場合は、本発明の焼鈍条件を満たす必要がある。
【００２５】
平均ｒ値は、（ｒＬ＋２×ｒＤ＋ｒＣ）／４で与えられる。Ｌ，Ｄ，Ｃはそれぞれ圧延方向に対して平行、４５度、垂直の方向を意味する。ｒ値の測定はＪＩＳ１３号Ｂ試験片を用いた引張試験を行い、１０％引張後の標点間距離の変化と板幅変化から算出する。
【００２６】
【実施例】
表１に示す成分の各鋼を溶製してストリップキャスティングにより４ｍｍの板を鋳造し、表２に示す条件で鋼板を製造した。機械的性質は１．０％のスキンパスを施した材料で求めた。得られた鋼板のｒ値をＪＩＳ１３号試験片を用いた引張試験により評価した。その他の引張特性についてはＪＩＳ５号試験片を用いて評価した。
【００２７】
表２より明らかなとおり、本発明例では本発明外の例に比較して、良好なｒ値が得られた。鋼ＨはＭｎ−Ｓｉ脱酸を行った。鋼Ｉはアルミ脱酸を行った。その他の鋼はＬａ，Ｃｅ，Ｍｇによって最終の脱酸を行った。Ｌａ，Ｃｅ，Ｍｇ脱酸材はアルミ脱酸材のようなノズル閉塞の問題が軽減されるだけでなくｒ値も高めになる。これは酸化物が微細になり鋳造組織が微細になるためと思われる。また、Ｍｎ−Ｓｉ脱酸材はｒ値が低い。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
【発明の効果】
本発明により、深絞り性に優れた鋼板を省エネルギーで製造でき、地球環境保全などに貢献するものである。

Claims

質量％で、
Ｃ：０．００１０〜０．００５％、
Ｓｉ：０．１％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．００１〜０．１％、
Ｓ：０．０３％以下、
Ｎ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．０１％以下、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｇの１種あるいは２種以上の合計を０．００１％〜０．０３％含有し、かつ、Ｔｉ、Ｎｂの１種あるいは両方の添加量が下記（１）式を満足し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼をストリップキャスティングにより鋳造し、鋳造した薄スラブを６００℃以上、７８０℃以下で巻取り、酸洗後、７５％以上、９５％以下の冷延を行い、その後、９００℃以下の連続焼鈍を行う際に７５０℃以上での滞在時間を１０秒以上、１２０秒以下とすることを特徴とする平均ｒ値が２以上の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
（Ｔｉ^＊／４８＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）＝０．７５〜１０・・・（１）
ここで、Ｔｉ^＊＝鋼中のＴｉ量−（４８Ｓ／３２＋４８Ｎ／１４）
ストリップキャスティング後に８８０℃以上の温度域で１０％以上の圧延をすることを特徴とする請求項１に記載の深絞り性に優れたの製造方法。
質量％でＢ：０．０００１％〜０．００２０％を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
連続焼鈍後めっきを施すことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の深絞り性に優れためっき鋼板の製造方法。