JPS62139822A - 材質の均一性にすぐれた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、巻き取られたコイル内の長さ方向及び幅方向
の材質の均一性にすぐれた深絞り用極低炭素冷延鋼板の
製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、自動車部材におけるプレス成形用鋼板の要求特性
は、従来にも増して一段と厳しさを増しつつあり、通常
、「値（ランクフォード値）にて示される深絞り性にす
くれることは勿論、巻き取られたコイル内の長さ方向及
び板幅方向における材質の均一性にすぐれることが要求
される。

プレス成形性にすぐれる低炭素／１ｍ２キルＦ　２１仮
を連続焼鈍法にて製造する場合、その素板である熱延鋼
板の製造に際しては、例えば、特公昭５゜−１３４１号
公報に記載されているように、セメンタイトの凝集と粗
大化を図ると共に、固溶Ｎを／ＩＮとして固定すること
によって、下値を向上させると共に、Ｎによる歪時効性
を改笹するために、従来のハツチ式焼鈍と異なり、高温
巻取が必要であることが知られている。

しかし、このように、熱間圧延時に高温巻取を行なって
も、コイル長手方向の先端部及び後端部は、それぞれコ
イルの内周部及び外周部となり、また、コイルの幅方向
端部と中央部でも冷却速度が必然的に異なるので、これ
らの部位の間では、セメンタイトの形態やフェライト結
晶粒が異なり、コイル内の材質に不均一性を生じること
となる。

かかる問題を解決するために、コイルの先後端部を中央
部に比べて高い温度で巻取る方法も提案されているが、
やはりコイル内の材質を均一にすることは困難であり、
付随して酸洗性の低下等の問題を生じている。そのため
に、コイルを高温巻取すした直後に、コイルを自然放冷
に比べて徐冷する方法が特開昭５９−２１９４１５号公
報に記載されているが、？値が尚、十分に高くない。

（発明の目的） 本発明者らは、上記した極低炭素Ａｊ２キルド鋼板のｒ
値と共に材質の均一性を一層高めるために鋭意研究した
結果、極低炭素ＡＮキルト鋼について、その熱間圧延前
のスラブを低温加熱すると共に、仕上圧延後に制御冷却
を採用することによって、鋼板内の引張特性及び深絞り
性にすくれ１こ深絞り用冷延銅板を得ることができるこ
とを見出して、本発明に至ったものである。

従って、本発明は、コイル内の材質の均一性にすぐれた
深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供することを目的とす
る。

（発明の構成） 本発明による材質の均一性にずくれた深絞り用冷延鋼板
の製造方法は、重量％で Ｃ０．００１〜ｏ、　ｏ　ｏ　ｓ％、 Ｍｎ　　０．０５〜０．２０％、 Ａ１　ｏ、ｏｉｏ〜０．０６％、 Ｎ　　　０．００１０〜０．００４０％、残部鉄及び不
可避的不純物よりなる鋼片を、連続熱間圧延に先立って
９５０〜１１００℃の温度乙こ均熱保持し、仕上温度７
５０〜９３０℃で熱間圧延した後、フェライト粒を十分
に成長させるに足る時間にわたって、上記仕上温度の範
囲において保持するか、又は遅い冷却速度にて徐冷し、
次いで、巻取温度まで急冷し、６００〜６８０℃の温度
で巻取り、冷間圧延し、再結晶温度以上で連続焼鈍する
ことを特徴とする。

Ｃ０．００４％、 Ｍｎ０．１２％、 Ａｌ　０．０５％、 Ｎ　　　０．００３５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を小型溶製して得
たスラブを１０５０℃（低温加熱）又は１２５０℃（高
温加熱）に加熱し、仕上温度９００〜９１０℃で仕上圧
延し、種々の条件にて巻取温度まで冷却し、６４０℃で
巻取り、常法に従って冷間圧延し、８００℃で連続焼鈍
を行なって、冷延鋼板を製造した。これらの鋼板につい
ての引張特性、７値及びフェライト結晶粒度を第１表に
示す。

明らかに、スラブを低温加熱した場合、冷却条件によら
ずに、得られる冷延鋼板は、引張特性及び７値にすぐれ
ている。本発明は、かかるスラブの低温加熱に加えて、
熱間圧延後の冷却条件を制御することによって、引張特
性のみならず、下値を大幅に向上させることに成功した
ものである。

即ち、仕上圧延の後に、製造方法りのように、仕上温度
の範囲を徐冷した後、急冷し、巻取る方法、以下により
詳細に説明する。

先ず、仕上げられた熱延コイルの板幅方向の材質挙動を
調べるために、高温加熱又は低温加熱したスラブを熱間
圧延した後、３０℃／秒の冷却速度にて通常冷却して得
た熱間圧延板と、低温加熱したスラブを熱間圧延した後
、徐冷し、この後、通常冷却して得た熱間圧延板とにつ
いて、その熱間圧延仕上温度と引張特性及び下値との関
係を求めた。結果を第１図に示す。

この結果から明らかなように、スラブを高温加熱し、熱
間圧延後、通常冷却する方法によれば、得られる熱間圧
延板は、降伏強さ及び伸びが仕上温度に強く依存するの
みならず、７値も低いので、深絞り用鋼板としては適さ
ない。これに対して、スラブを低温加熱し、熱間圧延後
、通常冷却する方法によれば、得られる熱間圧延板は、
上記高温加熱法に比べて、降伏強さ及び伸びの仕上温度
依存性は弱まるものの、７値は尚低い。

しかし、本発明に従って、スラブを低温加熱し、熱間圧
延後、徐冷し、この後に通常冷却することによって、引
張特性の仕上温度依存性が極めて弱まると共に、材質が
均質化し、７値が大幅に向上する。但し、下値は、製造
条件によらずに、一般に、仕上温度の低下と共に低下す
る。かかる下値の低下は、仕上温度が低い場合は、圧延
が変態域で行なわれるために、深絞り性に不利な（２０
０）面の集合組織が発達するからである。しかし、上記
本発明の方法によれば、仕上温度を７５０℃以上とする
とき、深絞り用冷延鋼板に必要な下値１．６以上を確保
することができる。

このように、スラブの低温加熱と、熱間圧延後、巻取ま
での制御冷却によって、鋼板内の材質を均質化し、更に
、深絞り性をも向上させことができる。何ら制限される
ものではないが、スラブの低温加熱によってＡ　Ｉ　Ｎ
、　Ｍｎ　Ｓ等の析出物の分１１に状態が異なることと
なり、更に、熱間圧延後に前記徐冷を施すことによって
、フェライト結晶粒の成長性が良好となると共に、粒成
長が鋼板内部の全体に生じる結果として、鋼板の材質の
均−性及び深絞り性が向上するものとみられる。

次に、本発明の方法において用いる鋼の化学成分につい
て説明する。

Ｃは、一般に、引張特性のみならず、深絞り性にも重要
な影響を与える。特に、連続焼鈍法においては、バッチ
焼鈍と異なり、鋼板は、急速加熱、短時間均熱、急速冷
却をこの順にて受けるので、フェライト粒成長の時間が
十分でない。このために、連続焼鈍法を採用する本発明
の方法においては、Ｃｌの低減が必須であって、添加量
の上限０゜００５％以下とすることが必要である。しか
し、過度に極低Ｃ化することは、鋼製造費用を徒に高め
るので、添加量の下限値を０．００１％とする。

Ｍｎは、遊離ＳをＭ　ｎ　Ｓとして固定し、熱間圧延時
の赤熱脆性を防止するために、少なくとも０゜０５％の
添加を必要とする。しかし、過多に添加するときは、鋼
を硬質化し、深絞り性を劣化させるので、添加量の上限
を０．２０％とする。

５ｏｌＡｊ２は、鋼の脱酸及びＡｌｘの生成による自由
なＮを固定するために添加される。かかる効果を有効に
得るためには、少なくとも０．０１０％を添加すること
が必要であって、０．０　’１０％よりも少ないときは
、特に、Ｎの固定が不十分であるので、歪時効性が生じ
るようになる。他方、過多量の添加は、深絞り性及び経
済性の低下を招くので、添加量の上限は０．０７％とす
る。

Ｎは、これが焼鈍前若しくは焼鈍後に自由Ｎとして残存
するときは、深絞り性や耐歪時効性を低下させるので、
含有量は少ないほど好ましい。しかし、本発明の方法に
おいては、Ｎは、スラブの低温加熱と熱間圧延後の徐冷
又は保定処理によって完全に固定されるとみてよいので
、含有量は０゜００１０−０．００４０％の範囲であれ
ばよい。

上記以外の化学成分として、Ｐ及びＳは、多量に含有さ
れるときは、深絞り性や延性を劣化させるので、これら
の元素の含有量の上限は、好ましくはそれぞれについて
０．０２％とする。

次に、本発明の方法における熱間圧延条件、冷間圧延条
件及び焼鈍条件について説明する。

本発明の方法においては、上記した化学成分を有するス
ラブを、連続熱間圧延に先立って９５０〜１１００℃の
範囲の温度に均熱保持する。このスラブの均熱保持は、
ＡＡＮ、ＭｎＳ等の析出物を未固溶のまま残存させ、凝
集、粗大化させて、フェライト粒の成長性を高めること
によって、深絞り性を向上させるためである。加熱温度
が１１００℃を越えるときは、上記析出物は少なくとも
一部が溶解し、熱間圧延及び／又は焼鈍段階で再析出す
るが、このようにして析出した析出物は微細であるので
、粒成長を抑制し、結果として深絞り性を劣化させる。

しかし、鋼片加熱温度が余りに低いときは、仕上温度を
確保することが困難となるので、加熱温度は９５０　’
Ｃ以上とする。但し、本発明においてスラブを得る方法
は何ら限定されず、造塊若しくは分塊による方法、又は
連続鋳造による方法のいずれによってもよい。

熱間圧延の仕上温度は、７５０〜９３０℃の範囲の温度
である。前述したように、仕上温度をかかる範囲とし、
且つ、この後にこの温度範囲において後述する保定又は
徐冷を行なうことによって、得られるコイルの材質の温
度依存性を少なくすることができる。しかし、仕上温度
が余りに低いときは、加工組織が残存し、硬質化して、
深絞り性を劣化させるので、仕上温度の下限を７５０℃
とする。

本発明の方法においては、この仕上圧延の後、フェライ
ト粒を十分に成長させるために、第２図に線Ｉにて示す
ように仕上温度の範囲で短時間保定するか、又は線■に
て示すように徐冷する。比較のために、通常冷却を破線
■にて示す。好ましい保定時間は５〜１５秒の範囲であ
り、また、好ましい徐冷は５℃／秒以下の冷却速度にて
１５秒以下冷却する。但し、上記仕上温度の範囲での短
時間保定は、一定の温度に保持することのみならず、仕
上温度範囲を５〜１５秒間で冷却することも含むものと
する。上記保定時間が５秒よりも短いとき、また、徐冷
における冷却速度が５℃／秒よりも早いときは、フェラ
イト粒が十分に成長せず、鋼板内の材質が不均一のまま
である。他方、上記保定及び徐冷の時間を余りに長くし
ても、材質の均質化の効果が飽和し、更に、設備上の制
約もあるので、通常、１５秒以下て゛′十分である。

上記仕上温度範囲での保定又は徐冷の後、鋼板は急冷さ
れるが、生産性向上及び深絞り性向上の観点からは、冷
却速度は、３０〜ｂ 囲が好ましい。

更に、この急冷後、鋼板はコイルに巻き取られる。巻取
温度は６００〜６８０℃の範囲である。

巻取温度が６８０℃を越えるときは、巻取機の寿命を短
くするのみならず、酸洗性を劣化させ、他方、６００℃
よりも低いときは、残存Ｎを／ＩＮとして完全に固溶さ
せることができないからである。

このようにして得られたコイルは、常法に従って、酸洗
後、冷間圧延され、連続焼鈍される。これらの方法につ
いては、特に制限されるものではないが、本発明におけ
る鋼板は極低Ｃ鋼板であるので、冷間圧延率は７５〜９
０％の高冷間圧延率とすることが好ましく、また、連続
焼鈍における均熱温度は、再結晶温度以上であって、９
００℃以下であることが好ましい。

連続焼鈍後の冷延鋼板は、形状調整、降伏点伸びの消却
等を目的として、調質圧延やレベラー掛は等を必要に応
じて適宜に行なってもよい。

（発明の効果） 従来の連続焼鈍による極低炭素Ａｌキルド鋼においては
、深絞り性を確保するために、高温巻取を必要とし、そ
のために鋼板内の材質に不均一性を生じ、歩留り低下や
酸洗性の低下等を招いている。

しかしながら、本発明の方法によれば、Ｔｉ、Ｎｂ等の
高価な合金元素の添加や、多量の合金量の添加を必要と
することなく、Ｃのみを極力低減したＡ１キルド鋼の熱
間圧延条件を規定することによって、鋼板内の材質を均
一化することができると共に、深絞り性をも向上させた
冷延鋼板を得ることができる。

従って、かかる冷延鋼板によれば、プレス成形性にすぐ
れるのみならず、成形部の均一性、材料費用、歩留りの
点においても、従来の冷延鋼板に比べて格段に改善され
る。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない
。

実施例 第２表に示す化学組成を有する本発明鋼及び比較鋼を小
型溶製し、３０■ｌ厚さのスラブとした。

これを加熱温度１０００℃又は１０５０　’Ｃの温度に
３０分間保持した後、仕上温度７６０〜９２５℃で仕上
熱間圧延しく仕上板厚３．２ｍｍ）、次いで、第２表に
示すように、所定の条件にて保定し、又は徐冷した後、
第２表に示す冷却速度にて巻取温度まで急冷し、６２０
℃又は６４０℃にて巻取った。

このようにして得た熱間圧延板を酸洗し、０．８龍厚さ
に冷間圧延した後、塩浴中にて８５０　’Ｃに１．５分
間均熱保持し、４００℃で３分間加熱する過時効処理を
行なって、連続焼鈍し、更に、この後、１．２％の調質
圧延を施した。

このようにして得られた調質冷延鋼板について、引張試
験結果と共に７値を第２表に示す。尚、鋼Ａ−Ｈは、本
発明で規定する範囲の化学成分を有する鋼であり、鋼１
−Ｍは比較鋼である。ｗＪＩはＣｉ、鋼ＪはＭｎ量、鋼
Ｋ及びＬは５ｏｌＡｊ！Ｉｔ、ＮＭは５ｏｌＮｌがそれ
ぞれ本発明において規定する範囲外にあ゛る。

第２表に示す結果から明らかなように、本発明の方法に
よれば、仕上温度を７６０〜９２０℃の範囲として、１
８　Ｊｆ／ｍｍ２以下の低降伏強さ、４９％以上の高い
全伸び及び１．７以上の７値を有する深絞り性にすぐれ
た冷延鋼板を得ることができる。これに対して、製造条
件が同じであっても、化学組成が本発明で規定する範囲
にない比較鋼は、いずれも降伏強さ、全伸び及び／又は
７値がよくなく、深絞り用冷延鋼板として必要な条件を
満たしていない。

次に、比較鋼Ａ１〜Ａ５は、化学組成は本発明で規定す
る範囲内にあるが、仕上圧延後の保定若しくは徐冷条件
、又は巻取温度が本発明で規定する範囲外にある。即ち
、ＡＩはスラブ加熱温度が高すぎ、Ａ２は仕上温度が低
すぎ、Ａ３は仕上温度範囲での保定も徐冷も施していな
い。Ａ４は徐冷時間が短すぎ、Ａ５は巻取温度が低すぎ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板の引張特性及び深絞り性（７値）と、スラ
ブ加熱温度、熱間圧延仕上温度及び冷却条件との関係を
示すグラフ、第２図は本発明の方法における冷却パター
ンを示すグラフである。 第１図 ３七と↓度　（Ｏご） 第２図 肯簡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ　０．００１〜０．００５％、 Ｍｎ　０．０５〜０．２０％、 Ａｌ　０．０１０〜０．０６％、 Ｎ　０．００１０〜０．００４０％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を、連続熱間圧
   延に先立つて９５０〜１１００℃の温度に均熱保持し、
   仕上温度７５０〜９３０℃で熱間圧延した後、フェライ
   ト粒を十分に成長させるに足る時間にわたつて、上記仕
   上温度の範囲において保持するか、又は遅い冷却速度に
   て徐冷し、次いで、巻取温度まで急冷し、６００〜６８
   ０℃の温度で巻取り、冷間圧延し、再結晶温度以上で連
   続焼鈍することを特徴とする材質の均一性にすぐれた深
   絞り用冷延鋼板の製造方法。