JPH02236262A - 深絞り性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - 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、自動車用鋼板等に使途に有用な深絞り性に優
れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである
． ［従来の技術〕 近年、自動車用鋼板等に使用される薄鋼板においては、
その耐食性を向上させるために，各種表面処理を施した
表面処理鋼板の需要が増大している．そのうち、溶融亜
鉛めっき鋼板は、その製造コストおよび特性からみて，
最も優れた表面処理＃Ａ根の一つである． ところで、溶融亜鉛めっき鋼板に要求される特性として
は、優れた耐食性はもちろんのこと、深絞り性も重要な
因子である．すなわち、自動車の外板や内叛は強度のプ
レス成形が施されるため、ランクフォード値（ｒ値）が
高く、伸びの大きな溶融亜鉛めっき鋼板が必要となる。

このような深絞り性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法として、例えば特開昭５７−２９５５５号公報には
、Ｃ：０．００６％、Ｎ：０．００４５％、Ｓｉ：０．
００８％、Ｎｂ：０．０４３％を含有する鋼を熱延後，
酸洗処理を経て冷延し、さらに連続溶融亜鉛めっきライ
ンにて再結晶焼鈍とめっき処理を行うことにより、〒＝
２．０、Ｅβ＝４９％程度の特性値を得ろ技術が、また
、特開昭５９−７４２３１号公報には、Ｃ；［１００３
％、Ｎ：０．００５％、Ｓ：０．０１０％、Ｔｉ：０．
０１２％．Ｎｂ：０．００７％を含有する鋼を熱延後、
酸洗処理を経て冷延し、さらに連続溶融亜鉛めっきライ
ンにて再結晶焼鈍とめっき処理を行うことにより〒＝２
．１．Ｅｇ＝５１％程度の特性値を得る技術がそれぞれ
開示されている．しかしながら、これらはいずれも深絞
り性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法としては優
れたものであるが、最終製品に至るまでの工程が長いの
で、その結果、製品を得るまでに要するエネルギー，要
員および時間が莫大なものとなる不利があった。

〔発明が解決しようとする課題１ 本発明では、鋼成分と圧延条件、特に仕上圧延時のロー
ル径と初期板厚とを適切に規制することにより，冷延工
程を省略して、従釆の冷延鋼板と遜色のない深絞り性を
有する溶融亜鉛めっき鋼板の製造法を提供することを目
的とする，〔課題を解決するための手段］ 本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、深絞り性に優れた溶融亜鉛
めっき鋼板が製造可能となることを見いだした。その要
旨は、 ｃ　　：０．００８重Ｉ％以下 Ｓｉ：０．５重量％以下 Ｍｎ：１．Ｏ重量％以下 Ｐ：０．１５重量％以下 Ｓ　　：０．０２重量％以下 １！：０．０１０〜Ｏ−１０重量％ Ｎ　　：０．００８重量％以下 を含有すると共に、 Ｔｉ：０．Ｏｌ〜０．２０重量％ および／または Ｎｂ：０．００１〜０．　０　４　０重量％を含有し、
かつＣ，Ｎの含有量とＴｉおよび／またはＮｂの含有量
とが １．２　（Ｃ／　ｌ　２　＋Ｎ／　１　４）＜（Ｔｉ／
４８＋Ｎｂ／９３） なる関係の鋼を、Ａｒ３変態点未満５００℃以上の温度
域で、少なくともｌパスをロールの半径：Ｒ　（ｍｍ）
と該ロールによる圧延前の扱厚・ｔ（ｍｍ）とが Ｒ≦２００かつ Ｒ２Ｘ［≦１０００００ なる関係を満たし、かつＡｒ３変態点未満の全圧下率が
６０％以上の圧延を行った後、酸洗処理，７００〜９０
０℃で１秒〜２０分の焼鈍および溶融亜鉛めっき処理を
行うことを特徴とする、深絞り性に優れた溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法である。

本発明において．上記鋼成分にさらにＢ：０．０００１
〜ＣＬＯＯ２０重量％を加えた鋼を用いること，また、
Ａ　ｒ　３変態点未満の温度域の熱間圧延に先立って、
９　５　０　’Ｃ以下Ａｒ３変態点以上の温度域で終了
する圧延を行い，引続きＡｒ３変態点未満の温度域で圧
延すること、さらに、酸洗処理と焼鈍と溶融曲鉛めっき
処理とを連続して行うことが一層好適である． 〔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：０．０１重量％．Ｍ
ｎ：０．１重量％，Ｐ：０．０１０重量％．Ｓ：０．０
０９重量％９Ａβ：０．０４重量％．Ｎ：０．００２重
量％．Ｔｉ：０．０３重量％．Ｎｂ：０．０１３重量％
なる組成の熱延扱を、７００℃にてｌパスで６０％の圧
延を行い、引続き８３０℃−４０秒の再結晶焼鈍処理を
施した。

？お、仕上圧延は無潤滑圧延とし、初期板厚を１．　２
　ｍ　ｍとした。この時、圧延ロール半径：Ｒ（ｍｍ）
を５０〜３００と変化させた。圧延板のｒ値におよぼす
ロール半径の影響を第１図に示す３ｒ値はロール半径に
強く依存し、Ｒ≦２００とすることにより著し《向上し
た。

また，同様の熱延板を使用して、７００℃にてｌパスで
６０％の圧延を行い、引き続き８３０℃−４０秒の再結
晶焼鈍処理を施した。なお、仕上圧延は無潤滑圧延とし
、また、使用したロール半径は１８０ｍｍと一定にし、
初期板厚を１〜２０ｍｍと変化させた６圧延扱のｒ値に
およぼすロール半径と初期板厚．Ｒ・・ｆ丁の影響を第
２■０示ア。，値１よＲ　２　ｘ　５　＋．＝強，依存
．、Ｒ　２　ｘ　Ｆ丁≦ｌ　Ｏ　０　０　０　０とする
ことにより著しく向上した． 以上の実験結果をもとに、以下のように本発明範囲を限
定した． ｆｌ）ｊｌ成分 本発明においては鋼成分は重要であり，ｃ　　：Ｏ−０
０８重量％以下 Ｓｉ：０．５重量％以下 Ｍｎ：１．Ｏ重量％以下 Ｐ：Ｏ．１５重量％以下 Ｓ　　：０．０２重量％以下 Ａβ：０、０１０〜０．ＩＯ重量％ Ｎ　　：０．００８重量％以下 を含有すると共に、 Ｔｉ：０．０１〜０．２０重量％ および／または Ｎｂ：０．００１〜０．　０　４　０重量％を含有し、
かつＣ．Ｎの含有量とＴｉおよび／またはＮｂの含有量
とが １．２　（Ｃ／１　２＋Ｎ／ｌ　４） ＜　（　Ｔ　ｉ　／　４　８　＋　Ｎ　ｂ　／　９　３
　）でなければならない。鋼成分が上記の関係を満たさ
なければ，優れた深絞り性を得ることができない。さら
に，耐２次加工脆性およびｒ値の異方性の改善のために
Ｂ：０．０００１〜Ｏ．　Ｏ　Ｏ　２　０重量％を含有
させることが好ましい． 以下、各々の成分について限定理由を示す。

（ａ）Ｃ：０．００８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ｏ．　ｏ　ｏ　ｓ重量％以下では
さほど悪影響をおよぼさないので０．００８重量％以下
と限定した． （ｂ）Ｓｉ：０．５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０．５重量％を越える
と深絞り性に悪影響をおよぼすので０．５重量％以下と
限定した． （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およぼすので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およぼすので０．１５重量％以下
と限定した。

（ｅ）Ｓ：Ｏ−０２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０，０２重量％以下ではさほど悪
影響をおよぼさないので０．０２重量％以下と限定した
． （ｆ）　ＡＩ２：　０．０　１　０〜０．１０重量％Ａ
２は脱酸を行い、炭窒化物形成元素の歩留向上のために
必要に応じて添加されるが、０．０１０重量％未満では
添加効果がなく，一方０．ＩＯ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、０．０ｌＯ〜
０．１０重量％と限定した． （ｇ）Ｎ：０．００８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ｏ．　ｏ　ｏ　ｓ重量％以下では
さほど悪影響をおよぼさないのでｏ．　ｏ　ｏ　ｓ重量
％以下と限定した． （ｈ）Ｔｉ：ＣＬＯＩ〜０．２０重量％Ｔｉは炭窒化物
形成元素であり、鋼中の固溶Ｃ．Ｎを低減させ、深絞り
性に有利な｛１　１　１｝方位を優先的に形成させるた
めに添加される。その添加量が０．０１重量％未満では
効果がなく、一方，０、２０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ｍ扱表面性状の劣化に
つながるのでｏ．ｏｉ〜０．２０重量％と限定した． （ｉ）Ｎｂ：Ｏ−００１〜０．　０　４　０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．すなわち、たとえ鋼中の固溶Ｃ．Ｎがなくても、仕
上圧延前組織が粗大であると，圧延時に導入されるひず
みが蓄積されないため、｛１１１｝方位が形成されにく
くなる．一方、仕上圧延前組織が微細であると、ひずみ
が蓄積されやすくなり，その結果｛１１１｝方位が優先
的に形成され、深絞り性が向上する．さらに、固溶Ｎｂ
は圧延時のひずみを蓄積する効果があることも明らかに
なった。その含有量が０．　０　０　１重量％未満では
効果がなく、一方０．　０　４　０重量％を越えると再
結晶温度が上昇するので０．００１〜０．　０　４　０
重量％と限定した．（ｊ）１．２　（Ｃ／ｌ　２＋Ｎ／
１４）＜（Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３） 仕上圧延前に固溶Ｃ．Ｎが存在しない場合，圧延一焼鈍
後に｛１１１｝方位が優先的に形成され、深絞り性が向
上する．本発明では、１．２　（Ｃ／ｌ　２＋Ｎ／１　
４） ＜　（Ｔ　ｉ／４８＋Ｎｂ／９３） と、Ｃ．Ｎに対して当量以上のＴｉおよび／またはＮｂ
を添加することにより，仕上圧延前に固溶Ｃ．Ｎが存在
しなくなることを見いだした。さらにその時、ｒ値が向
上することを明らかにした。そのため、 １．２　（Ｃ／　１　２＋Ｎ／　１　４）＜　（　Ｔ　
ｉ　／　４　８　＋　Ｎ　ｂ　／　９　３　）と限定し
た． （ｋ）Ｂ　：　０．０００　１〜０．　Ｏ　Ｏ　２　０
重量％Ｂは耐２次加工脆性の改善に有効であるとともに
，ｒ値の異方性の改善にも有効である．すなわち、仕上
圧延前の結晶粒が微細になり、その結果、ｒ値の異方性
（八ｒ）が小さくなる．その添加量が０．０００１重量
％未満では効果がなく、方，０．００２０重量％を越え
ると深絞り性が劣化するのでｏ．ｏｏｏｉ〜Ｏ．　Ｏ　
Ｏ　２　０重量％と限定した． （２）圧延工程 圧延工程は本発明において重要であり．Ａｒ３変態点未
満５００℃以上の温度域で、少なくともｌパスをロール
の半径：　Ｒ　（ｍｍ）と該ロールによる圧延前の板厚
：　ｔ　（ｍｍ）とがＲ≦２００かつ Ｒ２Ｘ［≦１０００００ なる関係を満たし，かつＡ　ｒ　３変態点未満の合計圧
下率が６０％以上の圧延を行うことが必要である． さらに、より一層の深絞り性の向上には粗圧延を９５０
℃以下Ａ　ｒ　３変態点以上で終了し，引続きＡｒ３変
態点未満の温度域で圧延することが望ましい。

粗圧延を９５０℃以上の温度域にて終了した場合には、
粗圧延後、すなわち仕上圧延前の組織が粗大となるため
，仕上圧延時に導入されるひずみが蓄積されにく《なり
、その結果、再結晶後に｛１　１　１｝方位が形成され
にくくなる６また、Ａｒ３変態点未満の温度域にて終了
した場合には、粗圧延時に｛１００｝方位が形成される
ため，深絞り性が劣化する． 一方、９５０℃以下Ａｒ３変態点以上の温度域にて粗圧
延を終了した場合には、仕上圧延前組織が微細になるた
め、仕上圧延時に導入されるひずみが蓄積されやすくな
り，その結果｛１　１　１｝方位が優先的に形成され、
深絞り性が向上する．なお、粗圧延時の圧下率は、組織
微細化のため５０％以上が望ましい。

また，仕上圧延をＡ　ｒ　３変態点以上の温度域にて終
了すると、γ→α変態により集合組織がランダム化し、
優れた深絞り性が得られない．一方、仕上圧延温度を５
００℃未満に下げても、より一層の濶絞り性の向上は望
めず、圧延荷重が増大するのみであるので、圧延温度を
Ａ　ｒ　３変態点未満５００゜Ｃ以上とした． また、Ａｒ３変態点未満の合計圧下率を６０％以上にし
ないと，圧延時に｛１１１｝方位が形成されないため、
深絞り性が劣る． さらに、ロール半径をＲ≦２００でかつロール半径と圧
延前板厚とがＲ２ＸＪｌＪ≦ｉ　ｏｏｏｏｏとする必要
がある． すなわち，通常の圧延条件（熱間圧延ではＲ＞２００）
では、Ａｒ３変態点未満で圧延を行うと、ロールと鋼板
との間の摩擦力により，ｊ１４扱表層部に付加的剪断力
が働き，その結果、鋼板表層部に深絞り性に好ましくな
い｛Ｉｌｌ方位が優先的に形成されるために，深絞り性
が劣化する．しカルながら、Ｒ≦２００でかつＲ　２　
Ｘ　ｒ〒≦１　０００００とすることにより、ｙ４扱表
層部の｛１１０｝方位が減少し、さらに｛１１１１方位
も増加することが明らかになったので、Ｒ≦２００でか
つＲ２Ｘ［≦１　０００００と限定した． なお、このロール径および圧延前板厚の効果は，圧延時
の変形様式および変形機構が変化したためであると考え
られるが、詳細は明らかではない．なお，本発明では潤
滑圧延は行なわなくてもよいが，より一層の深絞り性の
確保、ロール表面性状の改善および圧延荷重の低減のた
めに潤滑圧延を行うことは、本発明の趣旨をそこなうも
のではない． なお，本発明におけるロール径および初期扱厚の効果は
，通常の圧延形式においてのみ有効なものであり、例え
ばブラネタリーミルの如く、通常の圧延とは変形様式の
異なるものに対しては効果はない． （３）酸洗、焼鈍および溶融亜鉛めっき処理本発明では
、圧延温度がＡ　ｒ　３変態点未満と低いので、圧延扱
のスケール厚みは３μｍ以下と薄く，そのため通常の酸
洗ラインを通さずに溶融亜鉛めっきラインの前処理工程
として設置した軽酸洗槽にて酸洗処理が可能である． 酸洗後，７００〜９００℃で１秒〜２０分の焼鈍を行う
．焼鈍温度が７００℃未満では十分な深絞り性が得られ
ず，９００℃を越えるとα一γ変態により集合組織がラ
ンダム化し、深絞り性が劣化する．また、焼鈍時間が１
秒未満では効果が不十分で、２０分を越えても、それ以
上の材質の向上は望めず、コストがかかるだけである。

なお、酸洗一焼鈍一溶融亜鉛めっき処理を連続して行う
と、めっき処理前の鋼板表面が活性化状態となるため、
めっき密着性が良好となるので、これらの工程を連続さ
せるのが望ましい。

また、本発明では通常の酸洗ラインを通った後、軽酸洗
一焼鈍一溶融亜鉛めっき処理を連続して行ってもよい。

なお、溶融亜鉛めっき処理は，従来より知られている合
金めっき，あるいは非合金めっきの何れも有利に適合す
る。

［実施例〕 本発明におけるロール半径および初期扱厚の効果は、少
なくとも仕上圧延時において１パス以上実施すれば効果
があるので、本発明では７スタンド中、後段３スタンド
で実施し、前段４スタンドは通常のロール径にて圧延し
た。

第１表に示す組成の鋼スラブを１１５０℃に加熱一均熱
後、粗圧延を行った後、仕上圧延を行った．この時の粗
圧延終了温度（ＲＤＴ）．仕上圧延終了温度（ＦＤＴ）
．Ａｒ３変態点末′ｔ４５００℃以上の温度域での圧下
率、潤滑の有無および後段３スタンドのロール径（Ｒ）
，ロール径と圧延前板厚（。）との関係（　Ｒ　２　Ｘ
　［）を第２表に示す。なお，仕上板厚は１．　２　ｍ
　ｍである。

次に得られた圧延板に、酸洗一焼鈍一溶融亜鉛めっき処
理を施した．この時，一部の試料を除いては通常の酸洗
工程を経ずに、溶融亜鉛めっきラインの前処理工程で軽
酸洗を行い、引続き焼鈍・溶融亜鉛めっき処理を施した
．なお、焼鈍条件は８３０℃−４０ｓである。

溶融亜鉛めっきｗ４扱の材料特性を第２表に示す． 引張特性はＪＩＳ５号引張試験片を使用して測定した。

またｒ値は１５％引張子ひずみを与えた後、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）およびＣ方向（圧延方向に９０度方向）の平均
値および異方性〒＝　（　ｒ　Ｌ　＋　２　ｒ　ｏ　＋
　ｒ　ｃ　）　／　４△ｒ＝　（ｒＬ−２ｒｏ＋ｒｃ）
／２ として求めた． また、耐２次加工脆性の評価としては，限界絞り比３．
８にて加工した円筒型サンプルを−５０℃に冷却した後
、圧漬試験を行い、脆性割れの発生の有無にて評価した
。

亜鉛めっき密着性は、めっき面にセロハンテーブを接着
した鋼板を９０度曲げ一曲げ戻し後，セロハンテーブを
剥離してＺｎ剥離量を蛍光Ｘ線により測定して評価した
。

本発明範囲内にて製造した溶融亜鉛めっき鋼板は、比較
例に比べて優れた深絞り性、耐２次加工脆性およびめっ
き密着性を有することが分かる． 〔発明の効果］ 本発明によれば、深絞り性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板
を、冷延工程または酸洗一冷延工程を省略して製造する
ことが可能であり、大幅なコストダウンを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は〒値におよぼすロール半径の影響を示すグラフ
，第２図は〒値におよぼすロール半径と圧延前板厚・Ｒ
・・［の影響を示すグラフである。 出 願 人 川崎 製 鉄 株 式 ム 社 代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｃ：０．００８重量％以下 Ｓｉ：０．５重量％以下 Ｍｎ：１．０重量％以下 Ｐ：０．１５重量％以下 Ｓ：０．０２重量％以下 Ａｌ：０．０１０〜０．１０重量％ Ｎ：０．００８重量％以下 を含有すると共に、 Ｔｉ：０．０１〜０．２０重量％ および／または Ｎｂ：０．００１〜０．０４０重量％ を含有し、かつＣ、Ｎの含有量とＴｉおよび／またはＮ
   ｂの含有量とが １．２（Ｃ／１２＋Ｎ／１４） ＜（Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３） なる関係の鋼を、Ａｒ＿３変態点未満５００℃以上の温
   度域で、少なくとも１パスをロールの半径：Ｒ（ｍｍ）
   と該ロールによる圧延前の板厚：ｔ（ｍｍ）とが Ｒ≦２００かつ Ｒ＾２×√（ｔ）≦１０００００ なる関係を満たし、かつＡｒ＿３変態点未満の全圧下率
   が６０％以上の圧延を行った後、酸洗処理、７００〜９
   ００℃で１秒〜２０分の焼鈍および溶融亜鉛めっき処理
   を行うことを特徴とする深絞り性に優れた溶融亜鉛めっ
   き鋼板の製造方法。 ２　鋼成分にさらにＢ：０．０００１〜 ０．００２０重量％を加えた鋼を用いる請求項１記載の
   深絞り性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 ３　Ａｒ＿３変態点未満の温度域の圧延に先立って、９
   ５０℃以下Ａｒ＿３変態点以上の温度域で終了する圧延
   を行い、引続きＡｒ＿３変態点未満の温度域で圧延する
   、請求項１または２記載の深絞り性に優れた溶融亜鉛め
   っき鋼板の製造方法。 ４　酸洗処理と焼鈍と溶融亜鉛めっき処理とを連続して
   行う請求項１、２または３記載の深絞り性に優れた溶融
   亜鉛めっき鋼板の製造方法。