JPH0238648B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、耐リジング性と化成処理性とに優れ
る深絞り用冷延鋼板の製造方法に関し、鋼の成分
組成と圧延条件を規制することにより、低温加熱
−低温熱間圧延を可能として上記の各性質を発現
させる有効な研究成果についての提案である。 自動車のパネルなどとして主に使用される冷延
鋼板は、その特性として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オード値（ｒ
値）が必要である。また、自動車用外板などのよ
うに深絞り成形製品は外表面となることが多いの
で、表面性状に優れていることも重要な性質であ
り、さらに焼付塗装の前処理である化成処理性も
重要である。 ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
し、深絞り用薄鋼板の場合も例外ではない。つま
り、在来は鋼を造塊−分塊圧延にて250mm板厚程
度の鋼片とした後、加熱炉にて加熱均熱処理し、
粗圧延工程により約30mm板厚のシートバーとし、
さらに熱延仕上温度がAr₃変態点以上となるよう
に仕上熱延工程にて所定板厚の熱延鋼帯としてい
たが、近年まず連続鋳造プロセスの導入により分
塊圧延工程が省略可能となり、また溶鋼から直ち
に板厚50mm以下のシートバーないし鋼帯を得る手
法により、熱間圧延の加熱処理及び粗圧延工程も
省略し得るという新しいプロセスも現実化しつつ
ある。しかしながらこれら新製造工程はいずれも
溶鋼が凝固する際にできる組織（鋳造組織）を破
壊するという点では不利である。とくに凝固時に
形成された｛100｝＜uvw＞を主方位とする強い鋳
造集合組織を破壊することはきわめて困難であ
る。 その結果、最終薄鋼板にはリジングが起こりや
すくなり、プレス加工など変形を受けると圧延方
向に伸びた明瞭な凹凸が生じて製品価値を損なう
ことになる。 翻つて在来の深絞り用冷延鋼板の製造では熱間
圧延の仕上温度を高温にする必要がある。そのた
め、高温スラブ加熱、高温熱延を余儀なくされた
わけであるが、高温スラブ加熱は加熱エネルギー
費用の上昇、スラブ表面酸化による歩留りの低
下、そして内部酸化生成物の増加による品質上の
問題、さらには冷間圧延でのトラブルの発生など
をもたらす不都合があつた。また高温の熱間圧延
は圧延ロールの損傷等をひき起こしやすく、表面
品質を劣化させる原因でもあつた。 これに対し、低温スラブ加熱および低温熱間圧
延により、良好な深絞り性を有する冷延鋼板が製
造できれば、上記問題点は一掃でき、製造上のメ
リツトは大きい。 （従来の技術） 実際に、低温の熱間圧延による深絞り鋼板の製
造方法は既にいくつかが開示されており、例えば
特開昭57−13123号、特開昭59−67322号各公報な
どがその例である。これらはいずれも低温加熱−
低温熱間圧延をすることを特徴とし、省エネルギ
ー、材質向上面において有利である。しかしなが
ら、これら公知技術は、前述の耐リジング性およ
び化成処理性を向上させる手法に対しては何の示
唆も与えるところがなく、しかも一般的には、薄
鋼板の耐リジング性に関しては、低温加熱−低温
熱間圧延の方が高温加熱−高温熱間圧延の場合よ
りも不利である。 かかる熱間および冷間圧延では、ロール表面に
潤滑油を散布して圧延する潤滑圧延が行われ、こ
の潤滑圧延により圧延荷重が大幅に減少すること
による省エネルギー化、鋼帯表面性状の向上、ロ
ール摩耗などの減少などに有利であつて、この目
的にそつて各種の潤滑油供給方法ならびに潤滑油
が考えられている。実際にも熱間圧延につき特公
昭52−462号、特開昭51−62167号各公報などが公
知技術としてあげられる。 しかしながら、これらはいずれも熱間域（通常
仕上温度Ar₃点以上）での使用についてのもので
あり、本発明における低温熱延域（仕上温度Ar₃
点以下）での使用とは異なるものであつて、さら
に耐リジング性と化成処理性を向上させる手法に
何ら示唆を与えるものでもなかつた。 一方、特開昭61−119621号各公報では、Ｃ：
0.002wt％（以下は単に「％」で略記する）Ｎ：
0.0021％、Ｓ：0.008％、Ti：0.10％になる鋼を
Ar₃変態点〜550℃の温度域にて潤滑油を用いて
合計圧下率が83％の圧延を行い、ひき続き75％の
冷間圧延を行い、その後連続焼鈍を行うことによ
り、＝1.93の特性を有する冷延鋼板の製造方法
を提案している。しかしながら、上記公知技術で
は、Ar₃変態点〜550℃の低温域において83％も
の高圧下率で圧延を施すため、そのために要する
エネルギーは莫大なものとなり、低温加熱による
省エネルギーがなされても、そのメリツトは少な
い。さらに、得られる値も2.0未満であり、深
絞り性を十分に満たしてはいない。 （発明が解決しようとする問題点） 例示した従来技術：例えば特開昭61−119621号
公報などで提案しているTi、Nb添加鋼を使用す
る技術の場合、上述した問題点とともにElも劣る
という問題点を抱えていた。 これに対し本発明者らは、先に、未公開の特願
昭60−109233号明細書において、Ｃ：0.004％、
Ｎ：0.0029％、Ｓ：0.002％、Ti：0.032％なる鋼
を、加熱温度1000℃、仕上温度710℃で潤滑圧延
後、75％の冷延および焼鈍を施すことにより、
＝2.2、＝51（％）でかつ耐リジング性と化成処
理性に優れる冷延鋼板の製造方法を提案した。し
かしながら、この先行提案にかかる技術も得られ
るｒ値は高々2.2であるため、超深絞り性が要求
される部位に使用さる場合には、より以上に優れ
た深絞り性が必要である。 そこで本発明は、鋼の成分組成を規制するとと
もに、低温加熱−低温熱間圧延を施すと言う方法
に着目して耐リジング性と化成処理性とに優れる
深絞り用冷延鋼板の製造方法の開発を目指したの
である。 （問題点を解決するための手段） 上掲の問題点に対し本発明は、 Ti添加による析出物は主としてTi（Ｃ、Ｎ、
Ｓ）なる複合物であるという知見をもとにこの複
合物を固定するのに要する必要最小限のTi量を、
Ｃ、Ｎ、Ｓとの関連において制御するという着
想、そして好適量のNbおよびＢの添加を行うと
いう着想をもとに合金設計をした素材を用いる
と、母板結晶粒の微細化やEl、値の一層の向上
が実現できるという点の知見にもとづくものであ
る。 すなわち、本発明は、 Ｃ≦0.005％、Ｎ≦0.005wt％ Ｓ≦0.007％を含み、 Ti：0.01〜0.05％で、かつ Ｃ、Ｎ及びＳの合計量がTi量との関係におい
て ２≦Ti／（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）≦５ Nb：0.001〜0.02％、Ｂ：0.0001〜0.002％ を含有する低炭素鋼を、所定板厚に熱間圧延する
際、仕上温度を600〜800℃とし、かつ少なくとも
１パスでは潤滑油を用いて仕上げ、ひき続き圧下
率50〜95％で冷間圧延し、次に再結晶焼鈍するこ
とを特徴とする耐リジング性と化成処理性に優れ
る深絞り用冷延鋼板の製造方法を要旨構成とす
る。 （作用） 先に提案した前記特願昭60−109233号明細書に
て、開示したように低炭素鋼を所定板厚に熱間圧
延する際、仕上温度を600〜800℃とし、かつ少な
くとも１パスでは潤滑油を用いて仕上げ、ひき続
き圧下率50〜95％で冷間圧延し、次に再結晶焼鈍
すると、耐リジング性と化成処理性に優れる深絞
り用冷延鋼板が製造できることを見出したが、そ
の後本発明者がさらに研究を重ねた結果、素材の
低炭素鋼の成分組成を規制することにより、より
一層の深絞り性を有する冷延鋼板が製造可能とな
ることを見出した。 本発明を開発するに至る基礎となつた研究結果
は以下のとおりである。 Ｃ：0.002〜0.004％、Ｎ：0.002〜0.004％、
Ｓ：0.002〜0.005％、Ti：０〜0.10％、Nb：
0.007％およびＢ：0.0008％なる成分組成の鋼片
を、加熱温度1100℃、仕上温度700℃、３パス、
圧下率90％で潤滑圧延し、酸洗後圧下率75％で冷
間圧延した。 第１図にこの時のTi／（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）の値と
焼鈍後（均熱温度830℃）のおよび値の関係
を示す。 この図からわかるように、焼鈍後の鋼板のお
よび値は、Ti／（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）の値に強く依
存しており、≧52％かつ≧2.2なる特性を満
たすためには、この関係は２≦Ti／（Ｃ＋Ｎ＋
Ｓ）≦５であることが必要であることを見出した。
なお、耐リジング性および化成処理性は、先行し
て提案した特願昭60−109233号の明細書で示した
如く、本発明においても優れていた。 本発明者らはこの基礎的データに基づきさらに
研究を重ねた結果、以下のように製造条件をも規
制すると深絞り性と耐リジング性と化成処理性に
優れる薄鋼板が製造できることを究明したのであ
る。 以下に鋼組成、圧延素材、熱間−冷間圧延およ
び焼鈍の各条件について具体的に説明する。 (1) 鋼組成について、 (a) Ｃ≦0.005％ Ｃは、少ない程深絞り性が向上するので好
ましいが、0.005％以下の含有量だと、深絞
り性に悪影響を及ぼさないので、Ｃ≦0.005
％と限定した。 (b) Ｎ：0.005％ Ｎは、少ない程深絞り性が向上するので好
ましいが、0.005％以下の含有量だと深絞り
性に悪影響を及ぼさないので、Ｎ≦0.005％
と限定した。 (c) Ｓ：0.007％ Ｓは、少ない程深絞り性が向上するので好
ましいが、0.007％以下の含有量だと深絞り
性に悪影響を及ぼさないので、Ｃ≦0.007％
と限定した。 (d) 0.01≦Ti≦0.05％ Tiは、炭化物、窒化物、硫化物を形成し、
鋼中の固溶Ｃ、Ｎを減少させることにより深
絞り性を向上させるために添加含有させる。
しかしながら、その含有量が0.01％未満では
所望の効果が得られず、一方0.05％を超えて
含有させると、延性が劣化するので、0.01≦
Ti≦0.05％に限定した。 さらに、このTi量については、Ｃ、Ｎお
よびＳの合計含有量に対する関係が、２≦
Ti／（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）≦５でなければ、深絞り
性および延性の両方の特性を満たすことはで
きない。２（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）＞Tiでは鋼中に固
溶Ｃ、Ｎが残存するために深絞り性が劣り、
一方Ti＞５（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）では鋼中に固溶Ti
が多量に残存するため、延性が劣化するため
であると考えられる。さらに、Ti（Ｃ、Ｎ、
Ｓ）の析出物の形態およびその数量も深絞り
性および延性に影響を与えるものと考えられ
る。 (e) 0.001≦Nb≦0.02％ Nbは、熱延板を細粒化し、冷延−焼鈍後
の深絞り性向上および異方性改善の効果があ
るので添加する。その含有量が0.001％未満
では所望の効果が得られず、一方、0.02％を
越えて添加すると、延性が著しく劣化するの
で、0.001≦Nb≦0.02％に限定した。 (f) 0.0001≦Ｂ≦0.002％ Ｂは、延性を向上させ、かつ二次加工脆性
を改善する効果があるので添加するが、その
含有量が0.0001％未満では所望の効果が得ら
れず、一方0.002％を越えて添加すると、深
絞り性が劣化すので、0.0001≦Ｂ≦0.002％
に限定した。 (2) 圧延素材について、 圧延素材は、造塊−分塊圧延又は連続鋳造法
の如き従来方式により得られる鋼片は当然適用
でき、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℃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）も適用可能なのは勿論である。 一方、溶鋼から直接50mm以下の圧延素材を鋳
造する方法（シートバーキヤスター法およびス
トリツプキヤスター法）も省エネルギー、省工
程の観点から経済的メリツトが大きく、もとよ
りこの発明の圧延素材の製造にはとくに有利で
ある。 (3) 熱間圧延 この工程は、本発明において極めて重要であ
る。 仕上げ圧延を600℃〜800℃の温度範囲とし、
かつ少なくとも１パスでは潤滑を用いて仕上げ
することが必須である。 仕上げ圧延温度が800℃以上の高温域では、
高温熱延における諸問題が生じてこの発明にお
ける低温熱間圧延に基づくメリツトは少ない。
またこの仕上げ圧延温度は、600℃以下で、圧
延荷重の急上昇を来たし、省エネルギーの観点
からもメリツトは少ない。 熱間圧延後の巻取温度は特に限定されない
が、酸洗効果を向上させるために600℃以下が
好ましい。 圧延パス数、圧下率の配分は、少なくとも１
パスでは潤滑下に仕上げる条件を満たす限り任
意でよく、もちろん圧延機の配列構造、ロール
径、張力なども本質的な影響力を持たない。 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るものではない。鉱油
をベースとする懸濁油などを通常の方法にて適
用することが好適である。 なお、潤滑圧延による耐リジング性さらには
化成処理性の向上については、以下の如く考え
られる。すなわち、Ar₃変態点以下で無潤滑圧
延を行うと、冷延−焼鈍後の鋼板表面にリジン
グが発生する。しかしながら、潤滑圧延を行つ
た場合には、加工歪の加わり方が無潤滑圧延時
と異なるために、鋳造集合組織が容易に破壊さ
れるものと考えられる。さらに、潤滑圧延を行
つて場合には、冷延−焼鈍後の鋼板表面の集合
組織がN.D.＜111＞であるのに対し、無潤滑
圧延時のそれがN.D.＜110＞であることが、
化成処理性向上に関係しているものと考えられ
る。 (4) 冷間圧延 この工程も、この発明において必須であり、
高い値および面内異方性を小さくするため
に、冷間圧下率は50〜95％とすることが不可欠
である。 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 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、連続型
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650℃）から950℃
の範囲で適合する。なお、連続焼鈍の場合の熱
サイクルについて均熱後の冷却速度、および過
時効処理の有無とそのヒートサイクルの如き条
件は、この発明において本質的な影響をおよぼ
さない。 焼鈍後の鋼帯には形状矯正、表面粗度等の調
整のために10％以下の調質圧延を加えることが
できる。 なお、この発明で得られる冷延鋼板は、加工
用表面鋼板の原板としても適用でき、表面処理
としては、亜鉛めつき（合金系含む）、錫めつ
き、そしてほうろうなどがある。 （実施例） 表１に示す化学組成の鋼片を、転炉製鋼−連続
鋳造法により製造した。 この鋼片を、950℃〜1150℃に加熱、均熱後、
粗圧延により20〜30mm板厚のシートバーとし、連
続的に７列からなる仕上圧延機を用いて3.2mm板
厚の熱延板とした。この時、全列の圧延機を用い
て潤滑圧延を行つた。 酸洗後、0.8mm板厚（冷延圧下率75％）または
1.7mm板厚（冷延圧下率47％）の冷延板とし、ひ
き続き830℃−40秒の再結晶焼鈍を施した。 熱間圧延条件別に連続焼鈍後の材料特性を表２
に示す。 引張特性はJIS5号試験片として求めた。 リジング性は圧延方向から切り出したJIS5号試
験片を用いて15％引張予ひずみを付加し、表面の
凹凸を目視法にて１（良）〜５（劣）の評価をし
た。評価１、２は実用上問題のないリジング性を
示す。 化成処理性は鋼板を脱脂、水洗、リン酸塩処理
を施し、以下に述べるピンホールテストを行つた
時のピンホール面積率と結晶析出数で評価した。
なお、リン酸処理は日本パーカライジング(株)製
BT3112を用い、55℃で全酸度14.3、遊離酸度0.5
に調整し、スプレーで120秒間吹付けた。 ピンホールテストは、試験面に鉄イオンと反応
して発色する試薬（フエロオキシル溶液）を浸し
たろ紙を密着させて、鋼板表面に残留するリン酸
結晶未付着部分を検知し、それを画像解析してピ
ンホール面積率として数値化した。結晶析出数は
SEM観察により行つた。なお、これら化成処理
性の評価基準は以下のように定めた。まずピンホ
ール面積率は、２％未満を〇、２〜９％では△、
９％超過について、×、または結晶析出数（×
10⁴／mm²）は、５以上で〇、５未満３までが△、
そして３未満では×として評価した。 本発明に従つて得られた鋼板は、高いｒ値、El
を示すとともに、優れた耐リジング性と化成処理
性を示している。

【表】 ☆印は比較例

【表】 ☆印は比較例
（発明の効果） 以上の説明ならびに実施例の結果からわかるよ
うに本発明によれば、冷延板に充てる熱間圧延の
加工度の如何に拘らず、リジング欠陥を発生する
うれいなく深絞り性、化成処理性の向上を図るこ
とができるので、エネルギーコストの低減に有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ti／（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）とEl、ｒ値と
の関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃ≦0.005wt％、Ｎ≦0.005wt％、 Ｓ≦0.007wt％を含み、 Ti：0.01〜0.05wt％で、かつ Ｃ、Ｎ及びＳの合計量がTi量との関係におい
   て ２≦Ti／（Ｃ＋Ｎ＋Ｓ）≦５ Nb：0.001〜0.02wt％、Ｂ：0.0001〜0.002wt％
   を含有する低炭素鋼を、所定板厚に熱間圧延する
   際、仕上温度を600〜800℃とし、かつ少なくとも
   １パスでは潤滑油を用いて仕上げ、ひき続き圧下
   率50〜95％で冷間圧延し、次に再結晶焼鈍するこ
   とを特徴とする耐リジング性と化成処理性に優れ
   る深絞り用冷延鋼板の製造方法。