JPH03503185A - 冷間圧延薄板又は帯板の製造方法 - 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】 冷間圧延薄板又は帯板及びその製造方法この発明は、請求の範囲第１項と第６項 の前段部分に規定する薄板又は帯板を製造する方法と、深絞りに通した薄板又は 帯板とに関する。

回転対称の鋼部品を深絞りするには、冷間圧延したできる限り組織のない帯板又 は薄板が使用されるため、準等方的な成形が可能で、絞り部分に耳形成が生じな い。従って、例えば深絞りした円筒状部品に波状の縁が生じないと考えられる。

完全に耳形成部分をなくするには、偏析がなく、非金属介在物がなく、パーライ ト状のセメンタイト析出物がなくて、パン・ケーキ組織のない場合、等方性の材 料によってのみ期待される。それ故、以下の説明では、用語「耳形成の少ない」 のみを従来技術による「耳形成のない」帯板に対しても使用することにする。

’Ｂｌｅｃｈ、　Ｒｏｈｒｅ、　Ｐｒｏｆｉｌｅ’　９／１９７７、　Ｓ、　３ ４１−３４６には、耳形成の原因が詳細に説明され、出張りの相対高さＺと一様 な等方性Δｒに対する目安が定義されている。それぞれ零の値を有する結果が理 想的である（耳形成のない材料）。

一様な等方性の値は、圧延方向やこの方向に対して４５度と９０度になる材料の 種々の伸び挙動に対する等方性ｒから算出される。種々の深絞り特性に応じて、 いろいろなｒの値を調節できる。

公開された刊行物に報告されている鋼に対して、耳形成のない材料は約１ｏｏｏ ″Ｃの連続焼鈍で冷間圧延した帯板を普通の焼鈍することによってのみ得られる 。この場合、薄板は相対的な耳形成度が約０．３〜０．４％で、Δｒが約±０． １の場合、最終状態で粒度ＡＳＴＭ　８になる。

規格化されていない焼鈍された帯板に対して、耳形成のない状態は薄板を作製す る場合、製法の手順に妥協を入れてのみ達成される。この場合、圧延温度が約７ ５０°Ｃで、冷間圧延度が２５％以下か８０％以上になり、耳形成に対して望ま しくない６００°Ｃ以上の再結晶温度で処理すべきである。

更に、焼きならしはコイルでなく、連続焼鈍でのみ行える。その理由は、高温で 帯板が付着するからした種類の冷間圧延した鋼薄板又は銅帯板は公知である。チ タン含有量は、炭素、酸素、硫黄及び窒素の含有量に応じて０．１５％までの値 に上昇し、巻き付は温度は７００°Ｃ以上であるか、あるいは少なくとも５８０ °Ｃであって、引き続いて熱間帯板を７００°Ｃ以上に加熱する。更に、７０− ８５％の冷間圧延度と７００−９００°Ｃで最大２分間の保持時間で連続焼鈍す るとよい。材料に耳が形成される証拠は見当たらなの冷間圧延鋼に対して、スラ ブ昇温温度は１１００°Ｃ以上で、Ａｒ３以下の圧延温度、３２０−６００°Ｃ の巻き付は温度、及び再結晶させる連続焼鈍が推奨される。

この場合、最大０．００５％の炭素、最大０．００４％の窒素及び最大０．０２ ％のニオブを有する鋼が、アルミニューム、クロム、ボロン又はタングステンの 一つ又はそれ以上を組み合わせて使用すべきである。１゜２以上の高い平均ｒ値 が得られる。深絞り後の材料の耳形成の証拠が見当たらない。

１１００　”Ｃ以下のスラブ焼鈍温度と、最大７８０°Ｃの最終圧延温度と、少 なくとも４５０°Ｃの巻き付は温度と、ベルト炉焼鈍又は連続焼鈍で冷間圧延焼 鈍によって深絞りに適した鋼を製造する他の方法がヨーロッパ特許第１２０９７ ６号明細書に開示されている。この方法は２程度のｒ値が得られているが、耳部 分の形成値は報告されていない。

一般に、熱間帯板は良好な準等方性の塑性を有するが、表面の品質は充分でなく 、許容誤差が大き過ぎ、更に１．２ｖｗ以下の厚さに作製できないことが知られ ている。

それ故、この発明の課題は、Ａ１以上の温度で連続焼鈍することを省略し、それ でもコストに見合う製造ができ、耳形成のない、ないしは少なくとも耳形成の少 ない深絞り適した調帯製の薄板とそれに対応する製造方法を提供することにある 。

上記の課題は、この発明により請求の範囲第１項と第６項によって解決されてい る。

この発明の他の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

驚くことには、上記鋼に対するこの発明によるスラブ温度、焼鈍温度、圧延温度 及び巻き取り温度を利用すると、帯板鋼又は量産薄板鋼に対して優れた深絞り特 性、特に極度に耳形成のなさを与えるため、ベルト焼鈍炉中でコイルを再結晶焼 鈍するので充分であることが判る。

通常、従来の技術で鋼Ｓｔ　４　ＮＺ又はＲＳｔ　１４に対して普通の焼鈍で得 られる４９０μ１１２に相当する、うまくいった場合ＡＳＴＭ　８の粒度の値は 、再結晶焼鈍によるこの発明の方法で更に低下する。その場合、チタン含有量に 依存する冷間圧延度を選択して、更に低い降伏点の値を維持できる。この事実は 、普通の焼鈍処理用の連続焼鈍に対して大きな投下資本をしなくて済ませる利点 をもたらす。

チタンの合金添加を変えて指定された限界にすることによって、実際上耳形成の ない材料を作製するどんな所望の冷間圧延度にも調節でき、及び／又は引張強度 が３１０〜５２０　Ｎ／ａ１１”の場合、降伏点を１７５と４５０　Ｎ／／ｍｓ ＋”の間にも正確に調節できる。

作製した薄板の望ましい特性の原因の一つは、窒化チタンを早い時期に形成する 点にあるので、パン・ケーキ組織が再結晶焼鈍の期間中、窒化アルミニュームの 析出によって発生しない。

低温巻き付は温度を５２０℃に選択すると、圧延後に耳形成のない材料を保証し 、更に粒度を細分化する驚異的な熱間帯板の品質が得られる。

このように作製した熱間帯板の特別な利点は、原則として次の冷間圧延に関して 制約がなくて、冷間圧延度が少なくとも約５％で、つまり再結晶焼鈍で粗い粒度 に導く公知の臨界弱冷間加工以上に維持される点にある。はぼ耳形成のない冷間 帯板を作製する場合、今まで一定の冷間圧延度に繋がり、通常の焼鈍がなされて いない。

この発明による方法を実行でき、この発明による材料特性を得るには、合金鋼鉄 に一定のチタン含有量が不可欠であるが、この合金鋼鉄に強度を高める元素ニオ ブを添加する場合、上記製造パラメータを少なくとも冷間圧延度に関して調節す る必要があることが意外にも見つかった。

合金添加したチタンの量に応じて圧延度を変化させるには、ニオブを同時に合金 添加する場合、指定された限界で４５〜８５％の圧延度に制限される。

ニオブを合金添加することは、窒化チタンの早期形成を妨げないので、この発明 による上記合金鋼鉄の場合でも、再結晶焼鈍の期間中にパン・ケーキ組織が発生 しない。

この発明の重大な技術及び経済的意義は、ニードル軸受ケース、二分割プーリ等 のような回転対称に深絞りした部品に対して薄板を使用する点にある。

この発明による薄板は、上記の場合、耳形成を切削するような後処理を全くなし に使用できる。耳形成が少ないことは、深絞りの場合、セクター状の軟弱な壁が 生じないので、回転させる場合、絞り部品に重心のアンバランスが加わらない。

耳形成の少ない、あるいは耳形成のない冷間帯板の他の利点は周知であるので、 これ以上の説明は省略する。

若干の実施例は、この発明による方法の結果を明らかにする。

この発明による溶融体Ａ−Ｄと比較用の溶融体Ｅ−Ｆ（表１）から、２１０　＋ ｌｌｌ１の厚さのスラブがビレットにして鋳造される。押し型加熱炉で１２５０ °Ｃに昇温した後、このスラブを３１ＩＩｍ厚さの熱間帯板に圧延して、巻き取 り、そして室温まで冷却する。圧延温度と巻き取り温度は表２に示しである。酸 洗いの後、帯板は１０％〜８０％の種々の段階で冷間圧延して薄板厚さに薄くし 、新たに巻き取りを行う。この帯板はＬｕｄｗｊｇ社の構造様式の連続焼鈍炉中 で７００″Ｃにして加熱され、１．１　ｔ／ｈ〜１．９　ｔ／ｈの装填量で再結 晶焼鈍され、次いで炉中で１２０″Ｃに冷却される。１〜１．２％の歪みで圧延 表面処理して、この帯板を薄板の量産規格板に仕上げる。

直径９０ないしは１８０ＩｌｌＩｌの円形板金板が、カップに対して５０　ｋＮ の保持力の場合、５０ないしは１００　ａｍの引き抜きパンチで深絞りされる。

第１図には、三種の異なったカップが示しである。

これ等のカップは、以下に使用する用語、耳形成のある（第１ａ図）、耳形成の すくない（第１ｂ図）及び耳形成のない（第１ｃ図）を定義している。市販の突 起測定装置を用いて、特に僅かな突起差を有する耳形成の少ない又は耳形成のな いカップの耳形成の高さを測定することば、深絞りに僅かなパリがある時に既に カップの縁で問題になる。

上記の定義は、カップの耳形成の度合いを示す第１０図に対して種々の溶融体か ら理解される。７１０°Ｃで巻き付けされた鋼鉄Ｅは約２５％以下の圧延度での み耳形成がなく、３０〜５０％の圧延度の範囲で必ず耳形成が少ないと言うこと が認識される。従来の技術による５００℃で巻き取った比較用鋼鉄Ｆに対して、 ３０％以上の圧延度の場合、耳形成が確認される。

第８図と第９図の写真が、この事実を如実に示している。

この発明により圧延され、焼鈍された鋼鉄Ａ−Ｄを使用する場合、上記カップは チタン含有量に応じて種々の圧延度の場合、種々の深絞り結果を示す。

即ち、 ０．０１％のチタンを有する鋼鉄Ａ： キャンプは、ε＝３０〜５０％の冷間圧延度の時、完全に耳形成がなく、２０％ ないしは６０％の圧延度の間で耳形成のないカップ絞りができる。

０．０２％のチタンを有する鋼鉄Ｂ： ε＝１０％及び５０〜８０％の時、耳形成がない。

ε＝２０％ｉ　　４０％の時、耳形成が少ない。

０．０３％のチタンを有する鋼鉄Ｃ１／Ｃ２、この場合、ＣＩは５００°Ｃで、 またＣ２は４５０°Ｃで巻き付けされている： ε＝１０〜２０％及び６０〜８０％の時、耳形成がない。

ε＝　３０％；５０％の時、耳形成が少ない。

０．０４％のチタンを有する鋼鉄Ｄ： ε−６０〜７０％及び２０％の時、耳形成がない。

ε＝１５％、２５％；５５％；８０％の時、耳形成が少ない。

鋼鉄Ａ−Ｄに対する曲線を比較すると、合金元素チタンの中間値、例えば０．０ ２５％チタンで一鋼鉄Ｂから出発して一１５％又は２０％までの冷間圧延度及び ８５％までの冷間圧延度の時、耳形成のないカ特表千３−５０３１８５　（４） ツブ絞りが期待できる、即ち曲線が右に移動する傾向が読み取れる。つまり、０ ．０１〜０．０２％の間の値の場合、「耳形成のない」冷間圧延度のずれは逆に 低い変形比に近づく。

第１０図と表１又は２の鋼鉄に相当する第３〜７図の深絞りカップの写真は、こ の結果を明確に示している。

「耳形成のない」歪みには、それぞれ一定の引張強度のレベルと伸び限界のレベ ルが対応しく第１Ｉ図）、大きな耳形成は最低の伸び限界／引張強度の時に同時 に確認できることが、意外にも判る。

具体例：　鋼鉄　Ｂ 伸び限界レベルＲ９゜、２＝＝　４００−３５０　Ｎ／閘ＩＩ＋２引張強度レベ ルＲ，＝　４５０　’−４００Ｎ／ｍｍ”Ｒｐｏ、ｚ＝　１８０　Ｎ／ｍｓ＋２ 及びＲ−＝　３２０　Ｎ／ｖａｖａ”Ｒ，０，２＝　２５０−２８０　Ｎ／ｍｍ ”及びＲ，＝　３６０−３７０　　Ｎ／ｍｍ” 上記の認識は、パラメータ、チタン含有量と冷間圧延度を変え、同じ部材の強度 を材料又は機能に合わせた選択ができる。

表２には、第１２図に対応して、この発明によって得られた粒度がＡＳＴＭの単 位で示しである。従来　″の技術によるチタンを添加しない鋼鉄に比べて、達成 できる粒度の細分化は著しくて、ＡＳＴＭ　１１に達する。

最も粗い粒界はＴｉの添加が少なく、圧延度が低い場合に得られる（ＡＳＴＭ７ ）。これに比べて、鋼鉄Ａ−Ｄでは、粒度に対する熱間帯板の値（Ａ３７Ｍ９− １０）が第１２図から読み取れる。

鋼鉄Ｃ（変形種Ｃ３−Ｃ３）に対して、巻き取り温度Ｔｈと焼鈍装填量Ｐｇを可 変した試験が行われた（表３）。１．１−１．９　ｔ／ｈの連続焼鈍炉の装填量 に変動がある間、粒度と一様な等方性に悪い影響はないが、はぼ同じ圧延温度で 巻き取り温度を７１０　”Ｃに上げると、粒界の粗大化と一様な等方性が悪化す る結果になる。

第２ａ、２ｂ、２ｃ図には、５０　ｋＮの保持力の場合１１００１１ＩＩのパン チで深絞りされる１８０　ｍｍの板金製のカップに対する結果が示しである。

表１には、上記の方法でこの発明により使用される下記鋼鉄、ニオブ添加が０． ０５％又は０．０６％の場合、ｏ、ｏｉ％チタンを有する鋼鉄ＧＸ　０．０２％ チタンを有する鋼鉄Ｈ及び０．０６％チタンを有する鋼鉄Ｉの溶融体分析も列記 しである。これに対して、０．０５％のニオブが添加されているが、チタンを含 有してない比較用鋼鉄Ｋが掲げである。この発明による溶融体Ｇ−Ｉ及び比較用 の溶融体Ｋから、ビレットの２２０　ｍ＋ｓの厚さのスラブを鋳造した。挿入炉 で１２５０　’Ｃに加熱した後、これ等のスラブを４１１ＩＩＩ厚さの熱間帯板 に圧延し、巻き取り、そして室温まで冷却した。圧延温度は８８０°Ｃで、巻き 取り温度は５１０’Ｃであった。酸洗いの後、これ等の帯板を１０〜８０％の種 々の段階で冷間圧延して薄板厚さに薄くし、新たに巻き取った。巻き取りの後、 コイル状の帯板をＬｕｄｓｍｉｇ社の様式の連続焼鈍炉中で７００℃にして加熱 し、装填量が一時間当たり１．１トンないしは１．８トンで、再結晶焼鈍を行い 、次いでこの連続炉を１２０℃に冷ました。１．１％の歪みで表面処理した後、 この帯板を量産規格の薄板にした。９０　ｍｓ直径の薄板板金を直径５０ＩＩ１ １の絞りパンチで深絞りしてカップにした（第１３〜１６図）。

合金中にチタンを含有していなく、それ以外では同じ鋼鉄の種類に属する比較用 の鋼鉄Ｋに対して、第１６図は検査した冷間圧延度の何れでも耳形成のない深絞 りが不可能であったことが明白に示されている。

この発明により圧延し、焼鈍された鋼鉄Ｇ−１を使用する場合、カップは種々の 冷間圧延度の時、チタン含有量に応じて殆ど同じ深絞り特性を示す。

０．０１％チタンを有する鋼鉄Ｇ（第１３図）：これ等のカップは、ε＝４５〜 ８５％の冷間圧延度の時、耳形成の少ない類になり、約６０〜８０％の冷間圧延 度の時耳形成のない類になった。

０．０２％チタンを有する鋼鉄Ｈ（第１４図）：ε＝５５〜８５％の範囲では耳 形成が少なく、６０〜７５％の範囲で確実に耳形成がない。

０．０３％チタンを有する鋼鉄■（第１５図）＝６０〜７０％の冷間圧延度の範 囲で耳形成がない。

この発明により作製した鋼鉄の場合、例えばチタン含有量が０．０１％の時、深 絞り仕上げした薄板には、チタンのみ合金にした材料の特性値より５ＯＮノ＋ｓ ｍ”以上だけ大きい伸び限界値と引張強度値が確認できる。

表１に列記したこの発明による溶融体り又はＭは上記分析限界で燐を含有してい るが、鋼鉄Ａ−Ｆと同じように処理された。巻き取り温度は５１０ないしは５０ ０°Ｃであった。６６％の冷間圧延で全帯板にわたって一定の結果が検出され、 帯焼鈍の有効性が証明された。深絞り検査で作製されたこれ等のカップは第１７ 図又は第１８図に示しである。これ等のカップは耳形成のない材料が帯板の初め （位置０）でも帯板の他の４分片から帯板の終わり（位置１）でも生じることを 示している。

特表千３−５０３１８５　（５） 、表−」工 鋼Ｔｗ　Ｔｈ　Ｋ図 ℃　　°Ｃ最小／最大 Ａ　　　８６０　　４９０　　１０／７　　　　　　３Ｂ　　　８７０　　５０ ０　　１１／９　　　　　　４Ｃ１８７０５００１１／９　　　　　　５Ｃ２８ ８０４５０１１／９　　　　　　６Ｄ　　　８９０　　４３０　　１１／９　　 　　　７Ｅ　　　９００　　７１０　　９／４　　　　　　８Ｆ　　　８９０　 　５００　　９／６　　　　　　９ま一ユ 鋼　　Ｔｗ　　　Ｔｈ　　　Ｐｇ　　　Ｋ　　　　Δｒ　　　　図°ＣＣｔ／ｈ 　　　　　最小／最大 Ｃ３８８０５２０１，１９−１０−０，０７／＋０．０６２ａＣ４９１５５４０ １，９９−１０−０，０４／＋０．０８２ｂＣ５８７０７１０１，９８−９＋０ ．０９／＋０．１７２ｃ表２と３では、下記を意味する。

Ｔ−圧延最終温度 Ｔｈ　　　巻き取り温度 Ｋ　　　　ＡＳＴ台の粒度 ｐｇ　　　焼鈍装填量 Δｒ　一様な等方性 ＯＤ　　　　　　　　Ｏ 〇５尖り’ａ’（、、に尖９８°々　、２ミ　実クリ補正書の写しく翻訳文）提 出書（特許法第１８４条の７第１項）ｉ！：；：：；；：；；；：＝；１：：： ｊ；：＝ｊに−：ゴＩＦ平成　２年　６月１１日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．熱間圧延及び冷間圧延後に焼鈍され、重量パーセントで以下の組成： 最大０．１０　　　　　％の炭素 最大０．４０　　　　　％の珪素 ０．１０〜１．０　　　％のマンガン 最大０．０８　　　　　％の燐 最大０．０２　　　　　％の硫黄 最大０．００９　　　　％の窒素 ０．０１５〜０．０８　％のアルミニユーム０．０１〜０．０４　　％のチタン 最大０．１５　　　　　％の銅、バナジエいさム、ニッ　　　　　　　　　　　 　ケル群の一つ又はそれ以　　　　　　　　　　　　上の元素 残りは鉄と不溶解性不純物 を有する鋼鉄製の加工性の良好な冷間圧延された薄板又は帯板を作製する方法に おいて、スラブを１１２０℃以上で加熱し、Ａｒ３点以上の圧延温度で高温帯板 に圧延し、５２０±１００℃で巻き取り、冷間圧延した後、コイルにして再結晶 させる焼鈍を行うことを特徴とする方法。
2. ２．チタン含有量に応じて、以下の変形度（ε）：約０．０１％のチタン：　ε ２０−６０％，　　　　　　　　　　　　好ましくは３０−５０％約０．０２％ のタン：　　ε５−２０％，　　　　　　　　　　　　好ましくは１０−１５％ 　　　　　　　　　　　　又はε４０−８５％，　　　　　　　　　　　　好ま しくは５０−８０％約０．０３％のチタン：　ε５−２５％，　　　　　　　　 　　　　好ましくは１０−２０％　　　　　　　　　　　　又はε５０−８５％ ，　　　　　　　　　　　　好ましくは６０−８０％約０．０４％のチタン：　 ε１５−２５％，　　　　　　　　　　　　好ましくは２０％　　　　　　　　 　　　　又はε５５−８０％，　　　　　　　　　　　　好ましくは６０−７０ ％で冷間圧延し、次いでＡ１以下の温度で再結晶焼鈍し、その後、約１％の歪み で表面処理することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の冷間圧延した薄板又 は帯板を作製する方法。
3. ３．更に０．０１−０．０６％のニオブを含有する鋼鉄が使用されることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の方法。
4. ４．チタン含有量に応じて、以下の変形度（ε）：灼０．０１％のチタン：ε４ ５〜８５％約０．０２％のチタン：ε５５〜８５％約０．０３％のチタン：ε６ ０〜７０％で冷間圧延し、次いでＡ１以下の温度で再結晶焼鈍を行い、その後約 １％の歪みで表面処理することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の冷間圧延 した薄板又は帯板を作製する方法。
5. ５．鋼鉄を冷間圧延後固定束にして焼鈍することを特徴とする請求の範囲第１〜 ４項の何れか１項に記載の方法。
6. ６．請求の範囲第１〜５項に指定した方法の一つによって作製され、指定した組 成の鋼鉄製の深絞りに適した薄板又は帯板において、０．０１％のチタン含有量 に対してＡＳＴＭ７より微細で、０．０１５〜０．０４％のチタン含有量に対し てＡＳＴＭ９より微細なフエライト粒径を有する再結晶組織によって特徴付けら れる深絞りに適した薄板又は帯板。
7. ７．チタン含有量は窒素含有量の少なくとも３，５倍に等しいことを特徴とする 請求の範囲第６項に記載の深絞りに適した薄板又は帯板
8. ８．主として回転対称の部品を耳形成の少ない深絞りをするために、請求の範囲 第１〜５項の何れか１項の方法で作製した薄板又は帯板を使用すること。
9. ９．深絞り、特に回転対称な部品を作製するために、請求の範囲第１項又は第３ 項の鋼鉄を使用すること。