JPH0699760B2

JPH0699760B2 - 超深絞り用溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0699760B2
Application number: JP62075094A
Authority: JP
Inventors: 修二中居; 信一郎勝
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-03-28
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS63241122A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、焼付硬化性を有すると共に遅時効性の超深
絞り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものであ
る。

＜背景技術＞近年、省資源・省エネルギーの思想は産業界の隅々にま
で浸透しているが、例えば自動車業界においても、重量
を軽減して燃料消費量を節減すべく乗用車を始めとした
各種自動車類に高強度冷延鋼板の使用が一般化してき
た。そして、これに伴ってより一層強度が高く、かつ深
絞り性の一層向上した冷延鋼板に対する要求も益々厳し
いものになってきた。

一方、自動車類にあっては、寒冷地において道路に撒か
れる岩塩等の凍結防止剤への対応策も問題となってお
り、これらの観点から使用鋼板の耐食性に対してもより
一段と厳しい要求がなされるようになり、防食めっき層
を有する深絞り用高強度冷延鋼板が求められるようにな
った。

勿論、従来から強度が高くしかも深絞り性の一段と向上
した超深絞り用高強度冷延鋼板の開発には多大な努力が
払われており、これまでにも、例えば極低Ｃ鋼にＰを添加したAlキルド鋼板、極低Ｃ鋼にＰを添加したNbキルド鋼板、極低Ｃ鋼にTi及びNbを添加し、更にＰ含有量を抑え
た鋼板（特開昭59−31827号公報）、等が提案されてきたが、上記及びの鋼板では十分に
満足できるランクフォード値（ｒ値）を確保することが
難しい上に低降伏比とはならないので、スタイリングの
面から複雑なプレス成形加工を必要とする自動車向け等
の超深絞り用冷延鋼板としては不満足なものであり、ま
た前記の鋼板では焼付硬化性を得ることができない
上、二次加工脆性の問題が完全に解消されていなかっ
た。ここで、二次加工脆性とは、例えばプレス等で絞り
成形した円筒を口端から押し拡げた場合に脆性割れを生
じると言う形で現れるものであり、結晶粒界強度の低い
極低Ｃ系材料の欠点として存在することが知られてい
る。

＜問題点を解決する手段＞本発明者等は、従来の深絞り用冷延鋼板に見られる上述
のような問題点を踏まえた上で、冷延鋼板に優れた深絞
り性を確保するには常温時効の防止が不可欠であり、し
かもこれに自動車用高張力鋼板等としても十分に満足で
きる耐デント性を付与するには少なくとも3kg/mm²以上
の焼付硬化量を確保する必要がある上、加えて自動車用
鋼板等として要求される耐食性を備えしめるには好適め
っき条件で能率良く防食めっきすることが欠かせないと
の観点に立ち、十分な遅時効性を有していて極めて優れ
た深絞り性を示すと共に、十分な焼付硬化性を備え、か
つ二次加工脆性等の問題が払拭された超深絞り用防食め
っき鋼板を能率良く安定して提供すべく研究を行った結
果、「素材鋼として、Ｃ及びＮ量を低減し、かつTiを添加し
て常温時効を抑制した鋼を使用すると共に、そのＰ含有
量を確保してＣ低減による強度低下を補償し、更にＢを
添加することにより極低Ｃ−高Ｐ鋼に生じがちな二次加
工脆性を抑え、しかもTi量をより適切に注意深く調整す
ると共に固溶Ｃ量調整のためのNbをも適量添加したもの
を使用した上で、これに所定の熱間圧延を施しかつ冷間
圧延して得た冷延鋼板を、熱処理と溶融亜鉛めっき処理
とが結合した“ゼンジミア型連続亜鉛めっきライン”に
て適切な“焼鈍”とこれに続く“低温域滞留処理”とを
施すと微妙な固溶Ｃ制御が安定・確実に行えることとな
って適切な焼付硬化量が確保できるようになり、しかも
この“低温域滞留処理”に引き続いて溶融亜鉛めっき処
理を行うと密着性に優れた亜鉛めっき層が形成され、優
れた深絞り性、十分な焼付硬化性並びに良好な遅時効性
を有する耐食性に優れた超深絞り用めっき鋼板が得られ
る」との知見を得るに至ったのである。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 C:0.001〜0.006％（以下、成分割合を表わす％は重量％
とする）， Mn:0.06〜0.40％,P:0.100％以下,S:0.030％以下， Ti:0.003〜0.020％で、かつ式を満足する値， Nb:0.060％以下で、かつ式を満足する値， N:0.0040％以下， sol.Al:0.010〜0.090％， B:0.0002〜0.0010％， Fe及び不可避的不純物：残りから成る成分組成の鋼をAr₃点以上の温度域で熱間圧延
した後600℃以下で巻取り、次いで酸洗、冷間圧延の
後、ゼンジミア型連続亜鉛めっきラインにて、例えば第
１図で示すヒートパターンの如く、再結晶温度以上900
℃以下の温度で焼鈍してその後の700〜500℃区間を冷却
速度:1℃/sec以上で冷却すると共に、更にその途中の48
0〜430℃の温度域に20〜120秒滞留せしめ、引き続いて
溶融亜鉛めっきを施すことにより、優れた深絞り性、焼
付硬化性並びに遅時効性を有する耐食性に優れた超深絞
り用溶融亜鉛めっき鋼板を安定かつ高能率で量産し得る
ようにした点、に特徴を有するものである。

続いて、この発明において、素材鋼の成分組成、熱間圧
延条件並びに熱処理条件を前記の如くに限定した理由を
説明する。

Ａ）素材鋼の成分組成（ａ）ＣＣは鋼板に焼付硬化性を付与するために必要な成分であ
り、その含有量が0.001％未満では所望の焼付硬化量を
確保することができない。一方、Ｃ含有量が0.006を超
えると常温時効性が大きくなって超深絞り用鋼板として
の性能が劣化する。従って、Ｃ含有量は0.001〜0.006％
と定めた。

（ｂ） Mn Mnは鋼の熱間加工性を確保するのに必要な成分であり、
その含有量が0.06％未満では赤熱脆性による表面疵の発
生を完全に防止することができず、一方、0.40％を超え
て含有させると固溶硬化により絞り性の劣化を招く上、
焼付硬化量の制御も困難になることから、Mn含有量は0.
06〜0.40％と定めた。

（ｃ）ＰＰには鋼板の強度を向上させる作用があり、所望の強度
を確保するために積極的に含有せしめられる成分である
が、0.100％を超えて含有させるとユーザーでのスポッ
ト溶接性能に劣化を来たすことから、Ｐ含有量は0.100
％以下と定めた。

なお、Ｐ含有量は所望する強度によって調整されるもの
であるが、強度改善効果を確保するには少なくとも0.03
0％以上含有させるのが好ましい。

（ｄ）ＳＳは鋼中に必然的に随伴される不純物元素であるが、そ
の含有量が0.030％を超えると赤熱脆性による表面疵を
生じ易くなることから、Ｓ含有量は0.030％以下と定め
た。

（ｅ） Ti Ti成分には鋼中のＮを固着して常温時効を防止する作用
があるが、その含有量が0.003％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方、0.020％を超えて含有させ
るとＮやＳのほか、Ｃまでも析出物となり、焼付硬化量
が減少することから、Ti含有量は0.003〜0.020％と定め
た。

また、鋼中のＮを確実にTiNとして析出させるために
は、Ｎ含有量との関係で〔48/14×Ｎ（％）〕以上のTi
量（％）を確保する必要がある。

一方、Tiは鋼中のＳやＣとも結び付いてTiSやTiCを析出
する傾向を見せるが、Tiとの結合力の強さはＮ→Ｓ→Ｃ
の順である。従って、Ｎ及びＳと結び付く量以上のTiが
過剰に存在すると、Ｎ及びＳと結び付いた残りのTiがTi
Cとなって析出し、焼付硬化性確保に必要な固溶Ｃを減
少させることとなる。このため、このような減少を生じ
させないためにはTi含有量を以下に抑える必要がある。

従って、Ti含有量は0.003〜0.020％の範囲内で、かつ式を満足する値と定めた。

（ｆ）この発明の方法にて製造される溶融亜鉛めっき
鋼板は、適量の固溶Ｃ量によって所望の焼付硬化性を確
保するようにしたものてあるが、Ｃ量の調整やTi量の調
整のみでは固溶Ｃ量を確実に制御することはできない。
そこで、焼鈍に引き続く低温域滞留処理によって固溶Ｃ
の一部をNbCとして析出させ、固溶Ｃ量の適正化を図る
必要がある。

このため、適量のNb添加は必須であるが、Nb含有量が
〔93/12×Ｃ（％）〕の値未満であると固溶Ｃ量の調整
が不十分で常温時効性が増大する。一方、0.060％も含
有させれば固溶Ｃの固着に十分であり、しかもこの量を
超えて含有させても硬化は飽和してしまうことから、Nb
含有量は0.060％以下で、かつ式を満足する値と限定した。

（ｇ）ＮＮも鋼中に必然的に随伴される不純物元素であり、常温
時効の原因となるので少ない程好ましいが、特にその含
有量が0.0040％を超えるとＮを固着するためのTi量の増
加を招いてコスト的に不利となることから、Ｎ含有量は
0.0040％以下と制限した。

（ｈ） sol.Al sol.Alは鋼の脱酸剤として重要な成分であり、十分な脱
酸を行うためには少なくとも0.010％の含有量を確保す
る必要があるが、0.090％を超えて含有させてもその効
果が飽和してしまうことから、sol.Al含有量は0.010〜
0.090％と定めた。

（ｉ）ＢＢはＰが結晶粒界に偏析するよりも早く結晶粒界に偏析
しての悪影響を抑え、鋼板の二次加工脆化を防止する作
用を有しているが、その含有量が0.0002％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方、0.0010％を超えて
含有させてもその効果が飽和して仕舞うことから、Ｂ含
有量は0.0002〜0.0010％と定めた。

この発明で対象とする素材鋼の成分は以上の成分を含有
するものであるが、その他、やはり鋼中に存在するSiは
固溶効果によって深絞り性に悪影響を及ぼすので0.05％
以下に抑えるのが好ましい。

Ｂ）熱間圧延条件（ａ）仕上温度熱間圧延仕上温度がAr₃点の温度を下回ると熱延下の結
晶方位が絞り性に好ましくないものとなって、亜鉛めっ
き鋼板の深絞り性が低下する。従って、熱間圧延はAr₃
点以上の温度域で仕上げることと定めた。

（ｂ）巻取り温度 Tiにて十分に鋼板中のＮを固定してTiNとするために
は、巻取り温度は十分に低くしてもその効果は変わらな
い。一方、巻取り温度が600℃を上回るとNbCの形成が十
分過ぎ、連続溶融亜鉛めっきラインでNbとＣの分離固溶
が抑制されて固溶Ｃの制御が困難となる。

従って、熱延巻取り温度は600℃以下と定めた。

Ｃ）焼鈍条件（ａ）焼鈍温度この発明の方法で製造される溶融亜鉛めっき鋼板の焼付
硬化性は適量（約10ppm）の固溶Ｃ量によって得られる
が、このためには良加工性の組織を得るための再結晶焼
鈍を調整し、形成されているNbCを一旦溶解して固溶Ｃ
を生じさせる必要がある。ただ、焼鈍温度が900℃より
も高くなると異常粒成長が生じることから、焼鈍温度は
再結晶温度以上900℃以下と限定した。

（ｂ）焼鈍後の冷却速度焼鈍終了後の冷却時における冷却速度が遅くなって１℃
/sec未満となると、NbCが再び析出して所望の固溶Ｃ量
を確保できなくなる。なお、前記冷却速度の上限は格別
に存在しないが、実際には100℃/secを超える冷却速度
とする必要はない。

Ｄ）低温域滞留条件前記焼鈍によって再結晶とNbCの溶解、固溶Ｃの確保が
なされたが、前記焼鈍・急冷処理を実施するとＣは10pp
m以上、少なくとも30ppm以上程度固溶してしまうことと
なる。従って、このままでは固溶Ｃが多過ぎて焼付硬化
量は大きくなるが常温時効も大きくなって“超深絞り
用”としては不適となる。

このため、焼鈍後の冷却の途中において480〜430℃の温
度域に20〜120秒滞留（保持又は徐冷）させて固溶Ｃの
一部をNbCとして析出させ、適量の固溶Ｃとしなければ
ならない。

この低温保持又は徐冷を、480℃を超える温度域で実施
するとNbCの析出が生じ過ぎて焼付硬化性が小さくな
り、一方、低温保持又は徐冷の温度域が430℃を下回る
と溶融亜鉛めっきの密着不良を来たすようになる。

また、上記温度域での滞留時間が20秒未満であると固溶
Ｃ過多による耐時効性が劣化し、一方、該時間が120秒
を超えるとやはりNbCの析出が生じ過ぎて焼付硬化性が
小さくなる。

このようなことから、低温滞留処理は480〜430℃の温度
域で20〜120秒間実施することと定めた。

以上のように処理された冷延鋼板は、通常は1.5％以下
の伸び率で調質圧延され溶融亜鉛めっきされるが、溶融
亜鉛めっき種類には格別な制限はなく、溶融亜鉛めっき
を施すのみでも良いし、引き続いて合金化処理を行って
も良い。

次いで、この発明を実施例によって説明する。

＜実施例＞まず、常法によって第１表に示す如き成分組成の連続鋳
造スラブを製造し、続いて、これに第２表に示す条件で
熱間圧延を施して板厚3.0mmの熱延コイルとした後、酸
洗、冷間圧延によって板厚0.8mmの冷延鋼板を得た。

次に、得られた冷延鋼板を、ゼンジミア型連続溶融亜鉛
めっきラインにて焼鈍，低温滞留処理，調質圧延（延び
率:1％）及び溶融亜鉛めっき処理して亜鉛めっき鋼板と
したが、その処理条件は第２表に示す通りであった。

このようにして製造された溶融亜鉛めっき鋼板の“引張
り性質",“遷移温度”並びに“焼付硬化量”を調査し、
その結果を第２表に併せて示した。

ここで、“遷移温度”とは、脆性割れを発生する境界温
度を意味し、絞り比1.6の円筒を絞り成形した後これを
円錐台に被せ、衝撃を加えて押し込んで脆性割れを調べ
る方法により測定した。

また、“焼付硬化量”は、２％の予歪を引張りによって
付加した後に再び引張ったときの降伏点の上昇量として
測定した。

第２表に示される結果からも明らかなように、本発明の
条件通りに製造された鋼板は優れた深絞り性と適度の焼付硬化量を示すのに対して、製造条件が
本発明で規定する条件から外れたものは、焼付硬化性を
期待する超深絞り用亜鉛めっき鋼板として十分に満足で
きる特性を有しないことが分かる。

＜効果の総括＞以上に説明した如く、この発明によれば、優れた深絞り
性、焼付硬化性並びに遅時効性を有する耐食性に優れた
超深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板を安定かつ高能率で量産
することができ、厳しい内容の自動車用鋼板としての要
求にも十分に応えることが可能であるなど、産業上極め
て有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る“ゼンジミア型連続溶融亜鉛
めっきラインでの冷延鋼板の処理例”のヒートパターン
を示した線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 2/02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量割合にて C:0.001〜0.006％,Mn:0.06〜0.40％,P:0.100％以下,S:
0.030％以下， Ti:0.003〜0.020％で、かつ式を満足する値， Nb:0.060％以下で、かつ式を満足する値， N:0.0040％以下,sol.Al:0.010〜0.090％， B:0.0002〜0.0010％,Fe及び不可避的不純物：残りから成る成分組成の鋼をAr₃点以上の温度域で熱間圧延
した後600℃以下で巻取り、次いで酸洗，冷間圧延の
後、ゼンジミア型連続亜鉛めっきラインにて、再結晶温
度以上900℃以下の温度で焼鈍してその後の700〜500℃
区間を冷却速度:1℃/sec以上で冷却すると共に、更にそ
の途中の480〜430℃の温度域に20〜120秒滞留せしめ、
引き続いて溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする、焼
付硬化性を備えた超深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法。