JPH0762209B2

JPH0762209B2 - 複合プレス成形性の優れた冷延鋼板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0762209B2
Application number: JP2302697A
Authority: JP
Inventors: 輝昭山田; 昌彦織田; 勇三西本; 通博濃野; 弘久保
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH04176843A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は鋼板のT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅が1.90以
上の特性値を有する複合プレス成形性の優れた冷延鋼
板、及びその鋼板を連続焼鈍で製造する方法に関するも
のである。

（従来の技術）冷延鋼板のプレス成形性を向上させる技術については、
全伸びが54％以上値が2.0以上の超加工性冷延鋼板を
ステップ加熱を有する箱焼鈍による方法が特開昭63−21
0243号公報、極めて高い値やr₄₅及びElの鋼板の製造
方法として特開昭61−113724号公報がある。

最近、自動車のプレス部品の中には例えばホイルハウス
インナーの様に複雑な形状を有する物も多くあり、その
成形性が極めて難しくなってきている。本発明者等も、
これらプレス部品に対し、先に本発明者等が発明した極
めて高い値やr₄₅及びElの鋼板の製造方法の特開昭61
−113724号公報の方法を適用して製造した鋼板を自動車
メーカーに供給してきたがプレス不良が多発するという
問題が生じてきている。

（本発明が解決しようとする課題）本発明で解決しようとする課題は、鋼板のT.S₄₅が28.5
〜31.0kgf/mm²,r₄₅が1.90以上の特性値を有する複合プ
レス成形性の優れた冷延鋼板、及びその鋼板を連続焼鈍
で製造する方法を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明者等は、例えばホイルハウスインナーの様に複雑
な形状を有する深い絞り成形と張り出し成形及び絞りビ
ードを有するこれら部品（以下複合成形部品と記す）の
実プレスにおいて、優れたプレス成形性（以下複合プレ
ス成形性と記す。）が得られる冷延鋼板の開発と、その
鋼板を連続焼鈍で製造する方法について、鋭意検討し、
以下の結果を見いだしたものである。

本発明の要旨は下記の通りである。

（１）Ｃ≦0.0025％,Si≦0.05％,Mn≦0.30％,P:0.007
〜0.030％,S≦0.020％,solAl≦0.080％,N≦0.0030％,T
i:0.025〜0.120％,Nb:0.003〜0.020％,B≦0.0004％，残
部不可避的不純物及び鉄よりなり、鋼板の圧延方向と45
゜方向の引張り強さ（以下T.S₄₅と記す）が28.5〜31.0k
gf/mm²,圧延方向と45゜方向のｒ値（以下r₄₅と記す）が
1.90以上の複合プレス成形性の優れた冷延鋼板。

（２）Ｃ≦0.0025％,Si≦0.05％,Mn≦0.30％,P:0.007
〜0.030％,S≦0.020％,solAl≦0.080％,N≦0.0030％,T
i:0.025〜0.120％,Nb:0.003〜0.020％,B≦0.0004％，残
部不可避的不純物及び鉄よりなる鋼片を、加熱し、880
〜940℃で熱間仕上げ圧延を終了し、1.5sec以内に急冷
を開始し少なくとも850℃までを50〜200℃/secの冷却速
度で冷却し、680〜770℃で巻き取り、熱延鋼帯とし、70
％以上の冷延率で冷間圧延を行い、その後、連続焼鈍に
て750〜900℃で再結晶焼鈍を行こなうことを特徴とし、
鋼板の圧延方向と45゜方向の引張り強さT.S₄₅が28.5〜3
1.0kgf/mm²,圧延方向と45゜方向のｒ値r₄₅が1.90以上の
特性値を有する複合プレス成形性の優れた冷延鋼板の製
造方法。

以下に本発明について詳細に述べる。

最初に、第一発明に付いて説明する。本発明者等は、例
えばホイルハウスインナーの様に複雑な形状を有する深
い絞り成形と張り出し成形及び絞りビードを有するこれ
ら部品（以下複合成形部品と記す）の実プレスにおい
て、優れたプレス成形性（以下複合プレス成形性と記
す。）が得られる冷延鋼板の開発を行うため、先ず最初
に、日本鉄鋼協会講演論文集Vol.3 No.6 1990 P.1771に
紹介したEl＝51.0,＝2.52,r₄₅＝2.40と極めて優れた
材質を有する冷延鋼板を含め、El,,r₄₅に優れた材質
を有する冷延鋼板を複合成形部品に適用し、実プレス成
形性を調査した。その結果、上述のEl＝51.0,＝2.52,
r₄₅＝2.40と極めて優れた材質を有する冷延鋼板を含
め、El,,r₄₅の材質が良好であるにも関わらず実プレ
ス成形性が悪いものが多数発生したという従来の知見で
は考えられない結果となった。

そこで、本発明者等は、これらの複合プレス成形性と材
料特性値との関係を詳細に検討した結果、鋼板のT.
S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅が1.90以上の特性値を有
し、更に、Ｂ含有量が0.0004％以下、好ましくは0.
0002％以下である鋼板は優れた複合プレス成形性が得ら
れることがわかった。尚、前述の日本鉄鋼協会講演論文
集Vol.3 No.6 1990 P.1771に紹介した冷延鋼板は自動車
のオイルパン用として試作したため、各筒成形後の二次
加工脆性を防止するためＢを0.0008％含有せしめた冷延
鋼板であったので、上述の如く実プレス複合プレス成形
性が悪かったものと思われる。

第１図は、上述のこれらの複合プレス成形性と材料特性
値との関係を詳細に検討した結果を図示したもので、
鋼板のT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅が1.90以上の特
性値を有し、更に、Ｂ含有量が0.0004％以下、好ま
しくは0.0002％以下である鋼板は優れた複合プレス成形
性が得られ、本発明の鋼板が、例えばホイルハウスイン
ナーの様に複雑な形状を有する深い絞り成形と張り出し
成形及び絞りビードを有するこれら部品の実プレスにお
いて、優れたプレス成形性が得られ、その工業的価値が
優れていることがよくわかる。

上述のように、本発明の鋼板が優れた複合プレス成形性
が得られる理由は明確に解明することは困難であるが、
以下の如くと考えられる。

（１）鋼板のT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²が不可欠とな
っている理由は、例えばホイルハウスインナーの様に複
雑な形状を有する深い絞り成形と張り出し成形及び絞り
ビードを有するこれら部品の実プレスにおける成形限界
は、絞りビード部及び深い絞り成形部（ほとんどの深絞
り部品の最も厳しい深絞りを受けるのは鋼板の圧延方向
45度方向に一致する）のダイス肩Ｒ部で鋼板が流入する
ときの摩擦抵抗力と鋼板の破断耐力（T.S₄₅）の大小で
ほぼ決まるものと想定される。従って、T.S₄₅が28.5kgf
/mm²以上が自動車のこれらの複合成形部品には不可欠と
なったものと思われる。

又、T.S₄₅が31.0kgf/mm²超では鋼板の延性が劣化するた
めと思われる。

（２） r₄₅が1.90以上の特性値が必要な理由は、上述
のように45゜方向の深絞り性が必要であるためである
が、例えば、特開昭61−113724号公報で開示されている
レベルのr₄₅≦1.85では良好な複合プレス成形性が得ら
れない。

（３）含有量が0.0004％以下、好ましくは0.0002％以
下であることが必要であるのは、その理由に付いては必
ずしも明確になっていないが、本発明者等が種々検討し
た結果では、Ｂを0.0005％以上含有する冷延鋼板は、引
っ張り試験の局部伸び値が同じT.Sもので比較しても低
い値しか得られないものが多かった。従って、この様な
局部伸び値がT.Sの割には低い鋼板は、絞りビード部や
深い絞り成形部のダイス肩Ｒ部を鋼板が流入する時、厳
しい曲げ戻し加工を受け、局部伸び値が低いので加工性
の劣化が大きくなりプレス破断が生じ易くなったのでは
ないかと推定される。

更に、上記（１），（２），（３）で説明した効果は、
各々の項目でも効果があるが、全てを満足して初めて、
本発明が目的とする複合プレス成形性の優れた冷延鋼板
となるのである。尚、Ｃ≦0.0040％,Si≦0.05％,Mn≦0.
30％,P≦0.030％,S≦0.025％,solAl≦0.100％,N≦0.005
0％,Ti:0.025〜0.120％,Nb:0.003〜0.020％,B≦0.0004
％，残部不可避的不純物及び鉄よりなる冷延鋼板とした
のは、上記の特性を満足する複合プレス成形性の優れた
冷延鋼板を工業的に経済的に得る上でのベース成分であ
るからである。

以下、第二発明に付いて説明する。第二発明は、第一発
明の冷延鋼板の連続焼鈍法で製造する方法である。第二
発明の方法のポイントは、得られる冷延鋼板の特性値
を第一発明の特性値に合致するように製造条件を総合調
整し、第一発明条件を満足させた冷延鋼板を製造し、従
来にない複合プレス成形性の優れた冷延鋼板の製造方法
を提供すること、鋼の成分、熱延条件、冷延、連続焼
鈍条件を特定条件に規制し、鋼板のT.S₄₅が28.5〜31.0k
gf/mm²,r₄₅が1.90以上の特性値を有する複合プレス成形
性の優れた冷延鋼板の製造方法を提供することである。

以下に製造条件について詳細に述べる。

Ｃは、r₄₅が1.90以上の特性値の冷延鋼板を連続焼鈍で
得る上で極めて重要な元素で、Ｃ含有量が0.0025％超に
なるとこれらの特性値が得られなくなるのでＣ含有量の
上限を0.0025％以下とした。

Si,Mn,S及びＮは、何れも含有量が増えると、r₄₅が低下
し、1.90以上の特性値が得られ難くなるので、それぞれ
の含有量をSi≦0.05％,Mn≦0.30％,S≦0.020％,N≦0.00
30％とした。

Ｐは、0.007％未満では28.5kgf/mm²のT.S₄₅が得難くな
る。又、0.030％超になると二次加工性の劣化が大きく
なり過ぎるので0.030％以下とした。

solAlは、一般には脱酸剤として用いられるが、本鋼の
場合はTi脱酸をおこなっても何等差し支えがないので下
限値を規定する必要がない。solAlの含有量が増えるとr
₄₅が低下し、1.90以上の特性値が得られ難くなるので、
それぞれの含有量を0.080％以下とした。

Tiは、1.90以上のr₄₅値を得る上で極めて重要な元素
で、Ti含有量が0.025％未満になるとこの特性値が得ら
れなくなる。又、Ti含有量が0.120％超ではT.S₄₅が31.0
kgf/mm²を越えるようになるので、Ti含有量を0.025％〜
0.120％に規制した。

Nbは、1.90以上のr₄₅値を得る上でTi以上に極めて重要
な元素で、Nb含有量が0.003％未満になるとこの特性値
が得られなくなる。又、Nb含有量が0.020％超では再結
晶温度が高くなり結晶粒が細粒化しT.S₄₅が31.0kgf/mm²
を越えるようになるので、Nb含有量を0.003％〜0.020％
に規制した。

Ｂは、二次加工性を顕著に向上させる元素であるが、同
時に、前述の如く、Ｂを0.0005％以上含有する冷延鋼板
は、引っ張り試験の局部伸び値が同じT.Sもので比較し
ても低い値しか得られず、良好な複合プレス成形性が得
られなくなるので、Ｂ含有量は0.0004％以下、好ましく
は0.0002％以下であることが必要である。

熱延条件は、ＣをTiでTiCとして無害化すると共に熱延
板の結晶粒を0.025％以上のTi及び0.003％以上のNbの複
合添加効果とによって細粒化する工程である。

熱延前の加熱条件は、特に規制する必要がなく通常行わ
れる加熱条件でよいが、より軟質な鋼板を得るには、11
00℃以下の加熱温度（SRTと記す）が好ましい。

熱間圧延の仕上げ温度は、880℃未満では粗大結晶粒と
なり、r₄₅値が顕著に低下する。又、940℃超になっても
結晶粒が大きくなり過ぎ1.90以上のr₄₅値が得られなく
なるので、880〜940℃とする必要がある。

巻き取り温度（以下C.Tと記す）は、より多くのTiCの析
出と粗大化を行い優れたr₄₅値を得る上で重要な工程で
ある。680℃未満の温度ではTiCの析出と粗大化が不足と
なり優れたr₄₅値が得られなくなる。又、770℃超になる
と結晶粒の粗大化が発生するようになり1.90以上のr₄₅
値が得られなくなるので、680〜770℃とする必要があ
る。

又、熱延板の結晶粒の細粒化には仕上げ圧延後少なくと
も1.5sec以内に且つ50℃/s以上の冷却速度で少なくとも
850℃までを急冷する必要がある。この条件より、急冷
開始時間が遅かったり、急冷の温度範囲や冷却速度が不
足である場合には、結晶粒が大きくなり1.90以上のr₄₅
値が得られなくなる。

冷延率は、70％未満ではr₄₅値が低下し、本願が目的と
する冷延鋼板が得られなくなるので、冷延率は70％以上
とした。

連続焼鈍条件は、焼鈍温度が750℃〜900℃で再結晶焼鈍
を行えば本願が目的とする冷延鋼板が製造でき、特に他
の条件を規制する必要がない。焼鈍温度が750℃未満で
は1.90以上のr₄₅値が得られず、又900℃超の焼鈍温度で
は異常に結晶粒が大きくなり過ぎ28.5kgf/mm²のT.S₄₅が
得難くなるので、焼鈍温度条件を750〜900℃と規制し
た。

調質圧延は、必要に応じ行えばよいので特に規制する必
要がない。

尚、本発明は、冷延鋼板のみならず、電気亜鉛メッキ、
錫メッキ、アルミメッキ、ターンメッキなどの表面処理
鋼板の原板の製造方法としても適用できる。更に、本発
明を通常行われている連続焼鈍溶融亜鉛メッキ法に適用
しても溶融亜鉛メッキ前の再結晶焼鈍条件が本発明の条
件範囲であれば鋼板のT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅が
1.90以上の特性値を有する複合プレス成形性の優れた溶
融亜鉛メッキ鋼板が製造できる。尚、これらの表面処理
鋼板の材質特性値は、鋼板の表面にメッキされる金属或
いは合金の硬さなどの材質特性値とメッキ厚さの影響を
受け、通常はY,P,T,Sが高くなり、El,r値が低下する。
しかし、その表面処理鋼板のプレス成形性は、表皮を含
んだメッキ鋼板の特性値ではなく、その鋼板の母材の材
質で決まる。従って、本発明は、メッキ剥離後の特性値
が本発明の冷延鋼板の条件を満足する必要があり、その
様な場合に於いて、優れた複合プレス成形性が得られ
る。

（実施例）以下に本発明の効果を実施例により説明する。

第１表に示す成分、第２表に示す熱延条件（但し、仕上
げ温度は910〜930℃）で4.0mmの熱延鋼帯を製造し、冷
間圧延した0.8mmの冷延鋼板を連続焼鈍で820℃×60sec
の再結晶焼鈍し室温まで冷却した後、0.8％の調質圧延
を施し冷延鋼板を得た。

得られた冷延鋼板の機械的性質の特性値（T.S₄₅,El₄₅,r
₄₅値）を測定し、その結果を第２表に示す。

又、複合成形部品の実プレス成形性を調査するため、ホ
イルハウスインナーの実プレステストを行い、そのプレ
ス不良率を調査し、その結果を第２表に示した。

尚、試料No.10は、Zn−Niの電気メッキ（30g/mm²）を行
った本発明例で、機械的性質はメッキを剥離した後の特
性値を示す。

鋼A,B,Eは本願の発明の方法の範囲外の成分の鋼で、鋼
C,D,Fは本願の発明の方法の成分範囲内の製造条件のも
のである。

試料3,4,6,10は、本発明の方法の実施例で、何れも、複
合プレス成形性が優れた冷延鋼板として必要なT.S₄₅が2
8.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅が1.90以上の特性値が得られ、プ
レス不良率も0.5％以下の優れた成績が得られた。

試料1,2,5,7,8,9は、従来例又は比較例で、何れもプレ
ス不良率も2.2％以上の成績しか得られなかった。

試料１はNbを含まない通常のTi添加の極低炭素鋼の成分
系の従来例である。得られた特性値はT.S₄₅及びr₄₅が不
足しており、プレス不良率が100％と全く絞れなかっ
た。

試料２はＰが0.003％と本発明の範囲を外れた成分の比
較例で、得られた特性値は機械的性質はEl₄₅もr₄₅も実
施例の中で最も優れた特性値が得られた。しかし、ホイ
ルハウスインナーの実プレスのプレス不良率は4.2％と
悪いプレス成績となった。これはホイルハウスインナー
の様な複合成形部品の実プレス性は、本願の発明の鋼板
のようにT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅が1.90以上の特
性値とすることが不可欠であることがよくわかる。

試料3,4,6は第１表及び第２表に示すように成分、熱延
条件を本発明の範囲内で変化させた実施例である。本発
明の範囲内の製造条件であれば、複合プレス成形性が優
れた冷延鋼板として必要なT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r
₄₅が1.90以上の特性値が得られ、その鋼板のプレス不良
率も0.5％以下の優れた成績が得られることがわかる。

試料５は、Ｂが0.0008％と高い比較例で、得られた鋼板
のT.S₄₅とr₄₅は本発明の鋼板の機械的性質の範囲内には
いるが、プレス不良率は3.8％と極めて悪い結果となっ
ている。これは、Ｂが0.0008％と高いので鋼板の引っ張
り試験の局部伸び値が低下したためと思われる。従っ
て、Ｂ含有量を0.0004％以下とすることも重要であるこ
とがわかる。

試料7,8,9は、第２表に示すように熱延条件が本発明の
範囲を外れた比較例で、試料７はtQが、試料８はαが、
試料９はC.Tが外れており、何れもr₄₅値が1.90未満と不
足している。プレス不良率も2.2％以上と悪い。これら
の実験結果を総合的に示したのが第１図である。第１図
によれば本発明の範囲（斜線部分）はT.S₄₅が28.5〜31.
0kgf/mm²,r₄₅が1.90以上の特性値が得られ、その鋼板の
プレス不良率も0.5％以下の優れた範囲であるが、Ｂの
高い＋印のものはT.S₄₅とr₄₅は本発明を満足するがプレ
ス不良率が高く本発明には属さない。

試料No.10は、Zn−Niの電気メッキ（30g/mm²）を行った
本発明例で、メッキを剥離後の特性値が本発明の鋼板の
条件を満たしておれば、優れた複合プレス成形性が得ら
れることがわかる。

（発明の効果）以上に本発明について詳細に説明したが、本発明（１）
の冷延鋼板は優れた複合プレス成形性が得られ、本発明
（２）によれば、鋼板のT.S₄₅が28.5〜31.0kgf/mm²,r₄₅
が1.90以上の特性値を有する複合プレス成形性の優れた
冷延鋼板の製造が可能となり、その工業的価値は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複合プレス成形性と材料特性値との関係を示
す図である。

フロントページの続き (72)発明者濃野通博兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者久保弘兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献特開昭63−76848（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ≦0.0025％,Si≦0.05％,Mn≦0.30％,P:
0.007〜0.030％,S≦0.020％,solAl≦0.080％,N≦0.0030
％,Ti:0.025〜0.120％,Nb:0.003〜0.020％,B≦0.0004
％，残部不可避的不純物及び鉄よりなり、鋼板の圧延方
向と45゜方向の引張り強さ（以下T.S₄₅と記す）が28.5
〜31.0kgf/mm²,圧延方向と45゜方向のｒ値（以下r₄₅と
記す）が1.90以上の複合プレス成形性の優れた冷延鋼
板。
【請求項２】Ｃ≦0.0025％,Si≦0.05％,Mn≦0.30％,P:
0.007〜0.030％,S≦0.020％,solAl≦0.080％,N≦0.0030
％,Ti:0.025〜0.120％,Nb:0.003〜0.020％,B≦0.0004
％，残部不可避的不純物及び鉄よりなる鋼片を、加熱
し、880〜940℃で熱間仕上げ圧延を終了し、1.5sec以内
に急冷を開始し少なくとも850℃までを50〜200℃/secの
冷却速度で冷却し、680〜770℃で巻き取り、熱延鋼帯と
し、70％以上の冷延率で冷間圧延を行い、その後、連続
焼鈍にて750〜900℃で再結晶焼鈍を行こなうことを特徴
とし、鋼板の圧延方向と45゜方向の引張り強さT.S₄₅が2
8.5〜31.0kgf/mm²,圧延方向と45゜方向のｒ値r₄₅が1.90
以上の特性値を有する複合プレス成形性の優れた冷延鋼
板の製造方法。