JPH0814003B2 - 冷間圧延薄板又は帯板の製造方法 - Google Patents

冷間圧延薄板又は帯板の製造方法

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JPH0814003B2 JP1501686A JP50168689A JPH0814003B2 JP H0814003 B2 JPH0814003 B2 JP H0814003B2 JP 1501686 A JP1501686 A JP 1501686A JP 50168689 A JP50168689 A JP 50168689A JP H0814003 B2 JPH0814003 B2 JP H0814003B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、請求の範囲第１項と第２項に規定する薄
板又は帯板を製造する方法に関する。
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.341−346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と平
面異方性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）。
平面異方性の値は、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異方性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1000℃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ASTM8になる。
規格化（焼準）されていない焼鈍された帯板のため
に、薄板作製の際に製法プロセスに妥協を入れることで
耳形成の少ない状態のみが達成される。この場合、圧延
温度が約750℃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℃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である。
西独特許公開第32 34 574号明細書から、深絞りに適
した種類の冷間圧延した鋼薄板又は鋼帯板は公知であ
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、巻き付け温度は70
0℃以上であるか、あるいは少なくとも580℃であって、
引き続いて熱間帯板を700℃以上に加熱する。更に、70
−85％の冷間圧延度と700−900℃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
見当たらなかった。
ヨーロッパ特許公開第101 740号明細書から、同じ類
の冷間圧延鋼に対して、スラブ（ブルーム）昇温温度は
1100℃以上で、Ar3以下の圧延温度、320−600℃の巻き
付け温度、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℃以下のスラブ焼鈍温度と、最大780℃の最終圧
延温度と、少なくとも450℃の巻き付け温度と、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120 976
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、形成値は報告されていない。
米国特許第4 125 416号明細書は、特に0.06−0.20％
C,0.5−2.0％Mn,0.3−0.50％Si及び0.01−0.10％の量の
NbとTiを含有していて、980℃以上の温度に加熱し、次
いで熱間帯板に圧延し、450−650℃で巻き取る合金鋼か
ら830℃以上の温度で熱間挿入されるスラブの場合の方
法が開示されている。
この熱間帯板から高伸長性の冷間圧延帯板を作製する
ため、0.10−0.11％のＣ含有量、0.1％のTi含有量及び
0.04％のNb含有量が指定される。
67％の変形では、48.1kg/mm2より大きい伸び限界を有す
る高伸長性の冷間圧延帯板が生じる。次いで、この帯板
は束にして、ないしは連続焼鈍で再結晶焼鈍される。
この冷間帯板の準等方性の変形特性又は耳形成のなさ
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1.2mm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
深絞りに適した鋼帯製の薄板のための製造方法を提供す
ることにある。
上記の課題は、本発明に従い、請求の範囲第１項また
は第２項によって解決される。
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490μm2に相当する、うまくいった
場合ASTM8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、普通の焼屯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31
0〜520N/mm2の場合、降伏点を175と450N/mm2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。
低温巻き付け温度を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。ほ
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、210mm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℃に昇温した後、この
スラブを3mm厚さの熱間帯板に圧延し、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
示してある。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。この巻き取られた束状のコイルはLudwig社の構造
様式の鐘型焼鈍炉中で700℃に加熱され、1.1t/h〜1.9t/
hの装填量で再結晶焼鈍され、次いで当該炉中で120℃に
冷却される。１〜1.2％の歪みで調質圧延（temper−rol
l）して、帯板を薄板の量産規格板に仕上げる。
直径90ないしは180mmの円形板金板が、カップに対し
て50kNの保持力の場合、50ないしは100mm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てある。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は、
深絞りに僅かなバ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℃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: キャップは、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
の少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％;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、C1は500
℃で、またC2は450℃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0.025％チタンで−鋼鉄Ｂから出発
して−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、耳形成のないカップ絞りが期待できる、
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引に近づく。
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抗し（第11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 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の単位で示してある。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、ASTM11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（ASTM 7）。これに比べて、鋼鉄Ａ−Ｄで
は、粒度に対する熱間帯板の値（ASTM9−10）が第12図
から読み取れる。
鋼鉄Ｃ（変形種C3−C5）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
−1.9t/hの鐘型焼鈍炉の装填量に変動がある間、粒度と
平面異方性に悪い影響はないが、ほぼ同じ圧延温度で巻
き取り温度を710℃に上げると、粒界の粗大化と平面異
方性が悪化する結果になる。
第2a,2b,2c図には、50kNの保持力の場合100mmのパン
チで深絞りされる180mmの板金製のカップに対する結果
が示してある。
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、0.01％
チタンを有する鋼鉄Ｇ、0.02％チタンを有する鋼鉄Ｈ及
び0.03％チタンを有する鋼鉄Ｉの溶融体分析も列記して
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が掲げてある。
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220mmの厚さのスラブを鋳造した。押し
型加熱炉で1250℃に加熱した後、これ等のスラブを4mm
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℃で、巻き取り温度は510℃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、しっかり巻いたコイルをLudwig社の
様式の鐘型焼鈍炉中で700℃に加熱し、装填量が１時間
当たり1.1トン〜1.8トンで再結晶焼鈍を行い、次いで当
該炉中で120℃に冷却する。1.1％の歪みで調質圧延した
後、この帯板を量産規格の薄板にした。90mm直径の薄板
板金を直径50mm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〜Ｉ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Ｉ（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50N/mm2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Ｌ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500℃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図に示してあ
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。
表２と３では、下記を意味する。
Tw 圧延最終温度 Th 巻き取り温度 Ｋ ASTMの粒度 Pg 焼鈍装填量 Δｒ 平面異方性
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−169022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−287018（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−29128（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スラブを1120℃以上で加熱し、Ar3点以上
    の圧延温度で熱間帯板に圧延し、520±100℃で巻き取
    り、チタン含有量に応じて、以下の変形度（ε）： 0.01％のチタンで：ε 20〜60％ 好ましくは30〜50％ 0.02％のチタンで： ε５〜20％ 好ましくは10〜15％ 又はε 40〜85％ 好ましくは50〜80％ 0.03％のチタンで：ε ５〜25％ 好ましくは10〜20％ 又はε 50〜85％ 好ましくは60〜80％ 0.04％のチタンで：ε 15〜25％ 好ましくは20％ 又はε 55〜80％ 好ましくは60〜70％ で冷間圧延した後、束にしてA1以下の温度で再結晶焼き
    鈍しし、その後、１％の歪みで調質圧延することで、 重量％で以下の組成： 0.03〜0.08 ％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 0.002〜0.009％の窒素 0.015〜0.08 ％のアルミニウム 0.01〜0.04 ％のチタン 最大0.15 ％の銅、バナジウム、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 有する鋼鉄から、良好な準等方性の変形特性を有する冷
    間圧延薄板又は帯板を製造する方法。
  2. 【請求項２】スラブを1120℃以上で加熱し、Ar3点以上
    の圧延温度で熱間帯板に圧延し、520±100℃で巻き取
    り、チタン含有量に応じて、以下の変形度（ε）： 0.01％のチタンで：ε 45〜85％ 0.02％のチタンで：ε 55〜85％ 0.03％のチタンで：ε 60〜70％ 0.04％のチタンで：ε 60〜70％ で冷間圧延し、次いで束にしてA1以下の温度で再結晶焼
    き鈍しし、その後、１％の歪みで調質圧延することで、 重量％で以下の組成： 0.03〜0.08 ％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 0.002〜0.009％の窒素 0.015〜0.08 ％のアルミニウム 0.01〜0.04 ％のチタン 最大0.15 ％の銅、バナジウム、ニッケル群の一つ
    又はそれ以上の元素 0.01〜0.06 ％のニオブ 残りは鉄と不溶解性不純物 を有する鋼鉄から、良好な準等方性の変形特性を有する
    冷間圧延薄板又は帯板を製造する方法。
JP1501686A 1988-01-29 1989-01-27 冷間圧延薄板又は帯板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0814003B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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