JPH08295927A - 精密打抜き用高強度鋼板の製造方法 - Google Patents
精密打抜き用高強度鋼板の製造方法Info
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
ち、精密打抜き性が優れた高強度鋼板を得る。 【構成】 C:0.05〜0.20%,Si:0.3%
以下,Mn:0.5〜2.0%,P:0.02%以下及
びS:0.005%以下を含み、残部が実質的にFeか
らなる組成を持つ鋼スラブを熱間圧延した後、得られた
熱延鋼帯に圧延率5〜40%の冷間圧延を施すことによ
り製造される。熱延には、仕上げ温度800〜1050
℃,巻取り温度350〜500℃及び仕上げから巻取り
までの平均冷却速度40℃/秒以上の条件が採用され
る。 【効果】 得られた鋼板は、精密打抜き性が要求される
プレート,ギア等の自動車用部品として使用される。
Description
える引張り強さを持ち、精密打抜き性が要求されるギ
ア,プレート等の自動車部品等に好適な高強度鋼板を製
造する方法に関する。
の形状に打ち抜いた後、適宜の熱処理を施して製造され
ている。この用途に使用される鋼板には、形状精度の良
好な部品を得るために精密打抜き性が優れていること、
使用状態における信頼性から高い強度をもつこと等が要
求される。精密打抜き性に優れた鋼板に関しては、特公
昭58−734号公報,特公昭62−2008号公報,
特公平2−19173号公報,特開平3−47922号
公報等で紹介されているように、従来から種々の研究・
開発が進められている。これらの方法では、セメンタイ
トの球状化によって熱延鋼板の精密打抜き性を向上させ
ているため、熱延鋼板に焼鈍を施すことが必要になる。
そのため、製造工程が長くなり、納期やコストアップ等
に問題があることは勿論、製造条件を厳格に管理するこ
とが余儀なくされる。また、何れの鋼板においても、精
密打抜き後の部品に熱処理を施すことが前提とされてい
るため、部品メーカー側の費用負担が大きくなる。他
方、特開昭58−104160号公報,特公平3−29
42号公報,特公平5−14764号公報等で紹介され
ている方法では、軟質の鋼板を対象としているため、精
密打抜き後の部品に短時間急速加熱等の熱処理を施す必
要がある。この場合にも、部品メーカに対して製造コス
トの上昇が避けられない。
で精密打抜き加工性を改善する方法では、熱延鋼板を焼
鈍する工程を必須とする。この熱処理工程のために、製
造工程や製造条件の管理等に問題を来し、ひいては納期
管理や製造コストの上昇等を招く。また、部品メーカ側
においても、熱処理工程が必要とされる欠点がある。本
発明は、このような問題を解消すべく案出されたもので
あり、セメンタイトの球状化に代えてベイニティックフ
ェライト又はベイナイトを主相とする組織にして精密打
抜き性を確保することにより、球状化焼鈍を省略し、精
密打抜き性に優れ、且つ精密打抜き後の部品をも熱処理
する必要なく、実用に供せられる高強度鋼板を提供する
ことを目的とする。
の目的を達成するため、C:0.05〜0.20重量
%,Si:0.3重量%以下,Mn:0.5〜2.0重
量%,P:0.02重量%以下及びS:0.005重量
%以下を含み、残部が実質的にFeからなる組成の鋼ス
ラブを熱間圧延した後、得られた熱延鋼帯に圧延率5〜
40%の冷間圧延を施すことにより製造される。熱間圧
延は、熱延仕上げ温度800〜1050℃,巻取り温度
350〜500℃及び仕上げから巻取りまでの平均冷却
速度40℃/秒以上の条件で行われる。
ティックフェライト又はベイナイトを主相とする組織が
望ましい。この組織は、フェライト+パーライト,フェ
ライト+ベイナイト,フェライト+マルテンサイト等の
混合組織にみられるような軟質相と硬質層との界面が少
ない。すなわち、精密打抜き時の応力集中に起因して破
断し易い界面がないため、精密打抜き性が著しく向上す
る。また、440N/mm2 を超える高強度化にも十分
対応できる。これに対し、硬質相と軟質相の界面が多い
混合組織では、精密打抜き時に割れ発生の起点となる破
断面が硬質相と軟質相との界面に生じ易い。また、マル
テンサイトやパーライトの均一組織では、これら組織の
延性が不十分であるため、良好な精密打抜き面が得られ
ない。フェライトの均一組織では、良好な精密打抜き性
が得られるものの、440N/mm2 を超えるような高
強度化が困難である。ベイニティックフェライト又はベ
イナイトの均一組織は、合金の成分を規定し、熱延後の
冷却及び巻取りを特定条件下で行うことによって形成さ
れる。また、所定の冷延率で熱延板を冷間圧延すること
により、0.2%耐力/引張り強さで表される鋼板の降
伏比が向上し、精密打抜きされた製品に発生するダレが
低減される。しかも、特定された冷延率は、精密打抜き
部品で必要とされる表面性状や板厚精度を向上させる。
の含有量等について説明する。 C:0.05〜0.20重量% 強度確保のために必要な合金元素であり、本発明では、
引張り強さ440N/mm2 以上の目標強度を得ること
から、C含有量の下限を0.05重量%に規定した。し
かし、0.20重量%を超える多量のCが含まれると、
パーライト量が増加し、精密打抜き性が急激に劣化す
る。 Si:0.3重量%以下 固溶強化によって鋼板の強度を改善する元素であるが、
Si含有量が多くなると熱延鋼板の表面性状が著しく劣
化し、冷延後においても優れた表面性状を持つ高強度鋼
板を得ることができない、このことから、本発明では、
Si含有量の上限を0.3重量%に規定した。 Mn:0.5〜2.0重量% 強度確保のために、0.5重量%以上のMn含有量が必
要である。しかし、2.0重量%を超えて多量のMnが
含まれると、スラブ内に著しい中心偏析が生じる。中心
偏析は、バンドストラクチャーの形成原因となり、精密
打抜き性を劣化させる。
スラブの中心偏析を促進させる作用を呈する。特に、P
含有量が0.02重量%を超えると、中心偏析が促進さ
れ、バンド状のパーライトが板厚方向中心部に生じ易く
なる。バンド状のパーライトは、破断面発生の起点とな
り、結果として精密打抜き性を劣化させる。 S:0.005重量% MnSを形成し、精密打抜き性を著しく劣化させる有害
元素である。そのため、本発明においては、S含有量の
上限を0.005重量%,好ましくは0.003重量%
に規定した。
熱間圧延、或いは更に冷間圧延を施し、ベイニティック
フェライト又はベイナイトを主相とする組織にすること
が好ましい。このときの条件は、次の通りである。 熱延仕上げ温度:800〜1050℃ 熱間圧延は、仕上げ温度が800〜1050℃の範囲に
入るように行われる。1050℃を超える仕上げ温度で
は、操業が困難になる。逆に800℃に達しない仕上げ
温度では、二相域圧延となり、熱延中にフェライトが生
成し易くなる。その結果、精密打抜き性が劣化し、変形
抵抗の増大に起因して通板性が悪くなると共に、板厚精
度の悪化や電力原単位の増加をもたらす。 仕上げから巻取りまでの平均冷却速度:40℃/秒以上 仕上げ圧延後の冷却速度は、目標とする均一で微細なベ
イニティックフェライトやベイナイト組織を熱延板に作
り込む上で、極めて重要な製造条件である。このときの
冷却速度を40℃/秒以上とすることにより、ベイニテ
ィックフェライトやベイナイトの均一組織をもつ熱延板
が得られる。冷却速度が40℃/秒に達しない緩冷却で
は、フェライトやパーライトの変態が生じ、精密打抜き
性が劣化する。
ながら、ベイニティックフェライトやベイナイトの均一
組織を得るために、熱延板の巻取り温度を500℃以下
にする必要があることを多数の実験から見い出した。し
かし、350℃を下回る巻取り温度では、マルテンサイ
トが生成し易くなり、精密打抜き性が著しく劣化する。 冷間圧延:圧延率5〜40% 打抜きによって得られた製品には、打抜き面にダレが生
じ易い。ダレが生じると、たとえばギアの刃先等で接触
する部分の面積が小さくなり、耐久性の点で問題とな
る。そのため、精密打抜きされた部品では、製品の打抜
き面に生じるダレの発生を抑制する必要がある。打抜き
により生じるダレは、引張り試験結果のなかで、0.2
%耐力/引張り強さで表される降伏比と強い相関関係が
あり、降伏比0.9以上で極めて少なくなる。降伏比
0.9以上の鋼板を得るためには、冷延率を5%以上に
設定する必要がある。5%以上の冷延率は、冷延鋼板の
表面性状を改善する上でも有効である。しかし、40%
を超える冷延率では、加工硬化が著しく大きくなり、延
性の劣化に伴って精密打抜き性が悪化する。
き用に使用されることから、更に特定された表面粗さ及
び板厚精度をもつことが好ましい。 表面粗さ:Ra≦0.4μm以下 オートマティックトランスミッション車のトルコンプレ
ート等のように、鋼板の表面でトルクを伝達する部品で
は、鋼板の表面粗さがトルク伝達効率に大きく影響す
る。高い伝達効率を得る上では、鋼板の表面粗さをRa
≦0.4μmとすることが良い。 板厚精度:±80μmの範囲 動力伝達部品として使用される鋼板では、板厚のバラツ
キが大きいと、局部的に負荷がかかり、寿命や信頼性に
問題を生じるため、製品として使用することができな
い。そこで、用途から要求される特性に対応させるため
には、±80μmの範囲にある板厚精度が好ましい。
板厚4〜8mmの熱延板を得た後、板厚2〜6mmの冷
延鋼板を製造した。熱延条件及び冷延条件を表2に示
す。
試験片及び150mm角の精密打抜き用試験片を切り出
し、引張り試験に供すると共に、精密打抜き性として精
密打抜き面性状の評価試験を行った。なお、精密打抜き
では、クリアランスを0.02mmに設定した。引張り
試験の試験結果を表3に、精密打抜き性の評価結果を表
4にそれぞれ示す。表4では、以下の基準に従って破断
面発生率,剪断面−破断面比率,表面性状,製品として
の使用可能性を評価した結果を示す。 ・ 破断面発生率は、試験片100個について破断の有
無を観察し、破断面が観察されなかったものを◎,5%
以下を○,5〜20%を△,20%以上を×として評価
した。 ・ 剪断面−破断面比率は、精密打抜き面を観察し、破
断面がなく全面が剪断面となっているものを◎,破断面
比率が5%以下のものを○,破断面比率が5〜20%の
ものを△,破断面比率が20%以上のものを×として評
価した。 ・ 表面性状は、Ra≦0.2μmを◎,0.2<Ra
≦0.4μmを○,Ra>0.4μmを×として評価し
た。 ・ 精密打抜きまでで製品として適用可能なものを○,
適用できないものを×として評価した。
は、何れも引張り強さ及び0.2%耐力が高く、高強度
鋼板であることが表3に示されている。また、精密打抜
き面には、表4に示されているように破断面の発生がほ
とんど観察されず、もっぱら剪断面となっていた。この
ことから、表面性状が良好で、精密打抜きに適した材料
であるといえる。他方、試験番号8の試験片は、精密打
抜き性が良好であるものの、表面性状が悪く、製品とし
て使用することができなかった。機械的特性が良好な試
験番号9,11の試験片は、精密打抜き性が悪く、製品
として使用できなかった。また、試験番号10の試験片
は、精密打抜き面性状が良好であるものの、製品の板厚
精度不良,ダレ量大及び表面性状不良のために製品とし
て使用することができなかった。この対比から明らかな
ように、本発明に従った鋼板は、高強度を示すにも拘ら
ず、優れた精密打抜き性をもっている。そのため、高負
荷が加わる自動車部品等として適していることが確認さ
れる。
鋼板においては、合金の成分設計を特定した鋼スラブを
特定条件下で熱延,巻取り及び冷延することにより、引
張り強さが440N/mm2 を超える高強度で、しかも
精密打抜き性に優れた鋼板を得ている。この鋼板は、精
密打抜き性が要求されるプレート,ギア等の自動車部品
用に好適な材料として使用される。また、精密打抜きに
よって形成された打抜き面が良好な表面性状をもってい
ることから、従来精密打抜き後に行われていた熱処理や
窒化処理等を省略することができるため、製造コストの
上昇を招くことなく、表面性状が良好な精密打抜き製品
が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 C:0.05〜0.20重量%,Si:
0.3重量%以下,Mn:0.5〜2.0重量%,P:
0.02重量%以下及びS:0.005重量%以下を含
み、残部が実質的にFeの組成をもつスラブを熱間圧延
した後、得られた熱延鋼帯に圧延率5〜40%の冷間圧
延を施す精密打抜き用高強度鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 熱延仕上げ温度800〜1050℃,巻
取り温度350〜500℃及び仕上げから巻取りまでの
平均冷却速度40℃/秒以上の条件で請求項1記載の熱
間圧延を行う精密打抜き用高強度鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12711495A JP3801667B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 精密打抜き用高強度鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12711495A JP3801667B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 精密打抜き用高強度鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08295927A true JPH08295927A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3801667B2 JP3801667B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=14951961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12711495A Expired - Lifetime JP3801667B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 精密打抜き用高強度鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3801667B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088985A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Jfe Steel Corporation | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
| WO2007116599A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Corporation | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP12711495A patent/JP3801667B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088985A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Jfe Steel Corporation | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
| KR101023633B1 (ko) * | 2006-01-31 | 2011-03-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판 및 그 제조 방법 |
| WO2007116599A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Corporation | ファインブランキング加工性に優れた鋼板およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3801667B2 (ja) | 2006-07-26 |
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