JPH11256243A - 深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法

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JPH11256243A
JPH11256243A JP10078460A JP7846098A JPH11256243A JP H11256243 A JPH11256243 A JP H11256243A JP 10078460 A JP10078460 A JP 10078460A JP 7846098 A JP7846098 A JP 7846098A JP H11256243 A JPH11256243 A JP H11256243A
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hot
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Rika Yoda
利花 与田
Tomohiro Kase
友博 加瀬
Ichiro Tsukatani
一郎 塚谷
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱延仕上圧延での圧下率に制約を受けること
なく、深絞り性に優れた板厚1.0mm以上の厚物冷延鋼
板を製造する。 【解決手段】 mass%で、C≦0.005 %、Si≦1.0
%、Mn≦2.0 %、P≦0.15%、S≦0.02%、Al:0.
01〜0.10%、N≦0.005 %、Ti:(3.43*N+1.5*S+
4*C) 〜0.10%を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなる鋼スラブを、950 〜1250℃に加熱後、850
℃以上で熱間圧延を終了し、2.0 秒以内に冷却を開始
し、巻取までの平均冷却速度が10℃/s以上となるよう
に冷却し、600超〜780 ℃で巻取り、酸洗、冷間圧延を
行った後、再結晶温度以上、Ac3変態点未満の温度で焼
鈍を行って1mm以上の冷延鋼板を得るにあたり、熱延板
板厚をt1(mm)、冷延板板厚をt2(mm)としたとき、1.
75*t2十0.90≦t1≦1.75*t2+2.95を満足するように熱
延および冷延を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は自動車用部材等の素
材鋼板として用いられる深絞り性に優れた厚物冷延鋼板
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用部材では、軽量化、工程省略な
どのために素材鋼板の一体成形化が進んでいる。1.0
mm以上の厚物が使用されている構造部材においては、従
来、曲げ部品と絞り部品とを接合一体化して製造されて
いたが、同様の理由でこれらを一つの金型で加工するよ
うな一体成形化が進んでおり、厚物冷延鋼板でもより一
層の加工性が求められるようになってきている。
【0003】深絞り性に優れる極低炭素鋼を用いた厚物
冷延鋼板の製造方法としては、特開昭63−10013
4号公報に開示されているように、熱間仕上圧延の全圧
下率を85%以上、最終パス圧下率を10%以上50%
以下、巻取温度を600℃以下と限定することを特徴と
する技術が提案されている。この技術は、製品板厚が1
mm以上の厚物冷延鋼板の冷延工程において、深絞り性に
好ましいとされている高圧下(圧下率80%以上)を行
うことが設備あるいはエネルギーコスト上、困難である
ので、80%以下の冷延率でも高冷延率なみの高い深絞
り性が得られるように熱延条件を規定した技術である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術は熱延段階における圧下率の制約が大きく、操業性に
劣り、熱延仕上最終パスをこのような高い圧下率で行え
ば、板厚精度の劣化等が懸念される。また、巻取温度が
600℃以下と低いため、炭化物の析出、凝集が十分に
起こらず良好な深絞り性が得られにくいという問題もあ
る。
【0005】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、熱延仕上圧延において圧下率の制約を受けることな
く、深絞り性に優れた板厚1.0mm以上の厚物冷延鋼板
を製造する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱延板板厚と
冷延板(製品)板厚の関係を最適化することにより、熱
間仕上圧延の圧下率を大きく設定することなく、また巻
取温度を特に低く設定することなく、深絞り性に優れた
厚物冷延鋼板の製造を可能にしたものであって、mass%
で、C≦0.005%、Si≦1.0%、Mn≦2.0
%、P≦0.15%、S≦0.02%、Al:0.01
〜0.10%、N≦0.005%、Ti:(3.43*N+1.
5*S+4*C) 〜0.10%を含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる鋼スラブを、950〜1250
℃に加熱後、850℃以上で熱間圧延を終了し、2.0
秒以内に冷却を開始し、巻取までの平均冷却速度が10
℃/s以上となるように冷却し、600超〜780℃で
巻取り、酸洗、冷間圧延を行った後、再結晶温度以上、
Ac3変態点未満の温度で焼鈍を行って1mm以上の冷延鋼
板を得るにあたり、熱延板板厚をt1(mm)、冷延板板厚
をt2(mm)としたとき、1.75*t2十0.90≦t1≦1.75*t2
+2.95を満足するように熱延および冷延を行うことを特
徴とする。
【0007】上記鋼成分において、材質向上のため、T
i量の下限を(3.43*N+1.5*S) %とし、さらにNb:
0.005〜0.04%かつ((Ti−(3.43 *N+1.5
*S))/4) +( Nb/7.75)≧(1.0*C)を含有する
ことができる。あるいは更にB:0.0001〜0.0
020%を含有することができる。なお、Ti及びNb
の各含有量を規定する式中の元素記号はその元素の含有
量(mass%)を意味する。
【0008】まず、本発明において重要な熱延板、冷延
板(製品板)の板厚限定範囲について、その根拠となっ
た実験に基づき説明する。下記成分の鋼を1150℃で
加熱後、仕上圧延における全圧下率80〜90%(最終
パス圧下率8%)とし、890℃で熱間圧延を終了し、
板厚2.5〜6.5mmの熱延板を得た。熱延後、0.5
秒後に冷却速度70℃/sで冷却し、680℃で巻取
り、酸洗後、種々の圧下率で板厚1.0〜2.0mmまで
冷延した後、均熱温度850℃で連続焼鈍を行った。得
られた製品(冷延板)から試験片を採取し、r値を求め
た。r値に及ぼす熱延板板厚(t1)と製品(冷延板)板
厚(t2)の影響を示すグラフを図1に示す。同図中、○
中の数字はr値を示す。 ・試料成分(単位mass%、残部実質的にFe) C:0.0016%、Si:0.01%、Mn:0.1
4%、P:0.005%、S:0.004%、Al:
0.04%、N:0.0023%、Ti:0.04%
【0009】同図から明らかなとおり、熱延板板厚と製
品(冷延板)板厚の組み合わせが一定の範囲の場合に高
いr値が得られ、r値がピークとなる冷延率は製品板厚
の増加にともない低下することがわかる。例えば製品板
厚1.0mmでは、冷延率73%でr値はピークとなり、
80%以上の高圧下ではかえって深経り性が低下する。
これは従来技術とは異なる知見である。この理由は必ず
しも明らかでないが、以下のように考えられる。すなわ
ち、冷延率が高くなると加工時に(200)集合組織が
発達し、再結晶後はそれを反映してr値に好ましくない
(200)方位が増加する。熱延板板厚が厚い場合に
は、板厚が薄い場合に好適であった高冷延率でも、その
冷延率で冷延すると、加工時に受ける歪みの絶対量が大
きくなるため、(200)加工集合組織が発達しやすく
なり、その結果、r値が低下するものと考えられる。
【0010】図1には、本発明の製品(冷延板)板厚
(t2)に対する熱延板板厚(t1)の許容範囲(1.75*t2
十0.90≦t1≦1.75*t2+2.95……(1) 式)も図示した。
以上の結果から明らかなとおり、熱延板板厚(t1)が
(1) 式の左辺の値よりも小さいと冷延での圧下率が不足
し良好な深絞り性が得られない。一方、t1が(1) 式の右
辺よりも大きい場合でも圧下が過剰となるため深絞り性
が劣化するようになる。なお、冷延率はこれらの板厚を
決定することにより、自ずから決定されるものであり、
本発明においては80%未満となる。
【0011】次に、本発明の鋼成分の限定理由について
説明する。 C≦0.005% 高い延性を得るためにはC量は低いほどよい。0.00
5%を超えると炭化物量が増加し、深絞り性に悪影響を
及ばすため、上限を0.005%とする。
【0012】Si≦1.0% Siが多いと強度が高くなり加工性が低下するため、
1.0%以下とする。
【0013】Mn≦2.0% Mnは所望の強度に応じて添加するが、2.0%を超え
ると加工性が低下するため、上限を2.0%とする。
【0014】P≦0.15% Pも所望の強度に応じて添加するが、延性に大きく影響
を及ばす元素であり、0.15%を超えると高い延性が
得られないようになるので、上限を0.15%とする。
【0015】S≦0.02% SはTi系硫化物として析出するのでS量が多いと、析
出物量も増加し、深絞り性が低下する。そのため上限を
0.02%とする。
【0016】Al:0.01〜0.10% Alは脱酸のために0.01%は必要であるが、0.1
0%を超えると介在物が増加し加工性を阻害するように
なる。好ましくは0.05%以下である。
【0017】N≦0.005% Nは窒化物として析出するが、その量が多いと加工性を
阻害するので少ない方がよい。製鋼技術上問題のない範
囲として、上限を0.005%とする。
【0018】Ti:(3.43*N+1.5*S+4*
C)〜0.10% TiはC、NおよびSを析出物として固定するために添
加する。この目的のためには、(3.43*N+1.5
*S+4*C)以上であることが必要である。但し、N
bを添加する場合には、CはNbで固定してもよいの
で、Ti量の下限は(3.43*N+1.5*S)%と
する。しかし、0.10%を超えて添加すると固溶Ti
が増加し、加工性が低下するようになるので、上限を
0.10%とする。
【0019】本発明に使用する鋼は以上の成分を本質的
成分として含有し、残部Feおよび不可避的不純物より
なるが、材質の改善のために下記成分の一種以上を含有
することができる。
【0020】Nb:0.005〜0.04%かつ ((Ti−(3.43 *N+1.5 *S))/4) +( Nb/7.7
5)≧(1.0*C) Nbは結晶粒の微細化、面内異方性の改善、耐パウダリ
ング性の改善作用を有する。その添加量は、Tiととも
にCを析出物として固定するので、((Ti−(3.43 *N
+1.5 *S))/4) +( Nb/7.75)が(1.0*C)以上
であることが必要である。一方、必要以上にNbを添加
すると、固溶Nbが増加し、延性が低下するようになる
だけでなく、再結晶温度の上昇にもつながるため、上限
を0.04%とする。
【0021】B:0.0001〜0.0020% Bは耐2次加工性の改善作用を有する。その添加量が
0.0001%未満では効果が過少であり、一方0.0
020%を超えると深絞り性が低下するため、0.00
01%以上、0.0020%以下とする。好ましくは
0.0003〜0.0010%である。
【0022】次に、製造条件について説明する。まず、
熱間圧延に際し、造塊や連続鋳造によって製造された鋼
スラブを950〜1250℃で加熱する。加熱温度が1
250℃を越えると、再固溶する硫化物が増加するた
め、熱延後に微細な析出物が増え、延性や深絞り性に好
ましくない。一方、950℃未満では、その後の熱延を
850℃以上で終了することが困難になる。好ましくは
1000℃以上、1150℃以下である。
【0023】熱間圧延は850℃以上で終了する。85
0℃未満になると、熱延中にAr3変態点を下回る可能性
があり、変形抵抗の不連続な変化により板形状が劣化す
るおそれがあること、および熱延板に加工組織が残存
し、冷延焼鈍後の材質に悪影響を及ぼす可能性があるた
めである。なお、本発明においては仕上圧延における全
圧下率、最終パス圧下率の制限はなく、製品(冷延板)
板厚に対して熱延板の板厚が前記(1) 式を満足するよう
に熱延段階での圧下率を適宜設定すればよい。
【0024】熱延後の冷却は、熱延板の結晶粒径を微細
にし、良好な深絞り性を得るために、熱延終了後2.0
秒以内に冷却を開始し、巻取までの平均冷却速度を10
℃/s以上として冷却を行う。より好ましくは、冷却開
始時間を1.0秒以内、平均冷却速度を50℃/s以上
とするのがよい。
【0025】巻取は炭化物析出のために600℃超の高
温で行うが、780℃を超えるとフェライト粒が異常に
粗大化するおそれがあるため上限を780℃とする。好
ましくは650〜750℃である。
【0026】熱延仕上板厚は、既述のとおり、製品(冷
延板)板厚を変数とする(1) 式によって決定される範囲
に設定する。冷間圧延後の焼鈍は、再結晶温度以上Ac3
変態点未満の温度で行えばよく、その方法は籍焼鈍、連
続焼鈍(溶融めっきラインの焼鈍を含む)のどちらでも
よい。
【0027】なお、本発明による冷延鋼板は溶融亜鉛め
っき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板および電気めっき
鋼板の原板としても適用可能である。
【0028】
【実施例】表1に示す化学成分の鋼の連鋳スラブを用い
て、熱延段階での全圧下率を80〜95%(仕上圧延最
終パスにおける圧下率5〜20%)とし、表2、表3の
製造条件により冷延鋼板を製造し、材料特性を評価し
た。なお、引張試験はJIS5号引張試験片を使用し
た。評価結果を同表に併せて示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】表2、表3より、発明例は、熱延段階にお
ける圧下率に制約はなく、通常の圧延レベルの範囲で良
好な伸びおよびr値を備えた冷延鋼板が得られているこ
とが分かる。これに対し、成分が本発明範囲外の試料N
o. 20〜23、熱延後の冷却開始時間あるいは平均冷
却速度又は巻取温度が本発明範囲外の試料No. 20〜2
6は伸びおよびr値が低下している。また、板厚条件が
本発明範囲外の試料No. 27〜30では引張強さが同レ
ベルの発明例に比して伸び又は/及びr値が劣化してい
ることが分かる。なお、(1) 式より求めたt1の(下限
値,上限値)は、No. 27では(3.35,5.40) 、No. 28
では(3.70,5.75) 、No. 29では(2.65,4.70) 、No. 3
0では(3.00,5.05) である。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、熱延段階においては製
品(冷延板)板厚に対して熱延板板厚が所定の板厚範囲
内になるように熱延すればよく、熱延段階での圧下率に
制約がなく、また巻取温度も高温でよいため、操業性に
優れ、深絞り性に優れた板厚1.0mm以上の厚物冷延鋼
板の工業的製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】r値(○中の数字)に及ぼす熱延板板厚(t1)
と製品(冷延板)板厚(t2)の影響を示すグラフであ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 mass%で、C≦0.005%、Si≦
    1.0%、Mn≦2.0%、P≦0.15%、S≦0.
    02%、Al:0.01〜0.10%、N≦0.005
    %、Ti:(3.43*N+1.5*S+4*C) 〜0.10%を含
    有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラ
    ブを、950〜1250℃に加熱後、850℃以上で熱
    間圧延を終了し、2.0秒以内に冷却を開始し、巻取ま
    での平均冷却速度が10℃/s以上となるように冷却
    し、600超〜780℃で巻取り、酸洗、冷間圧延を行
    った後、再結晶温度以上、Ac3変態点未満の温度で焼鈍
    を行って1mm以上の冷延鋼板を得るにあたり、熱延板板
    厚をt1(mm)、冷延板板厚をt2(mm)としたとき、 1.75*t2十0.90≦t1≦1.75*t2+2.95 を満足するように熱延および冷延を行うことを特徴とす
    る深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した製造方法であって、
    Ti量の下限を(3.43*N+1.5*S) %とし、さらにN
    b:0.005〜0.04%かつ ((Ti−(3.43 *N+1.5 *S))/4) +( Nb/7.7
    5)≧(1.0*C) を含有する深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載した製造方法であ
    って、さらにB:0.0001〜0.0020%を含有
    する深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法。
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