JPS593527B2 - 成形性のすぐれた深絞り用冷延鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、成形性のすぐれた深絞り用冷延鋼板の製造
法に関する。

冷延鋼板の製造法は、周知のごとく、熱間圧延機で圧延
した銅帯をダウンコイラで巻取った後、酸洗→冷間圧延
→表面清浄→焼なまし・・・・・・の各処理工程を経て
冷延鋼板を製造しているが、その材質としては近年リム
ド鋼に変って、アルミギルド鋼が使用されるようになっ
てきた。

これは、高強度鋼であると共に成分偏析にもとづくコイ
ル内の特性変動が少なく、しかも時効劣化し難い特徴を
有するのみならず、バッチ式焼なまし法ではその材質中
に固溶している窒素を焼なまし処理工程中に微細なＡｔ
Ｎとして析出させて成形性（深絞り性）の指数として用
いられるランクフォード値（以下下値と称す）を非常に
高いレベルに持ちきたすことができるためである。

ところが、連続炉なまし法においては、このアルミキル
ド鋼の特徴であるところの微細なＡｔＮの析出による７
値の向上が一般的に難しい。

これは昇熱速度が速いため、微細ＡｔＮの析出後、再結
晶が進行するという順序が逆又はこれに近い状態になる
ことによる。

これは、連続炉なまし法において、ＡｔＮとしての析出
効果が全く得られない上に、再結晶粒成長をも阻害して
いるためである。

そこで、連続炉なまし法における、この７値の向上につ
いては近年、下記に示すような方法が提案されている。

１ ダウンコイラでの巻取りを、高温巻取りとすること
により、炭化物の凝集及びＡｔＮの大型析出物の析出を
施し、７値の向上と再結晶粒成長を図ったもの。

２ 連続炉での再結高炉なまし温度を通常より昇温させ
、その鋼板の組織をフェライト＋オーステナイト領域ま
で昇温して集合組織の改善を図り、下値の向上を目指し
たもの。

３ チタンを添加することにより下値の向上を図ったも
のがある。

しかし、上記１の高温巻取りを行うと、脱スケ−ル性や
表面性状の悪化、結晶粒の粗大化、形状不良などが生じ
、冷延母材としては格落ちする場合が多くなる。

又、２の再結重焼なまし温度を上げると、連続炉に要す
る燃料原単位が増大し、能率の低下をきたすと共にコス
トアップとなる。

又、３のチタンを添加すると、チタンは炭素と結合する
ため、チタンの添加時はその際に真空脱炭処理も施さね
ばならず、その処理とチタンの使用により、コストアッ
プとなるなどの欠点があった。

この発明は、これらの方法をとらず、連続炉なまし過程
でのヒートパターンを一部変えることにより、上記の欠
点を解消し得る成形性のすぐれた深絞り用冷延鋼板の製
造法を提案するものである。

すなわち、この発明は炭素０．１０％以下、けい素０．
２０係以下、マンガン０．１０〜０．４０％、りん０．
０３％以下、アルミニウム０．０２〜０．１５係、窒素
０．００２５〜０．０２％、残部実質的に鉄よりなる鋼
を、通常の熱間圧延を施して６００℃以下３００℃以上
でコイルに巻取り、酸洗後圧工率４０係以上８０係以下
で冷間圧延を行った後、３５０℃以上再結晶温度以下好
ましくは４５０〜５５０℃の温度域に１０〜６０秒予熱
保持し、引続き再結晶温度以上８００℃以下の温度域に
短時間保持して再結重焼なましを行い、次いで２５０〜
４５０℃の温度域に降温して過時効処理を施すか、又は
２００℃以下に急冷した後、再加熱して２５０〜４５０
℃の温度域で過時効処理を施すことを要旨とするもので
ある。

以下、この発明について詳細に説明する。

第１図、第２図及び第３図に示すように、１ａ、２ａ及
び３ａはこの発明法の再結重焼なまし過程におけるヒー
トパターンの曲線を示し、１ｂ、２ｂ及び３ｂは従来法
の再結重焼なまし過程におけるヒートパターンの曲線を
示すもので、連続炉においてコイルを連続的に巻き戻し
、銅帯の状態で焼なまし炉の中を通過させながら連続炉
なましを行うが、抽入された銅帯をいったん３５０℃以
上〜再結晶温度以下の温度範囲である焼なまし予熱温度
域（ＰｒｅＲＡ）で１０〜６０秒程度の短時間予熱保持
する。

この焼なまし予熱温度域（ＰｒｅＲＡ）を施すことによ
シ、冷延鋼板中の窒素ＮをＡｔＮとして微細に析出する
ようにしたものである。

すなわち、アルミキルド鋼は冷延後の再結重焼なまし初
期段階においてＡｔＮを微細に析出させやすく、これに
より再結晶集合組織を改善し、高７値の得られることが
知られている。

そこで、発明者は連続炉なまし法において、ＡｔＮの析
出しやすい温度域に短時間保持することにより、Ａバを
十分析出させて集合組織を改善し、下値を向上せしめ、
成形性の向上を図るものである。

そして、その後の温度過程は通常のヒートパターンと同
様の熱処理を施す。

すなわち、Ａ１変態点近傍の再結重焼なまし温度域ＲＡ
（温度は後述する）まで昇温して２０〜１２０秒程度保
持し、この間に再結晶、粒成長の過程を経て軟化させ、
成形加工性を向上させるものである。

次いで、２５０〜４５０℃の過時効処理温度域ＯＡまで
降温、又は２００℃以下に急冷後再加熱して２５０〜４
５０℃の温度で２〜４分間保持し、時効の発生原因とな
る固溶炭素を減少させる方法である。

又、過時効処理においては、設備の都合上バッチ炉で過
時効処理を行ういわゆるボストアニール法であっても基
本的にはなんら差異がないため、ボストアニールを適用
してもよい。

すなわち、第３図に示すよ・うに、再結重焼なまし温度
域ＲＡから急冷した後、バッチ式加熱炉を用いて２５０
〜４５０℃の過時効処理温度域ＯＡに再加熱し、コール
ドスポット（最冷点）において３０分以上保持するもの
である。

上記焼なまし予熱温度域（ＰｒｅＲＡ）を３５０℃以上
〜再結晶温度以下としたのは、３５０℃未満ではＡ７Ｎ
の析出に必要な熱量が得られず、又再結晶温度を越える
とこの発明の目的とする微細ＡｔＮの析出後再結晶させ
、集合組織を改善するのが困難となるからである。

したがって、ＡｔＮを効率的に析出させるため焼なまし
予熱温度（ＰｒｅＲＡ）は４５０〜５５０℃が好ましく
、又その時間は１０秒以上保持すれば十分ＡｔＮを析出
させることができる。

なお、このＡｔＨの析出時間は長いほど好ましいが、設
備長さの増大につながることから、実質的には６０秒ぐ
らいが上限となる。

上記再結重焼なまし温度域ＲＡは、再結晶温度以上８０
０℃以下、又は通常と同じ７００〜８５０ ’Ｃの範囲
のいずれでもよいが、炉の燃料原単位を考慮してできる
だけ低い方がよい。

この点に関し、後述する下値の向上により、再結晶温度
以上〜８５０℃以下で再結重焼なましが可能となり、好
ましくは６５０〜７５０℃がよい。

又、その保持時間は長い方がよいが、設備上許容範囲内
の２０〜１２０秒程度で十分再結重焼なまし処理効果が
得られる。

又、過時効処理温度ＯＡは、通常と同じ２５０〜４５０
℃の時効処理に適した温度範囲でよく、その時間も同じ
く通常の２〜４分の時効処理時間で十分である。

上記炉内における焼な甘しの予熱操作は、炉内の温度調
整を行うことにより容易にこの発明の焼なまし予熱過程
を設けることができる。

このように、再結高燐なまし時のヒートパターンを一部
変えるのみで、成品の７値が向上し、成形性がすぐれ、
ひずみ時効の発生を抑制した高品質の成品を製造するこ
とができる。

このＴ値の向上に伴い、下記に示す種々の問題も解消さ
れる。

すなわち、ダウンコイラでの７５０℃程度の高温巻取り
を要せず、コイルの巻取温度を６６０℃以下にしても確
実に７値の向上を図ることができる。

したがって、高温巻取りにより生じる脱スケール性、表
面性状の悪化や結晶粒の粗大化、形状不良などを抑制す
ることができ、最適なる冷延母材を得ることができる。

又、再結高燐なまし温度域ＲＡば、通常集合組織の改善
を図って７値を向上し得るように、短時間内に７００〜
８５０℃まで昇温しでいるが、この発明法においては予
熱段階を新たに設けて７値を向上し得るものであるから
、再結高燐なまし温度域ＲＡを６５０〜７５０℃程度ま
で下げることができる。

このため、連続炉における燃料原単位を確実に低減でき
る。

又、チタンの添加や真空脱炭処理なども要せず、きわめ
て簡単かつ的確に７値の向上を得ることができる。

又、この発明の冷延鋼板は、例えば連続鋳造法又は造塊
法により製造したアルミキルド鋼冷延鋼板が対象となる
。

この発明において、鋼の化学成分を限定したのは次の理
由による。

炭素は、絞り性を向上させるため低い方が望ましく、炭
素が０．１０％を越えると強度上昇に伴なう延性の低下
及び粗粒化による絞り性延性の劣化が著しくなるため、
０．１０％以下とした。

けい素は、０．２０％を越えると、鋼板表面に焼なまし
時に着色し、又スケールによる表面欠陥となるため０．
２０％以下がよい。

マンカンは、絞り性を向上させるため低い方が望ましい
が、０．１０％未満では赤熱脆性の危険があり、又製造
も困難である。

０．４０％を越えると、再結晶集合組織が劣化し、絞り
性の著しい低下をきたすので、マンガンは０１１０〜０
．４０％が好ましい。

りんは、０．０３％を越えると、その固溶強化により延
性が低下するので、０．０３％以下とする。

アルミニウムは、ＡｔＮの析出に必要で、０．０２％未
満では効果が少なく、０．１５％を越えるとスラブ加熱
時のＡＡＮの固溶化が不完全となり、再結晶粒の微細化
により延性が低下するため、０．０２〜０．１５係とし
た。

窒素は、伸びを向上させるためには少ない方がよいが、
０．００２５％未満ではＡ／ＩＩ、Ｈの析出が不十分で
あり、０．０２％を越えると伸びが低下し、アルミニウ
ムと相俟ってスラブ加熱時のＡｔＮの固溶化が不完全と
なるため、０．００２５〜０．０２％としだ。

又、熱間仕上圧延後の巻取温度を６００℃以下３００℃
以上としたのは、６００°Ｃを越えると巻取後の冷却中
に大型のＡｔＮが析出してしまい、本来の目的であると
ころのＰｒｅＲＡでの微細なＡｔＮの析出が不可能とな
り、３００℃以下では巻取時の銅帯強度が高く、巻取が
困難となり製造上の不具合を生じたり、水冷却のだめの
水量を増大または能率の低下をきたすとともに、３００
℃以下としても絞り性向上に対する効果は変らないから
である。

又、酸洗して表面を脱スケール処理した鋼板を、圧下率
４０％以上８０％以下で冷間圧延を行うのは、通常の冷
延鋼板と同様で成品の寸法精度、形状性の向上の他再結
晶集合組織を改善するだめであり、８０係以上の圧下は
圧延全荷重が大きくなり作業性の低下、板厚精度平坦な
どの劣化をもたらし、又冷延鋼板として必要な板厚精度
、形状性を確保するだめには４０係以上の圧下率が必要
であり、又４０係以下では良好な絞り性が得られないか
らである。

実施例 次に、深絞り用冷延鋼板の製造過程を例にとってこの発
明法と従来法とを比較した実施結果を第１表に示し、か
つその成品の組成と焼なまし処理条件とを併せて示した
。

すなわち、上記第１表より、この発明の試料應１〜４３
は、従来法の試料４４ ｔＡ５に比べて、引張強さは大
差ないが、いずれも〒値を大幅に向上することができた
。

これにより、成形性がすぐれた深絞り用冷延鋼板が得ら
れることがわかる。

この発明は上記のごとく、連続炉なまし法において高温
度まで急熱せずに、予熱過程を有する再結高燐なまし処
理を施すことにより、アルミギルド鋼の深絞り用冷延鋼
板の製造に最も適した再結高燐なましとなり、成形性が
すぐれ、深絞り用の冷延鋼板を容易に製造できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の再結高燐なまし過程のヒートパター
ンを示す図表、第２図〜第３図はこの発明の他の再結高
燐なまし過程のヒートパターンの実施例を示す図表であ
る。 Ｐ ｒ ｅ ＲＡ・・・焼なまし予熱温度域、ＲＡ・・
・再結高燐なまし温度域、ＯＡ・・・過時効処理温度域
、１ａｔ２ａ、３ａ・・・この発明法の再結高燐なまし
過程におけるヒートパターンの曲線例、１ｂ、２ｂ。 ３ｂ・・・従来法の再結高燐なまし過程におけるヒート
パターンの曲線例。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素０．１０％以下、けい素０．２０％以下、マン
   ガン０．１０〜０．４０％、シん０．０３％以下、アル
   ミニウム０．０２〜０．１５係、窒素０．００２５〜０
   ．０２０％、残部は実質的に鉄及び不可避的不純物より
   なる鋼を通常の熱間圧延を施して６００℃以下３００℃
   以上の温度でコイルに巻取り、酸洗後圧工率４０係以上
   ８０％以下で冷間圧延を行った後、３５０℃以上再結晶
   温度以下の温度域に１０〜６０秒予熱保持し、引続き再
   結晶温度以上８００℃以下の温度域に短時間保持して再
   結高炉なましを行い、次いで２５０〜４５０°Ｃの温度
   域に降温、又は２００℃以下まで急冷し、再加熱後２５
   ０〜４５０℃の温度域で過時効処理を施すことを特徴と
   する成形性のすぐれた深絞り用冷延鋼板の製造法。