JPS61204327A - 耐リジング性と深絞り成形性に優れるアズロ−ルド薄鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 耐リジング性と深絞り性に優れた薄鋼板の製造に関して
この明細書で述べる技術内容は、圧延条件の規制により
冷間圧延および再結晶焼鈍工程を省略し得る新プロセス
についての開発成果を開示するところにある。

建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処理原板な
どの用途に使用される板厚がおよそ２＋＋＋−以下の加
工用薄鋼板には以下のような特性が要求される。

（１）機械的特性 良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り加工性を
得るために、主として高い延性と高いランクフォード値
（ｒ値）が必要である。

とくに自動車のパネルおよびオイルパン、ガソリンタン
クなどの部品は、成形性の中でもとりわけ深絞り成形の
厳しい部品であり、部品形状にも依存するが、ｒ値とし
て１．７以上が要求される。

（２）表面特性 これら材料は主として最終製品の最外側に使用されるた
め、素材としての形状および表面美麗さはもちろんのこ
と、各種表面処理性も重要である。

これら′ａ鋼板の一般的な製造手段は、次のとおりであ
る。

まず鋼索材としては主に低炭素鋼を用い、造塊−分塊圧
延にて板厚２００ｍｍ程度の綱片とした後、加熱炉にて
加熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程により板厚約３０
ｍｍのシートバーとしてから、仕上温度がＡｒ３変態点
以上の範囲における仕上熱延工程にて所定板厚の熱延鋼
帯とし、しかるのちそれを酸洗後、冷間圧延により所定
板厚（２，０ｍｍ以下）の冷延鋼帯とし、さらに再結晶
焼鈍を施して最終製品とする。

かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまでの工程が
きわめて長いことにある。その結果、製品にするまでに
要するエネルギー、要員および時間が真人になるだけで
なく、これら長い工程中に、製品の品質とくに表面特性
上程々の問題を生じさせる不利も加わる。例えば冷間圧
延工程における表面欠陥の発生、あるいは再結晶焼鈍工
程における不純物元素の表面濃化および表面酸化に起因
する表面美麗さの劣化、さらには表面処理性の劣化など
が不可避的トラブルである。

ところで加工用薄鋼板の製造法としては、熱間圧延工程
にて最終製品とするものも考えられている。この方法に
よれば、冷間圧延および再結晶焼鈍工程が省略でき、そ
のメリットは大きい。

しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼板の機械
的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに比べるとはるか
に劣る。とくに自動車の車体などに使用されるプレス加
工材には優れた深絞り性が要求されるのに対し、熱延鋼
板のｒ値は１．０前後と低く、そのためその加工用途は
きわめて限られたものになる。これは従来の熱延方法に
おいては、その仕上温度がＡｒ、変態的以上であるため
、γ−α変態時に集合組織がランダム化するためである
。

加えて２．０ｍｍ以下の板厚の薄鋼板を熱延工程のみで
製造することはきわめて困難である。しかも寸法晴度の
問題の他に、薄くなることによる鋼板温度の低下は、低
炭素鋼のＡｒ＝変態点以下の圧延を余儀な（し、材質（
延性、絞り性）の著しい劣化をもたらす、またたとえＡ
ｒ＝変態点以下の圧延によって材質が確保できたとして
も、フェライト域で圧延された鋼板にはりジングが発生
しやすくなるという新たな問題が生じる。

ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面の凹凸の
欠陥であって、加工製品の最外側に使用されることが主
であるこの種の鋼板にとっては致命的な欠陥である。

リジングは、金属学的には加ニー再結晶過程を経ても容
易には分割されない結晶方位群（例えば（１００）方位
粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残留することに起因
するものであり、一般にフェライト（α）域の比較的高
温で加工された状況で生じやすく、とくにフェライト域
での圧下率が高い場合すなわち薄鋼板の製造のような場
合にはその傾向が強い。

最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の複雑化、
高級化に伴い厳しい加工を受けることが多くなったこと
もあり、優れた耐リジング性が要求されるようになって
きた。

ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化しており
、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。

すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入によって分
塊圧延工程が省略可能となり、また材質向上と省エネル
ギーを目的として綱片の加熱温度は従来の１２００℃近
傍から１１００℃近傍もしくはそれ以下に低下される傾
向にある。さらに溶鋼から直ちに板厚５抛ｌ以下の鋼帯
を溶製することにより、熱延の加熱処理と粗圧延工程を
省略できるプロセスも実用化されつつある。

しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも溶鋼が凝
固する際にできる組Ｖａ（鋳造組織）を破壊するという
点では不利である。とくに凝固時に形成された（１００
）　＜ｕＶＷ＞を主方位とする強い鋳造集合組織を破壊
することはきわめて困難である。

その結果として、最終薄鋼板には、前述したりジングが
起こりやすかったのである。

（従来の技術） Ａｒ、変態点以下の比較的低温域で所定板厚の薄鋼板と
し、その後は冷間圧延および再結晶焼鈍工程を施さない
加工用薄鋼板の製造方法もいくつか提示されている。例
えば特開昭４８−４３２９号公報には、低炭素リムド鋼
をＡｒ３変態点以下の温度で９０％の圧延にて４１１Ｉ
Ｉ１１板厚の鋼帯とすることによる降伏点２６．１ｋｇ
／ｍｍ”、引張強さ３７．３ｋｇ／ｍｍ！、伸び４９．
７％。

ｒ＝ｌ。２９の特性を有する製造例が示されている。

また特開昭５２−４４７１８号公報には同じく低炭素リ
ムド綱を熱延仕上温度８００〜８６０℃（Ａｒｓ変態点
以下）で２．０ｍｍ板厚とし、巻取温度６００〜７３０
℃とすることによる、降伏点２０ｋｇ／ｍｍ”以下の低
降伏点鋼板の製造法が示されている。しかしながら絞り
性の指標であるコニカルカップ値は得られる製品で６０
．６０〜６２．１８ｍｍ程度であり、この点従来例の６
０．５８〜６０．６１に比べると絞り性は同等かそれ以
下である。さらに特開昭５３−２２８５０号公報には同
じく低炭素リムド綱を熱延仕上温度７１０〜７５０℃で
１．８〜２　、３ｍｍ板厚とし、巻取温度５３０〜６０
０℃とすることによる低炭素熱延鋼板の製造法が示され
いる。しかしながらこの方法によって得られる製品のコ
ニカルカップ値も玉揚の特開昭５２−４４７１８号公報
の場合と同様に従来例よりも高く、絞り性は劣っている
。またさらに特開昭５４−１０９０２２号公報には、低
炭素アルミキルド鋼を熱延仕上温度７６０〜８２０℃で
１　、６ｍｍ板厚とし、巻取温度６５０〜６９０°Ｃと
することによる降伏点１４．９〜１８．８ｋｇ／ｍｍ”
。

引張強さ２７．７〜２９．８ｋｇ／ｎｕｎ”、伸び３９
．０〜４４．８％の特性を有する低強度軟鋼板の製造例
が開示されている。その他特開昭５９−２２６１４９号
公報にはＣ１０，００２゜５ｉ１０．０２．　Ｍｎ０．
２３．　Ｐｌｏ、００９．　Ｓ１０．００８．　Ａ　ｌ
　１０．０２５゜Ｎ１０．００２１．　Ｔｉ１０．１０
の低炭素Ａｆｉキルド鋼を５００〜９００℃で潤滑油を
施しつつ７６％の圧延にて１．６ｍｍ板厚の調帯とする
ことにより、ｒ＝１．２１の特性を有する薄鋼板の製造
例が示されている。

しかしながら上記した公知技術にはいずれも、前述した
耐リジング性を向上させることについて何らの考慮も払
われていない。

（発明が解決しようとする問題点） 冷間圧延のみならず再結晶焼鈍をも含まない新プロセス
によって、耐リジング性と深絞り性に優れる薄鋼板の製
造方法を与えることが、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程におい
て、少なくとも１パスを、 フェライトの再結晶温度から３００℃までの温度範囲で
、圧下率＝３５％以上、ひずみ速度：　３００（ｓ”１
）以上で仕上げることを特徴とする耐リジング性と深絞
り性に優れるアズロールド薄鋼板の製造方法である。

この発明の基礎となった研究結果からまず説明する。

表１に示す低炭素アルミキルド鋼の熱延鋼板を用い、こ
れを４５０℃に加熱均熱し、１バスで２０％。

４０％、および６０％の圧下率でそれぞれ圧延した。

このときのひずみ速度（ε）と圧延後の鋼板のりジング
指数との関係について調べた結果を第１図に示す。

リジング指数はひずみ速度と圧下率に強く依存し、４０
％、　６０％の圧下率でかつ３００ｓ−’以上の高ひず
み、高圧下率圧延を施した場合に、耐リジング性は著し
く向上した。

なおひずみ速度（ε）の計算は以下の式に従っｎ：　圧
延ロールの回転数（ｒｐｍ） ｒ：　圧下率（χ）／１００ Ｒ：　圧延ロールの半径（ｍｍ） Ｈｏ：　　圧延前の板厚（ｍｍ） 次に表１に示すＡ、　Ｂ鋼片い、圧延温度を種々に変化
させて、圧延板のｒ値について、調べた結果を第２図に
示す。このとき、；　＝８５２ｓ−’、圧下率６５χで
あった。また、Ａ、　Ｂ１１１の再結晶温度は表１に示
すとおりであり、この再結晶温度は、室温にて７５％の
冷間圧延を行ない加熱速度２０℃／ｈで加熱したときの
硬度および組織の変化から求めたものである。

画調とも再結晶温度以下での圧延によってｒ値が急激に
上昇することがわかる。しかしながら約３００℃以下の
温度における圧延では、アズロールドでは再結晶が生ぜ
ず、このためｒ値は急激に劣化する。

発明者らはこれらの基礎的データに基づき研究を重ねた
結果、以下のように製造条件を規制することにより耐リ
ジング性と深絞り性に優れる薄鋼板が製造できることを
確認した。

（１）鋼組成 高ひずみ速度圧延の効果は本質的には鋼組成に依存しな
い。ただし、一定レベル以上の深絞り性を確保するため
には、侵入型固溶元素であるＣ、Ｎはそれぞれ０．１０
％以下、　０．０１％以下であることが好ましい。また
鋼中０をＡＩ！の添加により低減することは、材質とく
に延性の向上に有利である。さらにより優れた深絞り性
を得るために、Ｃ，Ｎを安定な炭窒化物として析出固定
可能な特殊元素たとえばＴｔ＋Ｎｂ＋ＺｒおよびＢ等の
添加も有効である。

また高強度を得るためにＰ、ＳｉおよびＭｎ等を強度に
応じて添加することもできる。

（２）圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊圧延もしくは連続鋳造法
により得られた鋼片は当然に適用できる。

鋼片の加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり、省
エネルギーの観点から１１００℃未満が好適である。連
続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延を開始するい
わゆるＣＣ−ＤＲ（連続鋳造−直接圧延）法も勿論適用
可能である。

一方溶鋼から直ちに５０ｍｍ以下の圧延素材を鋳造する
方法（シートバーキャスター法およびトリップキャスタ
ー法）も省エネルギー、省工程の観点から経済的メリッ
トが大きいので、圧延素材の製造法としてはとりわけ有
利である。

（３）圧延工程 この工程が最も重要であり、低炭素鋼を所定の板厚に圧
延するに当り、仕上圧延において、少なくとも１バスを
、フェライトの再結晶温度から３００℃までの温度範囲
で、圧下率３５％以上でかつひずみ速度３００ｓ−’以
上の条件下に圧延することが必須である。

仕上圧延温度がフェライトの再結晶温度を超える高温域
ならびに３００℃未満の低温域では、たとえ圧下率３５
％以上、ひずみ速度３００ｓ−’以上で圧延を施したと
しても、前掲第２図に示したように深絞り性が劣るもの
しか得られないので、仕上圧延温度はフェライトの再結
晶温度〜３００℃の範囲に限定した。

またひずみ速度については、３００ｓ−’に満たないと
目標とする材質が確保できないので、３００ｓ−’以上
とりわけ５００〜２５００ｓ−’が好適である。

圧延パス数、圧下率の配分は、上記の条件が満たされれ
ば任意でよい。

圧延機の配列、構造や、張力、潤滑の有無などは本質的
な影響力を持たない。

なお再結晶焼鈍処理については、原則として不要である
が、材質上の要請から、圧延後のランアウトテーブル上
および巻とり工程で保熱、均熱処理を施すこと、また必
要に応じて圧延後に多少の加熱処理を施すことを禁する
ものではない。

（４）酸洗、調質圧延 上述の手順で得られた銅帯は、従来よりも低温域での圧
延であるため酸化層は薄く、酸洗性は極めて良好である
ので、酸洗せずに使用できる用途も広い。また脱スケー
ルは、従来の酸による除去の他に機械的除去も可能であ
る。さらに形状矯正、表面粗度調整などを目的として、
１０％以下の調質圧延を加えることができる。

（５）表面処理 かくして得られる銅帯は、亜鉛めっき（合金系を含む）
、錫めっきおよびほうろう性など表面処理性に優れるの
で、各種表面処理原板として適用できる。

（作　用） この発明に従い、高圧下率、高ひずみ速度で圧延を行う
ことによって、耐リジングさらにはＴ値が格段に向上す
る理由については、まだ明確には解明されていないが、
圧延材の集合組織および加工ひずみの変化と密接な関係
にあるものと考えられる。

（実施例） 表２に示す組成鋼をそれぞれ、表３に示す方法で板厚２
５〜４０ａ＋ｍのシートバーにした後、６列から成る圧
延機を用いて０．８〜１．０請−板厚の薄鋼板とした。

このとき等６スタンドを用いて高ひずみ高圧下率圧延を
行なった。なお、供試鋼の再結晶温度は前述した方法に
より求めた。

かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、温室圧延（圧下
率０．５〜１．２χ）後の材料特性を表３に示す。なお
引張特性ＪＩＳＳ号試験片として求めた。またリジング
性は、圧延方向から切り出したＪＩＳ５号試験片を用い
、１５％の引張子ひずみを付加したものについて、表面
の凹凸を目視法にて１　（良）〜５　（劣）の評価をし
た。この評価は、在来の低炭素冷延鋼板の製造法による
ときりジングが事実上現れなかったので評価基準が確立
していない。従って、本発明では従来ステンレス鋼につ
いての目視法による指数評価基準をそのまま準用した。

評価１．２は実用上問題の　ないリジング性を示す。

この発明に従って製造された鋼板は比較例よりもはるか
に優れた下値と耐リジング性とを示している。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、フェライト再結晶温度から
３００℃までの温度範囲における高圧下率、高ひずみ速
度圧延により、従来の冷間圧延のみならず再結晶焼鈍を
も省略したアズロールドのままで、良好な深絞り性と共
に優れた耐リジング性をもつ薄鋼板を得ることができ、
しかも圧延素材についてもシートバーキャスター法、ス
トリップキャスター法などに適合するなど、加工用薄鋼
板の製造工程の大幅な簡略化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、下値およびリジング指数に及ぼすひずみ速度
の影響を、圧下率をパラメータとして示したグラフ、 第２図は、圧延温度と下値との関係を示したグラフであ
る。 第１図 １００　　　２００　　　　、！１００　　　６００ひ
ずｔす−ａ１１（Ｓ−リ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程において、少な
   くとも１パスを、 フェライトの再結晶温度から３００℃までの温度範囲で
   、圧下率：３５％以上、ひずみ速度：３００（ｓ＾−＾
   １）以上で圧延することを特徴とする耐リジング性と深
   絞り成形性に優れるアズロールド薄鋼板の製造方法。