JPS61270341A - 耐リジング性と化成処理性に優れる深絞り用冷延鋼板の製造方法 - 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） 耐リジング性と化成処理性に優れる深絞り用冷延鋼板の
製造方法に関連してこの明細書では、圧延条件の規制に
より、低温加熱−低温熱間圧延を可能とすることについ
ての開発研究の成果に関し以下に述べる。

自動車のパネルなどに主に使用される冷延鋼板には、そ
の特性として優れた深絞り性が要求される。深絞り性向
上のためには、鋼板の機械的特性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。

また自動車用外板などのように深絞り成形製品は外表面
となることが多いので、 表面性状に優れていることも重要な性質であり、さらに
焼付塗装の前処理である化成処理性も重要である。

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

つまり在来、鋼を造塊−分塊圧延にて、２５０ｍｍ板厚
程度の鋼片とした後、加熱炉にて加熱均熱処理し、粗圧
延工程により約３０ｍｍ板厚のシートバーとし、さらに
熱延仕上温度がＡｒ３変態点以上となるように仕上熱延
工程にて所定板厚の熱延鋼帯としていたが、近年まず連
続鋳造プロセスの導入により分塊圧延工程が省略可能と
なり、また溶鋼から直ちに板厚５０ｍｍ以下のシートバ
ーないし銅帯を得る手法により、熱間圧延の加熱処理及
び粗圧延工程を省略できる新しいプロセスも現実化しつ
つある。しかしながらこれら新製造工程はいずれも溶鋼
が凝固する際にできる組織（鋳造組！ｉａ）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（
１１０）　＜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、最終薄鋼板にはりジングが起こりやすくなり
、プレス加工など変形を受けると圧延方向に伸びた明り
ょうな凹凸が生じて製品価値を損なうことになる。

翻って在来の深絞り用冷延鋼板の製造では熱間圧延の仕
上温度を高温にする必要があり、そのため高温スラブ加
熱、高温熱延を余儀なくされたわけであるが、高温スラ
ブ加熱は加熱エネルギー費用の上昇、スラブ表面酸化に
よる歩留りの低下、そして内部酸化生成物の増加による
品質上の問題、さらには冷間圧延でのトラブルの発生な
どをもたらす不都合がある。また高温の熱間圧延は圧延
ロールの損傷等をひき起こしやすく、表面品質を劣化さ
せる原因ともなる。

これに対し、低温スラブ加熱および低温熱間圧延により
、良好な深絞り性を有する冷延鋼板が製造できれば、上
記問題点は一掃でき、製造上のメリットは大きい。

（従来の技術） 実際に、低温の熱間圧延による深絞り鋼板の製造方法は
いくつか開示され、特開昭５７−１３１２３号。

特開昭５９−６７３２２号各公報などがその例である。

いずれも低温加熱−低温熱間圧延をすることを特徴とし
、省エネルギー、材質向上面において有利である。しか
しながら、これら公知技術は前述の耐リジング性および
化成処理性を向上させる手法に何の示唆も与えるところ
なく、さらに一般的には、薄鋼板の耐リジング性に関し
ては、低温加熱−低温熱間圧延の方が高温加熱−高温熱
間圧延の場合よりも不利である。

一方、熱間および冷間圧延では、ロール表面に潤滑油を
散布して圧延する潤滑圧延が行なわれ、この潤滑圧延に
より圧延荷重が大幅に減少することによる省エネルギー
化、鋼帯表面性状の向上、ロール摩耗の減少などに有利
であって、この目的にそって各種の潤滑油供給方法なら
びに潤滑油が考えられている。実際にも熱間圧延につき
特公昭５２−４６２号、特開昭５１−６２１６７号各公
報などが公知技術としてあげられる。

しかしながら、これらはいずれも熱間域（通常仕上温度
Ａｒ＋点以上）での使用についてのものであり、この発
明における低温熱延域（仕上温度Ａｒｓ点以下）での使
用とは異なるものであって、さらには耐リジング性と化
成処理性を向上させる手法に何ら示唆を与えるものでも
なかった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は低温加熱−低温熱間圧延により耐リジング性
と化成処理性に優れる薄鋼板の製造方法を与えることを
目的としている。

（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熱間圧延する際、仕上
温度を６００〜８００℃とし、かつ少なくとも１バスで
は潤滑油を用いて仕上げ、ひき続き圧下率５０〜９５％
で冷間圧延し、次に再結晶焼鈍することを特徴とする耐
リジング性と化成処理性に優れる深絞り用冷延鋼板の製
造方法である。

この発明の基礎となった研究結果は次のとおりである。

供試材は表１．に示す２種類の低炭素アルミキルド鋼の
鋼片で、これを１１００℃に加熱・均熱した後、３バス
、圧下率９０％で圧延し、ひき続き圧下率７０％で冷間
圧延した。

このときの熱延仕上温度（ＰＤＴ）と焼鈍後（均熱温度
８００℃）の下値およびリジング指数の関係を第１図に
示す。

下値および耐リジング性は、無潤滑熱間圧延（ム、・印
）では仕上温度の低下に伴い著しく劣化するが、潤滑熱
間圧延では仕上温度にさほど依存しないことがわかった
。

また、潤滑熱間圧延では無潤滑熱間圧延に比べて化成処
理性に優れていることもその後の工程を経た冷延鋼板を
比較することにより新たに見出された。発明者らはこの
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、深絞り性と耐リジング
性と化成処理性に優れる薄鋼板が製造できることを究明
した。

なお、潤滑圧延の効果については、潤滑使用により絞り
性および耐リジング性に好ましくない結晶方位（たとえ
ば（１００）　）が減少する現象に関連するが、その機
構は明確でない。

（製造条件と作用） ＋１）鋼組成 低温潤滑熱延の効果は、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、侵入型固溶元素のＣ，Ｎはそれぞれ０．１０％、　
ｏ、ｏｉ％以下であることが好ましい。

また鋼中のＯをＡｌの添加により低減することは、材質
と（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Ｔｉ＋　Ｎｂ＋　Ｚｒ、
　Ｂなどの添加も有効である。

（２）圧延素材 圧延素材は造塊−分塊圧延又は連続鋳造法の如き従来方
式により得られる鋼片は当然適用でき、この場合鋼片の
加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり、とくに９
５０〜１１５０℃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、連続鋳造−直接圧延
法（いわゆるＣＧ　−ＤＲ法）も適用可能なのは勿論で
ある。

一方、溶鋼から直接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ストリップキャス
ター法）も省エネルギー、省工程の観点から経済的メリ
ットが大きく、もとよりこの発明の圧延素材の製造には
とくに有利である。

（３）熱間圧延 この工程こそがこの発明においてもっとも重要である。

仕上げ圧延を６００℃〜８００℃の温度範囲とし、かつ
少な（とも１バスでは潤滑を用いて仕上げすることが必
須である。

仕上げ圧延温度が８００℃以上の高温域では、高温熱延
における諸問題が生じてこの発明における低温熱間圧延
に基くメリットは少ない。またこの仕上げ圧延温度は、
６００℃以下で、ｒ値の急激な劣化および圧延荷重の急
上昇を来し、省エネルギーの観点からもメリットは少な
い。

熱間圧延後の巻取温度は特に限定されないが、酸洗効率
を向上させるために６００℃以下が好ましい。

圧延パス数、圧下率の配分は、少なくとも１パスでは潤
滑下に仕上げる条件を満す限り任意でよく、もちろん圧
延機の配列構造、ロール径、張力なども本質的な影響力
を持たない。

潤滑油の種類および散布方法についてもこの発明におい
ては限定されるものではない。鉱油をベースとする懸濁
油などを通常の方法にて適用することが好適である。

（４）冷間圧延 この工程も、この発明において必須であり、高いｒ値お
よび面内異方性を小さくするために、冷間圧下率は５０
〜９５％とすることが不可欠である。

冷延圧下率が５０％未満または９５％以上であると、優
れた深絞り性を得ることができない。

（５）焼　　鈍 冷間圧延工程を経た冷延鋼帯は、再結晶焼鈍が必要であ
る。焼鈍方法は箱型焼鈍法、連続型焼鈍法のいずれでも
よいが、均質性、生産性の観点から後者が有利である。

加熱温度は再結晶温度（約６５０℃）から９５０℃の範
囲で適合する。なお、連続焼鈍の場合の熱サイクルにつ
いて均熱後の冷却速度、および過時効処理の有無とその
ヒートサイクルの如き条件は、この発明において本質的
な影響をおよぼさないが、１０℃／Ｓ以下の徐冷もしく
は３５０℃近傍の過時効処理は、材質と（に延性の向上
に有効である。

焼鈍後の調帯には形状矯正、表面粗度等の調整のために
１０％以下の調質圧延を加えることができる。

なお、この発明で得られる冷延鋼板は、加工用表面鋼板
の原板としても適用でき、表面処理としては、亜鉛めっ
き（合金系含む）、錫めっき、そしてほうろうなどがあ
る。

（実施例） 表２に示す化学組成の鋼片を転炉製鋼一連続鋳造法によ
り製造した。

表２　　　　（賀ｔ％） この鋼片を９５０℃〜１１５０℃に加熱均熱後、粗圧延
により２０−３０ｍｍ板厚のシートバーとし、連続的に
７列から成る仕上げ圧延機を用いて３．２ａｍ板厚の熱
延板とした。このとき、全列の圧延機を用いて潤滑圧延
を行った。

ひき続き酸洗後０．８ｍｍ（冷延圧下率７５％）または
１　、７ｍｍ　（冷延圧下率４７％）板厚の冷延板とし
、次に再結晶焼鈍を施した。

熱間圧延条件別に連続焼鈍後の材料特性を表３に示す。

引張特性はＪＩＳＳ号試験片として求めた。

リジング性は圧延方向から切り出したＪ’ＩＳＳ号試験
片を用いて１５％引張子ひずみを付加し、表面の凹凸を
目視法にて１　（良）〜５（劣）の評価をした。評価１
．２は実用上問題のないリジング性を示す。

化成処理性は鋼板を脱脂、水洗、リン酸塩処理を施し、
以下に述べるピンホールテストを行った時のピンホール
面積率と結晶析出数で評価した。

なお、リン酸処理は日本バーカライジング■性ＢＴ３１
１２を用い、５５℃で全酸度１４．３、遊離酸度０．５
に調整し、スプレーで１２０秒間吹付けた。

ピンホールテストは、試験面に鉄イオンと反応して発色
する試薬（フェロオキシル溶液）を浸したろ紙を密着さ
せて、鋼板表面に残留するリン酸結晶未付着部分を検知
し、それを画像解析してピンホール面積率として数値化
した。結晶析出数はＳＥＭ観察により行った。なお、こ
れら化成処理性の評価基準は以下のように定めた。まず
ピンホール面積率は、２％未満を０．２〜９％では△、
９％超過について、Ｘ、または結晶析出数（Ｘ　１０’
／ｍｍ２）は、５以上で０．５未満３までがへ、そして
３未満ではＸとして評価した。

一方表４に示すシートバーを、転炉製鋼−シートバーキ
ャスター法により製造した。

表４　　　　（帆％） シートバーキャスターには４列から成る仕上げ圧延機が
接続された設備を用いてシートバーを再加熱されること
なく　３．２ｍｍ板厚の熱延板とした。

このときも全列の圧延機を用いて潤滑圧延を行った。

ひき続き酸洗後、０．８ｍｍ板厚の冷延板とした。

焼鈍条件および材料試験法につき、すでに述べ表５の対
比でこの発明に従って得られた鋼板は、高いＴ値を示す
とともに、優れた耐リジング性と化成処理性を呈してい
る。

（発明の効果） この発明によれば、冷延板に充る熱間圧延の加工度の如
何に拘らず、リジング欠陥を発生するうれいなく深絞り
性、化成処理性の向上を図ることができるので、エネル
ギコストの低減にも有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱間圧延温度がＴ値とりジング指数に及ぼす影
響を、潤滑の有無に関し、て比較したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、低炭素鋼を所定板厚に熱間圧延する際、仕上温度を
   ６００〜８００℃とし、かつ少なくとも１パスでは潤滑
   油を用いて仕上げ、ひき続き圧下率５０〜９５％で冷間
   圧延し、次に再結晶焼鈍することを特徴とする耐リジン
   グ性と化成処理性に優れる深絞り用冷延鋼板の製造方法
   。