JPS62112731A - 深絞り性に優れた焼付硬化性鋼板の製造方法 - 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） 本発明は、自動車用鋼板等の使途に適合する鋼板、特に
深絞り性に優れるとともに低温焼付処理の可能な焼付硬
化性冷延鋼板の製造技術についての促案である。

（従来の技術） 近年自動車用鋼板は、軽分化による燃費向上を目積して
高強度化の要求がある一方で、プレス成形性の面から低
降伏強度、高伸び、高ｒ値などの特性も同時に望まれて
いるのが実情である。

このような二律背反の背景から、従来プレス成形時には
軟質で良好なプレス成形性を示し、その後の塗装焼付時
に降伏強度、引張り強度が上昇する特性、すなわち焼付
硬化性を有する鋼板が開発され現在に至っている。

因みに、焼付硬化性とは、一般に２％の予歪付与後１７
０℃で２０分の焼付は相当処理による降伏強度上昇分と
定義されている。これは自動車生産工程における塗装焼
付処理条件を模したものである。

この焼付硬化性を得るためには、常温非時効性を損わな
い程度の固溶Ｃ，Ｎを鋼板中に残存させることが必要で
ある。

従来、焼付硬化性を有する冷延鋼板の製造方法に関して
は、特開昭５３−１１４７１７号公報に開示されている
ようなＴ１添加鋼、時間ＩＩＳ’？　５７−７０２５８
号公報に開示されているようなＮｂ添加鋼、あるいは特
開昭５９−３１８２７号公報に開示されているようなＴ
ｉ、Ｎｂ複合添加鋼等、主として成分組成について改良
したものが提案されている。

これら従来方法によって得られた鋼板は、何れも１７０
℃×２０分の焼付相当処理でも、得られる焼付硬化性は
せいぜい３〜５ｋｇｆ／１１が限度であった。

（発明が解決しようとする問題点〉 自動車業界は、今や塗装焼付温度の低下による省エネル
ギー化、プラスチックなどの利用の増加により、必然的
に焼付温度低下への指向が避けられない状況になりつつ
ある。

そこで本発明は、常温非時効性で、深絞り性に浸れた低
温焼付処理可能な焼付硬化性冷延鋼板の製造技術を提供
することを目的とするものである。

そして、かかる目的は、下記の事項を要旨構成とする方
法にて有利に実現される。

く問題点を解決するための手段） 本発明の骨子は、Ｃ：０．００１〜ｏ、ｏｏｇｗｔ％を
含む極低炭素鋼をベースとし、箱焼鈍あるいは連続焼鈍
後の調質圧延で伸び率：１〜５％付与することにより、
時効指数＝４〜８ｋｇｆ／ｍｌｌ１２を有し、常温非時
効で深絞り性に優れると共に低温焼付処理可能な焼付硬
化性鋼板の製造技術にかかるものである。

上記問題点解決手段として好適な本発明方につき、さら
に詳しくこれを述べると、Ｃ：０．００１〜０．００８
ｗｔ％、ＳｉＳ２．５ｗｔ％、ＭｎＳ２．５ｗｔ％、Ｐ
≦０．１５ｗｔ％、ＡＩ２　：　　０．００５〜０，１
０ｗｔ％、Ｓ≦０．０１０ｗｔ％、Ｎ≦０．００５ｗｔ
％を含有し、かつ０．０５ｗｔ％以下のＴ１およびＮｂ
のうち１種または２種を含有し、残部が実質的にＦｅの
組成よりなる鋼を、熱間圧延−冷間圧延−熱処理し、得
られる冷延板を伸び率が１〜５％になるような調質圧延
を施すことを特徴とする深絞り性に優れた焼付硬化性鋼
板の製造方法であり、 好ましくは調質圧延に用いるワークロール径を４００ｍ
ｍ以上の大きさのものとし、得られる鋼板の表面粗度が
０．５〜５μｍを示すように制御する。

（作　用） 本発明に到達した実験検討の内容について以下に説明す
る。

鋼板中に固溶（Ｃ，Ｎ）が残存すると、プレス成形時に
ストレッチャストレインが発生するため、調質圧延を施
してその原因となる降伏伸びを消すのが普通である。固
溶（Ｃ，Ｎ）が多い場合は常温時効を引き起し、再び降
伏伸びが現われるため、プレス用の鋼板では極力固溶Ｃ
，Ｎの残存を抑制する努力がなされている。一方、焼付
硬化性鋼板は、この固溶Ｃ，Ｎを利用して高温状態での
時効促進により降伏強度の上昇を図っている。このため
常温時効を起こさない程度に残存固溶Ｃを制御すること
が製法上重要となる。

こうしたことから鋼板中の固溶Ｃ，Ｘｔ＊の目安として
時効指数が用いられる。この時効指数は、引張り試験で
７．５％の予歪付与後１００℃で３０分の促進時効処理
をしたときの下陪伏点上’ｌで評価した値であり、常温
時効を生じないためには３〜４ｋｇｆ／ｒｎ１以下が限
界である。このときに得られる焼付硬化量は、せいぜい
３〜５ｋｇ［７１１１ｍ２である。また当然焼鈍後は調
質圧延が施されるが、その伸び率も１％未満が普通であ
る。これは調質圧延の伸び率が増すに従い降伏強度が上
昇するので、プレス成形性に不利となることからの制限
である。

さて、本発明者らは、将来低温焼付硬化性鋼板が必要な
こと、そしてより焼付硬化量を高く改善することを目指
し、まず時効指数と調質圧延条件が材質、時効性および
焼付硬化性に及ぼす影響について検討した。

第１図はその検討結果を示すものであり、時効指数（Ａ
Ｉ）および焼付相当温度が及ぼす焼付硬化ｆｆ１（ＢＨ
ｆｆｉ）への影響を示ずグラフである。この図より、Ａ
Ｉ≧４ｋｇｒ／ｍｍ２の鋼板では、低温焼付処理でも高
いＢＨｆｆｉが得られることが判る。

しかも得られるＢＨ量は、従来の３〜４ｋｇ　ｆ　／　
ｍｍ　２以上のレベルである。従って、ＡＩ≧４ｋｇｆ
／ｍｍ２とすることで、低温焼付処理可能なりＨ性に富
む鋼板を得ることが可能である。

第２図は、時効指数と調質圧延条件を変えた材料を３０
’Ｃで２ケ月常温時効した結果を示す。これより時効指
数（ＡＩ）の高い鋼板でも伸び率を１％以上とすること
で降伏伸びが抑制でき、非時効性が得られることが判る
。なお、同−伸び率でも鋼板の平均粗度が大きい方が耐
時効性に有利であった。この理由については明らかでは
ないが、粗度が粗くなることで、鋼板表面に導入された
局所歪が調質圧延伸び率を増すことと同様な効果を果す
ものと考えられる。後述するように伸び率が増すに従い
降伏強度が上昇することからプレス成形性に不利なため
伸び率を増すことには限界がある１従って鋼板の平均粗
度は粗いほうが良い。一方、粗度が粗すぎると塗装後も
粗度の凹凸が目立ち外観上好ましくないため、平均粗度
として０．５〜５μｍの範囲が好適である。

第３図には、同−粗度で調質圧延時のロール径の時効性
への影響を示す。これよりロール径が大きい方が耐時効
性には有利なことが判る。ロール径が大きくなると鋼板
との接触延長が増すため、鋼板に及ぼす剪断歪が鋼板表
面近傍に集中し、粗度の効果をより助長するものと考え
られる。図よりロール径４００ｕ＋以上で特に顕著な差
となるため、Ｏ−ル径は４００＋＋ａ＋以上が好ましい
。

第４図には、伸び率と降伏状強度、引張強度の関係を示
す。ここで強度上昇分は、伸び率１％のものを基準とし
た。図より伸び率を増すと降伏強度、引張り強度とも増
加することが判る。引張り強度は伸び率５％でほぼ飽和
に達するため、５％より多くしても降伏強度がいたづら
に増すだけであり、伸び率は１〜５％に制限することが
好まし１　　い。このとき耐時効性を損わない時効指数
（ＡＩ）の上限は８ｋｇｆ／１１１１２までであり、Ａ
Ｉは４〜８眩「／１Ｉｌ１２の範囲とする。

以上説明したように、時効指数４〜８ ｋｇｆ／ｌｌｍ２の鋼板に、時効指数に相応した調質圧
延を施すことにより、常温非時効性でかつ低温焼付処理
可能な焼付硬化性深絞り用冷延鋼板が得られることか判
った。

次に、本発明製造方法の実施に際して出発原料として用
いる鋼の成分組成限定理由について述べる。

通常、鋼板の含有元素、特にＣ，Ｓｉ　、Ｍｎ　。

Ｐ等は、要求強度により目標範囲が決定され、上記成分
元素が増すほど、強度は高く伸びは低くなる。従って本
発明では、調質圧延伸び率を増す分だけ、あらかじめこ
れら元素の含有量を通常よりも減少させることで、プレ
ス成形性に必要な低降伏強度、高伸びを得ることを基本
的とする。

Ｃ：この元素の含有量は低いほど材質、とりわけプレス
成形性に必要な伸び、ｒ値に有利である。

本発明では低くすることが望ましいが、０．００１ｗｔ
％未満では、この発明の目的とする焼付硬化性が１ｑら
れない。一方、ｏ、ｏｏａｗｔ％を超えると、伸び、ｒ
　１１１１が劣化し、本発明にそぐわないので、Ｃｆｆ
１は０．００１〜０．００８ｗｔ％とする。

Ｓｉ　、Ｍｎ　：ＳｉおよびＭｎは、いずれも深絞り性
を劣化させずに鋼板の強度を上昇させるのに有効に寄与
するが、伸びを劣化させないようにするために、ともに
ｏ、ｓｗｔ％以下に制限する。

ＰＤＰもＳｉ　、Ｍｎと同様の理由で、０．１５ｗｔ％
以下とする。なお、Ｐの添加はＭｎ、Ｓと異なりｒ値が
改善されるので、強化元素としてはむしろ好ましい。

Ａ℃：Ａｉは、脱酸などの目的で０，００５ｗｔ％以上
の添加を必要とするが、０．１０ｗｔ％を超える添加は
表面性状に悪影響を及ぼすので、０．００５〜０．１０
ｗｔ％とする。

Ｓ、Ｎ：ＳおよびＮは、析出物を形成させるため、少な
いほど伸び、ｒ値に有利である。このことから＄≦０，
０１ｗｔ％、Ｎ≦０，００５ｗｔ％とする。

Ｔｉ　、Ｎｂ　：ＴｉおよびＮｂは適当量の固溶Ｃが望
ましい。これは、Ｎ、Ｓの如き不純物はＴｉ　Ｎ、Ｔｉ
　Ｓとして析出させるために必要であり、一方、すべて
のＣをＴｉＣとして析出させるに足るＴｉを添加すると
、固溶Ｃを残存させることができなくなるため焼付硬化
性が得られなくなる。そこで、Ｔ１は０．０５ｗｔ％以
下とする。Ｎｂについては、ＮｂＣとして析出するが、
焼鈍温度を８００℃以上とすることで、ＮｂＣから固溶
Ｃを解離固溶させることができるので特に制限はない。

しかし、Ｎｂを０，０５ｗｔ％より多く添加することは
焼鈍時の粒成長性を阻害し、伸びに不利なため、ｏ、ｏ
ｓｗｔ％以下にする。Ｔ１によりＳ、ＮおよびＣの一部
を固定させる一方で、所望の時効指数を得るに足る固溶
ＣをＮｂＣとして析出させることは、伸びｒ値の向上に
特に好ましい。これは高温焼鈍により解離した固溶Ｎｂ
自体が伸び、ｒ値の異方性を改善する効果を持つためと
考えられる。

さらニ０，５ｗｔ％以下のＯｒ　、　Ｃｕ　、Ｖ、Ｚｒ
また０、０５ｗｔ％以下のＳｂ、Ｃａの添加は、８１−
１性や深絞り性を劣化させないので、これらはそれぞれ
の添加目的に従って添加することが可能である。

以上のような成分組成を持つ冷延鋼板の製造工程として
はとくに規制されないが、例えば転炉または電気炉で溶
製した鋼を造塊−分塊法または連続鋳造法にてスラブあ
るいはシートバーとし、通常の熱間圧延、冷間圧延によ
り冷延板とする方法を採る。再結晶焼鈍は、箱焼鈍でも
連続焼鈍いづれでもよい。

（実施例） 表１に示す成分組成の鋼を転炉にて溶製し、真空脱ガス
処理後連続鋳造によりスラブとした。これらのスラブに
通常の熱間圧延、ついで冷間圧延を施して、いづれも板
厚０．８Ｉの冷延板としたのち連続焼鈍を行った。

連続焼鈍では、所望の時効指数が得られるように焼鈍温
度、冷却速度を変化させた。その後、各時効指数および
目標材質に見合った調質圧延を施した。かくして得られ
た各製品の機械的性質について調べた結果を表２に示す
。なお、機械的性質はすべてＪ　ｒｓ５号試験片を用い
て測定した。

以上の本発明にかかる各実施例では、いずれも常温非時
効性でかつ深絞り性に優れた低温焼付用鋼板が得られた
。

（発明の効梁） 以上説明したように本発明によれば、常温非時効性で低
温での焼付処理の可能な深絞り用冷延鋼板を容易に製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、時効指数とＢＨｆｆｉの焼付温度依存性を示
すグラフ、 第２図は、常温時効性が得られる時効指数と調質圧延伸
び率の関係および鋼板粗度の影響を示すグラフ、 第３図は、降伏伸びとロール径の関係を示すグラフ、 第４図は、調質圧延伸び率と、強度上昇分の関係を示す
グラフである。 第２図 ル牛’ｔｆＪ　ｊＷ　４枚（Ｋ９ｆｋ席り第３図 時ｔｈ１吟聞（目） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｃ：０．００１〜０．００８ｗｔ％、Ｓｉ≦０．５
   ｗｔ％、Ｍｎ≦０．５ｗｔ％、Ｐ≦０．１５ｗｔ％、Ａ
   ｌ：０．００５〜０．１０ｗｔ％、Ｓ≦０．０１０ｗｔ
   ％、Ｎ≦０．００５ｗｔ％を含有し、かつ０．０５ｗｔ
   ％以下のＴｉおよびＮｂのうち１種または２種を含有し
   、残部が実質的にＦｅの組成よりなる鋼を、熱間圧延−
   冷間圧延−熱処理し、得られる冷延板を伸び率が１〜５
   ％になるような調質圧延を施すことを特徴とする深絞り
   性に優れた焼付硬化性鋼板の製造方法。