JPS63100134A - 厚物超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） 厚物超深絞り用冷延鋼板の製造方法に関し、とくに冷間
圧延工程における圧下率を充分に大きくすることが困難
な板厚１ｍｍ程度以上の厚手の冷延鋼板、つまり厚物に
ついて加工性を有利に改善し得る手だてに関連した研究
の成果を以下に述べる。

一般に超深絞り用冷延鋼板においては、深絞り性に有利
な結晶粒径および結晶方位を得るために、冷間圧延工程
では、焼鈍で十分な再結晶集合組織を生成し得る四の歪
みを鋼板に与えることが必要とされている。

特に近年、深絞り用鋼板に要求される深絞り性が厳しい
ものとなりつつあり、それに伴いより軟質な、極低炭素
の成分領域の鋼が、従来のいわゆる低炭素鋼に代って用
いられるようになったが、その結果、材質上置も有利な
冷間圧延の圧下率はさらに問い値を必要とするようにな
って来ている。

（従来の技術） 溶鋼成分および冷間圧延に至るまでの加熱又は保温、並
びに熱間圧延、冷却などの工程条件を冷延−焼鈍工程に
おいて有利な範囲に限定することで材質の向上を図るこ
とが、特開昭５９−７４２３３号公報を始めとして多数
側報告されているが、これらも基本的には最適圧下率８
０％以上の高圧下冷間圧延に鯨っているのが現状である
。

なお、熱間圧延工程の一部分あるいは全部分に温間圧延
を導入することにより、冷間での圧下率を少なく抑える
ことについても特開昭６１−１１９６２１号公報などに
て報告されているが、温間圧延は未だ工程に導入し得る
技術段階になく、また相当額の技術開発費を投入して導
入に成功したとしても、その設備および保守・操業コス
トは従来の熱延工程に比べ、圧延荷重の増加・ロール寿
命の短命化等により高価なものとなることが予想される
。このため、温間圧延の導入は、圧延設備への負担増の
問題に対する解決策とはなり得ない。

（発明が解決しようとする問題点） さて、変形量の大きな深絞り用途、例えば自動車におけ
るオイルパンのように、−桟板からのプレス成形等では
、極めて優れた深絞り性が求められることは言うまでも
ないことであるが、さらに板厚１ｍｍ以上望ましくは１
．２ｍｍ以上にも及ぶ厚物であることが、大きな加工量
に耐える上で極めて重要な条件となる。

しかしながら、上記従来技術に頼って高圧下の冷間圧延
を施すとすれば薄物（０，８ａ＋＋ｎ〜０．１ｍ＋ｍ）
に比べて同一圧下率でも仕事量が数倍から十数倍も大き
くなるため、冷間圧延設備に与える負担が大きく、また
操業エネルギーコストも真人なものとならざるを得ない
。また、設備上の制約があり、圧延入側の板厚もむやみ
に大きくできないので厚物の場合には高圧下が難しい。

したがって、厚物の超深絞り用冷延鋼板の製造において
は、冷間域での高圧下を必要としない新しい製造技術の
開発が切望されるわけである。

厚物の超深絞り用鋼板を製造するにあたり、設備及び生
産エネルギー上負担になる高圧下条件下における冷間圧
延を必要としない製造プロセスにより、深絞り性に優れ
た厚物超深絞り用冷延鋼板を得ることが、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、 Ｃ：　０．００３　Ｗｔ％以下、 Ｓｉ　：　０．０３　ｗｔ％以下、 Ｍｎ　：　０．２０　ｗｔ％以下、 Ｐ　：　０．０１５　ｗｔＸ以下、 Ｓ　：　０．０２０ｗｔ％以下、 Ａ　ｌ　：　０．００５〜０．１　ｗｔχ、Ｎ　：　０
．００２５ｗｔ％以下、 Ｎｂ　：　０．００１〜０．０１５　ｗｔχを含有する
組成になるＴｉ−Ｎｂ複合添加掻低炭素調スラブを出発
材として、熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍の工程を経て超
深絞り用冷延鋼板を得るに当り、熱間仕上圧延開始温度
を１１００℃以下、熱間仕上圧延終了温度を８７０〜９
１０℃としてこの熱間仕上圧延における全圧下率を８５
％以上、熱間仕上圧延最終パスにおける圧下率を１０％
以上５０％以下とし、熱間圧延終了後６００℃以下で巻
き取り、しかる後板ＦＪ　１　ｍ−以上の所定厚みに冷
間圧延し、ついで焼鈍を施すことを特徴とする厚物超深
絞り用冷延鋼板の製造方法、ならびに、 Ｃ：　０．００３　ｗｔ％以下、 Ｓｉ　：　０．０３　ａｔ％以下、 Ｍｎ　：　０．２０　ｗｔ％以下、 Ｐ　：　０．０１５　ｗｔ％以下、 Ｓ　：　０．０２０　ｗｔ％以下、 ＡＮ　：　０．００５〜０．１　ｗｔＸ、Ｎ　：　０．
００２５　ｗｔ％以下、 Ｎｂ　：　０．００１〜０．０１５　ｗｔＸに加えてＳ
ｂ　７０．００１〜０．０２ｗｔ％とＢ　：　０．００
０１〜０．００１０讐ｔ％とのうち少くとも１種を含有
する組成になるＴｉ−Ｎｂ複合添加極低炭素鋼スラブを
出発材として、熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍の工程を経
て超深絞り用冷延鋼板を得るに当り、熱間仕上圧延開始
温度を１１００℃以下、熱間仕上圧延終了温度を８７０
〜９１０℃としてこの熱間仕上圧延における全圧下率を
８５％以上、熱間仕上圧延最終パスにおける圧下率を１
０％以上５０％以下とし、熱間圧延終了後６００℃以下
で巻き取り、しかる後板厚１ｍ以上の所定厚みに冷間圧
延し、ついで焼鈍を施すことを特徴とする厚物超深絞り
用冷延鋼板の製造方法である。

ここに、焼鈍が１０℃／ｓ以下の加熱速度であることが
とくに好適である。

まず、この発明の直接のきっかけとなった実験について
述べる。

Ｃ：　０．００２０　ｗｔＸ、　Ｓｉ　：　０．０１　
ｗｔχ＋　Ｍｎ　：　０．１０　ｗｔＸ。

Ｐ　：　０．０１１　ｗｔＸ、　Ｓ　：　０．００４　
ｗｔＸ、　Ａ　ｌ　：　０．０３６　ｗｔＬＮ　：　０
．００２２　ｗｔＸ、　Ｔｉ　：　０．０６８　ｗｔＸ
、　Ｎｂ　　：　０．００３ｗｔχ。

Ｓｂ　：　０．００９　ｗｔＸ、の連鋳鋼帯を、熱間仕
上圧延開始温度を１０５０℃とし、熱間仕上終了温度は
８３０℃〜９５０℃の種々の温度として熱間圧延を施し
たが、その際に熱間仕上圧延における圧下率を８８％と
し、この熱間仕上圧延の最終パスにおける圧下率を５〜
５０％の間で変化させた。

これらの熱延板を５５０℃で巻取り、酸洗後７０％の冷
間圧延を施し、８５０℃×１分間の連続焼鈍に供した。

得られた厚み１．６ｓ＋ｓの厚物冷延鋼板のランクフォ
ード値（下値）、および（２２２）方位と（２００）方
子、分母とする分数形式で第１図に示す。

（２２２）集合ＩＪ１ｍが発達し深絞り性に優れた銅板
が、この発明の熱間仕上圧延終了温度および熱間仕上圧
延最終パス圧下率領域、即ち、熱間仕上圧延終了温度８
７０〜９１０℃および熱間仕上圧延最終パス圧下率Ｏ〜
５０％において、得られることがわかる。

なお、熱間仕上圧延最終パス圧下率が５０％を超えた場
合には、熱間仕上圧延工程で熱延板に形状不良が発生す
るため、この発明の範囲から除外する。

さらに発明者らは、この発明の効果に関し、冷間圧延に
おける圧下率依存性を知るために、以下の実験を行なっ
た。

Ｃ：　０．００２０　ｗｔＸ、　Ｓｉ　：　０．０１　
ｗｔＸ、　Ｍｎ　：　０．１１　ｗｔＸ。

Ｐ　：　０．０１０　ｗｔＸ、　Ｓ　：　０．００４　
ｗｔＸ、　Ａｊ！　：０．０４２　ｗｔＸ。

Ｎ　：　０．００１８　ｗｔＬ　Ｔｉ　：　０．０６７
　ｗｔＬ　Ｎｂ　　：　０．００４　ｗｔＸ。

Ｓｂ　：　０．００８　ｗｔＸ、　　の連鋳鋼帯を、熱
間仕上圧延開始温度を１０５０℃、熱間仕上圧延終了温
度８８０℃とし、熱間仕上圧延における圧下率を８７％
、熱間仕上圧延最終パス圧下率１〜５０％として熱間圧
延を施した。

これらの熱延板を５５０℃で巻取り、酸洗後冷延圧下率
４５〜９６％の冷間圧延を施し、８５０℃×１分間の連
続焼鈍に供した。

得られた厚み１　、６ｍｍの鋼板の下値を第２図に示す
。この発明の方法によれば８０％以下の冷延圧下率でも
、従来９０％前後の高圧下を要していたのと同等に良好
な深絞り性を実現できるばかりでなく、高圧下領域より
深絞り性が改善される領域もあることが、明らかになっ
た。

（作　用） この発明における熱間仕上圧延条件がかかる良好な材質
をもたらす機構はＡｒ３変態点直上の温度域での圧下量
を大きくとることによって、歪みを１粒に十分蓄積させ
、微細かつ均質な粒径を持つα粒を生じさせるためと考
えられる。このため、従来よりも低圧下の冷間圧延によ
り、十分な再結晶集合組織を生じるために必要な歪み量
をみたし、その上理想的に均質な歪みを冷延板で得るこ
とができるのである。また、粒界にあるサイトから発達
するとされる（２２２）方位にとって、粒界の多い微細
α粒組織は有利に働く。

なお、冷間圧下率の増加に伴い深絞り性は−たん改善さ
れた後劣化に転するが、第２図によると、この転回点は
熱間仕上圧延最終パス圧下率が高いほど低冷延圧下率側
へ移動する。これは微細かつ均質な粒径のα粒からなる
熱延板においては、同一圧下率において、粗大あるいは
不均質な粒よりも蓄積される歪み量が多いためであると
推論されるが、この結果本発明においては、冷延圧下率
８０％以下の領域で特に材質改善効果が認められる。

以上述べた理由により、熱間仕上圧延における最終パス
圧下率は１０〜５０％が必要であり、熱間仕上圧延終了
温度はＡｒ３変態点直上の温度域（８７０℃〜９１０℃
）とする必要がある。また変態前の１粒に十分な量の歪
みを与えるためには熱間仕上圧延圧下率の全量も８５％
以上必要である。

熱間仕上圧延最終パス圧下率が１０％に満たず、あるい
は熱間仕上圧延終了温度が９１０℃を超え、または熱間
仕上熱延圧下率の全量が８５％未満の場合には、γ粒に
十分な量の歪みが与えられずして、また、熱間仕上圧延
終了温度がＡｒ３変態点を下回ると、α粒内に極めて不
均質な歪みが生じるため、何れも深絞り性が劣化する。

また熱間仕上圧延最終パス圧下率が５０％を超えた場合
では、仕上熱延工程で熱延板に形状不良が発生するため
、１０〜５０％が最適である。

熱間仕上圧延の開始温度を１１００℃以下に規定するの
は、熱間仕上圧延開始時にＴｉＳ等の析出物が多少存在
していないと、１粒が粗大化し、粗大α粒の原因となる
ためである。

また、現在の標準的な熱間仕上圧延工程における鋼板の
降温量を考慮すると、熱間仕上圧延終了温度を８７０℃
〜９１０℃とするためには熱間仕上圧延開始温度は１１
００℃以下が最適である。

熱間圧延後のコイル巻取温度を６００℃以下とすること
は、熱延工程から冷延工程へ回す際の所用時間を短縮す
る利点のほか、極低炭素鋼で起こりやすい粒成長による
α粒粗大化を防く効果もある。

なお、この発明の効果は焼鈍方式に依存しないが、昇温
時に好ましい方位の粒を発達させるために１０℃八以へ
の速度で昇温することが望ましい。

以上述べた工程条件は、良好な深絞り性をもたらす冷延
圧下率領域を低圧下側へ広げる上で必要不可欠のもので
あるが、その効果を十分引き出し、しかも深絞り性のレ
ベルを高いものとするためには、合金成分にもまた範囲
制限が必要とされる。

以下、本発明における各組成成分の含有範囲限定理由を
述べる。

Ｃ，Ｎはいずれも固溶硬化が顕著で時効効果も高いため
、超深絞り用鋼板には極めて不利な元素である。Ｃは０
．００３　ｗｔ％以下、Ｎはさらに厳しく０．００２５
　ｗｔ％以下に抑える必要がある。

Ｓｉは置換型固溶元素であるが、やはり加工性に悪影響
を及ぼすので、０．０３　ｗｔ％以下に制限する。

Ｐは固溶硬化および脆化の原因となる元素で、０．０１
５　ｗｔ％以下に抑えなければならない。

Ｓは介在物を形成し易く、やはり脆化の原因となるため
、０．０２０　ｗｔ％以下に制限する。

ＴｉはＣ，Ｎ、　Ｓを固定するかなめとなる元素で、少
なくともＣ，Ｎ、　Ｓの全量を固定し得るだけの母は含
まれていなければならない。具体的には以上必要である
。固溶効果およびコストの面から考えて効果的な量は、
０．１　ｗｔ！以下である。

Ｎｂは、深絞り性を改善する効果を持ち、またＮｂはＴ
値をも顕著に改善する。とくに冷間圧延の低圧下率領域
の深絞り性において、Ｎｂによる改善効果が著しい。

Ｎｂの有効量は０．００１　ｗｔ％以上０．０１５ｗｔ
％以下である。この範囲以上に添加してもさらなる効果
は少なく、コストが高くなる上、微細なＮｂＣの形成に
より伸び値を劣化させる。

Ａ１は脱酸に有用な元素であり、０．００５　ｗｔ％以
上必要であるが、多量の添加は表面性状を損なうので上
限を０．１　ｗｔ％以下とする。

ＭｎはＳを固定するに有用な元素であるが、Ｔｉ添加鋼
ではその役割は補助的なものにとどまるので、努めて量
を多くする必要はない。０．２０　ｗｔ２以下であれば
固溶硬化も僅かで、問題ない。

なお、成形性をさらに改善する目的でｓｂを添加しても
よい。ｓｂにはまた肌荒れを抑制する効果が認められる
。いずれの効果もＳｂ：０．００１〜０．０２　ｗｔχ
の領域で有効に作用する。

また、冷延鋼板の軟質化、および２次加工脆性の防止を
目的として、Ｂを０．０ＯＯ１〜０．０Ｏ１０ｗｔＸ添
加してもよい。添加量の下限値は添加効果の有無によっ
て、また添加量の上限値は添加効果の飽和、固溶硬化の
防止、および伸び値の劣化により制限される。

（発明の効果） 本発明によれば、冷延設備に過度の負担を強いることの
ない低圧下率の圧延により、深絞り性に優れた厚物超深
絞り用鋼板を得ることができる。

（実施例） 本発明の実施例について説明する。

表１に掲げた成分組成になる連鋳鋼帯を、表２の各条件
で熱間圧延−冷間圧延−焼鈍を施した。

表１および表２の中で、枠で囲った項目は、この発明の
範囲外であることを示す。なお、表１中の鋼種■は、４
５ｍｍ厚の薄鋳帯から常温まで下げずに直接仕上熱延を
施したものである。

表３には各鋼種および処理条件を組み合わせた結果得ら
れた材質（ＹＳ、　Ｆｉ、’Ｆ値、■、２次加工脆性）
を示す。２次加工脆性試験は、ＣＣＶ　（Ｃｏｎ　ｉｃ
ａ　１Ｃｕｐ　Ｖａｌｕｅ）試験機で円錐カップ絞り加
工（ブランク径５０１１１トポンチ径２０鶴・ダイス径
２４．４４　ｍｍ）　　した試料を用いて５ｋｇ−１ｍ
の落雷試験を行い、試料に発生した割れの長さが合計１
０ｍを越えた温度を脆化温度とした。

処理■〜０は温度または圧下率がこの発明の範囲外であ
り、また鋼種Ｄ−Ｈも成分がこの発明の範囲外である。

表　　３ いずれの場合においても、この発明によると比較材に比
べ極めて良好な深絞り性を示していることがわかる。な
お、鋼種Ａ−処理１１の組み合わせでは、連続焼鈍にお
ける昇温速度が２０℃／ｓと大きいため、本発明材の中
ではやや深絞り性が劣っている。

ｓｂ添加鋼（Ａ、Ｉ）は、加工性の一層の向上をもたら
し、Ｂ添加８（Ｊ、Ｋ）は、加工性にやや劣るものの、
顕著な耐２次加工脆性を示す。ｓｂ。

Ｂ複合添加鋼（Ｂ）は、加工性、耐２次加工脆性にバラ
ンスのとれた優れた材質となっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、冷延焼鈍鋼板のランクフォード値７、柊バス
圧下率および熱間仕上圧延終了温度の影響を示したグラ
フであり、 第２図は、冷延焼鈍鋼板のランクフォード値下に及ぼす
、熱間仕上圧延最終バス圧下率および冷延圧下率の影響
を示したものである。 第１図 黙開社上圧蓬景終Ｉｖス圧下牢（％） 第２図 Ｏ内Ｆイ亘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００３ｗｔ％以下、 Ｓｉ：０．０３ｗｔ％下、 Ｍｎ：０．２０ｗｔ％以下、 Ｐ：０．０１５ｗｔ％以下、 Ｓ：０．０２０ｗｔ％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１ｗｔ％、 Ｎ：０．００２５ｗｔ％以下、 Ｔｉ：［（４８／１２・％Ｃ）＋（４８／１４・％Ｎ）
   ＋（４８／３２・％Ｓ）］〜０．１ｗｔ％、Ｎｂ：０．
   ００１〜０．０１５ｗｔ％ を含有する組成になるＴｉ−Ｎｂ複合添加極低炭素鋼ス
   ラブを出発材として、熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍の工
   程を経て超深絞り用冷延鋼板を得るに当り、 熱間仕上圧延開始温度を１１００℃以下、熱間仕上圧延
   終了温度を８７０〜９１０℃としてこの熱間仕上圧延に
   おける全圧下率を８５％以上、熱間仕上圧延最終パスに
   おける圧下率を１０％以上５０％以下とし、 熱間圧延終了後６００℃以下で巻き取り、 しかる後板厚１ｍｍ以上の所定厚みに冷間圧延し、つい
   で焼鈍を施す ことを特徴とする圧物超深絞り用冷延鋼板の製造方法。 ２、出発材として、 Ｃ：０．００３ｗｔ％以下、 Ｓｉ：０．０３ｗｔ％以下、 Ｍｎ：０．２０ｗｔ％以下、 Ｐ：０．０１５ｗｔ％以下、 Ｓ：０．０２０ｗｔ％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１ｗｔ％、 Ｎ：０．００２５ｗｔ％以下、 Ｔｉ：［（４８／１２・％Ｃ）＋（４８／１４・％Ｎ）
   ＋（４８／３２・％Ｓ）］〜０．１ｗｔ％、Ｎｂ：０．
   ００１〜０．０１５ｗｔ％に加えてＳｂ：０．００１〜
   ０．０２ｗｔ％と Ｂ：０．０００１〜０．００１０ｗｔ％とのうち少なく
   とも１種を含有する組成になるＴｉ−Ｎｂ複合添加極低
   炭素鋼スラブを用いる、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３、焼鈍が１０℃／ｓ以下の加熱速度である特許請求の
   範囲１又は２記載の方法。