JPS63241122A - 超深絞り用溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - 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〉 この発明は、焼付硬化性を有すると共に遅時効性の超深
絞り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものであ
る。

く背景技術〉 近年、省資源・省エネルギーの思想は産業界の隅々にま
で浸透しているが、例えば自動車業界においても、重量
を軽減して燃料消費量を節減すべく乗用車を始めとした
各種自動車類に高強度冷延鋼板の使用が一般化してきた
。そして、これに伴ってより一層強度が高く、かつ深絞
り性の一層向上した冷延鋼板に対する要求も益々厳しい
ものになってきた。

一方、自動車類にあっては、寒冷地において道路に撒か
れる岩塩等の凍結防止剤への対応策も問題となっており
、これらの観点から使用鋼板の耐食性に対してもより一
段と厳しい要求がなされるようになり、防食めっき層を
有する深絞り用高強度冷延鋼板が求められるようになっ
た。

勿論、従来から強度が高くしかも深絞り性の一段と向上
した超深絞り用高強度冷延鋼板の開発には多大な努力が
払われており、これまでにも、例えば ■　極低Ｃ綱にＰを添加したＡｎキルド鋼板、■　極低
Ｃ＠にＰを添加したＮｂキルド綱板、■　極低Ｃ鋼にＴ
ｉ及びＮｂを添加し、更にＰ含有量を抑えた鋼板（特開
昭５９−３１８２７号公報）、等が提案されてきたが、
上記■及び■の鋼板では十分に満足できるランクフォー
ド値（ｒ値）を確保することが難しい上に低降伏比とは
ならないので、スタイリングの面から複雑なプレス成形
加工を必要とする自動車向は等の超深絞り用冷延鋼板と
しては不満足なものであり、また前記■の鋼板では焼付
硬化性を得ることができない上、二次加工脆性の問題が
完全に解消されていなかった。ここで、二次加工脆性と
は、例えばプレス等で絞り成形した円筒を口端から押し
拡げた場合に脆性割れを生じると言う形で現れるもので
あり、結晶粒界強度の低い極低Ｃ系材料の欠点として存
在することが知られている。

〈問題点を解決する手段〉 本発明者等は、従来の深絞り用冷延鋼板に見られる上述
のような問題点を踏まえた上で、冷延鋼板に優れた深絞
り性を確保するには常温時効の防止が不可欠であり、し
かもこれに自動車用高張力鋼板等としても十分に満足で
きる耐プント性を付与するには少なくとも３ｋｇ／ＩＩ
ＩＩＩ＋！以上の焼付硬化量を確保する必要がある上、
加えて自動車用鋼板等として要求される耐食性を備えし
めるには好適めっき条件で能率良く防食めっきすること
が欠かせないとの観点に立ち、十分な遅時効性を有して
いて極めて優れた深絞り性を示すと共に、十分な焼付硬
化性を備え、かつ二次加工脆性等の問題が払拭された超
深絞り用防食めっき鋼板を能率良く安定して提供すべく
研究を行った結果、 ［素材鋼として、Ｃ及びＮ量を低減し、かつＴｉを添加
して常温時効を抑制した鋼を使用すると共に、そのＰ含
有量を確保してＣ低域による強度低下を補償し、更にＢ
を添加することにより極低Ｃ−高高調鋼生じがちな二次
加工脆性を抑え、しかもＴｉ量をより適切に注意深く調
整すると共に固溶Ｃ量調整のためのＮｂをも適量添加し
たものを使用した上で、これに所定の熱間圧延を施しか
つ冷間圧延して得た冷延鋼板を、熱処理と溶融亜鉛めっ
き処理とが結合した“ゼンジミア型連続亜鉛めっきライ
ン”にて適切な“焼鈍”とこれに続く“低温域滞留処理
”とを施すと微妙な固溶（Ｊ制御が安定・確実に行える
こととなって適切な焼付硬化量が確保できるようになり
、しかもこの“低温域滞留処理”に引き続いて溶融亜鉛
めっき処理を行うと密着性に優れた亜鉛めっき層が形成
され、優れた深絞り性、十分な焼付硬化性並びに良好な
遅時効性を有する耐食性に優れた超深絞り用めっき鋼板
が得られる」 との知見を得るに至ったのである。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 Ｃ：　０．００１〜０．００６％（以下、成分割合を表
わす％は重量％とする）。

Ｍｎ　：　０．０６〜０．４０％、　　　Ｐ：０．１０
０％以下。

Ｓ　：　０．０３０％以下。

Ｔｌ　：　０．００３〜０．０２０％で、かつ式を満足
する値。

Ｎｂ　：　０．００３〜０．０６０％で、かつ式％式％
（） を満足する値。

Ｎ　：　０．００４０％以下。

ｓｏｌ　、Ａｌ　　：　０．０１０〜０．０９０％。

Ｂ　：　０．０００２〜０．００１０％。

Ｆｅ及び不可避的不純物：残り から成る成分組成の鋼をＡｒ＝点以上の温度域で熱間圧
延した後６００℃以下で巻取り、次いで酸洗、冷間圧延
の後、ゼンジミア型連続亜鉛めっきラインにて例えば第
１図で示すヒートパターンの如く、再結晶温度以上９０
０℃以下の温度で焼鈍してその後の７００〜５００℃区
間を冷却速度：１℃７ｓｅｃ以上で冷却すると共に、更
にその途中の４８０〜４３０℃の温度域に２０〜１２０
秒滞留せしめ、引き続いて溶融亜鉛めっきを施すことに
より、優れた深絞り性、焼付硬化性並びに遅時効性を有
する耐食性に優れた超深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板を安
定かつ高能率で量産し得るようにした点、に特徴を有す
るものである。

続いて、この発明において、素材鋼の成分組成、熱間圧
延条件並びに熱処理条件を前記の如くに限定した理由を
説明する。

＾）素材鋼の成分組成 （ａ）　　　Ｃ Ｃは鋼板に焼付硬化性を付与するために必要な成分であ
り、その含有量が０．００１％未満では所望の焼付硬化
量を確保することができない。一方、Ｃ含有量が０．０
０６を超えると常温時効性が大きくなって超深絞り用鋼
板としての性能が劣化する。

従って、Ｃ含有量はｏ、ｏｏｉ〜０．００６％と定めた
。

（ｂ）　　Ｍｎ Ｍｎは鋼の熱間加工性を確保するのに必要な成分であり
、その含有量が０．０６％未満では赤熱脆性による表面
疵の発生を完全に防止することができず、一方、０．４
０％を超えて含有させると固溶硬化による絞り性の劣化
を招く上、焼付硬化量の制御も困難になることから、Ｍ
ｎ含有量は０．０６〜０．４０％と定めた。

（Ｃ）　　Ｐ Ｐには鋼板の強度を向上させる作用があり、所望の強度
を確保するために積極的に含有せしめられる成分である
が、０．１００％を超えて含有させるとユーザーでのス
ポット溶接性能に劣化を来たすことから、Ｐ含有量は０
．１００％以下と定めた。

なお、Ｐ含有量は所望する強度によって調整されるもの
であるが、強度改善効果を確保するには少なくとも０．
０３０％以上含有させるのが好ましい。

（ｄｌ　　　Ｓ Ｓは鋼中に必然的に随伴される不純物元素であるが、そ
の含有量が０．０３０％を超えると赤熱脆性による表面
疵を生じ易くなることから、Ｓ含有量は０．０３０％以
下と定めた。

（ｅ）　　Ｔｉ Ｔｉ成分には鋼中のＮを固着して常温時効を防止する作
用があるが、その含有量が０．００３％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方、０．０２０％を超え
て含有させるとＮやＳのほか、Ｃまでも析出物となり、
焼付硬化量が減少することから、Ｔｉ含有量は０．００
３〜０．０２０％と定めた。

また、鋼中のＮを確実にＴｉＮとして析出させるために
は、Ｎ含有量との関係で（４８／１４　Ｘ　Ｎ　（Ｘ）
　）以上のＴｉ１（χ）を確保する必要がある。

一方、Ｔｉは鋼中のＳやＣとも結び付いてＴｉＳやＴｉ
ｃを析出する傾向を見せるが、Ｔｉとの結合力の強さは
Ｎ−３→Ｃの順である。従って、Ｎ及びＳと結び付く量
以上のＴｉが過剰に存在すると、Ｎ及びＳと結び付いた
残りのＴｉがＴｉＣとなって析出し、焼付硬化性確保に
必要な固溶Ｃを減少させること従って、Ｔｉ含有量は０
．００３〜０．０２０％の範囲内で、かつ式 を満足する値と定めた。

（ｆ）　　この発明の方法にて製造される溶融亜鉛めっ
き鋼板は、適量の固溶Ｃｆｉによって所望の焼付硬化性
を確保するようにしたものであるが、ｃｌの調整やＴｉ
１ｌの調整のみでは固溶Ｃｌを確実に制御することはで
きない。そこで、焼鈍に引き続く低温域滞留処理によっ
て固溶Ｃの一部をＮｂＣとして析出させ、固溶Ｃ量の適
正化を図る必要がある。

このため、適量のＮｂ添加は必須であるが、Ｎｂ含有量
が０．００３％未満であったり、（９３／１２ｘ　Ｃ（
χ）〕の値未満であると固溶Ｃ量の調整が不十分で常温
時効性が増大する。一方、０．０６０％も含有させれば
固溶Ｃの固着に十分であり、しかもこの量を超えて含有
させても効果は飽和してしまうことから、Ｎｂ含有量は
０．００３〜０．０６０％で、かつ式％式％（） を満足する値と限定した。

′（ｇ）　　Ｎ Ｎも鋼中に必然的に随伴される不純物元素であり、常温
時効の原因となるので少ない程好ましいが、特にその含
有量が０．００４０％を超えるとＮを固着するためのＴ
ｉ量の増加を招いてコスト的に不利となることから、Ｎ
含有量は０．００４０％以下と制限した。

（ｈ）　　ｓｏｊ！、Ａｌ１ ５ｏｂ、＾ｌは鋼の脱酸剤として重要な成分であり、十
分な脱酸を行うためには少なくとも０．０１０％の含有
量を確保する必要があるが、０．０９０％を超えて含有
させてもその効果が飽和してしまうことから、ｓｏｌ、
Ａｆ含有量は０．０１０〜０．０９０％と定めた。

（１）　　Ｂ ＢはＰが結晶粒界に偏析するよりも早く結晶粒界に偏析
しての悪影響を抑え、鋼板の二次加工脆化を防止する作
用を有しているが、その含有量が０、０００２％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方、０．００１
０％を超えて含有させてもその効果が飽和して仕舞うこ
とから、Ｂ含有量は０．０００２〜０．００１０％と定
めた。

この発明で対象とする素材鋼の成分は以上の成分を含有
するものであるが、その他、やはり鋼中に存在するＳｉ
は固溶効果によって深絞り性に悪影響を及ぼすので０．
０５％以下に抑えるのが好ましい。

Ｂ）熱間圧延条件 （ａ）　　仕上温度 熱間圧延仕上温度がＡｒ１点の温度を下回ると熱延板の
結晶方位が絞り性に好ましくないものとなって、亜鉛め
っき鋼板の深絞り性が低下する。従って、熱間圧延はＡ
ｒ、点板上の温度域で仕上げることと定めた。

山）　巻取り温度 Ｔｉにて十分に鋼板中のＮを固定してＴｉＮとするため
には、巻取り温度は十分に低くしてもその効果は変わら
ない、一方、巻取り温度が６００℃を上回るとＮｂＣの
形成が十分過ぎ、連続溶融亜鉛めっきラインでＮｂとＣ
の分離固溶が抑制されて固溶Ｃの制御が困難となる。

従って、熱延巻取り温度は６００℃以下と定めた。

Ｃ）焼鈍条件 （ａ）　　焼鈍温度 この発明の方法で製造される溶融亜鉛めっき鋼板の焼付
硬化性は適！（約１０ｐｐｍ）の固溶Ｃ量によって得ら
れるが、このためには良加工性の組織を得るための再結
晶焼鈍を調整し、形成されているＮｂＣを一旦溶解して
固溶Ｃを生じさせる必要がある。ただ、焼鈍温度が９０
０℃よりも高くなると異常粒成長が生じることから、焼
鈍温度は再結晶温度以上９００℃以下と限定した。

（ｂ）　　焼鈍後の冷却速度 焼鈍終了後の冷却時における冷却速度が遅くなって１℃
／ｓｅｃ未満となると、ＮｂＣが再び析出して所望の固
溶Ｃ量を確保できなくなる。なお、前記冷却速度の上限
は格別に存在しないが、実際には１００℃／ｓｅｃを超
える冷却速度とする必要はない。

Ｄ）低温域滞留条件 前記焼鈍によって再結晶とＮｂＣの溶解、固溶Ｃの確保
がなされたが、前記焼鈍・急冷処理を実施するとＣは１
０ｐｐｍ以上、少なくとも３０ｐｐａ＋以上程度固溶し
てしまうこととなる。従って、このままでは固溶Ｃが多
過ぎて焼付硬化量は大きくなるが常温時効も大きくなっ
て“超深絞り用”としては不適となる。

このため、焼鈍後の冷却の途中において４８０〜４３０
℃の温度域に２０〜１２０秒滞留（保持又は徐冷）させ
て固溶Ｃの一部をＮｂＣとして析出させ、適量の固溶Ｃ
としなければならない。

この低温保持又は徐冷を、４８０℃を超える温度域で実
施するとＮｂＣの析出が生じ過ぎて焼付硬化性が小さく
なり、一方、低温保持又は徐冷の温度域が４３０℃を下
回ると溶融亜鉛めっきの密着不良を来たすようになる。

また、上記温度域での滞留時間が２０秒未満であると固
溶Ｃ過多による耐時効性が劣化し、一方、該時間が１２
０秒を超えるとやはりＮｂＣの析出が生じ過ぎて焼付硬
化性が小さくなる。

このようなことから、低温滞留処理は４８０〜４３０℃
の温度域で２０〜１２０秒間実施することと定めた。

以上のように処理された冷延鋼板は、通常は１．５％以
下の延び率で調質圧延され溶融亜鉛めっきされるが、溶
融亜鉛めっきの種類には格別な制限はなく、溶融亜鉛め
っきを施すのみでも良いし、引き続いて合金化処理を行
っても良い。

次いで、この発明を実施例によって説明する。

〈実施例〉 まず、常法によって第１表に示す如き成分組成の連続鋳
造スラブを製造し、続いて、これに第２表に示す条件で
熱間圧延を施して板厚３．ＯＮＭＯ熱延コイルとした後
、酸洗、冷間圧延によって板厚０．８鶴の冷延鋼板を得
た。

次に、得られた冷延鋼板を、ゼンジミア型連続溶融亜鉛
めっきラインにて焼鈍、低温滞留処理。

調質圧延（延び率＝１％）及び溶融亜鉛めっき処理して
亜鉛めっき鋼板としたが、その処理条件は第２表に示す
通りであった。

このようにして製造された溶融亜鉛めっき鋼板の“引張
り性質”、“遷移温度”並びに“焼付硬化量”を調査し
、その結果を第２表に併せて示した。

ここで、“遷移温度”とは、脆性割れを発生する境界温
度を意味し、絞り比１．６の円筒を絞り成形した後これ
を円錐台に被せ、衝撃を加えて押し込んで脆性割れを調
べる方法により測定した。

また、“焼付硬化量”は、２％の予歪を引張り　　　　
−によって付加した後に再び引張ったときの降伏点の上
昇量として測定した。

第２表に示される結果からも明らかなように、本発明の
条件通りに製造された鋼板は優れた深絞り性と適度の焼
付硬化量を示すのに対して、製造条件が本発明で規定す
る条件から外れたものは、焼付硬化性を期待する超深絞
り用亜鉛めっき鋼板として十分に満足できる特性を有し
ないことが分かる。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、優れた深絞り
性、焼付硬化性並びに遅時効性を有する耐食性に優れた
超深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板を安定かつ高能率で量産
することができ、厳しい内容の自動車用鋼板としての要
求にも十分に応えることが可能であるなど、産業上極め
て有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る“ゼンジミア型連続溶融亜鉛
めっきラインでの冷延鋼板の処理例”のヒートパターン
を示した線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量割合にて Ｃ：０．００１〜０．００６％、Ｍｎ：０．０６〜０．
   ４０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０３０％以下
   、Ｔｉ：０．００３〜０．０２０％で、かつ式４８／１
   ４Ｎ（％）≦Ｔｉ（％）４８／１４Ｎ（％）＋４８／３
   ２Ｓ（％）を満足する値、 Ｎｂ：０．００３〜０．０６０％で、かつ式Ｎｂ（％）
   ≧９３／１２Ｃ（％） を満足する値、 Ｎ：０．００４０％以下、 ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０〜０．０９０％、Ｂ：０．０
   ００２〜０．００１０％、 Ｆｅ及び不可避的不純物：残り から成る成分組成の鋼をＡｒ＿３点以上の温度域で熱間
   圧延した後６００℃以下で巻取り、次いで酸洗、冷間圧
   延の後、ゼンジミア型連続亜鉛めっきラインにて、再結
   晶温度以上９００℃以下の温度で焼鈍してその後の７０
   ０〜５００℃区間を冷却速度：１℃／ｓｅｃ以上で冷却
   すると共に、更にその途中の４８０〜４３０℃の温度域
   に２０〜１２０秒滞留せしめ、引き続いて溶融亜鉛めっ
   きを施すことを特徴とする、焼付硬化性を備えた超深絞
   り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。