JPS63500B2

JPS63500B2 -

Info

Publication number: JPS63500B2
Application number: JP22378084A
Authority: JP
Inventors: Akira Yasuda; Junko Ikedaira; Kenji Ito; Norisuke Takasaki
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPS61104051A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明はプレス成形性とともにほうろう特性に
優れた、ほうろう用冷延鋼板およびその製造方法
に関するものである。＜従来技術とその問題点＞ほうろう用鋼板は、ほうろう密着性、焼成歪特
性、および耐つまとび性などのほうろう特性が優
れていること、およびほうろう製品の多くが厳し
いプレス成形を受けて、製品とされるため、プレ
ス成形性が優れていることが必要である。 Ti添加鋼、特にＣを0.02％以下とした極低炭素
鋼にTiを添加した場合、優れたプレス成形性が
得られることは特公昭42−12348号および特公昭
44−18066号などに開示されている。Ti添加鋼の
優れたプレス成形性を利用し、さらに、優れたほ
うろう特性を得るための技術が特公昭45−40655
号、特開昭53−131919号、あるいは特開昭56−
9357号などに開示されている。しかし、これらの技術は良好なプレス成形性と
ともに、ほうろう特性の中の耐つまとび性を改善
するための技術である。すなわちTiが鋼中で炭
化物、硫化物、窒化物を形成することを利用し、
鋼板の水素吸蔵能を高め、つまとびの発生を抑制
しようとするものである。かかる効果を十分に発揮せしめるためには十分
な量のTiを添加する必要があるが、Ti量を増加
させるとほうろう密着性が劣化するという問題が
あつた。このため、Ti添加鋼はプレス成形性と
耐つまとび性に優れていながら、これまでごく一
部の用途にしかほうろう用鋼板として用いられて
いなかつた。＜発明の目的＞本発明は上述した実状に鑑みてなされたもの
で、プレス成形性とともに、ほうろう特性に優れ
たほうろう用鋼板およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。＜発明の構成＞ Ti添加鋼のほうろう密着性が劣る原因はほう
ろう前処理の硫酸々洗で、鋼板表面に酸洗生成物
（FeSO₄・nH₂O）が多量に付着するためであり、
鋼中にAs、Sb、あるいはBiを添加することによ
り酸洗生成物の付着が防止出来ることを見出し
た。本発明の第１の態様によればＣ：0.005％以
下、Si：0.03％以下、Mn：0.50％以下、Ｐ：0.02
％以下、Ｓ：0.03％以下、Ｎ：0.005％以上、
0.012％以下、Ti：0.15％以下かつTi＞（48/12Ｃ
＋48/14Ｎ＋48/32Ｓ）、Cu：0.08％以下、As、
Sb、およびBiよりなる群から選択された少なく
とも１種の元素の合計が、0.003％以上、0.03％
以下、残部鉄および不可避的不純物よりなるほう
ろう用冷延鋼板が提供される。本発明の第２態様によれば、プレス成形性、ほ
うろう密着性、耐つまとび性に優れたほうろう用
冷延鋼板を製造するに際し、Ｃ：0.005％以下、
Si：0.03％以下、Mn：0.50％以下、Ｐ：0.02％以
下、Ｓ：0.03％以下、Ｎ：0.005％以上、0.012％
以下、Ti0.15％以下かつTi＞（48/12Ｃ＋48/14Ｎ
＋48/32Ｓ）％、Cu：0.08％以下、As、Sbおよび
Biよりなる群から選択された少なくとも１種の
元素の合計が、0.003％以上、0.03％以下、残部
鉄および不可避的不純物よりなる溶鋼を連続鋳造
し、熱間圧延、冷間圧延後、再結晶温度以上、
Ac₃点以下の温度域で連続焼鈍することを特徴と
する、ほうろう用冷延鋼板の製造方法が提供され
る。本発明の第３の態様によれば、プレス成形性、
ほうろう密着性、耐つまとび性に優れたほうろう
用冷延鋼板を製造するに際し、Ｃ：0.005％以下、
Si：0.03％以下、Mn：0.50％以下、Ｐ：0.02％以
下、Ｓ：0.03％以下、Ｎ：0.005％以上、0.012％
以下、Ti0.15％以下かつTi＞（48/12Ｃ＋48/14Ｎ
＋48/32Ｓ＋0.03）％、Cu：0.08％以下、As、Sb
およびBiよりなる群から選択された少なくとも
１種の元素の合計が、0.003％以上、0.03％以下、
残部鉄および不可避的不純物よりなる溶鋼を連続
鋳造し、熱間圧延、冷間圧延後、再結晶温度以
上、800℃以下の温度域で箱焼鈍することを特徴
とするほうろう用冷延鋼板の製造方法が提供され
る。本発明のほうろう用冷延鋼板の成分の限定理由
を以下に述べる。Ｃ：Ｃは鋼中に固溶状態で存在すると鋼板の延
性、および値が劣化する。Tiを十分な量、添
加した鋼ではＣはTiCとして存在し、延性、値
の劣化の程度は小さくなるが0.005％以上になる
と、特に延性が劣化する。またTiCとしてＣを固
定するために必要なTi量が多くなり、ほうろう
密着性を低下させるだけでなく、コストアツプの
原因となる。したがつてＣ量の上限を0.005％と
する。 Si：Siはほうろう密着性を阻害し、0.03％を超
えるとその影響が強くでるので0.03％以下に限定
した。 Mn：Mnは鋼中不純物として避けられないＳ
による鋼の熱間脆性を防止し、必要な機械的性質
を得るために必要であるが、0.5％を超えるとほ
うろう密着性を阻害するため0.50％以下に限定し
た。Ｐ：Ｐは鋼中に不可避的不純物として存在す
る。Ｐ量が増加すると鋼板の延性が劣化するだけ
でなく、著しい二次加工脆性を示す。二次加工脆
性とは鋼板をプレス整形した後、プレス成形品
が、僅かな応力で脆性破壊する現象で、これを避
けるためには後に述べる如く、焼鈍を連続焼鈍と
する、又は、十分なTiを添加するなどの他に鋼
中のＰ量を0.02％以下に低くすることが、有効で
ある。したがつてＰの上限を、0.02％とする。Ｓ：ＳもＰと同様鋼中に不可避的不純物として
存在し、一般的には鋼の熱間脆性を起し、熱延時
に表面欠陥を生ずる原因となるばかりでなく、冷
延製品とした後にも鋼の延性を低下させる有害な
元素である。しかし、十分な量のTiを添加した
場合、Ｓはチタン硫化物となるため上述のような
害は小さくなる。しかし、Ｓ量が多くなると必要
なTi添加量が多くなるためコスト上昇の要因と
なる。そこでＳ量の上限を0.03％とする。Ｎ：Ｎは本発明鋼板においてはほうろう特性の
中で耐つまとび性を良好たらしめるのに必要な元
素である。Tiを添加した鋼の中で、ＮはTiNと
して存在して、その量が増加するとともに鋼板の
耐つまとび性は向上する。すなわち、TiNが存在することにより冷間圧
延時に鋼中に空隙が形成され、つまとび発生の原
因となる水素を鋼中に吸蔵し、つまとびの発生を
抑制する。完全につまとびを抑制するためには
0.005％以上のＮが必要である。しかし、Ｎ量が
多くなりこれをTiNとして固定するのに十分な
量のTiを添加すると鋼板の表面にヘゲ状欠陥を
発生することがある。Ｎ量が0.012％以下ではこ
のようなヘゲ状欠陥が発生することはきわめて稀
れである。Ｎの範囲は0.005％以上、0.012％以下
とする必要がある。 Ti：Tiを鋼中に添加することによりＣ、Ｎ、
ＳをそれぞれTiC、TiN、TiSとして固定し、こ
れら元素が鋼板の材質に及ぼす悪影響を低減する
だけでなく、つまとびの発生を防止する効果を有
する。かかる効果が十分に発揮されるためには
Ｃ、Ｎ、Ｓを固定するに十分なTi量、すなわち
（48/12Ｃ＋48/14Ｎ＋48/32Ｓ）％以上必要であ
る。さらにTiは鋼中でTiFePなるリン化物を形成
する。冷延鋼板を連続焼鈍する場合には冷却速度
が大きいため二次加工脆性は起きないが、箱焼鈍
する場合冷却速度が小さいため、冷却時に粒界に
Ｐが偏析し、二次加工脆性を惹き起す。したがつ
て箱焼鈍する場合には炭化物、窒化物、および硫
化物となるTiの他にリン化物を形成するために
十分なTiを添加し、Ｐをリン化物として固定し、
粒界偏析を防ぎ、二次加工脆性を抑制する必要が
ある。このために必要なTi量は（48/12Ｃ＋48/1
４Ｎ＋48/32Ｓ＋0.03）％以上である。しかし、Ti
量が過剰になるとコスト上昇を招くだけでなく、
連鋳ノズルがつまり易くなつたり、ヘゲ状欠陥の
原因となり、更にはほうろう密着性や溶接性の劣
化が起る。このような問題を避けるためにはTi
量を0.15％以下とする必要がある。 Cu：Cuは鋼中に不可避的不純物として0.01％
以上含まれ、ほうろう前処理として行われる硫
酸々洗において、鋼板の酸洗性に著しい影響を及
ぼす。すなわち鋼中のCu量が増加するとともに
酸洗速度は著しく低下する。しかし、Cu量が増
加すると酸洗生成物の付着が容易に起り、ほうろ
う密着性低下の原因となる。特にCuは長時間酸
洗した場合酸洗速度が次第に大きくなる傾向を助
長し、酸洗生成物の付着を増大せしめる。Cuに
よる酸洗生成物付着を助長する影響はAs、Sb或
いはBiなどを添加することにより、低減される
が、これら元素の添加によるコストアツプを最小
限に抑えるためにはCuを0.08％以下とすることが
必要である。 As、Sb、Bi：これら周期律表上5B属に分類さ
れる元素を添加することにより酸洗生成物の表面
への付着を抑制することが出来る。これら元素が
酸洗生成物の付着を防止するメカニズムは明らか
ではないが、鋼板表面における酸洗生成物
（FeSO₄・nH₂O）の吸着サイトを不活性化する
ものと考えられる。かかる効果を期待するために
はこれら元素の一種又は二種以上の合計が0.003
％以上必要であるが、0.03％以上添加すると酸洗
速度が小さくなり、熱延時にヘゲ欠陥が多発す
る。コストマツプを避け、かつ、十分な効果を期
待するためには0.005％以上、0.03％以下の範囲
で添加することが好ましい。また、冷延鋼板を連続焼鈍する場合には二次加
工脆性が起ることはないため、再結晶温度以上、
Ac₃点以下の温度で焼鈍することが可能である
が、箱焼鈍する場合、TiFePを有効に形成せしめ
るために再結晶温度以上800℃以下の温度域で焼
鈍する必要がある。すなわち、焼鈍温度が800℃
以上となると、TiとＰの溶解度が大きくなり、
TiFePは析出しにくくなる。なお、コストおよび
密着防止の観点から焼鈍温度を750℃以下とする
ことが好ましい。＜実施例＞実施例に基き、本発明を説明する。実施例１表１に示す組成の鋼を溶製し、連続鋳造により
スラブとした後、熱間圧延、冷間圧延を施し、
800℃、20secの連続焼鈍し、冷間鋼板を得た。さ
らに0.8％の調質圧延を施して機械的性質および
種々のほうろう特性について調べた。表２にこれら鋼板の材質を示す。Ｃ量が0.008
％のNo.10を除き他の鋼板はいずれもElが48％以上
ｒ値が1.8以上の良好なプレス成形性を示す。また表２にこれら鋼板のつまとじ試験結果を併
せ示す。つまとじ試験は20秒の酸洗後市販の釉薬
（日本フエロー(株)製Ｌタイプ）を施釉し、露点30
℃の焼成炉で820℃で、ほうろう焼成した後、つ
まとび発生の有無を調べた。各鋼板につき20枚の
試片を焼成し、そのうちつまとびが発生した試片
の割合で示した。Ｎ量が低いNo.８および９を除
き、つまとびの発生は皆無であり材質および耐つ
まとび性に優れた鋼板が得られることがわかる。しかし、ほうろう密着性は鋼板により大きく異
なる。第１図に10％硫酸々洗（70℃）15分施した
後の酸洗生成物量とさらに２％硫酸ニツケル浴
（65℃）浸漬10分の前処理を施した後、市販のTi
白釉を施釉、820℃でほうろう焼成した後のほう
ろう密着性を示す。ほうろう密着性の指標として
P.E.I.（米国ほうろう協会）により定められた密
着試験で測定されるP.E.I.ほうろう密着指数を用
いた。 Sb、As、Biを含有しない鋼板は酸洗生成物の
量が多く、ほうろう密着性もバラツキ、最も良好
な密着性が得られたNo.７でもP.E.I.指数で60％の
密着性しか得られなかつた。しかし、As、SbあるいはBiを含有する鋼板は
酸洗生成物がほとんど鋼板に付着せず良好なほう
ろう密着性が得られた。実施例２表３に示す組成の網を溶製し連続鋳造によりス
ラブとした後熱間圧延、冷間圧延を施し、720℃、
10hrの箱焼鈍を施した。次いで0.8％の調質圧延
を行ない板厚0.7mmの冷延鋼板を得た。これら鋼
板の機械的性質を表４に示す。耐二次加工脆性は絞り比2.1で円筒カツプに成
形した後、常温より−60℃までの種々の温度に保
持し、５Kg重の錘りを１ｍ高さより落重し、縦割
れが発生する温度を割れ発生臨界温度として評価
した。すなわちこの臨界温度が低い程、耐二次加
工脆性は優れている。いずれの鋼板も＞1.8、El＞50％のすぐれた
プレス成形性を示すがTi添加量が少ない鋼No.16、
18は０℃でも縦割れを発生し、著しい二次加工脆
性が現れた。しかし、Tiを十分含有する他の鋼は−60℃で
も縦割れは発生せず、耐二次加工脆性が良好であ
ることがわかる。第２図に実施例１と同様の方法でほうろう密着
性を調べた結果を示す。Sb、AsあるいはBiを含
有する鋼は良好なほうろう密着性が得られるが、
これら元素を含有しない鋼No.17、18は酸洗による
酸洗生成物の付着量が多く、良好なほうろう密着
性が得られない。

【表】

【表】 ○印本発明鋼

【表】

【表】 ○印本発明鋼

【図面の簡単な説明】

第１図は各鋼板（連続焼鈍材）のほうろう密着
性と酸洗生成物の付着量を示すグラフである。第
２図は各鋼板（箱焼鈍材）のほうろう密着性と酸
洗生成物の付着量を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.005％以下、Si：0.03％以下、Mn：
0.50％以下、Ｐ：0.02％以下、Ｓ：0.03％以下、
Ｎ：0.005％以上、0.012％以下、Ti：0.15％以下
かつTi＞（48/12Ｃ＋48/14Ｎ＋48/32Ｓ）、Cu：
0.08％以下、As、SbおよびBiよりなる群から選
択された少なくとも１種の元素の合計が、0.003
％以上、0.03％以下、残部鉄および不可避的不純
物よりなるほうろう用冷延鋼板。２プレス成形性、ほうろう密着性、耐つまとび
性に優れたほうろう用冷延鋼板を製造するに際
し、Ｃ：0.005％以下、Si：0.03％以下、Mn：
0.50％以下、Ｐ：0.02％以下、Ｓ：0.03％以下、
Ｎ：0.005％以上、0.012％以下、Ti：0.15％以下
かつTi＞（48/12Ｃ＋48/14Ｎ＋48/32Ｓ）％、
Cu：0.08％以下、As、SbおよびBiよりなる群か
ら選択された少なくとも一種の元素の合計が、
0.003％以上、0.03％以下、残部鉄および不可避
的不純物よりなる溶鋼を連続鋳造し、熱間圧延、
冷間圧延後、再結晶温度以上、Ac₃点以下の温度
域で連続焼鈍することを特徴とする、ほうろう用
冷延鋼板の製造方法。３プレス成形性、ほうろう密着性、耐つまとび
性に優れたほうろう用冷延鋼板を製造するに際
し、Ｃ：0.005％以下、Si：0.03％以下、Mn：
0.50％以下、Ｐ：0.02％以下、Ｓ：0.03％以下、
Ｎ：0.005％以上、0.012％以下、Ti：0.15％以下
かつTi＞（48/12Ｃ＋48/14Ｎ＋48/32Ｓ＋0.03）
％、Cu：0.08％以下、As、SbおよびBiよりなる
群から選択された少なくとも１種の元素の合計
が、0.003％以上、0.03％以下、残部鉄および不
可避的不純物よりなる溶鋼を連続鋳造し、熱間圧
延、冷間圧延後、再結晶温度以上、800℃以下の
温度域で箱焼鈍することを特徴とするほうろう用
冷延鋼板の製造方法。