(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００４〜０．０１％、Ｓｉ：０．０１〜０．７６％、Ｍｎ：０．１２〜１．８６％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ：０．００４％以下、Ｔｉ：０〜０．０３％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物を含有し、且つ（１）式を満足するＮｂを含有し、Ｎｂ系析出物の鋼中体積率が０．０３〜０．１％で、さらにその７０％以上が粒径１０〜４０ｎｍであることを特徴とする耐バリ性に優れた鋼板。
１≦（１２／９３）×（Ｎｂ／Ｃ）≦２．５  …（１）
但し、Ｎｂ，Ｃは質量％とする。
【請求項２】
さらに、Ｂ：１０ｐｐｍ以下、Ｖ：０．２質量％以下、Ｃｒ：０．５質量％以下、Ｍｏ：０．５質量％以下のうちから選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１記載の耐バリ性に優れた鋼板。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一方に記載の成分を有する鋼の熱間圧延において、仕上最終前パスでの圧下率（ＨＲ−１）および仕上最終パスでの圧下率（ＨＲ−２）が（２）〜（４）式を満足する耐バリ性に優れた鋼板の製造方法。
１０％≦（ＨＲ−１）  …（２）
２％≦（ＨＲ−２）≦３０％  …（３）
{（ＨＲ−１）＋（ＨＲ−２）}−（ＨＲ−１）×（ＨＲ−２）／１００≦６０％      …（４）
但し、（４）式は、最終２パスでの合計圧下率を示す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、家電等打ち抜き加工、せん断加工等を施して使用される鋼板であって、加工時の耐バリ性に優れる鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄鋼板は自動車用、家電用あるいは家具等に幅広く使用されるが、一般には、ブランク加工―成形―組み立ての順で所望の製品あるいはパーツに仕上られる。近年、製品の複雑化あるいは高機能化を背景とし、とくに仕上がり精度に対する要求が厳しくなってきている。素材面で仕上がり精度を劣化させているのは打ち抜き加工時に端面に生じるバリで、発生するバリが大きい場合、最終組み立て段階で致命的な精度劣化をもたらす。
【０００３】
さらに、自動車の場合では、鋼板同士の重ね合わせ部に隙間を生じ、耐腐食性が劣化するなど機能面においても重大な影響を及ぼしかねない。このような背景に鑑み、打ち抜き加工時のバリ低減技術として、例えば、特開平１−２３０７４８号公報、特開平４−１２０２４２号公報、特開平６−７３４５７号公報などが開示されている。
【０００４】
これらは基本的に硫化物やリン化物などの介在物を鋼板中に分散させ、打ち抜き時にこれらの介在物をクラックの起点あるいは伝播ルートとするものか、鋼板表層部を硬化させ、クラック発生を促進することで、バリ高さを低減させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように硫化物やリン化物などの比較的大きな介在物を利用する場合、クラックの起点あるいは伝播ルートとなる大きさの介在物の分布は必ずしも一様でなくなり、上記従来技術では、バリ高さの平均値は小さいものの、変動は依然大きく、近年、要求される精密性を満足するものではない。そこで、本発明はバリ高さ、およびその変動も小さい耐バリ性に優れた鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、打ち抜き加工時に発生するバリの高さ、および、その変動幅と、鋼中介在物や析出物との関係について鋭意検討を行い、上記従来技術で用いられていた硫化物やリン化物などの比較的大きな介在物ではなく、鋼中においてより微細で均一な分散するＮｂＣを積極的に利用し、その分布量と分布形態を的確に制御することが、耐バリ性の向上に極めて有効であり、最適条件は、実験室での検討結果によれば、Ｎｂ系析出物の体積率が０．０３〜０．１％で、その７０％以上が粒径１０〜４０ｎｍであることを見出した。
【０００７】
本発明はこれらの知見によりなされたもので、すなわち、本発明は
１．質量％で、Ｃ：０．００４〜０．０１％、Ｓｉ：０．０１〜０．７６％、Ｍｎ：０．１２〜１．８６％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ：０．００４％以下、Ｔｉ：０〜０．０３％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物を含有し、且つ（１）式を満足するＮｂを含有し、Ｎｂ系析出物の鋼中体積率が０．０３〜０．１％で、さらにその７０％以上が粒径１０〜４０ｎｍであることを特徴とする耐バリ性に優れた鋼板。
【０００８】
１≦（１２／９３）×（Ｎｂ／Ｃ）≦２．５  …（１）
但し、Ｎｂ，Ｃは質量％とする。
【０００９】
２．１に記載の鋼板において、さらに、Ｂ：１０ｐｐｍ以下、Ｖ：０．２質量％以下、Ｃｒ：０．５質量％以下、Ｍｏ：０．５質量％以下のうちから選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする。
３．１又は２のいずれか一方に記載の成分を有する鋼の熱間圧延において、仕上最終前パスでの圧下率（ＨＲ−１）および仕上最終パスでの圧下率（ＨＲ−２）が（２）〜（４）式を満足する耐バリ性に優れた鋼板の製造方法。
【００１０】
0003570269.tif 000002
但し、（４）式は、最終２パスでの合計圧下率を示す。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の成分組成範囲、および製造条件について説明する。
【００１２】
１．成分組成範囲
Ｃ：０．００４〜０．０１％
本発明の効果は、ＮｂＣの析出状態に大きく依存するため、ＮｂＣの体積率に影響を与えるＣ量の規定は、Ｎｂ量とともに重要である。ＮｂＣの体積率を０．０３〜０．１％となるようにＣ量を規定する。０．００４％以下では、十分な量のＮｂＣが得られず、バリ高さを低減する効果が減少し、０．０１％を超えると、ＮｂＣの粒径分布の不均一性が増大し、バリ高さの変動幅が大きくなるため、０．００４〜０．０１％とする。
【００１３】
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下
Ｐ，Ｓの添加は硫化物やリン化物などの比較的おおきな介在物を鋼中に分散させ、打ち抜き加工時のクラックの起点あるいは伝播ルートとなり、バリの平均高さを低減させる効果がある。しかし、本発明者らの多数のサンプルを用いた実験によると、これらの元素の過剰な添加は、変動幅を助長させる弊害の生じることが判明した。従って、本発明ではＰ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下とする。
【００１４】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％
Ａｌは鋼の脱酸のために添加される。０．０１％未満ではＭｎやＳｉなどの粗大な酸化物が鋼中に多数分散することになり、Ｐ，Ｓの過剰添加と同様にバリ高さの変動幅が大きくなる。０．１％を超えると、粗大なＡｌ２Ｏ３が生成し、やはり、バリ高さの変動幅が大きくなるため、０．０１〜０．１％とする。
【００１５】
Ｎ：０．００４％以下
Ｎは含有量が多くなると、ＮｂやＡｌなどの窒化物が粗大化してクラックが不均一発生しやすくなり、バリ高さの変動幅が大きくなる。このため、上限を０．００４％とする。
【００１６】
Ｔｉ：０．０３％以下
Ｎｂと複合添加された場合、微量でもＮｂＣの分布形態に悪影響を及ぼすため、０．０３％以下に制限する。
【００１７】
１≦（９３／１２）×（Ｎｂ／Ｃ）≦２．５
このパラメータは本発明鋼におけるＮｂの添加量を規定し、Ｃ：０．００４〜０．０１％において、ＮｂＣを均一に分散させ、耐バリ性に優れた鋼板とするものである。ＮｂとＣのバランス（化学量論比）はＮｂＣの分布形態に影響を及ぼし、本パラメータが１未満では、ＮｂＣの分布がまばらになり、２．５を超えると析出サイトは均一であるが、大きさが不均一となるため、１以上、２．５以下とする。
【００１８】
ＮｂＣは、鋼中での全体積率が０．０３〜０．１％、その７０％以上が粒径１０〜４０ｎｍの場合、非常に均一に分布し、最も優れた耐バリ性が得られる。
【００１９】
尚、Ｎｂ系の析出物としてはＮｂＣ（炭化物）、Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）（炭窒化物）等があるが、大部分はＮｂＣであり、また、その分布形態はＮｂ／Ｃ値によりほぼ支配されるため、本発明ではＮｂ量とＣ量との関係式のみを扱った。
【００２０】
ＮｂＣの均一分散により、耐バリ性が改善される明確な理由の詳細は不明であるが、以下のように推定される。打ち抜き加工のせん断縁のような局所変形領域において、非常に均一微細に析出物が分散する場合、硫化物やリン化物などが分散した鋼にみられるように、クラックが特定の臨界破壊条件を満たす介在物近傍から発生し伝播していくのではなく、鋼中に存在する析出物近傍から同時に多数のクラックが発生し、それらがほぼ同時に結合し破壊に至る。このため、バリ高さの平均値のみならず、変動幅も極めて小さくなる。
【００２１】
本発明者らはＴｉ，Ｖ添加系について検討をおこなったが、ＮｂＣのような効果は認められなかった。これらの炭化物がＮｂＣに比べて、大きさや分布が不均一のためと思われる。Ｔｉは前述したように、Ｎｂと複合添加した場合、微量でもＮｂＣの分布形態に悪影響を及ぼすため、具体的には粒径分布がより広範囲に分散し、その含有量を厳しく制御しなければならない。
【００２２】
Ｓｉ，Ｍｎの添加は本発明で検討した表１及び表２に示す範囲内では悪影響を及ぼさなかった。これらの元素については所望の強度をえるために適宜必要量を添加することができる。その他の元素として、Ｂは１０ｐｐｍ以下、Ｖ：０．２％以下、Ｃｒ，Ｍｏであれば０．５％以下であれば、本発明の効果を損なわず含有することが可能である。
【００２３】
２．製造条件
仕上最終２パスの圧下率：仕上げ最終前パス圧下率（ＨＲ−１）    １０％≦（ＨＲ−１）、仕上最終パス圧下率（ＨＲ−２）    ２％≦（ＨＲ−２）≦３０％、最終２パスでの合計圧下率    ｛（ＨＲ−１）＋（ＨＲ−２）｝−（ＨＲ−１）×（ＨＲ−２）／１００≦６０％
本発明では、ＮｂＣを均一分布させるため、仕上最終２パスの圧下率をそれぞれ比較的小さな圧下率とし、また、最終２パスの合計圧下率を規定する。各パスの最低圧下率は、ＮｂＣが不均一析出とならないように、仕上げ最終前パス圧下率（ＨＲ−１）で、１０％以上、仕上最終パス圧下率（ＨＲ−２）で２％以上とする。
【００２４】
一方、仕上最終パス圧下率（ＨＲ−２）は熱延組織への影響を考慮して３０％以下、および最終パスの合計圧下率｛（ＨＲ−１）＋（ＨＲ−２）｝−（ＨＲ−１）×（ＨＲ−２）／１００は極端に大きくなるとＮｂＣの析出を促進するが、析出粒子による再結晶フェライトの粒成長抑制効果が大きくなり、粒径分布が不均一となるため、６０％以下とする。ＮｂＣの析出状態が、ＮｂＣの分布に対して影響を与え、また、フェライト組織の均一性にも影響を及ぼし、バリ高さの変動をもたらすため、ＮｂＣが析出しやすい仕上最終２パスでの圧下率制御が有効に作用すると思われるが詳細は不明である。
【００２５】
本発明では熱間圧延後のランナウト冷却や、冷間圧延材の焼鈍後の冷却などにおいて、ＮｂＣの均一析出を妨げる２００℃／ｓｅｃを超えるような極端な冷却速度としないかぎり、その効果は損なわれず、その他の製造工程については特に規定しない。連続鋳造または造塊法などの鋳造法の違い、スラブ直送圧延または炉加熱材などのスラブ熱履歴の違いは、本発明の効果を損なわない。また、本発明による鋼板は、めっき鋼板や有機皮膜鋼板など表面処理鋼板として用いることが可能である。
【００２６】
【実施例】
表１〜３に示す３５種類の鋼を転炉にて成分調整後、鋳造―熱間圧延により熱延板を製造した。熱間仕上温度は８９０〜９６０℃、巻き取り温度は５００〜７００℃の範囲とした。熱延板として特性を調査するものは板厚１．０から２．０ｍｍとし、その他の熱延板は酸洗―冷間圧延で板厚０．７ｍｍに仕上げ、均熱温度７５０〜９００℃の範囲で連続焼鈍（ＣＡＬ）もしくは連続溶融亜鉛めっき（ＣＧＬ）を施した。これらの熱延板、冷延板および溶融亜鉛めっき板については、直径５０ｍｍの円形に打ち抜いた端面のバリ高さをそれぞれの鋼板についてｎ＝５０測定し、平均バリ高さとバリ高さの標準偏差を求めた。それらの結果を表４〜６にて示す。
【００２７】
図１および図２は、本発明の効果に及ぼす炭化物あるいは炭・窒化物（前述したように、本発明においては炭化物を意味する）の分布形態の影響を示した図であり、鋼成分と析出物の分布形態を本発明範囲内とした鋼板（○印）は、平均バリ高さが６μｍ以下と良好で、かつバリ高さの標準偏差も０．５μｍ以下と、安定して非常に優れた特性が得られている。
【００２８】
一方、Ｐ，Ｓ量の多い鋼板は平均バリ高さは小さいものの標準偏差は大きく、安定性に劣っている。また、Ｐ，Ｓ量が本発明範囲内であっても、ＣやＮｂの個々の添加量が本発明範囲をはずれるか、さらに（１２／９３）×（Ｎｂ／Ｃ）が本発明範囲をはずれる場合、あるいは、ＣやＮｂの個々の添加量が適正でも、析出物の分布形態の均一性が劣る場合では、平均バリ高さおよびバリ高さの標準偏差はやや良好なものの、本発明鋼の水準には及ばない。第３図は，析出物の分布に及ぼす熱延条件の影響を整理した図で、本発明方法による熱延条件によれば、析出物の均一分散が達成されている。
【００２９】
【表１】
0003570269.tif 000003
【００３０】
【表２】
0003570269.tif 000004
【００３１】
【表３】
0003570269.tif 000005
【００３２】
【表４】
0003570269.tif 000006
【００３３】
【表５】
0003570269.tif 000007
【００３４】
【表６】
0003570269.tif 000008
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、打ち抜き加工、せん断加工時に発生するバリ高さが低く、かつその標準偏差が小さい耐バリ性に優れた鋼板を製造することができ、この鋼板は自動車、家電等への利用に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】平均バリ高さに及ぼす析出物の分布形態の影響を示す図。
【図２】バリ高さの標準偏差に及ぼす析出物の分布形態の影響を示す図。
【図３】析出物の分布形態に及ぼす熱延条件の影響を示す図。
【図１】
0003570269.tif 000009
【図２】
0003570269.tif 000010
【図３】
0003570269.tif 000011