(57)【要約】【目的】  打抜き材を加熱・保持した際に、熱歪みに伴う変形を引き起こす要因である残留応力を極力低減した冷延鋼板を提供する。【構成】  小径ロールを用いて冷間圧延された鋼板に、外径が３００ｍｍ以上のロールを使用して０．２〜１．０％の圧下率で軽圧下圧延を施す。【効果】  小径ロールで冷間圧延されたときに生成された残留応力は、冷延後に大径ロールを使用して軽圧下圧延することにより除去され、その後、ある程度の温度に加熱・保持しても、残留応力の開放に起因する熱歪みに伴う変形が発生することはなくなる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間圧延された鋼板に、外径が３００ｍｍ以上のロールを使用して０．２〜１．０％の圧下率で軽圧下圧延を施すことを特徴とする冷延鋼板の残留応力低減方法。
【請求項２】
軽圧下圧延を施す鋼板が、外径が６０〜２５０ｍｍの小径ロールをワークロールとして組み込んだ多段圧延機により冷間圧延された鋼板である請求項１に記載の冷延鋼板の残留応力低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のオートマチックトランスミッションの構成部材であるセパレートプレート，フリクションプレート，バッキングプレート等として好適に使用されるようなＡＴプレート用等の冷延鋼板において、冷延時に生成した残留応力を低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）を構成するセパレートプレート（ドリブンプレート又はメーティングプレートとも称される）、フリクションプレート（ドライブプレート，コア−プレート又はディスクとも称される），バッキングプレート（リテーニングプレート，リアクションプレート又はエンドプレートとも称される）等の部材（以下、「ＡＴプレート」と称する）は、鋼板をほぼ円環形状にプレス打抜きした成形品である。セパレートプレートとフリクションプレートは摩擦材を介して交互に配置され、これにバッキングプレート等を組付けられてトルクの伝達機構を構成する部材である。
【０００３】
従来、このようなＡＴプレート用素材として、ＪＩＳ  Ｇ３３１１に規定される機械構造用鋼、主としてＳ３５Ｃの冷延鋼板が使用されている。そして、ＡＴプレート用冷延鋼板は、「製鋼→連続鋳造→熱間圧延→酸洗→焼鈍→冷間圧延→脱脂→精整」の工程で製造されている。さらに、この冷延鋼板を所望形状に打抜いた後、接着剤が塗布され、摩擦材が貼り付けられたプレート材が組み合わされて、実際のオートマチックトランスミッションが製造されている。
製造時に加熱処理を行う工程がある場合や、実車走行時の環境温度により高温になる場合に、冷延時に生成された残留応力が開放され、プレート材に熱歪みに伴う変形が発生する。この熱歪みに伴う変形を発現させないために、場合によっては、打抜き後のプレート材に荷重をかけた状態で高温に加熱・保持するプレステンパー処理を施して残留応力を除去し、各プレート材に平面出しを行っている。このため、熱歪みに伴う変形の発生を抑えようとすると、却ってコスト高になることもあった。
高温に曝してもプレート材に熱歪みに伴う変形を発現させないためには、冷延鋼板の残留応力を小さくすることが必要である。応力除去の熱処理を施すことなく、冷延鋼板の残留応力を機械的に低減する方法が、特許文献１や特許文献２等で提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−９９７２１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７３５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これらの発明においては、板に単純な引張り応力を付与して塑性変形を与えて残留応力を低減させる原理であり、対象とする板厚が０．２ｍｍ程度と薄いため、塑性変形を与えるための引張り応力が小さくて済む。しかしながら、本発明が対象とするようなＡＴプレート用冷延鋼板では、板厚が０．７〜３ｍｍと厚く、単純な引張り変形を与えるためには過大な引張り力を与える必要が生じ、現実的な方法ではない。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、各種形状に成形加工した後高温下に曝した際に、熱歪みに伴う変形を引き起こす要因である残留応力を極力低減した冷延鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の冷延鋼板の残留応力低減方法は、その目的を達成するため、冷間圧延された鋼板に、外径が３００ｍｍ以上のロールを使用して０．２〜１．０％の圧下率で軽圧下圧延を施すことを特徴とする。
軽圧下圧延を施す鋼板としては、クラスター圧延機等、外径が６０〜２５０ｍｍの小径ロールをワークロールとして組み込んだ多段圧延機により冷間圧延された鋼板が使用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、冷間圧延後に大径ロールを使用して軽圧下圧延を施すことにより、冷間圧延時に生成された残留応力は除去され、その後、ある程度の温度に加熱・保持しても残留応力の開放に起因する熱歪みに伴う変形がなくなる。
このため、本発明による冷延鋼板は、所定形状に打抜かれた後、調質のための熱処理を必要とせず、そのままＡＴプレート材等として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者等は、例えば、冷延鋼板を打抜いて製造したＡＴプレート材を高温に加熱したときにプレート材に発生する熱歪みに伴う変形が、冷間圧延時に生成された残留応力に起因することを確認し、この残留応力を機械的に簡潔な手段で除去する方法について検討した。
その結果、冷間圧延に伴って発生した残留応力は、その後の大径のロールを使用した軽圧下圧延によりキャンセルされ、軽圧下圧延鋼板を高温に加熱しても熱歪みに伴う変形が発現しないことを確認した。
【０００９】
通常、熱延焼鈍鋼板を、クラスター圧延機等、小径ロールをワークロールとして組み込んだ多段圧延機により圧延した冷延鋼板には、図１に示すように、鋼板の表裏面近傍には引張りの、板厚中心部には圧縮の残留応力が発生している。このような冷延鋼板に、さらに大径のロールを使用して軽圧下圧延を施すと、図２に示すように、表面部の引張り応力が低減されるとともに、中心部の圧縮応力も低減されている。
【００１０】
大径のロールを使用した軽圧下圧延により、冷延工程で導入された残留応力がキャンセルされる理由（機構）は、次の通りと推測される。
通常の圧延の場合、板厚全域において塑性変形を受け、中央部の方が表面部よりも大きな塑性変形を起こそうとするが、表面層に拘束され、その結果、中央部に圧縮応力、表面部に引張り応力が残存する。ところが、大径ロールで軽圧下した場合には、板厚中央部は塑性変形せずに、板厚の表面層のみが伸ばされようとするため、板厚中央部の拘束を受け、中央部に引張り応力，表面部に圧縮応力が残存する。
このため、冷間圧延で作りこまれる残留応力を大径ロールで軽圧下することにより逆方向の残留応力を作りこもうとするために、残留応力がキャンセルされて低減される。
【００１１】
次に、大径ロールによる軽圧下圧延の条件について説明する。
軽圧下圧延の圧下率が１．０％を超えると、塑性変形が表層だけでなく、板厚中央部近くまで及ぶために残留応力のキャンセルができなくなる。逆に圧下率が０．２％に満たないと、軽圧下圧延による残留応力の作りこみが小さくなり、冷間圧延による残留応力をキャンセルできなくなる。そのため、軽圧下圧延の圧延率としては、０．２〜１．０％を採用する必要がある。
【００１２】
軽圧下圧延するときのロール径が小さすぎると、圧延荷重が低下するために軽圧下圧延による残留応力の絶対値が小さくなり、冷間圧延による残留応力をキャンセルすることができなくなる。そのため、大径ロールによる軽圧下圧延を行うロールの径は３００ｍｍ以上とすることが必要である。
また、軽圧下圧延する前の冷延素材としては、６０〜２５０ｍｍの径を有するワークロールで冷間圧延したものを用いることが好ましい。径が大きいワークロールで冷間圧延すると圧延荷重が高くなって残留応力が大きくなりすぎ、軽圧下圧延によっても残留応力を低減しきれなくなってしまう。逆に径が小さいワークロールで冷間圧延するとワークロールが撓みやすくなり、平坦な板形状が得られない。
【実施例】
【００１３】
０．２質量％炭素鋼の熱延焼鈍板を、ワークロール径８０ｍｍの冷間圧延機にて圧下率６５％で冷間圧延し、板厚０．８ｍｍの冷延鋼板を作製した。この冷延鋼板の硬度はＨｖ２４４と、ＡＴプレート用素材として必要な硬度（ＨＶ≧２３０）を満足していた。
この冷延鋼板に、表１に示すような各条件で、ロール径及び圧下率を変えた軽圧下圧延を施し、ＡＴプレート用素材とした。
なお、軽圧下圧延を施した各鋼板について、片側の表層より０．０５ｍｍずつ塩化第２鉄溶液にてエッチングを行い、エッチング前後の反りの変化（曲率の変化）を測定することにより残留応力を求めた（米谷茂著「残留応力の発生と対策」養賢堂発行）。
ちなみに、軽圧下圧延を施さない冷延鋼板では、板厚中央部で１２０Ｎ／ｍｍ2の圧縮応力，表層部で１００Ｎ／ｍｍ2の引張り応力が残留しており、板厚中央と表層部の残留応力の差は２２０Ｎ／ｍｍ2であった。
【００１４】
次に熱変形について検討した。
各条件で製造した上記冷延鋼板を外径１８０ｍｍのリング状のＡＴプレートとして打抜いた。このときのＡＴプレートの最大高さと最小高さの差で定義する平坦度は０．１５ｍｍであった。
その後、各ＡＴプレートを３００℃で１０分間保持した。保持後の変形の度合いで熱変形を評価した。熱変形がほとんど無く、ＡＴプレートの最大高さと最小高さの差で定義する平坦度が０．２ｍｍ以下のものを○とした。熱変形が大きく、上記平坦度が０．２ｍｍを超えたものはＡＴプレートの規格を外れるため×とした。
軽圧下条件と得られた各冷延鋼板の残留応力及びＡＴプレートに打抜いた後の熱変形の関係を表１に示す。
【００１５】
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【００１６】
表１中、Ｎｏ．１〜４が本発明例である。鋼板の残留応力が小さいため、ＡＴプレートに打抜いた後に熱処理を行っても熱変形が小さく平坦度に優れている。
これに対して、比較例であるＮｏ．５は、冷間圧延後に軽圧下圧延を施さずにそのままＡＴプレート素材として使用したものであり、冷間圧延後の残留応力が高く、熱変形が大きくなっている。
また、比較例Ｎｏ．６，７は、冷間圧延後に小さいロール径のワークロールで軽圧下圧延したものである。軽圧下圧延後に残留応力は低減しているものの、低減量は小さく、ＡＴプレートの熱変形が大きくなっている。さらに、比較例Ｎｏ．８は、冷間圧延後に大径ロールで軽圧下圧延を行ってはいるが、圧下率が小さすぎるために冷間圧延後の残留応力をほとんど低減できず、ＡＴプレートの熱変形が大きくなっている。さらにまた、比較例Ｎｏ．９は、冷間圧延後に１％を超える圧下率で圧延を施しているために、圧下率が大きすぎて、冷間圧延により生成した残留応力の低減量が小さくなっており、ＡＴプレートの熱変形が大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】冷間圧延後の冷延鋼板の残留応力分布を表わす図
【図２】冷間圧延後、大径ロールで軽圧下した後の鋼板の残留応力分布を表わす図
【図１】
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【図２】
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