(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０１〜０．０６３重量％，Ｓｉ：０．５重量％以下，Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％，Ｐ：０．０５重量％以下，Ｓ：０．０２重量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物の組成をもつ鋼を連続鋳造した後、仕上げ温度Ａr3変態点以上，巻取り温度６００℃以下で熱間圧延し、酸洗及び冷間圧延工程を経て連続溶融めっきラインに通板し、６５０℃以上で７００℃以下のめっき前焼鈍を施し、溶融めっきすることを特徴とする曲げ加工性に優れた塗装用鋼帯の製造方法。
【請求項２】
溶融めっきされた鋼帯を更に伸び率３％以下で軽圧下圧延する請求項１記載の曲げ加工性に優れた塗装用鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、延性及び曲げ加工性に優れた塗装用鋼帯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品や建材等に使用される鋼板には、塗装鋼板が多用されている。塗装鋼板には、塗装に必要な設備負担をユーザ側にかけることがないように、予め出荷側で塗装を施したプレコート鋼板が広く使用されるようになってきている。
この種の塗装鋼板としては、一般に低炭素Ａｌキルド鋼を塗装原板としたものが多い。鋼材に含まれるＣは、炭化物として析出する以外に、マトリックスに固溶Ｃとして存在するものもある。固溶Ｃは、塗装工程で塗料焼付け時の熱サイクルを鋼板が受けたとき歪み時効を発生させ、延性を劣化させる原因となる。
固溶Ｃ量は、熱間圧延時に鋼帯を高温巻取りすることにより鋼中の炭化物を凝集粗大化させることによって低減できる（特開平２−１２２０２１号公報参照）。これにより、固溶Ｃに起因する延性の低下が抑えられる。炭化物の凝集粗大化は、溶融めっきラインにおける焼鈍時にあっても炭化物からＣが再固溶することを少なくし、歪み時効を抑制する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
炭化物を凝集粗大化させると、固溶Ｃに起因する悪影響は解消されるが、加工性が低下する場合もある。炭化物の粒径が曲げ加工性に及ぼす影響は、次のように考えられる。曲げ加工性では、引張試験における試験片平行部全体から評価される平均的な延性の影響を受けるが、それ以上に曲げ部における局部的な延性が曲げ加工性に大きく影響している。鋼中炭化物を粗大化すると、材料全体の延性は改善されるものの、局部的な延性が低下するため塗装鋼板の曲げ加工性が却って低下する場合がある。
本発明は、このような観点から曲げ加工性を改善すべく案出されたものであり、鋼中炭化物を微細化することにより、材料の全体的な延性が若干低下しても、局部的な延性が問題視される曲げ加工性を改善した塗装用鋼板を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗装用鋼帯の製造方法は、その目的を達成するため、Ｃ：０．０１〜０．０６３重量％，Ｓｉ：０．５重量％以下，Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％，Ｐ：０．０５重量％以下，Ｓ：０．０２重量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物の組成をもつ鋼を連続鋳造した後、仕上げ温度Ａr3変態点以上，巻取り温度６００℃以下で熱間圧延し、酸洗及び冷間圧延工程を経て連続溶融めっきラインに通板し、６５０℃以上で７００℃以下のめっき前焼鈍を施し、溶融めっきすることを特徴とする。
溶融めっきされた鋼帯を更に伸び率３％以下で軽圧下圧延することが好ましい。
【０００５】
【実施の形態】
本発明者等は、曲げ加工性に及ぼす析出炭化物の影響を調査・研究した結果、特定された成分系において炭化物を微細にするとき、曲げ加工性が改善されることを見出した。炭化物の微細化が曲げ加工性の改善に有効なことは、平均的な延性が要求される加工性を改善するため炭化物を粗大化させる従来の方法からは窺い知れないものであり、本発明者等によって初めて見出された知見である。また、曲げ加工性に有効な炭化物の微細化は、後述するように合金成分及び製造条件を規制することにより可能となる。
炭化物の粒径を規制することにより曲げ加工性を改善することは、プレコート鋼板，ポストコート鋼板の何れに対しても適用されるが、以下の説明ではプレコート鋼板で代表させて説明する。
【０００６】
以下、本発明の塗装用鋼帯に含まれる合金成分，含有量，製造条件等を説明する。
Ｃ：０．０１〜０．０６３重量％
強度向上に有効な合金成分であり、０．０１重量％未満では構造部材として要求される十分な強度が得られないばかりか、極低炭素化のために特別な処理が必要となり製造コストを上昇させる。しかし、０．０６３重量％を超える多量のＣが含まれると、延性劣化が大きくなり、本発明のように微細な炭化物を含有させた鋼板において３０％以上の良好な伸び値を得ることができない。
Ｓｉ：０．５重量％以下
Ｃと同様に強度向上に有効な合金成分である。しかし、０．５重量％を超える多量のＳｉが含まれると、溶融めっき工程におけるめっき性が劣化し、不めっき等のめっき欠陥が発生し易くなる。
【０００７】
Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％
鋼中不純物として含まれるＳをＭｎＳとして固定することにより、Ｓに起因する高温脆化を防止する。また、強度の向上にも有効である。高温脆化の抑制作用は、０．０５重量％以上のＭｎ含有で顕著になるが、１．５重量％で飽和する。また、Ｍｎ含有量が１．５重量％を超えると、延性及びめっき性が劣化する傾向がみられる。
Ｐ：０．０５重量％以下
鋼帯の強度を向上させる上で有効な成分であるが、低温靭性を劣化させる傾向を示す。低温靭性に及ぼすＰの悪影響は、Ｐ含有量の上限を０．０５重量％に規制することにより抑えられる。
【０００８】
Ｓ：０．０２重量％以下
高温脆化の原因となる成分であり、常温での延性にも有害な元素である。そのため、Ｓ含有量は可能な限り低いほど好ましく、本発明ではＳ含有量の上限を０．０２重量％に規制した。
酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
脱酸剤として添加される成分であり、十分な脱酸効果を得るためには酸可溶Ａｌとして０．００５重量％以上の添加が必要である。しかし、０．１０重量％を超えるＡｌを添加しても、脱酸効果が飽和し、却って製造コストを上昇させることになる。
【０００９】
炭化物：粒径５μｍ以下
このように合金成分の含有量を規制した系において、更にマトリックスに分散している炭化物を粒径５μｍ以下に微細化している。炭化物の粒径は、局部的な延性が問題とされる曲げ加工性に影響を及ぼすものであり、粒径を５μｍ以下にすることにより良好な曲げ加工性が得られる。粒径５μｍ以下の微細な炭化物は、粗大炭化物と同様に転位の集積サイトとして働くものの、個数が非常に多いこと及び一つの炭化物に集積される転位の数が少ないことが相俟つて、ボイドの生成には至らないものと推察される。
粒径が５μｍよりも大きい炭化物が分散した鋼板を塗装した後、密着曲げすると、加工によって生じた転位が炭化物との界面に集積してボイドを形成し易くなる。生成したボイドがつながると、最終的には加工割れが発生する。
【００１０】
熱間圧延：仕上げ温度Ａr3変態点以上，巻取り温度６００℃以下
熱延工程では、Ａr3変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、６００℃以下の温度で熱延鋼帯をコイルに巻き取る。仕上げ温度及び巻取り温度をこのように規制することにより、鋼中炭化物の粒径が大きくなることが抑制される。仕上げ温度がＡr3変態点未満では、鋼帯表層部が一部フェライト域で圧延されるために結晶粒が粗大化し、結果として炭化物も粗大化する。巻取り温度が６００℃を超える場合も、炭化物の粗大化が進行する。巻取り温度の下限は、特に規制されるものではないが、３００℃を下回るような低温まで冷却するためには、熱延後の冷却設備を増強する等の設備投資が必要となる。この点で、工業的には３００℃以上で巻き取ることが好ましい。
【００１１】
めっき前焼鈍：６５０℃以上で７００℃以下
熱延鋼帯は、酸洗，冷延工程を経て溶融めっきされる。本発明では、連続溶融めっきラインを用いて冷延鋼帯を溶融めっきするが、このとき再結晶を十分に行わせるためめっき前焼鈍として６５０℃以上に加熱する。焼鈍温度が６５０℃未満では、再結晶が十分に進行せず、延性が劣化し易い。逆に、７００℃を超える高温に鋼帯が加熱されると、却って延性が劣化する。めっき前焼鈍された鋼帯は、溶融めっき浴に導入され、たとえばＺｎめっき，Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっき等が施される。
【００１２】
溶融めっき後の軽圧下圧延：伸び率３％以下
連続溶融めっきラインで溶融めっきされた鋼帯は、通常、軽圧下冷延により形状が修正される。軽圧下冷延では、形状修正が可能な限り、鋼帯に与える歪み量をできるだけ小さくすることが好ましい。軽圧下圧延条件下では、歪み量を伸び率で表すことができ、伸び率を３％以下にすると歪み時効による延性劣化が抑えられる。伸び率３％以上で溶融めっき鋼帯を冷間圧延すると、後続する塗装工程で鋼帯が加熱されたとき、歪み時効による硬化が大きくなり、延性が劣化する。
【００１３】
【実施例】
実施例１：（巻取り温度の影響）
表１に示す各種鋼材を連続鋳造した後、仕上げ温度８９０℃，巻取り温度５００〜６８０℃で熱間圧延し、板厚４．０ｍｍの熱延鋼帯を製造した。
【００１４】
0003946338.tif 000002
【００１５】
各熱延鋼帯を酸洗，冷間圧延した後、連続式溶融めっきラインで７００℃のめっき前焼鈍を施し、溶融Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっきした。次いで、溶融めっき鋼帯を伸び率１％で軽圧下圧延した。更に、連続塗装ラインで塗装し、板厚１．６ｍｍのプレコート鋼板を製造した。
得られたプレコート鋼板の引張特性，曲げ加工性及びめっき性を表２に示す。また、鋼種番号２の鋼帯については、塗装素材であるめっき鋼帯としての特性も併せ示す。
引張試験では、圧延方向と平行にサンプリングしたＪＩＳ  ５号試験片を用いた。曲げ加工性試験では、圧延方向に直交する方向に沿ってＪＩＳ  ３号試験片をサンプリングし、密着曲げ試験に供した。そして、曲げ外周部における加工割れの有無を目視観察し、加工割れが検出されたものを×，加工割れのないものを○と評価した。めっき性については、溶融めっきされた鋼帯の表面外観を目視観察し、不めっきが検出されたものを×，不めっきのない健全な表面をもつものを○と評価した。なお、目視観察では、径百μｍ〜数ｍｍの不めっきが検出される。
【００１６】
0003946338.tif 000003
【００１７】
表２の調査結果にみられるように、鋼帯に分散している炭化物を粒径５μｍ以下に微細化したものでは、密着曲げ加工性に優れていることが判る。なお、炭化物粒径が大きい場合であっても、未塗装のめっきまま材では、塗装ライン通板による時効劣化を受けないため、４０％と良好な伸びを示すと共に、密着曲げ試験しても加工割れの発生がみられなかった。
これに対し、合金成分及び含有量が本発明で規定した条件を満足する鋼帯であっても、炭化物粒径が５μｍを超えると、３０％以上の高い延性を示すものの、密着曲げ試験では加工割れが発生した。また、Ｃ含有量が多い鋼種番号３では、炭化物を微細化することで曲げ加工性は改善されるが、３０％以下の伸び値しか得られていない。さらにＣ含有量が多い鋼種番号４では、強度が高くなりすぎることから曲げ加工性に劣っていた。Ｓｉ含有量の多い鋼種番号５やＭｎ含有量の多い鋼種番号６では、強度が高過ぎるため延性，曲げ加工性が劣り、めっき性も劣っていた。
【００１８】
実施例２：（仕上げ温度の影響）
鋼種番号２のスラブを熱間圧延する際、８２０〜９１０℃の範囲で仕上げ温度を種々変化させて板厚４．０ｍｍの熱延鋼帯を製造し、５５０℃でコイルに巻き取った。得られた熱延鋼帯を酸洗，冷間圧延した後、連続式溶融めっきラインで７００℃のめっき前焼鈍を施し、溶融Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっきした。次いで、溶融めっき鋼帯を伸び率１％で軽圧下圧延した。更に、連続塗装ラインで塗装し、板厚１．６ｍｍのプレコート鋼板を製造した。
得られたプレコート鋼板の引張特性，曲げ加工性及びめっき性を表３に示す。表３にみられるように、８２０〜９１０℃の範囲で仕上げ温度を変化させても引張特性には大きな差がなかった。しかし、仕上げ温度がＡr3変態点（約８６０℃）を下回ると、炭化物が大きく成長し、曲げ加工性が低下した。
【００１９】
0003946338.tif 000004
【００２０】
実施例３：（軽圧下圧延の影響）
鋼種番号２のスラブを仕上げ温度８８０℃，巻取り温度５５０℃で熱間圧延し、板厚４．０ｍｍの熱延鋼帯を製造した。熱延鋼帯を酸洗，冷間圧延した後、連続式溶融めっきラインで７００℃のめっき前焼鈍を施し、溶融Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっきした。次いで、溶融めっき鋼帯を軽圧下圧延した。本実施例においては、軽圧下圧延で付与される歪み量が物性に及ぼす影響を調査するため、０．５〜４％の範囲で伸び率を種々変化させた。軽圧下圧延した鋼帯を更に連続塗装ラインで塗装し、板厚１．６ｍｍのプレコート鋼板を製造した。
得られたプレコート鋼板の引張特性，曲げ加工性及びめっき性を表４に示す。表４にみられるように、伸び率３％以下で軽圧下圧延されたプレコート鋼板では、曲げ加工性に優れ、更に３０％以上の高い伸び値を示した。これに対し、伸び率４％で軽圧下圧延された鋼板は、曲げ加工性に関しては良好であるものの、伸び値が３０％を下回っていた。
【００２１】
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【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の塗装用鋼帯は、鋼中に分散している炭化物を粒径５μｍ以下に微細化することにより、局部的な延性が問題となる曲げ加工性を改善している。また、延性も良好なことと相俟つて、家電製品，建材用等の構造用鋼板として使用される。