(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で，
Ｃ  ：０.０２〜０.０８％，
Ｓｉ：０.８％以下，
Ｍｎ：１.０〜２.０％，
Ｐ  ：０.０２％以下，
Ｎｂ：０.０１〜０.０４％，
Ｓ  ：０.００５％以下，
を含み，残部がＦｅ及び製造上不可避的に混入する不純物元素からなり，フェライトとパーライト，フェライトとパーライトとセメンタイト，またはフェライトとセメンタイトからなる混合組織を有し，かつ，該混合組織において，
フェライト粒径：平均値が１０μｍ以下，
パーライト中のセメンタイト面積も含めたセメンタイト面積率：合計で１％以下，
である精密打ち抜き用高強度鋼板。
【請求項２】
重量％で，
Ｃ  ：０.０２〜０.０８％，
Ｓｉ：０.８％以下，
Ｍｎ：１.０〜２.０％，
Ｐ  ：０.０２％以下，
Ｎｂ：０.０１〜０.０４％，
Ｓ  ：０.００５％以下，
Ｔｉ：０.０１〜０.０５％，
を含み，残部がＦｅ及び製造上不可避的に混入する不純物元素からなり，フェライトとパーライト，フェライトとパーライトとセメンタイト，またはフェライトとセメンタイトからなる混合組織を有し，かつ，該混合組織において，
フェライト粒径：平均値が１０μｍ以下，
パーライト中のセメンタイト面積も含めたセメンタイト面積率：合計で１％以下，
である精密打ち抜き用高強度鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，ギアなどの自動車用部品等に好適に使用される，５４０Ｎ／ｍｍ2を超える引張強さをもった，精密打ち抜き用（ファインブランキング用）高強度鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，精密打ち抜き用鋼板に関し，特公昭６２−２００８号公報，特公昭５８−７３４号公報，特公平２−１９１７３号公報が開示されている。これらに記載されたものは，何れも鋼片に冷間圧延を施した後，焼鈍を施して鋼中のセメンタイト等を球状化させることにより鋼板の精密打ち抜き性を向上させた鋼板である。
【０００３】
また，特開昭５８−１０４１６０号公報，特公平３−２９４２号公報，特公平５−１４７６４号公報によっても，精密打ち抜き用鋼板が開示されている。これらに記載された鋼板は，何れも軟質の状態で打ち抜き加工され，その後，部品に対して焼入れ，浸炭焼入れ等の熱処理が施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，特公昭６２−２００８号公報，特公昭５８−７３４号公報，特公平２−１９１７３号公報に記載された鋼板は，セメンタイト等を球状化させるための焼鈍が不可欠である。このため，製造工程が長くなって納期の遅れといった問題が引き起こされ，また，鋼板製造に際してコストアップを生じさせる原因にもなっている。更に，製造条件も厳密に管理しなければならなくなる。また，何れの鋼板も，各自動車部品メーカーなどにおいて精密打ち抜き加工をした後に，部品に熱処理を施すことが前提とされており，メーカーの製造コストを引き上げる原因になっている。
【０００５】
また，特開昭５８−１０４１６０号公報，特公平３−２９４２号公報，特公平５−１４７６４号公報に記載された鋼板は軟質であるために，精密打ち抜き加工をした後に，部品に対し焼入れ，浸炭焼入れ等の熱処理を施す必要がある。このため，部品メーカーにあっては製造コストアップが余儀なくされる。
【０００６】
従って，本発明の目的は，球状化のための焼鈍を行わずとも優れた精密打ち抜き性を備えており，かつ，精密打ち抜き後の部品に熱処理を行う必要がない精密打ち抜き用高強度鋼板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，重量％で，
Ｃ  ：０.０２〜０.０８％，
Ｓｉ：０.８％以下，
Ｍｎ：１.０〜２.０％，
Ｐ  ：０.０２％以下，
Ｎｂ：０.０１〜０.０４％，
Ｓ  ：０.００５％以下，
Ｔｉ：必要により０.０１〜０.０５％，
を含み，残部がＦｅ及び製造上不可避的に混入する不純物元素からなり，フェライトとパーライト，フェライトとパーライトとセメンタイト，またはフェライトとセメンタイトからなる混合組織を有し，かつ，該混合組織において，
フェライト粒径：平均値が１０μｍ以下，
パーライト中のセメンタイト面積も含めたセメンタイト面積率：合計で１％以下，
である精密打ち抜き用高強度鋼板が提供される。
【０００８】
【作用】
本発明によって提供される鋼板は，微細なフェライトマトリックスにパーライトまたはセメンタイトを微細に分散させた組織をもっている。かかる組織は，フェライトマトリックスにベーナイトやマルテンサイトのような硬質な第二相を分散させたものに比べ，優れた精密打ち抜き性を呈することができる。なかでも，パーライトを分散させた場合は，分散相が連続的なバンド状などに生成されることがなく，マトリックスに微細なパーライトがまんべんなく分散された状態となるので，より良好な精密打ち抜き性を呈する鋼材が得られる。
【０００９】
微細なフェライトマトリックスにパーライトまたはセメンタイトを微細に分散させた組織は，マトリックスに粒径の小さいフェライトを分散させ，フェライト変態後に生じた微細なパーライトまたはセメンタイトをフェライトマトリックスに分散させた組織である。
以下，本発明鋼板における各構成について詳述する。なお，以下の説明において「％」は「重量％」を意味する。
【００１０】
Ｃ：強度確保のために有効な元素であり，引張強さ５４０Ｎ／ｍｍ2以上の目標強度を得る上で０.０２％以上のＣを含有していることが必要である。
しかし，０.０８％を超えるＣを含有させるとパーライト量が増加するため精密打ち抜き性が著しく劣化する。
そこで，Ｃの含有量は０.０２〜０.０８％にした。
なお，好ましくはＣの含有量は０.０２〜０.０６％にするのが良い。
【００１１】
Ｓｉ：固溶強化により強度を向上させる元素として有効であり，本発明において，Ｓｉは成分元素として把握される。
しかし，０.８％を超えるＳｉ含有量では，熱延板の表面性状が著しく劣化するため，冷延後も表面疵が残存し，製品の性状が劣る。
そこで，Ｓｉの含有量は０.８％以下にした。
なお，好ましくはＳｉの含有量は０.４〜０.８％にするのが良い。
【００１２】
Ｍｎ：強度確保のために１.０％以上の添加が必要である。
しかし，２.０％を超えるＭｎを含有すると，鋼片内で中心偏析が助長され，バンドストラクチャー（縞状組織）が形成される。その結果，精密打ち抜き性が劣化される。
そこで，Ｍｎ含有量は１.０〜２.０％にした。
なお，好ましくはＭｎの含有量は１.５〜２.０％にするのが良い。
【００１３】
Ｐ：固溶強化元素であり，強度の向上に寄与する。本発明において，Ｐは成分元素として把握される。
しかし，Ｐはスラブの中心偏析を助長させる作用を有し，Ｐ含有量が０.０２％を超えると，バンド状のパーライトが鋼板の板厚方向中心部に生じ易くなる。バンド状のパーライトは破断面発生の起点となり，結果として精密打ち抜き性が劣化される。
そこで，Ｐの含有量は０.０２％以下にした。
なお，好ましくはＰの含有量は０.０１〜０.０２％にするのが良い。
【００１４】
Ｎｂ：析出強化元素として働き，強度の向上に有効な合金元素である。また，圧延中においてオーステナイトの再結晶を抑制し，フェライト粒を均一，微細に生成させるとともに，精密打ち抜き性の向上に有効なフェライトの生成を容易にさせる。
これらの効果を確保するためには０.０１％以上必要であるが，０.０４％を超えるＮｂを含有すると，析出強化に起因して精密打ち抜き性が著しく低下する。
そこで，本発明においてはＮｂ含有量は０.０１〜０.０４％とした。
なお，好ましくはＮｂの含有量は０.０１〜０.０２％にするのが良い。
【００１５】
Ｓ：ＭｎＳを形成し，精密打ち抜き性を著しく劣化させる有害元素である。本発明において，Ｓは不純物元素として把握される。
そこで，本発明においてはＳ含有量を０.００５％以下にした。
なお，好ましくはＳの含有量は０.００３％以下にするのが良い。
【００１６】
Ｔｉ：Ｔｉは本発明鋼において必要に応じて添加される合金元素である。ＴｉはＳと化合してＴｉＳを形成し，精密打ち抜き時の破断面発生の起点となるＭｎＳの生成を防止する。０.０１％以上のＴｉの添加は精密打ち抜き性の向上に極めて有効である。
しかし，Ｔｉ添加による性質改善は０.０５％で飽和し，それを超えて含有させると経済性を損なう。
そこで，Ｔｉを含有させる場合は，その含有量を０.０１〜０.０５％とした。
なお，好ましくはＴｉの含有量は０.０１〜０.０３％にするのが良い。
【００１７】
本発明鋼板は，その目的を達成すべく，以上の各成分を含み残部がＦｅ及び製造上不可避的に混入する不純物元素からなる。本発明鋼板は以上の他の成分，例えば脱酸元素としてのＡｌなども不純物元素として含有することが可能である。なお，Ａｌを含有する場合は，その含有量を０.１０以下にするのが良い。
【００１８】
また，本発明鋼板は，フェライトとパーライト，フェライトとパーライトとセメンタイト，またはフェライトとセメンタイトからなる混合組織を有する。該混合組織は，以下の条件を備える。
【００１９】
フェライト粒径：フェライト粒径自体は，直接的に精密打ち抜き性に影響を及ぼさない。
しかし，５４０Ｎ／ｍｍ2を超える引張強さをもった高強度鋼板を得るためには，フェライトマトリックスにフェライトより硬質なパーライトやセメンタイトを第二相として含ませる必要がある。そして，この第二相の存在形態によっては，鋼板の精密打ち抜き性を劣化させることが考えられる。
本発明者らは，種々の検討を重ねた末に，フェライトマトリックスにおけるフェライト粒径の平均値が１０μｍを越えた場合は，フェライト変態時の核生成が少なくなることにより，フェライト変態後に生成される第二相であるパーライトやセメンタイトが凝集して，粗大化した状態に生成され，その結果，第二相であるパーライトやセメンタイトが精密打ち抜き時にクラックの起点となり，良好な精密打ち抜き面が得られないことを見出した。
そこで，本発明においては，フェライト粒径の平均値を１０μｍ以下にした。
【００２０】
パーライト中のセメンタイト面積も含めた合計のセメンタイト面積率：ベイナイトやマルテンサイトのような硬質な第二相は，精密打ち抜き時に，フェライトとの界面においてクラックの起点となり，精密打ち抜き性が非常に劣化される。
しかし，パーライトやセメンタイトの如き比較的軟質な第二相を有する場合も，その第二相の面積率が高くなると，ベイナイトやマルテンサイトのような硬質な第二相を有する場合ほどではないにしても，やはり精密打ち抜き性が劣化される。本発明者らは，種々の検討を重ねた末に，この劣化の程度は，パーライト中のセメンタイト面積も含めた合計のセメンタイト面積率，即ち，
［パーライト中のセメンタイト面積率］＋［組織内のセメンタイト面積率］
が１％を越えた場合に顕著に悪化されることを見出した。
そこで，本発明においてはパーライト中のセメンタイト面積も含めた合計のセメンタイト面積率を１％以下の範囲にした。
【００２１】
【実施例】
本発明の実施例を以下に説明する。
表１に実施例に供した鋼種の組成を示す。鋼種Ａ1〜Ａ6は組成が本発明の範囲内にある例であり，鋼種Ｂ1〜Ｂ3は組成が本発明の範囲外にある比較例である。
【００２２】
【表１】
0004067581.tif 000002
【００２３】
これら鋼種Ａ1〜Ａ6及び鋼種Ｂ1〜Ｂ3を熱間圧延し，板厚４〜８ｍｍの熱延鋼板を製造した。熱間圧延にあたっては仕上温度を８５０〜９５０℃として，その後２０〜８５℃／ｓの冷却速度で冷却し，４７０〜５４０℃で巻取った。それらの熱延鋼板に冷間圧延を行い，板厚２.５〜５.５ｍｍの冷延鋼板を得た。得られた鋼板のそれぞれのフェライト粒径と，パーライト中のセメンタイト面積も含めたセメンタイト面積率を表２に示す。
【００２４】
【表２】
0004067581.tif 000003
【００２５】
そして，得られた鋼板からＪＩＳ５号引張試験片と精密打ち抜き用試験片（１５０ｍｍ角）を切り出し，引張試験を行って強度（引張強さ，０.２％耐力，伸び）を評価すると共に，試験片１００個中の破断面発生率を調べ，剪断面と破断面の比率を調べることによって精密打ち抜き面の性状の評価試験を行った。なお，精密打ち抜き時のクリアランスは０.０２ｍｍとした。試験結果を表２に併せて示す。
【００２６】
本発明例である試験番号１〜６の鋼板は，何れも５４０Ｎ／ｍｍ2を超える引張強さをもち，かつ，破断面発生率，破断面比率が共に０％であり，極めて優れた精密打ち抜き面性状を示した。
【００２７】
これに対し，比較例においては，セメンタイト面積率が３.９％の試験番号７は精密打ち抜き面に破断面が多量に発生した。また，Ｎｂ含有量が多い試験番号８は析出強化の寄与が大きく，精密打ち抜き面の劣化が大きい。
一方，試験番号９は，試験番号７，８に比べると精密打ち抜き面性状が若干改善されるが，フェライト粒径が大きいためセメンタイトが凝集して存在し，本発明例に比べると精密打ち抜き面はかなり劣化している。また，試験番号９は，強度不足である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば，５４０Ｎ／ｍｍ2を超える引張強さを持ち，かつ精密打ち抜き性に優れた，ギア等の自動車用部品などに好適な高強度鋼板を得ることができる。本発明によれば，従来必須であった精密打ち抜き後の熱処理や窒化等を省略でき，精密打ち抜き面の性状が極めて良好な部品が得られる。