(57)【要約】【課題】Pbを使用することなく、加工性と切削性ともに優れた熱延鋼板の製造方法を安価に提供する。【解決手段】質量%で、C:0.02〜0.08%、Si:0.05%以下、Mn:0.80%以下、P:0.020%以下、Al:0.060%以下、S:0.008〜0.015%、Cu:0.03〜0.10%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼を、1200℃未満の温度で加熱後、Ar3変態点〜900℃の仕上圧延終了温度で熱間圧延を行い、550〜650℃の巻取温度で巻取ることを特徴する熱延鋼板の製造方法。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量%で、C:0.02〜0.08%、Si:0.05%以下、Mn:0.80%以下、P:0.020%以下、Al:0.060%以下、S:0.008〜0.015%、Cu:0.03〜0.10%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼を、1200℃未満の温度で加熱後、Ar3変態点〜900℃の仕上圧延終了温度で熱間圧延を行い、550〜650℃の巻取温度で巻取ることを特徴する熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
鋼が、さらに、質量%で、B:0.0005〜0.0030%を含有することを特徴する請求項1に記載の熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の電装部品などに用いられる熱延鋼板、特に加工性と切削性に優れた熱延鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車メーカーなどの部品製造分野では、多くの加工方法を組み合わせてより複雑な形状の部品が製造されるようになった。そのため、成分組成や熱延条件の調整によって伸びや伸びフランジ性のような加工性の向上を図った熱延鋼板が数多く提案されている。
【０００３】
一方、切削などの機械加工により製造される機械構造用シャフト部品などの素材として、ドリルなどの工具寿命の向上を図るために、S、Pb、Te、Biなどの元素を添加した切削性に優れる快削鋼が知られている。特に、近年、環境保全のためPbの使用の抑制が望まれており、特許文献1や2には、Pbを添加しない快削鋼が開示されている。
【０００４】
また、最近、高い寸法精度の要求されるクラッチローターのような自動車の電装部品では、板厚が2.0〜6.0mmの範囲で引張強度TSが270MPa以上、全伸びElが43%以上、180°度密着曲げが可能のようなJISのSPHE相当の優れた加工性を有し、かつ切削性にも優れた熱延鋼板が要求されている。
【特許文献１】特開2000-160284号公報
【特許文献２】特開2003-226933号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献1や2に記載の快削鋼では、各種添加元素の添加量が多いため伸びや曲げ性などの加工性が十分ではなく、また、Te、Biなどの希少金属を使用する場合は、製造コストの上昇を招く。
【０００６】
本発明は、Pbを使用することなく、板厚が2.0〜6.0mmの範囲でTS≧270MPa、El≧43%、180°度密着曲げが可能であるような優れた加工性を有するとともに、切削性にも優れた熱延鋼板の製造方法を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、加工性と切削性ともに優れた熱延鋼板について、Pbを使用することなく安価に提供すべく鋭意検討を進めたところ、SとCuの含有量を適切に制御した上で、熱延条件を調整することが効果的であることを見出した。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、質量%で、C:0.02〜0.08%、Si:0.05%以下、Mn:0.80%以下、P:0.020%以下、Al:0.060%以下、S:0.008〜0.015%、Cu:0.03〜0.10%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼を、1200℃未満の温度で加熱後、Ar3変態点〜900℃の仕上圧延終了温度で熱間圧延を行い、550〜650℃の巻取温度で巻取ることを特徴する熱延鋼板の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明の熱延鋼板の製造方法では、鋼が、さらに、質量%で、B:0.0005〜0.0030%を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、Pbを使用することなく、加工性と切削性ともに優れた熱延鋼板を安価に提供できるようになった。本発明の方法によって製造された熱延鋼板は、高い寸法精度の要求されるクラッチローターのような自動車の電装部品などに好適であるとともに、切削工具寿命を向上させ、加工コストの低減を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の詳細を説明する。なお、以下の元素の含有量の単位である「%」は、特に断らない限り「質量%」を表す。
【００１２】
1)成分
C:0.02〜0.08%
Cは、鋼板特性の支配因子であり、その量が0.08%を超えると鋼板の強度が上昇して伸びが低下する。また、C量が0.02%未満では後述する熱間圧延の仕上圧延終了温度をAr3変態点以上にするには圧延に先立つ加熱の温度(加熱温度)を高める必要があり、熱量原単位の悪化やスケール性欠陥の多発を招く。したがって、C量は0.02〜0.08%とする。
【００１３】
Si:0.05%以下
Siは、強度や延性を調整することが可能な元素であるが、多量に添加した場合は表面にSi起因のスケール性凹凸模様が発生し、自動車の電装部品などへの使用が困難となる。そこで、延性や表面性状の劣化を勘案して、Si量は0.05%以下とする。
【００１４】
Mn:0.80%以下
Mnは、Si同様、強度や延性を調整することが可能な元素であるが、延性確保のためには低い方が好ましい。加工性の劣化を勘案して、Mn量は0.80%以下とする。
【００１５】
P:0.020%以下
Pは、切削性を向上させることが可能な元素であるが、その量が0.020%を超えると脆化を促進し曲げ性を劣化させる。したがって、P量は0.020%以下とする。
【００１６】
Al:0.060%以下
Alは、溶鋼の脱酸に効果的な元素であるが、鋼板にしたときにその含有量が0.060%を超えると成分コストの上昇を招く。したがって、Al量は0.060%以下とする。
【００１７】
S:0.008〜0.015%、Cu:0.03〜0.10%
SとCuは、鋼に切削性を付与する重要な元素である。そこで、C:0.04%、Si:0.03%、Mn:0.40%、P:0.015%、Al:0.025%で、SとCu量を変えた鋼を、1120℃に加熱後、870℃の仕上圧延終了温度で熱間圧延を行い、600℃の巻取温度で巻取って、板厚4.0mmの熱延鋼板を作製し、以下のように切削性を評価した。
切削性評価：得られた鋼板を円筒形に絞り加工後、フランジ部を超硬切削チップの工具で切削加工し、工具磨耗量が所定の磨耗量へ到達する、もしくは欠損、溶着を生ずるまでの切削加工した試料の個数、すなわち工具寿命で次のように切削性を評価した。試料の個数が1000個を超えれば切削性が良好(○)、1000個以下であれば切削性に劣る(×)。
図1にS、Cu量と切削性との関係を示すが、S量が0.008%以上で、Cu量が0.03%以上であれば、良好な切削性が得られることがわかる。この理由は、S量が0.008%以上だと介在物としてのMnSが増加するため、また、Cu量が0.03%以上だと粒界に偏析するCu成分が増加するため、切削性が向上すると考えられる。なお、S量が0.015%を超えると曲げ性が劣化し、Cu量が0.10%を超えると鋼を脆化させたり、表面疵の原因になる。以上のことから、S量は0.008〜0.015%、Cu量は0.03〜0.10%とする。
【００１８】
残部はFeおよび不可避的不純物であるが、圧延操業性もしくは加工性改善のために、上記成分に加え、Bを0.0005〜0.0030%含有できる。Bは変態点を低下させることで熱間圧延時の仕上圧延終了温度の低温化を可能として圧延操業性改善に寄与し、また時効劣化を抑制することで加工性改善に寄与する。Bの含有量が0.0005%未満ではその効果が小さく、0.0030%を超えると変態点低下への効果が小さくなり、逆に鋼を硬質化する傾向を示す。このため、B量は0.0005〜0.0030%とする。
【００１９】
2)熱延条件
加熱温度:1200℃未満
本発明のようにCuを添加する場合は、加熱温度が高温となると鋼中のCuが鋼表面の粒界に偏析し、圧延により偏析部から割れ状の表面欠陥が発生しやすい。そのため、加熱温度は1200℃未満とし、より好ましくは1180℃以下とする。また、仕上圧延終了温度を確保する観点から、1100℃以上とすることが好ましい。
【００２０】
仕上圧延終了温度:Ar3変態点〜900℃
圧延後に整粒組織を得るためには、仕上圧延終了温度は、通常行われているようにAr3変態点以上にする必要がある。しかし、仕上圧延終了温度が900℃を超えると加熱温度を高める必要があり、熱量原単位の悪化とスケール性欠陥の多発を招く。そのため、仕上圧延終了温度はAr3変態点〜900℃とする。なお、Ar3変態点は、所定の成分組成の鋼を用いた熱膨張測定などにより求めることができる。
【００２１】
巻取温度:550〜650℃
巻取温度が550℃未満だと強度が上昇して伸びが低下し、650℃を超えると粗大粒が発生して、加工性の劣化を招く。そのため、巻取温度は550〜650℃とする。
【実施例】
【００２２】
表1に示す化学組成の鋼A〜Kからなる鋼を溶製した後、表2に示す熱延条件で熱延鋼板No.1〜18を作製した。そして、引張特性値、曲げ性、表面性状を以下の方法で調査した。また、上記と同様な方法で切削性を調査し、切削加工した試料の個数を測定し、試料の個数が1000個を超えれば切削性に優れるとした。
引張特性値：鋼板の圧延方向に対して90°方向にJIS 5号引張試験片を採取し、JIS Z 2241(1998)の規定に準拠して、クロスヘッド速度10mm/minで引張試験を行い、TSおよびElを求めた。
曲げ性：100mm×300mmの試験片を用い、JIS Z 2248(2006)の規定に準拠して密着曲げを行い、曲げ表面に割れがない場合をOK(○)、割れが発生した場合をNG(×)で評価した。
表面性状：鋼板面を目視で観察し、微細割れによる表面欠陥が発見できない場合はOK(○)、微細割れによる表面欠陥が発見された場合はNG(×)として評価した。
【００２３】
結果を表2に示す。
【００２４】
本発明例である鋼板No.1、2、5、6、17は、Elが高く、曲げ性も良好で加工性に優れ、かつ切削性にも優れていることがわかる。また、本発明例では、表面欠陥も認められない。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】S、Cu量と切削性との関係を示す図である。
【図１】
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