(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、  Ｎ  ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、    Ｓｉ：１％以下、
Ｐ  ：０．１％以下、    Ｂ  ：０．０００２％以上、０．００５％以下
を含み、Ｔｉを、下記（式１）を満足するように含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にし、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が０．２以下の条件で行い、その後、再結晶処理を行うことを特徴とする、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法。
Ｃ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１  ……（式１）
ここで、Ｃ、Ｎ及びＴｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【請求項２】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、  Ｎ  ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、    Ｓｉ：１％以下、
Ｐ  ：０．１％以下、    Ｂ  ：０．０００２％以上、０．００５％以下
を含み、Ｔｉを、下記（式１）を満足するように含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にし、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が０．２以下の条件で行い、その後、通常の酸洗をした後、１０％以上、６０％以下の冷延をし、再結晶焼鈍を施すことを特徴とする、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
Ｃ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１  ……（式１）
ここで、Ｃ、Ｎ及びＴｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【請求項３】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、  Ｎ  ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、    Ｓｉ：１％以下、
Ｐ  ：０．１％以下、    Ｂ  ：０．０００２％以上、０．００５％以下
を含み、Ｔｉを、下記（式１）を満足するように含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にし、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が０．２以下の条件で行い、再結晶処理後、通常の酸洗をした後、５０％以上、９５％以下の冷延をし、ふたたび再結晶焼鈍を施すことを特徴とする耐リジング性ならびに深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
Ｃ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１  ……（式１）
ここで、Ｃ、Ｎ及びＴｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【請求項４】
前記熱延の際に、粗圧延後、先行の粗圧延材の後端に後行の粗圧延材の先端を接合し、連続して仕上圧延を行うことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の耐リジング性ならびに深絞り性に優れた鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた鋼板の製造方法に関し、特に、自動車用のパネル部品のような深絞り加工に供せられる、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた鋼板の製造方法に関するものである。
なお、ここでの鋼板は、そのまま加工用鋼板として供される熱延鋼板、冷延鋼板だけでなく、表面処理原板として供される熱延鋼板、冷延鋼板も含むものである。
【０００２】
【従来の技術】
深絞り用鋼板の新しい製造方法としてＴｉおよび／またはＮｂを添加した極低炭素鋼をフェライト域で潤滑熱延する技術が開示されている（特開昭５９−２２６１４９号公報、特開昭６１−１１９６２１号公報）。この技術は、冷延時の集合組織制御技術を熱延に応用したもので、詳細なメカニズムが Proceedings of Thermec'88 [1988],日本鉄鋼協会に紹介されている。要旨を述べると、フェライト域熱延時に固溶のＣ，Ｎを極力低減するためにＴｉおよび／またはＮｂをＣ＋Ｎ当量以上に添加する。潤滑圧延をし、表層近傍に働くせん断ひずみを抑制し、板厚方向でできるだけ均一な変形を可能にする。これによって冷延時とほぼ同様の集合組織が形成される。このようにして製造した熱延鋼板はＮＤ／／＜１１１＞を主方位にもつ再結晶集合組織を示し、高ｒ値が得られる。それを冷延焼鈍するとｒ値が３前後の高いｒ値が得られる。
【０００３】
しかし、この技術で製造した鋼板は、しばしばリジングやオレンジピールなどの表面欠陥が生じることがあった。解析をした結果、Ｎｂが添加されない場合にそのような欠陥が生成する頻度が高かった。
【０００４】
フェライト域熱延を利用した深絞り用鋼板の一般的な製造条件は、仕上圧延において潤滑を施し、ロールと鋼板の間の摩擦係数を低くし、ある一定量の圧下率の圧延を行う。通常、粗圧延はオーステナイト域で行い、仕上圧延をフェライト域で行うことが多い。その後、熱延板として使用する場合は再結晶処理を行い、冷延素材にする場合は熱延板の再結晶処理を省略する場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記課題を有利に解決するものであって、フェライト域潤滑熱延を利用した深絞り用鋼板の製造において、表面欠陥の生成を抑制した、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた鋼板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】
Ｎｂ添加がフェライト域潤滑熱延材およびそれを素材にした冷延鋼板においてリジングやオレンジピールなどの表面欠陥の生成を減少させるメカニズムを明らかにするために、各製造工程における組織変化をＮｂ無添加材と比較して調査した結果、Ｎｂ添加鋼は仕上圧延機に入る前の結晶粒径が細かい事が分かった。特に、Ｎｂ添加鋼の有無による差異が大きいのは粗圧延をオーステナイト域で終了する場合であった。粗圧延をフェライト域で終了するとＮｂ添加鋼の有無にかかわらず仕上圧延前の結晶粒径は大きくなり表面欠陥が生じる可能性が高かった。
以上の結果より、仕上圧延前のフェライト粒径が小さいことが製品の表面欠陥の低減につながることが明らかになった。
【０００７】
本発明は、この検討に基づいて成したもので、その要旨は以下の通りである。
（１）質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、  Ｎ  ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、    Ｓｉ：１％以下、
Ｐ  ：０．１％以下、    Ｂ  ：０．０００２％以上、０．００５％以下
を含み、Ｔｉを、下記（式１）を満足するように含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にし、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が０．２以下の条件で行い、その後、再結晶処理を行うことを特徴とする、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法。
Ｃ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１  ……（式１）
ここで、Ｃ、Ｎ及びＴｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【０００８】
（２）質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、  Ｎ  ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、    Ｓｉ：１％以下、
Ｐ  ：０．１％以下、    Ｂ  ：０．０００２％以上、０．００５％以下
を含み、Ｔｉを、下記（式１）を満足するように含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にし、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が０．２以下の条件で行い、その後、通常の酸洗をした後、１０％以上、６０％以下の冷延をし、再結晶焼鈍を施すことを特徴とする、耐リジング性ならびに深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
Ｃ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１  ……（式１）
ここで、Ｃ、Ｎ及びＴｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【０００９】
（３）質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、  Ｎ  ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、    Ｓｉ：１％以下、
Ｐ  ：０．１％以下、    Ｂ  ：０．０００２％以上、０．００５％以下
を含み、Ｔｉを、下記（式１）を満足するように含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にし、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が０．２以下の条件で行い、再結晶処理後、通常の酸洗をした後、５０％以上、９５％以下の冷延をし、ふたたび再結晶焼鈍を施すことを特徴とする耐リジング性ならびに深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法。
Ｃ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１  ……（式１）
ここで、Ｃ、Ｎ及びＴｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【００１１】
（４）前記熱延の際に、粗圧延後、先行の粗圧延材の後端に後行の粗圧延材の先端を接合し、連続して仕上圧延を行うことを特徴とする、上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の耐リジング性ならびに深絞り性に優れた鋼板の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
まず本発明において、成分を限定した理由を説明する。
ＣおよびＮ量を０．０１％以下としたのは、これ以上の添加は加工性の劣化を招くためである。
【００１３】
Ｃ、Ｎ、Ｔｉの添加量の間にＣ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋０．０００１の関係式を満足するように限定したのは、この条件を満足することにより鋼中のＣ、Ｎを大部分Ｔｉの炭窒化物として析出させることができ、冷延時ならびに焼鈍時の集合組織形成がｒ値に好ましい結果になるためである。
【００１４】
Ａｌの含有量の下限を０．００５％としたのは、脱酸を十分に行うためである。上限は加工性の観点で限定した。
【００１５】
Ｂは、２次加工性の向上に寄与するので用途によっては、その効果が明瞭に現われる０．０００２％以上の添加が必要である。また、過剰の添加は加工性を劣化するので上限を０．００５％とした。
【００１６】
他の成分については特に限定しないが、本発明では強度を高め、加工性を著しく悪しない範囲であるＭｎ≦１，５％，Ｓｉ≦１％，Ｐ≦０．１％の添加をする。
【００１７】
次にプロセス条件の限定について述べる。
Ａｒ3 変態点以上の温度での最終圧下率を３５％以上とし、９００℃から８００℃までの冷却の平均冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にするという限定条件は、仕上圧延に入る前のフェライト結晶粒径を微細にし、少なくともリジングやオレンジピール等の表面欠陥が生じなくなる条件である。
この最終圧下率を３５％以上にすることの物理的意味合いは、オーステナイト組織を微細にし、フェライトの核生成サイトを増やすことによりフェライト粒径を小さくすることにある。
【００１８】
次に、冷却速度を限定したのは、冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にすることにより変態時に有効な過冷度が得られ、フェライト粒径が小さくなると共にオーステナイトおよびフェライトの粒成長が抑制されてフェライト圧延前の粒径を小さくできるためである。表面欠陥を抑えるに当たっては冷却速度を５℃／ｓｅｃ以上にすればよいが、冷却速度が大きすぎると温度むらが生じやすくなるので、冷却速度の好ましい範囲は５℃／ｓｅｃ以上、２０℃／ｓｅｃ以下である。
【００１９】
Ａｒ3 変態点以下、６５０℃以上の温度で合計圧下率が５０％以上の圧延を潤滑を施し摩擦係数が０．２以下の条件で行うという限定条件は、顕著な深絞り性の向上を確保するためのものである。
すなわち、ロールと圧延板の間の摩擦係数を０．２以下にすることにより表面のせん断ひずみを低減し、深絞り性に好ましくない表層部の集合組織形成を阻止する。また、潤滑圧延での全圧下率が小さいと集合組織の形成が不十分で高いｒ値が得られないため５０％以上の圧下を１パスあるいは多パスにより加えることによりｒ値の向上が明確に現われる。
【００２０】
温度域の限定については、上限は、フェライトでの集合組織形成を利用するためにＡｒ3 変態点とする。また、下限はメタラジー的には設定する必要はないが、熱間変形抵抗が高くなり、圧延が難しくなるので、６５０℃を下限とした。
【００２１】
熱延板が再結晶組織を呈する場合は、優れた深絞り性を得るには少なくとも５０％以上の冷延率が必要である。しかし、冷延率が高くなり過ぎるとｒ値は再び劣化するので上限を９５％とした。また、熱延板が加工組織を呈する場合はｒ値に好ましい冷延率の範囲が低冷延率側にシフトし、下限が１０％、上限が６０％になる。
【００２２】
潤滑圧延をする際に、ロールバイトへの噛み込みの際、潤滑状態で圧延すると噛み込み不良やスリップなどが起る可能性が高いため、１スラブ毎に圧延する場合、ホットストリップの先端が巻き取られるまで、潤滑を施さないのが一般的な操業である。しかし、この場合、無潤滑部と潤滑部で長手方向で特性が異なり、品質管理上支障を来たすことがあるので、粗圧延後、先行の粗圧延材に該粗圧延材を接合し、連続的に熱延を行うことが好ましい。この対策により品質の安定性が確保できる。
【００２３】
再結晶焼鈍については、連続焼鈍でも箱焼鈍でも構わない。
また、連続焼鈍の後半で溶融めっきを施すことも本発明の趣旨を損するものではない。もちろん、焼鈍後電気めっきなどの表面処理を施すことも本発明の趣旨を損するものではない。
【００２４】
【実施例】
本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
実施例には表１に示した成分組成を有する鋼を用いた。鋼種ＡとＤは本発明鋼であり、Ｆは比較鋼である。プロセス条件と成品板のｒ値ならびにリジング評価ランクを表２に示す。リジング評価ランクは圧延方向に切り出したＪＩＳ５号試験片を１５％引っ張ったものを引張方向に垂直の方向で粗さ測定を行い、うねり高さの最大値よりランク付けした。  ランク１はうねり高さが３μｍ以下、ランク２が３μｍ〜６μｍ、ランク３が６μｍ〜１０μｍ、ランク４が１０μｍ〜１５μｍ、ランク５が１５μｍ以上である。自動車の外板への使用としては、ランク２までは良好と評価される。表中で冷延率が０のものは、熱延鋼板を意味する。
その他の製造条件は、スラブ加熱温度は１２００℃、スキンパス率１％であった。
【００２５】
【表１】
0003860662.tif 000002
【００２６】
【表２】
0003860662.tif 000003
【００２７】
本発明の範囲を満足した実験番号１、２、３、５、６、８、９、１１、１２、１３、１５、１８、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３９から４１の材料は、リジングも良好でｒ値も高い。
【００２８】
一方、Ａｒ3 変態点以上の圧延の最終圧下率が本発明の範囲より低い実験番号１７、２０、２２ならびに９００℃から８００℃までの平均冷却速度が本発明の範囲より小さい実験番号２４、２６、２８の材料はリジングの評価ランクが悪かった。また、Ａｒ3 変態点以下、６５０℃の間での圧延において合計圧下率が本発明の範囲より低い実験番号４と７、ならびに平均の摩擦係数が本発明の範囲より高い実験番号１４と１６では高いｒ値が得られなかった。同様に本発明の範囲が限定した最適な圧下率を満足しなかった実験番号１０も高いｒ値が得られなかった。また、比較鋼を用いた実験番号４５から４７でも高いｒ値が得られなかった。
【００２９】
本実施例で実験番号１、５、８は熱延する際に、粗圧延後、先行の粗圧延材に該粗圧延材を接合して、連続的に熱延したものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明により、熱間圧延時の圧延荷重ならびにトルクを潤滑圧延により低減できるだけでなく、材質面においても、リジングの生成を抑制し、かつ優れた深絞り性を鋼板に付与することができるため、本発明は、工業的に価値の高い発明であると言える。