JPS61204332A - 耐リジング性とめつき密着性に優れる加工用溶融金属めつき薄鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 耐リジング性と加工性と溶融金属めっき密着性に優れる
薄鋼板の製造に関しこの明細書で述べるところは、圧延
条件の規制により冷間圧延工程を含まない省工程が可能
となることの実験的知見に基づく開発研究の発展的成果
に関連している。

建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処理原板な
どの用途に使用される板厚およそ２ｍｍ以下の薄鋼板で
は、その機械的特性として良好な曲げ加工性、張り出し
成形性、および絞り加工性を得るために、高い延性と高
いランクフォード値（ｒ値）が要求される。さらにこれ
ら材料は最終加工製品の最外側に使用されることが主な
ので、加工後の表面状況がとくに重要になってきている
。

また近年加工用薄鋼板の耐食性に対する要求は厳しくな
る一方であり表面処理板の使用が急激に増加している。

とくに自動車の場合は北欧・北米で使用されるものには
融雪用の基剤による腐食に耐えるためより厳しい耐食性
が要求される。

一方せっかく表面処理鋼板を使用しても加工時に損傷を
受けやすい場合には耐食性が劣化するから、表面処理鋼
板には素地の鋼板と表面処理層との密着性がきわめて重
要である。

これら加工用薄鋼板の一般的な製造手順は以下のとおり
である。

ます鋼素材としてはおもに、低炭素鋼を用い、連続鋳造
法もしくは造塊−分塊圧延法により約２００ｍ１１１板
厚の鋼片となしそれを熱間圧延工程により板厚がおよそ
３１１ＩＩＩＩの熱延鋼帯とし、ひき続き酸洗後冷間圧
延にて所定板厚の銅帯とし、その後箱焼鈍法又は連続焼
鈍法により再結晶処理を行って最終製品とする。

この慣行は、工程が長いことに最大の欠点があり、製品
にするまでに要するエネルギー、要員、時間がぼう大で
あるのみならずこれら長い工程中に、製品の品質とくに
表面特性上程々の問題を生じさせる不利も加わる。

上記のように、加工用薄鋼板の製造手順には、冷間圧延
工程（圧延温度３００℃未満）を含むことが必須であっ
た。

この冷間圧延工程は単に所望の減厚を意図するだけに止
まらず、冷間加工によっ・て導入される塑性ひずみを利
用することにより最終焼鈍工程において、深絞り性に有
利な（１１１）方位の結晶粒の成長を促進させるのに役
立つ。

ところが、冷間での加工は熱間での加工に比べて鋼帯の
変形抵抗が著しく高いために圧延に要するエネルギーも
真人なほか、圧延ロールの摩耗がひどく、加えてスリッ
プなどの圧延トラブルも生じ易い。

これに対し、３００℃以上８００℃以下の比較的高温域
（いわゆる温間域）にて、圧延できしかも特に良好な加
工性が得られれば、上記問題点は一掃でき、製造上のメ
リットは大きいといえよう。

ところが温間圧延による製造には大きな問題がある。そ
れはりジングである。

リジングとは製品の加工時に生じる表面の凹凸の欠陥で
あって、加工製品の最外側に使用されることが主である
この種の鋼板には致命的な欠陥である。

リジングは金属学的には加ニー再結晶過程を経ても容易
には分割されない結晶方位粒群（例えば（１００）方位
粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残留することに起因
するものであり、一般に温間圧延のようにフェライト（
α）域の比較的高温で加工された状況で生じやすくとく
に温間域での圧下率が高い場合（すなわち薄鋼板の製造
のような場合）には顕著である。

また最近はこれら加工用鋼板が、加工製品の複雑化、高
級化に伴い、厳しい加工を受けることが多くなり、優れ
た耐リジング性が要求される。

ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化し、加工
用薄鋼板の場合も例外ではない。

すなわち溶鋼を造塊−分塊圧延にて２５０ｍｍ板厚程度
の鋼片とし後加熱炉にて加熱均熱処理し、粗熱延工程に
より約３０１１ＩＩ１１板厚のシートバーとし、さらに
仕上熱延工程により所定板厚の熱延鋼帯としていた在来
の慣例に対し、近年まず連続鋳造プロセスの導入によっ
て分塊圧延工程が省略可能となり、また材質向上と省エ
ネルギーを目的として鋼片の加熱温度は従来の１２００
℃近傍から１１００℃近傍もしくはそれ以下への低下傾
向にある。

一方溶鋼から直ちに板厚５０ＩＩＩＩ１１以下の鋼帯を
溶製することにより熱間圧延の加熱処理と粗圧延工程を
省略できる新しいプロセスも実用化しつつある。

しかしながら、これら新製造工程はいずれも溶鋼から凝
固してできる組織（鋳造組織）を破壊するという点では
不利である。と（に凝固時に形成された（１００）　　
（ｕｖｗ＞を主方位とする強い鋳造集合組織を破壊する
ことはきわめて困難である。

その結果として最終薄鋼板にはりジングが起こりやすく
なり、とくに温間圧延法はそれを助長する。

（従来の技術） 温間圧延による深絞り用鋼板の製造方法はいくつか開示
され、起とえば特公昭４７−３０８０９号、特開昭４９
−８６２１４号、特開昭５９−９３８３５号、特開昭５
９−１３３３２５号、特開昭５９−１３６４２５号、特
開昭５９−１８５７２９号、そして特開昭５９−２２６
１４９号各公報な８がその例である。いずれも温間域の
圧延後ただちに再結晶処理することを特徴とし、冷間圧
延工程が省略可能な革新的技術である。

しかしながら、これら公知技術は前述の耐リジング性を
向上させることについては何らの考慮も払われてなく、
この点一般的に薄鋼板の耐リジング性に関しては温間圧
延の方が冷間圧延を加える場合よりも不利である。

（発明が解決しようとする問題点） 冷間圧延工程を含まない省工程によって、耐リジング性
と加工性と溶融金属めっき密着性に優れる薄鋼板の製造
方法を与えることがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、低炭素鋼を所定板厚に温間圧延する工程に
おいて、 少なくとも１パスを、３００〜８００℃の温度範囲ひず
み速度（’ｔ　）３００　ｓ　−’以上でかつ巻取温度
４００℃以下で仕上げ、ひき続きライン内の焼鈍方式の
連続溶融金属めっきラインにて再結晶およびめっき処理
する ことを特徴とする耐リジング性とめっき密着性に優れる
加工用溶融金属めっき薄銅板の製造方法である。

この発明の基礎となった結果からまず説明する。

供試材は表１に示す２種類の低炭素アルミキルド鋼の熱
延鋼板である。供試材は（Ａ）　、　（Ｂ）とも６００
℃に加熱−均熱し１パス、３０％圧下率で圧延した。

このときのひずみ速度（λ）と焼鈍後（均熱温度８００
℃）のｒ値およびリジング指数との関係を第１図に示す
。

ｒ値および耐リジング性はひずみ速度に強く依存し、６
００℃の圧延温度にて３００ｓ−’以上の高ひずみ速度
とすることにより、ｒ値および耐リジング性は著しく向
上した。

次に表２に示す組成の鋼（Ｃ）を連続鋳造−粗熱延によ
り２５龍板厚のシートバーとし、６列よりなる仕上圧延
機の６スタンド目で高ひずみ速度（５６２ｓ　−１）圧
延を行った。仕上温度は６７０℃、板厚は１．２鶴であ
る。

この鋼帯を種々の巻取温度で巻取り、酸洗せずに連続溶
融亜鉛めっきラインにて均熱温度８１０℃で焼鈍し連続
的に亜鉛めっきした。この鋼板の亜鉛めっき密着性試験
結果を第２図に示す。

この曲げ試験は密着（曲げ半径ＯＴ）曲げから板厚の２
倍の曲げ半径（４Ｔ）までの曲げを加えたものは離限界
値で判定した。またエリクセン試験機を用い振り出し加
工時のはく離限界値も同時に調べた。

第２図より巻取温度を４００℃以下にすることによりき
わめて優れた密着性およびエリクセン値を示すことがわ
かる。

発明者らはこの基礎的データに基づき研究を重ねた結果
、以下のように製造条件を規制することにより、めっき
密着性と耐リジング性に優れる薄鋼板が製造できること
を確認した。

（１）鋼組成 高ひずみ速度圧延の効果は本質的には鋼組成に依存しな
い。ただし、一定レベル以上の加工性を確保するために
は侵入型固溶元素のＣ，Ｎはそれぞれ０．１０％、０．
０１％以下であることが好ましい。

また鋼中０をＡＩｌの添加により低減することは材質と
くに延性の向上に有利である。

さらにより優れた加工性を得るためにＣ，Ｎを安定な炭
窒化物として析出固定可能な特殊元素、例えばＴｔ＋Ｎ
ｂ＋Ｚｒ、　　Ｂ等の添加も有効である。

また高強度を得るためにＰ、　Ｓｉ、　Ｍｎ等を強度に
応じて添加することもできる。

（２）圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊圧延もしくは連続鋳造法
により得られた鋼片が当然に適用できる。

鋼片の加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり、省
エネルギーの観点から１１００℃未満が好適である。

連続鋳造から鋼片を、再加熱することなく圧延を開始す
るいわゆるＣＣ−ＤＲ（連続鋳造−直接圧延）法ももち
ろん適用可能である。

一方、溶鋼から直接５０鶴程度以下の圧延素材を鋳造す
る方法（シートバーキャスター法およびストリップキャ
スター法）も省エネルギー、省工程の観点から経済的効
果が大きいので圧延素材の製造方法としてとくに有利で
ある。

（３）温間圧延 この工程がもっとも重要であり、低炭素鋼を所定板厚に
温間圧延する工程において、少なくとも１パスを、８０
０〜３００°Ｃの温度範囲、ひずみ速度３００ｇ−’以
上でかつ巻取温度、４００℃以下で仕上げることが必須
である。

圧延温度については、８００℃をこえる高温域の圧延で
はひずみ速度の制御によって加工性と耐リジング性を得
るのが困難な一方３００℃未満では変形抵抗の著しい増
大をもたらすため冷間圧延法で特有な上述したと同様の
諸問題を伴うので８００〜３００℃、なかでも７００〜
４００℃がとくに好適である。

ひずみ速度については３００ｓ−’以上としないと目標
材質が確保できない。

このひずみ速度の範囲はとくに５００〜２５００ｓ−’
が好適である。

巻取温度は４００℃以下にしないと優れためっき密着性
を得ることができない。

圧延パス数、圧下率の配分は上記条件が満たされれば任
意でよい。

圧延機の配列、構造、ロール径や、張力、潤滑の有無な
どは本質的な影響力を持たない。

なおひずみ速度（−）の計算は次式に従う。

ｎ；ロールの回転数（ｒｐｍ） ｒ：圧下率（％）　／　１００ Ｒ：ロール半径（鰭） Ｈｏ　：圧延前の板厚 （４）焼鈍 圧延を経た銅帯は再結晶焼鈍する必要がある。

焼鈍方法はライン内焼鈍方式の連続溶融金属めっきライ
ンにて再結晶およびめっき処理を行う。

焼鈍加熱温度は再結晶温度から９５０℃の範囲が適する
。炭素含有量が０．０１ｉｖｔ％以上の鋼板については
、均熱後、過時効処理を施すことが材質の向上に有利で
ある。

鋼帯表面のスケールは圧延温度が従来の熱間圧延よりは
るかに低温域であるので薄くかつ除去されやすい。した
がって、脱スケールは従来の酸による除去のほかに、機
械的にもしくは連続溶融金属めっきライン内の焼鈍雰囲
気の制御などでも可能である。

焼鈍後の銅帯には形状矯正等の調整のために１０％以下
の調質圧延を加えることができる。

（作　用） この発明に従う高ひずみ速度温間圧延の挙動について、
耐リジング性、加工性をもたらす機構は必ずしも明確で
ないが、圧延材の集合組織および加工歪の変化と密接な
関係をもつと考えられる。

（実施例） 表３に示す化学組成の鋼片を転炉一連続鋳造法及び転炉
−シートバーキャスター法により製造した。転炉一連続
鋳造法では１１００〜９５０℃に加熱均熱後粗圧延によ
り２０〜３０ｍ板厚のシートバーとした。

これらシートバーを６列からなる仕上圧延機の６スタン
ド目にてを高ひずみ速度圧延を行い巻取った。ひき続き
酸洗することなく連続溶融金属（Ｚｎ、　Ａρ、　Ｐｂ
）めっきラインにて焼鈍（均熱温度７００〜８５０℃）
し連続的に溶融浸漬めっきを施した。

圧延条件および０．５〜１．２％スキンパス圧延後の材
料特性とめっき密着性の試験結果を表４に示す。

リジング性はめっき層を化学研究により除去しＪＩＳＳ
号引張試験片を圧延方向より採取し１５％ひずみ変形後
目視性にて判定（１（良）〜５（劣））シた。

この評価は、在来の低炭素冷延鋼板の製造法によるとき
、リジングが事実出現れなかったので評価基準が確立し
ていない。従って、本発明では従来ステンレス鋼につい
ての目視法による指数評価基準をそのまま基準した。

判定１．２は実用上問題のないリジング性である。

めっき密着性は前述した方法にもとづく、表中無印の各
実施例はいずれも優れた加工性、耐リジング性およびめ
っき密着性を示している。

（発明の効果） この発明によれば高ひずみ速度温間圧延にて高い延性と
ｒ値を示すとともに優れためっき密着性と耐リジング性
をもつ薄鋼板が得られ、従来の冷延工程を省略できるば
かりでなく、圧延素材についてもシートバーキャスター
法、ストリップキャスター法などの活用に適合するなど
、加工用溶融金属めっき薄鋼板の製造工程の簡略化が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はｒ値、リジング性に及ぼす圧延ひずみ速度の影
響を示すグラフである。 第２図はめっき密着性に及ぼす巻取温度の影響を示すグ
ラフである。 第２図 ノ乏＝＊温漫　　（’ｃ） 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年　３月　１日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示 昭和６０年特許願第　４３９８３号 ２、発明の名称 耐リジング性とめっき密着性に優れる加工用溶融金属め
っき薄鋼板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１２５）川崎製鉄株式会社 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低炭素鋼を所定板厚に温間圧延する工程において、 少なくとも１パスを、３００〜８００℃の温度範囲ひず
   み速度（■）３００ｓ＾−＾１以上でかつ巻取温度４０
   ０℃以下で仕上げ、ひき続きライン内の焼鈍方式の連続
   溶融金属めっきラインにて再結晶およびめっき処理する ことを特徴とする耐リジング性とめっき密着性に優れる
   加工用溶融金属めっき薄鋼板の製造方法。