衰减能力优良的部件及其制造方法、和作为衰减能力优良的部件使用的钢板

摘要

提供使用容易加工的钢板实现低噪音化并减低振动的衰减能力优良的部件及其制造方法，和适合作为该衰减能力优良的部件使用的钢板。一种衰减能力优良的部件，是加工钢板而制造的部件，其特征在于，钢板的平均结晶粒径为30μm以上，并且最硬的部位的维氏硬度为120以下，例如，其可以通过将钢板加工成所希望的形状后在500℃以上的温度范围内进行热处理而制造，所述钢板具有如下组成：按质量％计，含有C：0.050％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：1.0％以下、N：0.005％以下，余量由铁及不可避免的杂质构成，并且平均结晶粒径为30μm以上。

说明书

技术领域

本发明涉及在使用家电产品或汽车用部件，例如油盘等时，由于产生噪音或振动的问题从而希望低噪音化或减低振动的衰减能力优良的部件及其制造方法，和适合作为该衰减能力优良的部件使用的钢板。

背景技术

以往，随着减低对于油盘等汽车用部件或家电产品等的噪音、振动的社会需求的提高，对于低噪音部件、低振动部件的要求增大。例如，关于汽车用油盘等的噪音成为问题的所谓低噪音部件，如专利文件1所记载的，研究了使用将粘弹性树脂夹在两张金属板之间的树脂复合型制振金属板等。但是，对于这种树脂复合型制振金属板等的使用，由于制造成本高或加工性、焊接性不充分，因此希望使部件本身具有优良的低噪音性能或减低振动性能。为了减低部件本身的噪音或振动，一般的方法是增大板的厚度而提高隔音性能，或者提高刚性，但是这样会导致材料成本上升，或者部件的重量变大。

因此，希望通过使用比树脂复合型制振金属板等廉价的钢板作为部件材料，从而提高构成部件的钢板本身的振动的衰减，也就是说，通过使用衰减能力优良的钢板构成部件，从而提高部件的衰减能力。其中，作为具有优良的衰减能力的钢板，已有利用磁壁移动的磁滞现象(hysteresis)的强磁性型制振钢板，例如在专利文献2～4中，提出了将Al、Si、Cr等铁素体形成元素中至少一种元素添加1％以上的高合金钢板。这种钢板，通过使振动的能量转换为磁壁移动的能量而损失，从而可以实现振动的衰减和低噪音化。

专利文献1：日本特开平10-86271号公报

专利文献2：日本特开平4-99148号公报

专利文献3：日本特开昭52-73118号公报

专利文献4：日本特开2002-294408号公报

发明内容

但是，专利文献2～4所记载的高合金钢板是硬质的，加工性差，因此不适合用作通过深冲加工制造的油盘等部件。

本发明基于上述情况而完成，其目的在于，提供使用容易加工的钢板实现低噪音化并降低振动的衰减能力优良的部件及其制造方法，和适合作为该衰减能力优良的部件使用的钢板。

本发明人对钢板加工后的噪音性能等的衰减性能进行了专心研究，结果发现，如果在加工后使钢板的平均结晶粒径为30μm以上，并且使加工后的最硬的部位的维氏硬度为120以下，则能够具有优良的衰减能力。

本发明基于上述见解而完成。

(1)提供一种衰减能力优良的部件，是加工钢板而制造的部件，其特征在于，钢板的平均结晶粒径为30μm以上，并且使最硬部位的维氏硬度为120以下。

(2)如果钢板的平均结晶粒径为50μm以上，则能够具有更优良的衰减能力。

作为钢板，例如，

(3)优选使用具有如下组成的钢板：按质量％计，含有C：0.050％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：1.0％以下、N：0.005％以下，余量由铁及不可避免的杂质构成；

(4)优选在(3)的钢板中，按质量％计，还含有B：0.0001～0.0030％；

以及，

(5)优选使用具有如下组成的钢板：按质量％计，含有C：0.005％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：1.0％以下、N：0.005％以下、Ti：0.01～0.06％，B：0.0001～0.0030％，余量由铁及不可避免的杂质构成，

或者，

(6)优选使用具有如下组成的钢板：按质量％计，含有C：0.005％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：0.004％以下、N：0.005％以下，余量由铁及不可避免的杂质构成。

另外，上述钢板，也可以通过在加工成所希望的形状后进行的热处理，使结晶粒径为30μm以上，但优选的是，预先使在加工成所希望的形状前的钢板的平均结晶粒径为30μm以上，更优选为50μm以上，优选在加工成所希望的形状后在500℃以上的温度范围内进行热处理，从而作为衰减能力优良的部件使用。

也就是说，

(7)一种钢板，具有如下组成，按质量％计，含有C：0.050％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：1.0％以下、N：0.005％以下，余量由铁及不可避免的杂质构成，并且平均结晶粒径为30μm以上，其特征在于，在加工成所希望的形状后，在500℃以上的温度范围内进行热处理，从而作为衰减能力优良的部件使用，

(8)一种钢板，在(7)的钢板中，按质量％计，还含有B：0.0001～0.0030％，

或者，

(9)一种钢板，具有如下组成，按质量％计，含有C：0.005％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：1.0％以下、N：0.005％以下、Ti：0.01～0.06％、B：0.0001～0.0030％，余量由铁及不可避免的杂质构成，并且平均粒径为30μm以上，其特征在于，在加工成所希望的形状后，在500℃以上的温度范围内进行热处理，从而作为衰减能力优良的部件使用。

在上述(7)～(9)的钢板中，

(10)平均结晶粒径更优选为50μm以上。

本发明的衰减能力优良的部件，例如，

(11)可以通过在将上述(7)～(10)的钢板加工成所希望的形状后、在500℃以上的温度范围内进行热处理而制造。

另外，具有上述(7)所记载的成分组成的钢板，在减低C量及Al量而确保优良的晶粒生长性的情况下，通过使在加工后进行的热处理温度为600℃以上，从而在加工后进行的热处理中容易确保30μm以上的平均结晶粒径。也就是说，在使在加工后进行的热处理温度为600℃以上的情况下，优选使用下述(12)的钢板。

(12)一种钢板，其特征在于，具有如下组成，按质量％计，含有C：0.005％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：0.004％以下、N：0.005％以下，余量由铁及不可避免的杂质构成，在加工成所希望的形状后，在600℃以上的温度范围内进行热处理，从而作为衰减能力优良的部件使用。

本发明的衰减能力优良的部件，例如，

(13)可以通过在将上述(12)所述的钢板加工成所希望的形状后、在600℃以上的温度范围内进行热处理而制造。

根据本发明，能够提供适合用作油盘等低噪音部件等衰减能力优良的部件(以下称为高衰减部件)。另外，本发明的高衰减部件还可以适用于在汽车或家电等领域中受到严苛的加工，并且需要低噪音性能或减低振动性能(制振性能)的油盘以外的部件。

附图说明

图1是表示贴上变形测量仪的杯子状样品的图。

图2是表示激振力和最大变形量的关系的图。

具体实施方式

本发明的要点在于，在通过冲压加工等加工钢板而制造的高衰减部件中，使制造为部件状态的钢板的平均结晶粒径为30μm以上而减低结晶晶界，并且使最硬的部位的维氏硬度为120以下而减低结晶粒内的残留应力或变形，使得钢板内的磁壁移动容易，使振动的能量转换为磁壁移动的能量，从而提高钢板的振动的衰减能力，使其具有优良的低噪音性能等高衰减性能。

在平均结晶粒径小于30μm的情况下，由于阻碍磁壁移动的结晶晶界多，因此不能够得到优良的高衰减性能。

另外，如果最硬的部位的维氏硬度超过120，由于阻碍磁壁移动的结晶粒内的位错密度变高，因此不能够得到优良的高衰减性能。

作为用于本发明的钢板，可以使用热轧钢板或冷轧钢板等。例如，可以使用以往用于需要进行严厉的深冲加工的部件的JIS G 3131的SPHD或SPHE级别的热轧钢板，及JIS G 3141的SPCD或SPCE级别的冷轧钢板等，特别是，优选按质量％计含有C：0.050％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：1.0％以下、N：0.005％以下的钢板，理由如下。

C：C形成碳化物而阻碍晶粒生长，因此不能减低阻碍磁壁移动的晶界。因此，C量为0.050质量％以下。另外，从提高加工性的观点出发，C量优选为0.005质量％以下。

Si：Si是固溶强化元素，但过度添加会妨碍制造性或加工性。因此，Si量小于1.0质量％，更优选为0.5质量％以下，进一步优选为0.3质量％以下。

Mn：Mn是形成硫化物而改善热脆性的元素，也是固溶强化元素。因此，Mn量优选为0.05质量％以上。另一方面，如果大量添加则加工性变差，或者导致成本增加。因此，Mn量的上限为0.5质量％。

P：P是固溶强化元素，但如果其的量超过0.04质量％则加工性变差。因此，P量的上限为0.04质量％。

S：如果S量超过0.03质量％则形成硫化物，严重阻碍晶粒生长。因此，S量为0.03质量％以下，优选为0.01质量％以下，更优选为0.005质量％以下，进一步优选小于0.003质量％。

Al：Al是脱氧元素，但过度添加会妨碍制造性，导致成本增加。因此，Al量优选为1.0质量％以下。另外，Al是形成AlN而严重阻碍晶粒生长的元素，因此Al量更优选为0.004质量％以下。

N：如果N量超过0.005质量％，则形成析出物而阻碍晶粒生长。因此，N量为0.005质量％以下，优选为0.003质量％以下，越少越优选。

除了上述的元素以外，余量优选为铁及不可避免的杂质。另外，为了减低固溶N而改善时效性，还可以添加0.0001～0.0030质量％的B。这是因为，如果B量小于0.0001质量％，则提高耐时效性的效果小，如果超过0.0030质量％，则铸造性变差，导致制造成本增加。另外，从进一步将C或N作为析出物固定而提高深拉深性的观点出发，还可以使C量为0.005质量％以下，至于Si、Mn、P、S、Al、N量则采用上述的范围，还含有0.01～0.06质量％的Ti，并且从提高二次加工脆性的观点出发，可以添加0.0001～0.0030质量％的B。这是因为，如果Ti量小于0.01质量％，则为软质且迟时效性不充分，如果Ti量超过0.06质量％，则导致成本增加，另外，如果B量小于0.0001质量％，则耐二次加工脆性不充分，如果B量超过0.0030质量％，则铸造性变差，导致制造成本增加。

本发明的高衰减部件，可以如下制造，在将满足如上述规格或成分组成的钢板加工成所希望的形状后，在500℃以上的温度范围内进行热处理，这可以认为是由于通过500℃以上的热处理，引起晶粒生长而晶界减低，并且结晶粒内的残留应力或变形减低，磁壁移动变得容易。

另外，作为用于本发明的钢板，预先，也就是说，使在加工成所希望的形状前的钢板的平均结晶粒径为30μm，这样无论加工后的热处理条件如何，都能够确保平均结晶粒径为30μm以上，因此优选。

另外，通过减低C或Al量，具体而言，如上所述使C≤0.005质量％、Al≤0.004质量％，从而确保优良的结晶晶粒生长性，如果使在加工成所希望的形状后进行的热处理的温度为600℃以上，则能够在该热处理阶段使平均结晶粒径为30μm以上，或者进一步为50μm以上，因此优选。也就是说，优选的是，具有如下组成，按质量％计，含有C：0.005％以下、Si：小于1.0％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Al：0.004％以下、N：0.005％以下，余量由铁及不可避免的杂质构成，在加工成所希望的形状后在600℃以上的温度范围内进行热处理，从而制作高衰减部件。

另外，在上述的情况中，如果在加工成所希望的形状后进行的热处理的温度超过910℃，则能量成本显著增加，因此优选在910℃以下的温度进行热处理。另外，在本发明中，通过加工后的热处理也可以改善脆性，但过度的粗粒化有可能引起脆性的问题，因此优选使平均结晶粒径为2000μm以下。

本发明的高衰减部件的制造方法，特别是对于通过深冲加工或弯曲加工制造的部件有效。另外，从制造成本的观点出发，作为使用的钢板，优选的是，板厚为约1.6mm～约6.0mm的热轧钢板。

此处，表示用于本发明的热轧钢板的制造方法的一个例子。另外，该热轧钢板的制造方法不限于该例子。也就是说，用于本发明的热轧钢板可以如下制造，对具有上述成分的钢，在小于1200℃的加热温度下进行加热，然后在700℃以上的终轧温度下进行热轧，在560℃以上的卷取温度下进行卷取，通过酸洗等除去氧化皮。另外，如果加热温度小于1000℃，则难以确保700℃以上的终轧温度，如果加热温度在1200℃以上，则微量的杂质固溶，在卷取时微细地析出，容易阻碍热处理时的晶粒生长，因此加热温度优选为1000℃以上且小于1200℃，更优选为1000℃以上、1150℃以下。使终轧温度为700℃以上的理由在于，在低于该温度下板形状容易变差。另外，使卷取温度为560℃以上的理由在于，在低于该温度下，在加工后进行的热处理时，生成AlN等微细的析出物，容易阻碍晶粒生长。

另外，上述卷取后或者进一步除去氧化皮后的热轧钢板，使热轧钢板的结晶变大，使平均结晶粒径为30μm以上，或者进一步为50μm以上，因此优选进一步在约650℃～约900℃进行退火。这是因为，如果上述退火中的退火温度小于650℃，则对于晶粒生长的效果小，如果超过900℃，则该效果倾向于饱和，从而仅导致成本上升。通过该退火中的退火温度的控制，容易使热轧板的平均结晶粒径达到所希望的值。其中，在该退火后优选通过酸洗等除去氧化皮。另外，如果使用除去氧化皮后的热轧钢板，使气氛气调整为非氧化性气氛气，在没有产生氧化皮问题的条件下进行退火，则可以省略退火后的酸洗。

另外，在通过热轧难以制造的板厚小于1.6mm的情况、或者特别被要求表面美丽的情况下，虽然制造成本会上升，但是优选使用冷轧钢板。用于本发明的冷轧钢板并没有特别的限制，但可以如下制造，以具有上述成分、利用上述的制造方法制造的热轧钢板作为母材，以80％以下的冷轧率进行轧制，在800℃以上的退火温度进行退火。其中，使冷轧率为80％以下、使退火温度为800℃以上的理由在于，在冷轧率超过80％、或者退火温度小于800℃的情况下，退火后成为细粒组织，在加工后进行的热处理后难以得到30μm以上的粒径。另外，至于冷轧率，在80％以下的范围内，根据需要的板厚适当设定即可。另外，至于退火温度，如果超过900℃，则容易给制造带来困难，制造成本显著上升，因此优选为900℃以下。

本发明的高渐衰部件，仅在加工钢板后对其进行热处理就能够制造，因此可以毫无问题地与其他部件进行焊接或者涂装烧结。

实施例

实施例1

对具有表1所示的本发明范围内的成分的钢坯，再加热到1100℃的加热温度，在930℃的终轧温度下进行热轧，在600℃的卷取温度下进行卷取，并进行酸洗，制造板厚为3.6mm的相当于SPHE的热轧钢板。并且，还对得到的热轧钢板的一部分进行700℃×1小时的热轧板退火。另外，对未进行热轧板退火的仅热轧的钢板和热轧板退火后的钢板的轧制方向板厚剖面进行组织观察，利用JIS G 0551所记载的切断法求得平均结晶粒径。仅热轧的钢板的平均结晶粒径为25μm，热轧板退火后的钢板的平均结晶粒径为43μm。

然后，为了模拟作为高衰减部件(本实施例中的低噪音部件)的加工条件，从仅热轧的钢板和热轧板退火后的钢板上冲裁66mmΦ的圆板，利用33mmΦ的平底冲头进行拉深加工(拉伸率：2)，制作杯子状样品No.1～9。然后，以表2所示的条件对杯子状样品No.1～9进行热处理，根据JIS A  1409，对在利用冲击锤(impact hammer)(PCBPIEZOTRONICS公司制造，型号086B01)以2.0～2.5Nrms的范围内的激振力来锤打杯子状样品时的余音时间T₆₀进行测定，根据衰减率法，通过下述式求得损失系数η。

η＝2.2/(T₆₀·f₀)

其中，f₀是杯子状样品的固有振动数，为3.5kHz。

另外，将测定余音时间后的杯子状样品在杯子高度方向(拉深方向)切断为面对称，对于切断的样品的一方，从杯子的顶点以10mm间距在杯子边缘边方向以相等间隔对与杯子高度方向对称的1/2部分进行切断面的组织观察及试验力4.9N(500g)的维氏硬度测定。将在测定的位置(5处)中硬度变得最高的部分作为杯子状样品的最硬的部位的维氏硬度。另外，求出这些观察的5处的结晶粒径的平均值，将其作为杯子状样品的平均结晶粒径。

结果在表2中表示。根据本发明法进行了热处理的样品No.4、5及8、9的平均结晶粒径为30μm以上，维氏硬度为120以下，损失系数η为0.001以上，可知具有高衰减能力，低噪音性能优良。特别是，平均结晶粒径为50μm以上的样品No.5、9，得到更高的损失系数η，可知具有更优良的高衰减能力，实现了低噪音性能。

表1

(质量％)

  C  Si  Mn  P  S  Al  N  0.003  0.1  0.13  0.01  0.005  0.002  0.0031

表2

实施例2

对具有表3所示的化学成分的钢坯，再加热到1100℃的加热温度，在910℃的终轧温度下进行热轧，在700℃的卷取温度下进行卷取，并进行酸洗，制造板厚为3.2mm的热轧钢板。并且，对得到的热轧钢板的一部分进行800℃×2小时的热轧板退火。然后，与实施例1同样地加工为杯子状样品，对未进行热轧板退火的样品进行850℃×3小时的热处理，对进行了热轧板退火的样品进行500℃×3小时的热处理，制作样品No.10～17，对平均结晶粒径、维氏硬度以及损失系数η进行测定。另外，对于加工前的热轧钢板，与实施例1同样地求得平均结晶粒径。

结果在表3中表示。在使用本发明例的样品No.10～15及18～21时，损失系数η高，可知具有高衰减能力，实现了低噪音化。而为了提高制振性而添加了5.6％的Al的样品No.16、17，作为原材的热轧钢板的拉伸率分别仅为30％、31％，在杯子状成形时断裂，不能够对杯子状样品进行加工。

实施例3

对于实施例1中制造的比较例的杯子状样品No.1和本发明例的杯子状样品No.4，如图1所示，在杯子的内侧(离杯子边缘5mm的位置)贴上变形测量仪，利用冲击锤(PCB PIEZOTRONICS公司制造，型号086B01)经过改变激振力锤打杯子的外侧以施加激振力，测定各激振力下的最大变形量。

结果在表4、图2中表示。可知，本发明例的杯子状样品No.4，与比较例的杯子状样品No.1相比，即使以相同程度的激振力锤打，最大变形量也小，具有优良的低振动特性。

表4

实施例4

对具有表5所示的化学成分的钢坯，再加热到1100℃的加热温度，在910℃的终轧温度下进行热轧，在700℃的卷取温度下进行卷取，并进行酸洗，制造板厚为3.6mm的热轧钢板。将该热轧钢板冷扎到1.0mm，然后，在700℃或850℃下进行1分钟的退火，进行1％的表面光轧。与实施例1相同，从该冷扎钢板加工为杯子状样品，在500℃的温度下进行3小时的热处理，制作样品No.22、23，对平均结晶粒径、维氏硬度以及损失系数η进行测定。另外，对于加工前的热轧钢板，与实施例1同样地求得平均结晶粒径。

结果在表5中表示。本发明例的样品No.23的损失系数高，具有高衰减能力，而退火温度低，结晶粒径小的No.22的损失系数低。