压制成型性优异的冷轧钢板的制造方法及冷轧钢板

摘要

本发明提供一种冷轧时的负荷小，并且压制成型性优异的高强度的冷轧钢板及其制造方法。将抗拉强度为1000MPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率合计为60％以上的冷轧，形成冷轧钢板，将均热温度设定为750℃以上，冷却速度设定为3℃/s～100℃/s，进行最终的连续退火处理，制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3％以上、厚度为0.05～0.60mm的冷轧钢板。其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分，C：0.10～0.30、Mn：0.2以上、Ni：0.01以上、Mn+Ni：0.5～2.5、Cr：1.2～9.0、剩余部分为铁及不可避免的杂质。

说明书

技术领域

本发明涉及一种压制成型性优异的冷轧钢板的制造方法及通过该 制造方法制造的冷轧钢板。

背景技术

用于移动电话和笔记本电脑等的液晶框架部件和汽车发动机用密 封垫部件等大多以冷压成型，因此，所使用的薄板的冷轧钢板要求压 制成型性。

另外，在以笔记本电脑和移动电话、数字照相机为代表的电子部 件和汽车发动机用密封垫等部件中，也要求轻量化及小型化，为了将 这些部件轻量化、小型化，需要将钢板减薄，另外，由于相同的强度 不能确保作为压制部件的强度，因此，需要提供一种薄尺寸且具有高 强度的高强度钢板。

从这种技术背景出发，针对作为汽车的保险缸或车门的增强部件 的用途，提出一种具有马氏体或贝氏体组织的抗拉强度为1180MPa以 上的超高强度钢板(参照专利文献1)。

另外，在专利文献2中，提出了一种在连续退火中将钢板加热至 再结晶温度以上，均热后退火、实施了两次冷轧的弹性优异的密封垫 材料用冷轧钢板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特许第3254106号公报

专利文献2：特开平9-194935号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如专利文献1及专利文献2中记载的高强度钢板，为了实 现高强度化而使得延性降低，存在压制成型时产生裂纹，压制成型性 差这样的问题。

另外，在高强度热轧钢板的冷轧中，由于薄尺寸化，冷轧时的负 荷增大，也存在因操作性降低、产量损失增加而损害生产率这样的问 题。

本发明的目的在于，为了解决上述课题，提供一种冷轧时的负荷 小，并且压制成型性优异的高强度的冷轧钢板及其制造方法。

用于解决课题的手段

(1)本发明的冷轧钢板的制造方法的特征在于，

将抗拉强度为1000MPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率 合计为60％以上的冷轧，制成冷轧钢板，将均热温度设定为750℃以 上，冷却速度设定为3℃/s～100℃/s，进行最终的连续退火处理， 制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3％以上、厚度为0.05～ 0.60mm的冷轧钢板，其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分：

C：0.10～0.30、

Mn：0.2以上、

Ni：0.01以上、

Mn+Ni：0.5～2.5、

Cr：1.2～9.0，

剩余部分为铁及不可避免的杂质。

(2)本发明的冷轧钢板的制造方法的特征在于，在所述(1)中， 所述热轧钢板的厚度为1.2～3.0mm。

(3)本发明的冷轧钢板的特征在于，

将抗拉强度为1000MPa以下的热轧钢板进行酸洗后，进行轧制率 合计为60％以上的冷轧，制成冷轧钢板，将均热温度设定为750℃以 上，冷却速度设定为3℃/s～100℃/s，进行最终的连续退火处理， 制成抗拉强度为1280MPa以上、断裂伸长率为3％以上、厚度为0.05～ 0.60mm的冷轧钢板，其中，所述热轧钢板以质量％计包含以下成分：

C：0.10～0.30、

Mn：0.2以上、

Ni：0.01以上、

Mn+Ni：0.5～2.5、

Cr：1.2～9.0，

剩余部分为铁及不可避免的杂质。

(4)本发明的冷轧钢板的特征在于，在所述(3)中，所述热轧 钢板的厚度为1.2～3.0mm。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种减轻冷轧时的负荷，高强度且确保了 延性的压制成型优异的冷轧钢板。

另外，根据本发明的冷轧钢板的制造方法，能够提供一种具有作 为用于汽车的汽油发动机的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数字照 相机的液晶框架或框架部件等的原材料所要求的厚度：0.05mm～ 0.6mm、抗拉强度：1280MPa以上、断裂伸长率：3％以上的、同时具 备强度和加工性的冷轧钢板。

具体实施方式

<热轧钢板的成分>

热轧钢板的成分以质量％计，设定为下述的范围。

C：0.10～0.30、Mn：0.2以上、Ni：0.01以上、Mn+Ni：0.5～ 2.5、Cr：1.2～9.0、剩余部分：Fe及不可避免的元素。

C为使钢板中生成马氏体等低温相变组织，获得高的抗拉强度的 重要元素。

C量少时，得不到需要的抗拉强度，因此，将下限设定为0.10。 另一方面，当过多时，则使热轧及冷轧时的轧制负荷增大，形状劣化 等，阻碍生产率，因此将上限设定为0.30。更优选的C的范围为0.15～ 0.25。

在本发明中，Mn及Ni均为提高淬火性、在连续退火时使低温相 变组织生成的元素，赋予连续退火后的冷轧钢板高的抗拉强度。当两 种成分的合计量过少时，在连续退火后得不到强度，所以将下限设定 为0.5。另一方面，当过多时，则效果饱和，并且因偏析等使加工性 降低，所以将上限设定为2.5。

另外，关于Mn和Ni各自的范围，由于Mn防止作为杂质的S造成 的赤热，因此需要使其含有0.20以上，由于Ni确保热处理后的韧性， 因此需要添加0.01以上。由于Ni的价格高，因此，用Mn进行调整对 成本有利。

Cr也为提高淬火性的元素，在连续退火时使低温相变组织生成， 得到高的抗拉强度。含量少时，在连续退火后得不到抗拉强度，因此 将下限设定为1.2。过多时则效果饱和，并且引起无谓的成本提高， 因此将上限设定为9.0。更优选为2.0～5.5。

Si为对使冷轧钢板高强度化有效的元素，虽然为了达到该目的越 多越好，但超过2.0％时，导致冷轧的负荷增大、形状劣化，因此， 将上限值设定为2.0％。

P为使晶粒微细化的成分，虽然从提高冷轧钢板的强度出发，期 望按一定比例进行添加，但另一方面，由于在晶界偏析而引起脆化， 因此设定为0.06％以下。

S为在热轧中产生赤热脆性的杂质成分，期望尽量少，但不能完 全防止来自原料等的混入，工序中的脱硫也是有限度的，因此，某种 程度的残留也是不可避免的。由于少量的残留S引起的赤热脆性可由 Mn减轻，因此，将S成分的上限值设定为0.06％。

由于Cu通过固溶强化或析出强化使强度提高，因此可添加一定的 量，但另一方面有可能引起热轧时的脆化。因此，将上限设定为0.5％。

Al在制钢时作为脱氧剂添加在钢熔液中，与固溶N反应作为AlN 而析出，有助于晶粒的细化。另一方面，添加超过0.10％时，N的固 定变得明显，N的固溶强化降低，所以设定为0.10％以下。

Ti虽然具有细化晶粒、抑制晶粒成长、提高耐蚀性等效果，但添 加过多效果也会饱和，所以设定为0.30％以下。

N与C、Mn一样，是为了赋予冷轧钢板高的强度，使屈服强度得 到强化所需要的成分，比0.002％少时，制钢上产生困难，另一方面， 添加超过0.015％时，在制钢时添加的铁氮化物的有效利用率明显降 低，稳定性差，同时使压制成型时的各向异性明显劣化。

进而在连续铸造片的表面产生裂纹，成为铸造缺陷，因此，在本 发明中，理想的是将N成分范围设定为0.015％以下。

<制造工序>

下面，对本发明的冷轧钢板的制造方法进行描述。

<制钢>

用转炉或电炉进行熔炼，在上述成分范围进行成分调整，制成板 坯片。

<热轧>

将成分调整完的板坯片通过热轧制成板厚1.2～3.0mm的薄板。板 厚薄时，引起热轧时的负荷增大，因此将下限设定为1.2。另外，板 厚厚时，在其后的冷轧时引起负荷增大，因此将上限设定为3.0。

在热轧工序中，对上述成分范围的板坯片将加热温度设定为 1100℃以上、卷绕温度设定为600℃以上进行热轧。板坯片的加热温 度不足1100℃时，因为N的积极分解固溶不足，热轧负荷变高，故不 优选。

另外，将卷绕温度设定为600℃～800℃。卷绕温度低时，引起热 轧钢板高强度化，故在冷轧时不优选，因此将卷绕温度的下限设定为 600℃。

另一方面，卷绕温度超过800℃时，在热轧时促进鳞片生成，在 酸洗中脱鳞片时引起负荷增大，因此将上限设定为800℃。

在如上所述的条件下所制造的热轧钢板，可使抗拉强度达到 1000MPa以下。这是因为抗拉强度超过1000MPa时，冷轧时的轧制负 荷增大，故不优选。

<酸洗>

按照常用方法在酸浴中除去热轧时生成的表面鳞片后，进行冷轧、 连续退火。

<冷轧>

冷轧分为一次或多次，以合计60％以上的轧制率进行轧制，直至 规定的产品厚度0.05～0.6mm。该厚度变得比0.05mm还薄时，刚性变 小，在用于汽车的汽油发动机的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数 字照相机的液晶框架或框架部件等产品时，有时形状变得容易变形， 不能制造产品。

另外，该厚度变得比0.6mm还厚时，则在用于汽车的汽油发动机 的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数字照相机的液晶框架或框架部 件等产品时，有时重量变得比设计值还大，不能实现小型化。

虽然冷轧中的合计轧制率的上限没有特别规定，但设定为98％。

另外，在冷轧后，通过进行500℃以上的连续退火或500℃以上的 分批退火，可以使加工硬化的轧制板软化，可再次进行冷轧。

冷轧的方法及冷轧次数没有特别指定，可以根据目标板厚适当选 择。

<连续退火>

连续退火是除去冷轧时的板的形变的退火，该连续退火在进行多 次冷轧的情况下可以每次都进行。

另外，在本发明中，最终的连续退火中，以均热温度750℃以上 进行1s以上100s以下的均热保持。均热温度不足750℃时，由于没 有超过Ae3相变温度，因此得不到充分的抗拉强度。

另外，即使均热温度超过1000℃，也没有特别的优点，在工业上 也是无益的，因此将上限设定为1000℃。

该最终的连续退火是通过加热使一部分或全部奥氏体化，通过其 后的冷却，使它们相变为马氏体等。

在本发明中，可以根据该马氏体的量和合金元素的量而得到规定 的强度。

在以上述均热温度为750℃以上、均热保持1s以上100s以下后， 以冷却速度3℃/s～100℃/s进行冷却。通过该冷却，使板的奥氏体 组织成为马氏体、回火马氏体、贝氏体等组织。在上述冷却速度不足 3℃/s时，马氏体等的低温相变组织的生成变得不充分，得不到需要 的强度。另外，冷却速度超过100℃/s时，虽然得到了需要的强度， 但钢板的形状变差，因此，不适于压制用途等。

在本发明中，对于连续退火后的冷却速度，为了确保形状，以与 使用一般的水等的淬火相比非常慢的冷却速度进行冷却，使低温相变 组织生成，得到高强度钢板。

对于作为一般的淬火元素有效的奥氏体稳定化元素即Mn及Ni， 虽然为了以上述的冷却速度得到需要的强度需要添加等效量，但由于 等效量的添加会在热轧后带来高的强度，使冷轧时负荷增大，阻碍生 产率，引起生产成本的增加。

因此，在本发明中，通过将Mn及Ni添加量设定得较少，且复合 添加作为铁素体稳定元素的Cr，可使得热轧后为比较软质，在冷轧 后的连续退火中制造高强度钢板，能够显著减少制造负荷。

另外，在最终的连续退火后的冷却后，根据需要也可以进行600℃ 以下的回火处理，本发明以比较低的冷却速度形成淬火组织，因此， 在冷却时也可得到与回火处理同等的效果，可省略回火工序。通过可 省略回火工序，能够有助于大幅度削减制造负荷。

通过上述的连续退火，能够使通过本发明的制造方法所得到的冷 轧钢板的抗拉强度为1280MPa以上。通过具有这样的强度，将冷轧钢 板作为汽车的汽油发动机的密封垫使用时，不会引起漏气。

另外，为了轻量化使板厚变薄，在应用于笔记本电脑、移动电话、 数字照相机的液晶框架或框架部件的情况中，特别是在移动用途中使 用的情况下，也能够确保作为部件的刚性。

另外，通过本发明中的制造方法，能够使冷轧钢板的断裂伸长率 为3％以上。表示延性的断裂伸长率的值在作为汽车发动机用密封垫 或电子部件等用途而进行压制成型的情况下是重要的。断裂伸长率不 足3％时，在轻度的膨胀成形或90°弯曲等加工部容易产生裂纹。

通过上述的制造方法所制造的钢板具有体积率为60％以上的马 氏体、回火马氏体、贝氏体组织等的组织，即使是薄钢板也能够制造 具有1280MPa以上的高的抗拉强度且确保了延性的钢板。

<表面光轧等>

这样操作所得到的钢板根据需要可进行用于调节表面粗糙度的表 面光轧，或用于防锈的Zn、Ni等的电镀及化学转化处理。

<压制成型>

通过本发明的制造方法所得到的钢板，虽然能够作为压制成型用 的原材料使用，但与一般的冷轧钢板的强度区域有很大的不同，因此， 需要考虑弹性变形回复等。

实施例

为了用实施例及比较例进一步详细说明本发明的冷轧钢板，准备 了表1所示的试料1～18中所示成分的板坯片。试料1～11，17，18 为进入本发明的成分范围的板坯片，试料12～16为本发明的成分范围 外的板坯片。

在热轧工序中，将调整为试料1～18所示成分的板坯片加热至 1230℃，在表2所示的卷绕温度下制造板厚2.0mm的热轧钢板。将该 热轧钢板的特性表示于表2。

接着，酸洗该热轧钢板后，冷轧至0.5mm，然后，在连续退火工 序中，在使均热温度为900℃均热保持20s后，以冷却速度20℃/s 进行冷却，制成冷轧钢板。将该冷轧钢板的特性表示于表2。

由表2可知，在实施例1～15中，热轧钢板的抗拉强度为1000MPa 以下，在其后的冷轧中能够变薄至作为目标厚度的0.5mm，并且能够 使冷轧钢板的抗拉强度为1280MPa以上，使断裂伸长率为3％以上。

另外，在实施例3、4中，使均热后的冷却速度分别变化为3℃/ s、100℃/s，分别能够得到具有1320MPa、1405MPa的抗拉强度、6.2％、 6.0％的断裂伸长率的冷轧钢板。

比较例1为由与实施例1相同的成分，即试料1制造的热轧钢板， 由于将卷绕温度降低至480℃，热轧钢板的抗拉强度提高至1108MPa， 由于较硬，在其后的冷轧中不能变薄至作为目标厚度的0.5mm，使轧 制的负荷增大和使轧制次数增多时产生裂纹，因此，中止冷轧。

比较例2的热轧钢板是由与实施例2～4相同的成分，即试料2 制造的热轧钢板，由于将卷绕温度降低至500℃，热轧钢板的抗拉强 度提高至1216MPa，由于较硬，在其后的冷轧中不能变薄至作为目标 厚度的0.5mm，使轧制的负荷增大和使轧制次数增多时产生裂纹，因 此，中止冷轧。

在比较例3、4中，C为0.10以下，在比较例5中，Cr为1.2％ 以下，在比较例7中，Mn及Ni少，Mn+Ni为0.5％以下，因此，冷 轧钢板的抗拉强度分别变为1280MPa以下，在作为密封垫及框架部件 使用的情况下，强度不足，不可适用。

在比较例6中，Mn+Ni的合计含量增多至3.4，因此，热轧钢板 的抗拉强度提高，在其后的冷轧中不能轧制到作为目标厚度的0.5mm。 具体而言，即使轧制，由于较硬也不能变薄，或在使轧制的负荷增大 和使轧制次数增多时产生裂纹，不能进行生产。

【表1】

【表2】

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种可减轻冷轧时的负荷，高强度且确保 了延性的压制成型性优异的冷轧钢板，能够提供一种具有作为用于汽 车的汽油发动机的密封垫、笔记本电脑、移动电话、数字照相机的液 晶框架或框架部件等的原材料所要求的厚度：0.05mm～0.6mm、抗拉强 度：1280MPa以上、断裂伸长率：3％以上的、同时具备强度和加工性 的冷轧钢板，产业上的可利用性极高。