拉深加工性和加工后的表面硬度優(yōu)異的熱軋鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及既在加工中顯示出良好的拉深加工性，又在加工后顯示出既定的表面 硬度的熱社鋼板。
【背景技術(shù)】 陽(yáng)〇〇引近年來(lái)，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，W汽車(chē)的燃油效率提高為目的，汽車(chē)用的各種零 件，例如對(duì)用于齒輪等的傳動(dòng)裝置零件和殼體等的鋼材的輕量化，即W高強(qiáng)度化的要求越 發(fā)高漲。為了順應(yīng)運(yùn)樣的輕量化?高強(qiáng)度化的要求，作為一般使用的鋼材，能夠使用將棒鋼 進(jìn)行了熱鍛的鋼材（熱鍛材）。另外，為了削減零件制造工序中的C〇2的排放量，至今為止， 關(guān)于經(jīng)熱鍛加工而成的齒輪等的零件的冷鍛化要求也高漲。
[0003] 那么，冷加工（冷鍛），與熱加工和溫加工比較，有生產(chǎn)率高，而且尺寸精度和鋼材 的成品率均良好的利點(diǎn)。但是，通過(guò)運(yùn)樣的冷加工制造零件時(shí)，構(gòu)成問(wèn)題的是，為了將冷加 工而成的零件的強(qiáng)度確保在所期待的預(yù)定值W上，必然需要使用強(qiáng)度，即變形阻力高的鋼 材?？墒?，所使用的鋼材的變形阻力越高，越會(huì)招致冷加工用金屬模具的壽命縮短，而且有 冷加工時(shí)容易發(fā)生裂紋的難點(diǎn)。
[0004] 因此，歷來(lái)實(shí)施的方法是，在將鋼材冷鍛成既定形狀后，進(jìn)行澤火回火等的熱處 理，從而制造確保在既定的強(qiáng)度（硬度）的高強(qiáng)度零件。但是，冷鍛后的熱處理，零件尺寸 必然會(huì)發(fā)生變化，因此就需要二次性地切削等的機(jī)械加工來(lái)加W修正，運(yùn)就期望一種能夠 省略熱處理及其后的加工的解決對(duì)策。
[0005]為了解決上述課題，例如，公開(kāi)有在低碳鋼中利用固溶C，抑制常溫時(shí)效的進(jìn)行，借 用應(yīng)變時(shí)效確保既定的時(shí)效硬化量，從而得到應(yīng)變時(shí)效特性?xún)?yōu)異的冷鍛用線材?棒鋼（參 照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0006] 但是，該技術(shù)只通過(guò)固溶C量控制應(yīng)變時(shí)效，而得到充分的冷加工性和加工后的 所需的硬度?強(qiáng)度并立的鋼材有困難。
[0007] 因此，本申請(qǐng)人，著眼于鋼材所含的固溶C和固溶N對(duì)變形阻力和靜態(tài)應(yīng)變時(shí)效造 成的影響的差別，進(jìn)行了各種研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂七\(yùn)些固溶元素的量，則能 夠得到既在加工中發(fā)揮著良好的冷加工性，又在冷加工（冷鍛）后顯示出既定的表面硬度 (強(qiáng)度）的機(jī)械構(gòu)造用鋼材，并已進(jìn)行了專(zhuān)利申請(qǐng)（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0008] 該鋼材實(shí)現(xiàn)了冷加工性和加工后的高硬度化（高強(qiáng)度化）的并立，但與上述專(zhuān)利 文獻(xiàn)1所述的線材?棒鋼同樣，其是熱鍛材，有制造成本高的難點(diǎn)。因此，為了使制造成本更 低成本化，代替現(xiàn)有的熱鍛材，W熱社鋼板通過(guò)冷加工制作汽車(chē)用零件的技術(shù)也得到研究。
[0009] 例如，提出有一種在氮化處理后，能夠得到高表面硬度和充分的硬化深度的氮化 處理用的熱社鋼板（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。
[0010] 但是，該技術(shù)需要在冷加工后再進(jìn)行氮化處理，有不能實(shí)現(xiàn)充分的低成本化的問(wèn) 題。 W11] 另外，還提出有一種熱社鋼板，其組成為，含有c:o. 10%W下、Si:低于0.01 %、 Mn:1. 5%W下和A1 :0. 20%W下，并且在燈i+Nb)/2 :0. 05~0. 50%的范圍內(nèi)含有，WS: 0. 005%W下、N:0. 005%W下、0 :〇. 004%W下、S、N和 0 的合計(jì)在 0. 0100%W下的方式含 有W上元素，并且使顯微組織為95%W上的實(shí)質(zhì)的鐵素體單相組織，該熱社鋼板，精密沖孔 加工面的尺寸精度優(yōu)異，并且加工后的沖孔面的表面硬度極高，此外耐紅誘缺陷性也優(yōu)異 (參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0012] 但是，該熱社鋼板，N為有害元素而被限制在極低的含量，與積極地利用N的本申 請(qǐng)發(fā)明的熱社鋼板，在技術(shù)的思想上完全不同。
[0013] 一般來(lái)說(shuō)，關(guān)于為了相比W往而提高鋼板的成形性所進(jìn)行的集合組織控制，用于 汽車(chē)的車(chē)體外板的薄鋼板的深拉深加工性，材料的塑性各向異性（r值化ankford值）：拉 伸試驗(yàn)中的板寬應(yīng)變與板厚應(yīng)變的比）越大，其加工性越高，此外在再結(jié)晶集合組織中，使 平行于板面取向的{111}面非常發(fā)達(dá)，削弱{100}面取向，對(duì)于深拉深性的提高來(lái)說(shuō)不可欠 缺，運(yùn)一點(diǎn)無(wú)論是實(shí)驗(yàn)上還是理論上都已得到證實(shí)（參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0014] 因此，進(jìn)行了種種通過(guò)鋼板的集合組織控制來(lái)提高加工性的努力。
[0015] 例如，提出有一種高強(qiáng)度薄鋼板，其W質(zhì)量％計(jì)，含有c:0.01~0. 1%、Si: 0. 01 ~2%、Mn:0. 05 ~3%、P《0. 1%、S《0. 03%、A1 :0. 005 ~2. 0%、N《0. 01%、B: 0.0005 ~0. 0030,此外在滿(mǎn)足Ti_ (48/12)C_ (48/14)N_ (48/32)S>_ 0.03% 的范圍 內(nèi)含有Ti，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其中，用該鋼板的硬度的偏差除W其平均值 的值為0.2W下，并且，社制方向的{110}面的面強(qiáng)度為1.7W下，沖孔擴(kuò)孔性?xún)?yōu)異（參照 專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。
[0016] 另外，提出有一種高強(qiáng)度鋼板，其W質(zhì)量％計(jì)，含有C:高于0.0005%并低于 0. 10%、Si:1. 5%W下、Mn:0. 1%W上并在 3. 0%W下、P:〇. 080%W下、S:0. 03%W下、 sol.Al:0.01%W上并在〇.50%W下和N:0.005%W下，并且含有從佩：0.20%W下和Ti: 0. 20%W下之中選擇的一種或兩種，余量由化和不可避免的雜質(zhì)的組成構(gòu)成，關(guān)于鋼組 織，W體積分率計(jì)60%W上為鐵素體相，維結(jié)晶取向的密度函數(shù)（0D巧{<1)1，〇，4 2} 計(jì)，巫為0。，41為0。，42為45。時(shí)的0DFI0。，0。，45。}的強(qiáng)度在3.0W下，并且巫 為 35。，d)l為 0°，d)2 為 45。時(shí)的 0DF{0°，35°，45° }的強(qiáng)度為 2. 5W上、4. 5W下的 范圍，能夠提供在擠壓成形時(shí)難W開(kāi)裂，并且延展性的各向異性小的高強(qiáng)度鋼板（參照專(zhuān) 利文獻(xiàn)6)。
[0017] 提出有一種熱社鋼板，其具有如下組成，即W質(zhì)量％計(jì)，含有C:0. 01~0.05%、 Si:0. 2%W下、Mn:0. 50%W下、A1 :0. 005 ~0. 10%、P:0. 05%W下、S:0. 05%W下、N: 0.01 %W下、0:0. 01 %W下，余量由化和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，W及其具有如下組織，即平 均晶粒直徑為40~60ym的鐵素體相單相，并且，（11到〈110〉和{115}〈110〉的隨機(jī)強(qiáng) 度比分別為10W上，{111}〈110〉和{111}〈121〉的隨機(jī)強(qiáng)度比分別為1W下組織，能夠 提供冷社一再結(jié)晶退火后的面內(nèi)各向異性小的熱社鋼板（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)7)。
[0018] 如W上的例子，通過(guò)集合組織控制嘗試鋼板的成形性提高進(jìn)行了種種，大部分設(shè) 及的是汽車(chē)用的外板、車(chē)體骨架材、底盤(pán)零件。在本發(fā)明作為對(duì)象的齒輪等的傳動(dòng)裝置零件 和殼體等中，所要求的成形性與汽車(chē)車(chē)體零件不同，是不僅要求拉深加工性和擠拉加工性 等，還如上述運(yùn)樣要求加工后的表面硬度的零件。
[0019] 另外，在傳動(dòng)裝置零件的領(lǐng)域，從棒鋼的鍛造品（熱鍛、冷鍛等）出發(fā)，W零件的輕 量化、低成本化為目標(biāo)而由鋼板進(jìn)行的零件制造的研究也在進(jìn)行，并要求進(jìn)一步的成形性。
[0020] 【先行技術(shù)文獻(xiàn)】
[0021] 【專(zhuān)利文獻(xiàn)】
[0022] 【專(zhuān)利文獻(xiàn)1】日本國(guó)特開(kāi)平10 - 306345號(hào)公報(bào)
[0023]【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】日本國(guó)特開(kāi)2009 - 228125號(hào)公報(bào)
[0024]【專(zhuān)利文獻(xiàn)3】日本國(guó)特開(kāi)2007 - 162138號(hào)公報(bào) 陽(yáng)0巧]【專(zhuān)利文獻(xiàn)4】日本國(guó)特開(kāi)2004 - 137607號(hào)公報(bào) 陽(yáng)0%]【專(zhuān)利文獻(xiàn)5】日本國(guó)特開(kāi)2009 - 24226號(hào)公報(bào)
[0027]【專(zhuān)利文獻(xiàn)6】日本國(guó)特開(kāi)2012 - 158797號(hào)公報(bào)
[0028]【專(zhuān)利文獻(xiàn)7】日本國(guó)特開(kāi)2007 - 291514號(hào)公報(bào)
[0029]【非專(zhuān)利文獻(xiàn)】
[0030]【非專(zhuān)利文獻(xiàn)1】日本鋼鐵協(xié)會(huì)："再結(jié)晶?集合組織和面向該組織控制的應(yīng)用再結(jié) 晶研究的最前線"，1999年3月，P.208

【發(fā)明內(nèi)容】

[0031] 本發(fā)明著眼于上述情況而形成，其目的在于，提供一種既在加工中顯示出良好的 拉深加工性，又在加工后顯示出既定的表面硬度的熱社鋼板。
[0032] 第一發(fā)明，是拉深加工性和加工后的表面硬度優(yōu)異的熱社鋼板，其特征在于，
[0033] 板厚為2~15mm，
[0034] 成分組成為，
[0035]W質(zhì)量％計(jì)為（W下，設(shè)及化學(xué)成分均同。），
[0036] C:0. 3%W下（不含 0% )、
[0037] Si:0. 5%W下（不含 0% )、 陽(yáng)的8] Mn:0. 2 ~1%、
[0039] P:0. 05%W下（不含 0% )、
[0040] S:0. 05%W下（不含