冷軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合于作為汽車用驅(qū)動類部件（automotive drive-train parts)的 板（plate)、盤（disk)、環(huán)（ring)等的原料的、沖裁性（punchability)及耐熱應(yīng)變特性 (heat strain resistance)優(yōu)異的冷乳鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 關(guān)于作為汽車的驅(qū)動類部件而使用的板、盤、環(huán)等（例如AT板等），以往，在將鋼板 沖裁成規(guī)定形狀后，實施以硬化（hardening)為目的的淬火（quenching)等熱處理而調(diào)整 為規(guī)定硬度，之后，接合摩擦材料（friction material)而制造。但是，在以往的制造方法 中，在熱處理中消耗大量的熱能，而且需要專用的熱處理設(shè)備，因此無法避免制造成本的增 加。
[0003] 在這樣的狀況下，近年來，代替沖裁成形（blanking)后的熱處理而利用冷乳調(diào)整 為期望硬度的冷乳鋼板的適用不斷增多。在適用冷乳鋼板的情況下，由于不需要淬火等熱 處理，所以能夠大幅削減制造成本。但是，在適用冷乳鋼板的情況下，有時在沖裁加工后的 部件中產(chǎn)生大的彎曲。因此，存在需要在沖裁后進行形狀矯正（shape straitening)的問 題。進一步地，存在即使進行矯正也無法得到規(guī)定形狀的問題。即使在沖裁后得到良好的 平坦形狀（flatness)，也存在如下的熱應(yīng)變的問題，即，在與摩擦材料的接合工序（bonding process)或?qū)嶋H使用環(huán)境（actual use environment)中暴露于高溫的情況下，殘余應(yīng)力 (residual stress)被釋放而發(fā)生變形。
[0004] 關(guān)于以板為代表的驅(qū)動類部件用的冷乳鋼板，至今提出了各種技術(shù)。
[0005] 例如，在專利文獻1中提出了以下技術(shù)：將以質(zhì)量％計含有C:0. 05~0.6%、Si : 2. 0% 以下、Mn :0? 2 ~2. 0%、P :0? 03% 以下、S :0? 03% 以下、Sol. A1 :0? 1% 以下、N :0? 01% 以下且余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)的鋼以（Ar3相變點-20°C)以上的結(jié)束溫度（finish temperature)進行熱乳后，在冷卻速度大于120°C /秒、冷卻停止溫度為650°C以下的條 件下進行冷卻，以使得鋼板寬度方向的中央部與邊緣部的冷卻停止溫度之差為30°C以下， 以600°C以下的卷繞溫度進行卷繞，在酸洗后，以40%以上的壓下率進行冷乳，或者在以 600°C以上慫^目變點以下的退火溫度進行退火后以40%以上的壓下率進行冷乳，由此，制 造鋼板的板面硬度（surface hardness of steel sheet) Hv為170~300且鋼板的長度方 向及寬度方向的各位置的板面硬度差的最大值A(chǔ)Hv為20以下的薄鋼板。根據(jù)專利文獻1 所提出的技術(shù)，鋼板的長度方向及寬度方向的不同位置的殘余應(yīng)力的差異得到抑制，能夠 得到?jīng)_裁后的平坦度（flatness)優(yōu)異的冷乳狀態(tài)的薄鋼板。
[0006] 在專利文獻2中提出了以下技術(shù)：對于具有以質(zhì)量％計含有C:0. 05以上且小于 0? 10%、Si :0? 5% 以下、Mn :0? 20 ~2. 0%、P :0? 03% 以下、S :0? 020% 以下、Cr :0? 05 ~ 0. 5%且余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)這樣的組成的鋼原料，將精乳的精乳結(jié)束溫度設(shè)為 八^相變點以上而進行熱乳，在精乳結(jié)束后8s以內(nèi)冷卻至500~650°C，以500~650°C實 施卷繞處理，制成具有如下組織且拉伸強度為440MPa以上的熱乳鋼板，該熱乳鋼板的組織 為：具有由先共析鐵素體（pro-eutectoid ferrite)、珠光體（pearlite)、和貝氏體鐵素體 (bainitic ferrite)或貝氏體（bainite)構(gòu)成的基底（matrix)，且該基地中存在的滲碳體 (〇61^1^^6)分散有平均為1.0\10 4個/1!11112以上，在制成這樣的熱乳鋼板后，對該熱乳鋼 板實施壓下率為30~70%的冷乳，由此，制造冷乳鋼板。而且，根據(jù)專利文獻2中提出的技 術(shù)，能夠得到?jīng)_裁加工后的平坦度優(yōu)異且端面性狀優(yōu)異的冷乳鋼板。
[0007] 在專利文獻3中提出了以下技術(shù)：將具有如下組成的板坯（slab)在熱乳結(jié)束溫 度為Ar 3相變點以上、卷繞溫度為500~600°C的條件下進行熱乳，在對熱乳鋼板進行酸洗 處理后，不進行退火處理而以50%以上的壓下率進行冷乳，進而，使用直徑為300mm以上的 乳輥實施壓下率1 %以下的輕壓下乳制，由此，制造冷乳鋼板，所述板坯的組成為：含有C : 0? 15~0? 25質(zhì)量％、Si :0? 25質(zhì)量％以下、Mn :0? 3~0? 9質(zhì)量％、P :0? 03質(zhì)量％以下、S : 〇? 015質(zhì)量％以下、A1 :0? 01~0? 08質(zhì)量％、N :0? 008質(zhì)量％以下、Ti :0? 01~0? 05質(zhì)量％、 B :0. 002~0.005質(zhì)量％，余量實質(zhì)上為Fe。根據(jù)專利文獻3中提出的技術(shù)，能夠得到減少 了冷延時生成的殘余應(yīng)力的AT板用冷乳鋼板（cold rolled steel sheet for automatic transmission)〇
[0008] 專利文獻1 :日本特開2006-307281號公報
[0009] 專利文獻2:日本特開2008-138237號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2005-200712號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 但是，在專利文獻1所提出的技術(shù)中，在熱乳結(jié)束后進行急速冷卻，且以低至 600°C以下的溫度進行卷繞，因此，在熱乳鋼板的階段，內(nèi)部的殘余應(yīng)力變大，結(jié)果，冷乳后 的薄鋼板也成為積蓄了大的殘余應(yīng)力的狀態(tài)。如果對這樣積蓄了大的殘余應(yīng)力的冷乳狀態(tài) 的薄鋼板進行沖裁成形，則雖然在沖裁成形后的狀態(tài)下得到良好的平坦度，但存在因沖裁 成形之后的摩擦材料的接合工序中的加熱而殘余應(yīng)力釋放從而導致平坦度劣化這樣的熱 應(yīng)變的問題。
[0013] 在專利文獻2所提出的技術(shù)中，由于對大量含有比鐵素體硬質(zhì)的珠光體、貝 氏體的熱乳鋼板實施冷乳，所以在冷乳時在鐵素體與珠光體或貝氏體的相界面（phase boundary)附近產(chǎn)生不均勾的變形，鋼板內(nèi)部的殘余應(yīng)力變大。因此，如果對由此得到的冷 乳鋼板進行沖裁成形，則雖然在沖裁成形后的狀態(tài)下得到良好的平坦形狀及沖裁端面性狀 (appearances of punched surface)，但與專利文獻1中提出的技術(shù)同樣地，存在產(chǎn)生熱應(yīng) 變（heat strain)的問題。
[0014] 在專利文獻3所提出的技術(shù)中，C含量高至0. 15~0.25質(zhì)量％且熱乳工序的卷 繞溫度低至500~600°C，因此在熱乳鋼板中大量生產(chǎn)珠光體和貝氏體。因此，與專利文獻 2中提出的技術(shù)同樣地，冷乳時鋼板內(nèi)部的殘余應(yīng)力變大，結(jié)果，存在即使在沖裁成形后的 狀態(tài)下得到平坦的形狀，也因沖裁成形后的加熱而產(chǎn)生熱應(yīng)變這樣的問題。
[0015] 本發(fā)明的目的在于，解決上述問題，提供一種兼具有作為板或盤等驅(qū)動類部件用 而所需的硬度、沖裁后的平坦度及沖裁端面性狀、以及耐熱應(yīng)變特性的冷乳鋼板及其制造 方法。在此，耐熱應(yīng)變特性是指如下特性，即，在摩擦材料的接合工序或?qū)嶋H使用環(huán)境中被 加熱至100~400°C左右的溫度范圍時，薄鋼板的變形少，能夠得到充分的平坦度。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 為了解決上述課題，本申請發(fā)明人關(guān)于對冷乳鋼板的耐熱應(yīng)變特性、沖裁后的平 坦度及沖裁端面性狀產(chǎn)生影響的各種因素，反復進行了深入研究。
[0018] 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于提高耐熱應(yīng)變特性，冷乳后的殘余應(yīng)力的減小是有效的。發(fā)現(xiàn)為 了減小冷乳后的殘余應(yīng)力，重要的是，通過將冷乳中的壓下率（rolling reduction)設(shè)為 規(guī)定值以下，以及將鋼原料的C量降低為規(guī)定值以下并規(guī)定熱乳工序的卷繞溫度，從而使 冷乳前的熱乳板為鐵素體主相，使該熱乳板的珠光體相和貝氏體相的體積分率（volume fraction)降低，并且控制冷乳后的鋼板的珠光體和貝氏體相的平均粒徑及平均長徑比 (average aspect ratio)〇
[0019] 在冷乳前的熱乳板包含作為主相的鐵素體、以及作為硬質(zhì)相的珠光體相及/或貝 氏體相（以下，有時將珠光體相、貝氏體相中的任一種以上稱為"硬質(zhì)相"）的情況下，在冷 乳時在鐵素體相-硬質(zhì)相界面的附近產(chǎn)生不均勻的變形，殘余應(yīng)力容易積蓄。因此，通過使 冷乳前的熱乳板為鐵素體主相并且使該熱乳板所包含的硬質(zhì)相的體積分率降低，能夠使伴 隨冷乳時在鐵素體/珠光體的界面附近、或鐵素體/貝氏體的界面附近的不均勻變形所產(chǎn) 生的殘余應(yīng)力減小，能夠提高冷乳鋼板的耐熱應(yīng)變特性。如果使用這樣的冷乳鋼板制造板 等驅(qū)動類部件，則沖裁成形為規(guī)定形狀后自不必說，即使在與摩擦材料的接合工序或?qū)嶋H 使用環(huán)境中暴露于高溫，也能夠消除因熱應(yīng)變引起的平坦度降低的問題。
[0020] 本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使冷乳前的熱乳板為鐵素體主相、使該熱乳板的硬質(zhì)相的體 積分率降低并且控制硬質(zhì)相的平均粒徑及平均長徑比，在改善冷乳鋼板的沖裁后的平坦度 及沖裁端面性狀方面也是極為有效的。
[0021] 通過在冷乳前的熱乳板中盡量避免硬質(zhì)相的生成，能夠在冷乳后的鋼板內(nèi)得到均 勻的特性，從而能夠在沖裁后得到良好的平坦度。另外，通過在冷乳前的熱乳板中盡量避免 硬質(zhì)相的生成，沖裁成形時容易產(chǎn)生裂紋的異相界面（鐵素體相與硬質(zhì)相的界面）減少，從 而沖裁端面性狀提尚。
[0022] 在冷乳中，硬質(zhì)相沿乳制方向延展，但由于作為主相的鐵素體與硬質(zhì)相的硬度差 大，所以如果硬質(zhì)相在乳制方向上延展的程度大的話（即，硬質(zhì)相的長徑比大），則在鐵素 體相與硬質(zhì)相的