沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可用于廚房及家用電器、器物、硬幣、容器等的沖剪加工性優(yōu)異的鐵素 體系不銹鋼板及其制造方法。
[0002] 本申請基于2013年3月25日向日本提出的日本特愿2013-062077號(hào)及2013年 3月28日向日本提出的日本特愿2013-067972號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] 鐵素體系不銹鋼板因設(shè)計(jì)性及耐蝕性優(yōu)異而用于建筑物及運(yùn)輸機(jī)器、家用電氣制 品、廚房器具等各式各樣的用途。這些制品（結(jié)構(gòu)體）通常經(jīng)由將鋼板切斷、成形、接合的 工序來制造。在切斷時(shí)，從生產(chǎn)率的高度考慮，通常進(jìn)行剪切加工，但此時(shí)，在切斷面產(chǎn)生所 謂的"飛邊（也可以稱為毛刺、毛邊）"。在該飛邊大的情況下，在將切斷品自動(dòng)裝入沖壓裝 置內(nèi)時(shí)，"飛邊"的部分掛在裝置內(nèi)部，引起裝入不良，而且即使能插入也在焊接部位產(chǎn)生由 "飛邊"造成的間隙，有時(shí)產(chǎn)生發(fā)生燒穿等不良。特別是，鐵素體系不銹鋼板有該"飛邊"大 的傾向，成為阻礙謀求擴(kuò)大用途的主要原因。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1中公開了一種通過適當(dāng)?shù)亟M合化學(xué)成分和熱乳卷取溫度來解決 成為表面的凹凸缺陷即凸起（也稱為起皺）的原因的熱乳板再結(jié)晶不足的技術(shù)。該技術(shù)是 通過將鋼中的形成析出物即FeTiP、Ti4C2S2、TiC的C、P、S的含量抑制得較低，且在高溫下 卷取熱乳后的鋼板，從而使析出物粗大化?？墒?，由此技術(shù)得到的鋼板雖然可改進(jìn)成形性及 耐凸起性，但是因剪切時(shí)成為斷裂起點(diǎn)的析出物的量少，所以有剪切時(shí)的飛邊大的問題。
[0005] 此外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種通過控制固溶元素量、同時(shí)謀求析出物的粗大化 和晶粒的粗大化而使脹形性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼及其制造方法?？墒牵纱思夹g(shù)得到的 鋼板因鐵素體晶粒大、變形后的鐵素體晶粒直接形成剪切面的飛邊，因而有飛邊大的問題。
[0006] 專利文獻(xiàn)3中公開了一種鐵素體系不銹鋼板，其通過降低成為表面缺陷的原因的 Ti02、A1203的量、同時(shí)添加足夠量的Ti，從而使加工性和耐蝕性優(yōu)異，而且表面缺陷少。可 是，由此技術(shù)得到的鋼板也因鐵素體粒徑大、并且成為斷裂起點(diǎn)的夾雜物量少，因而有因剪 切而產(chǎn)生大的飛邊的問題。
[0007] 專利文獻(xiàn)4中公開了一種鋼板，其通過將FeTiP適度地分散在鋼中，以FeTiP為 起點(diǎn)而產(chǎn)生剪切時(shí)的裂紋，同時(shí)使鐵素體粒徑微細(xì)化而達(dá)到30μm以下，從而抑制剪切時(shí) 的延展性斷裂部分的變形，此外通過將屈服比規(guī)定為0. 65以上，從而將加工硬化抑制得較 小，并抑制直至斷裂的鐵素體晶粒變形。可是，在該技術(shù)中，有存在的FeTiP促進(jìn)剪切工具 的磨損、使工具壽命縮短的問題。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-204588號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-249857號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2002-012955號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2008-308705號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的問題
[0015] 本發(fā)明的問題是提供一種不僅耐蝕性優(yōu)異，而且用以往技術(shù)不能充分改善的沖剪 加工性也優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板及其制造方法。
[0016] 用于解決問題的手段
[0017] 關(guān)于本發(fā)明的第1形態(tài)，發(fā)明者們采用多種鐵素體系不銹鋼板實(shí)施了沖剪試驗(yàn)， 對(duì)加工時(shí)產(chǎn)生的飛邊的產(chǎn)生狀況及沖剪加工中所用的工具表面進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。
[0018] 其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了以下事項(xiàng)。
[0019] (a)在鋼板表面Cu以適當(dāng)量濃化。
[0020] (b)只在滿足鋼板的平均鐵素體粒徑為30μπι以下的情況下，能夠維持飛邊高度 小的狀態(tài)。
[0021] 也就是說，通過發(fā)現(xiàn)以下事項(xiàng)而完成了本發(fā)明。
[0022] (a'）通過在鋼板表面適度地使Cu濃化，在剪切時(shí)與沖剪工具接觸時(shí)出現(xiàn)潤滑效 果，使成為起點(diǎn)的裂紋穩(wěn)定地產(chǎn)生。
[0023] (b'）通過微細(xì)化使鐵素體粒徑為30μπι以下，由此抑制剪切時(shí)的延展性斷裂部分 的變形。這對(duì)降低飛邊的尺寸、且延長工具壽命是有效的。
[0024] 本發(fā)明的第1形態(tài)的要點(diǎn)如下。
[0025] (1) -種沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板，其含有C:0. 016質(zhì)量％以下、Si: 1.0質(zhì)量％以下、Μη: 1.0質(zhì)量％以下、P:0.010~0.035質(zhì)量％、S:0.005質(zhì)量％以下、A1 : 0.50質(zhì)量％以下、N:0.018質(zhì)量％以下、Cr:15.6~17. 5質(zhì)量％、Cu:0· 10~0.50質(zhì)量％、 Sn:0. 01~0. 3質(zhì)量％，進(jìn)一步含有選自Ti:0. 05~0. 30質(zhì)量％、Nb:0. 05~0. 40質(zhì)量％、 Mo:0.05~0.50質(zhì)量％及附：0.05~0.50質(zhì)量％中的1種以上，剩余部分含有Fe及不可 避免的雜質(zhì)，鋼板表面的Cu濃度以陽離子分率計(jì)為15%以上，鐵素體粒徑為30μπι以下。
[0026] (2)根據(jù)上述（1)所述的沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)進(jìn) 一步含有Β:0. 001質(zhì)量％以下、V:0. 50質(zhì)量％以下、W:0. 50質(zhì)量％以下、Co:0. 50質(zhì)量％以 下、Mg:0· 01質(zhì)量％以下、Ca:0· 003質(zhì)量％以下、Zr:0· 30質(zhì)量％以下、REM(稀土類金屬）： 0· 02質(zhì)量％以下及選自Ta:0· 50質(zhì)量％以下、Sb:0· 001~0· 3質(zhì)量％、Ga:0· 0002~0· 1 質(zhì)量％中的1種以上。
[0027] (3) -種沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板的制造方法，其中，將由上述（1) 或（2)所述的成分組成構(gòu)成的鋼的板坯加熱至1100°C以上，接著進(jìn)行精乳的結(jié)束溫度為 900°C以上的熱乳，在450~600°C下進(jìn)行卷取，得到熱乳板，接著在800~950°C下對(duì)所述 熱乳板進(jìn)行退火，并進(jìn)行酸洗、冷乳，接著在820°C~950°C的溫度下且在氧濃度1 %以上的 氣氛中進(jìn)行最終退火，然后進(jìn)行將直至600°C的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度規(guī)定為30°C/s以上 的冷卻。
[0028] 關(guān)于本發(fā)明的第2形態(tài)，發(fā)明者們采用多種鐵素體系不銹鋼板進(jìn)行了沖剪試驗(yàn)， 對(duì)加工時(shí)產(chǎn)生的飛邊的產(chǎn)生狀況及沖剪加工中所用的工具表面進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。
[0029] 其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了以下事項(xiàng)。
[0030] (c)在鋼板表面Cu以適當(dāng)量濃化。
[0031] (d)只在鋼板的平均鐵素體粒徑為30μm以下、滿足表面硬度HV1為40~180的 情況下，能夠維持飛邊高度小的狀態(tài)。
[0032] 也就是說，通過發(fā)現(xiàn)以下事項(xiàng)而完成了本發(fā)明。
[0033] (c'）通過在鋼板表面適度地使Cu濃化，表現(xiàn)為在剪切時(shí)與沖剪工具接觸時(shí)的潤 滑效果，使成為起點(diǎn)的裂紋穩(wěn)定地產(chǎn)生。
[0034] (d'）通過微細(xì)化使鐵素體粒徑為30μm以下、使表面硬度HV1為140~180,由此 抑制剪切時(shí)的延展性斷裂部分的粘性變形。這對(duì)降低飛邊的尺寸、且通過抑制磨損來延長 工具壽命是有效的。
[0035] 本發(fā)明的第2形態(tài)的要點(diǎn)如下。
[0036] (4) -種沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板，其含有C:0. 020質(zhì)量％以下、Si: 0.80質(zhì)量％以下、Mn:1.0質(zhì)量％以下、P:0.010~0.035質(zhì)量％、S:0.005質(zhì)量％以下、A1 : 0.50質(zhì)量％以下、N:0.020質(zhì)量％以下、Cr:15.6~17. 5質(zhì)量％、Cu:0.50~2. 00質(zhì)量％、 Sn:0.001~0. 1質(zhì)量％，進(jìn)一步含有選自Ti:0.05~0.30質(zhì)量％、Nb:0.05~0.40質(zhì)量％ 及Ni:0.05~0.50質(zhì)量％中的1種以上，剩余部分含有Fe及不可避免的雜質(zhì)；鋼板表面的 Cu濃度以陽離子分率計(jì)為15%以上，鐵素體粒徑為30μm以下，表面硬度為140~180。
[0037] (5)根據(jù)上述（4)所述的沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)進(jìn) 一步選自含有Mo:0. 01~0. 50質(zhì)量％、B:0. 001質(zhì)量％以下、V:0. 50質(zhì)量％以下、W:0. 50 質(zhì)量％以下、Co:0. 50質(zhì)量％以下，Mg:0. 01質(zhì)量％以下、Ca:0. 003質(zhì)量％以下、Zr:0. 30 質(zhì)量％以下、REM(稀土類金屬）：0. 02質(zhì)量％以下及Ta:0. 50質(zhì)量％以下、Sb:0. 001~0. 3 質(zhì)量％、Ga:0· 0002~0· 1質(zhì)量％中的1種以上。
[0038] (6) -種沖剪加工性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板的制造方法，其中，將由上述（4)或 (5)所述的成分組成構(gòu)成的鋼的板坯加熱至1100°C以上，接著在精乳時(shí)的乳制率為80~ 90%、結(jié)束溫度為900°C以上的條件下進(jìn)行熱乳，在400~500°C下進(jìn)行卷取，得到熱乳板， 接著對(duì)所述熱乳板進(jìn)行退火，并進(jìn)行酸洗、冷乳，接著在850°C~950°C的溫度下且在氧濃 度1 %以上的氣氛中進(jìn)行最終退火，然后進(jìn)行將直至500°C的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度規(guī)定 為50°C/s以上的冷卻。
[0039] 發(fā)明效果
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的第1、2形態(tài)，可提供一種不僅耐蝕性優(yōu)異，而且沖剪加工性也優(yōu)異 的鐵素體系不銹鋼板及其制造方法。所以根據(jù)本發(fā)明，可擴(kuò)大鐵素體系不銹鋼板的用途。
【附圖說明】
[0041] 圖1是表示第1實(shí)施方式的鐵素體系不銹鋼板的表層的Cu濃度與飛邊高度的關(guān) 系的圖。
[0042] 圖2是表示第1實(shí)施方式的鐵素體系不銹鋼板的鐵素體粒徑與第20次的飛邊高 度的關(guān)系的圖。
[0043] 圖3是表示第1實(shí)施方式的鐵素體系不銹鋼板的表層Cu濃度的測定例的圖，是表 示Cu濃度與距最表層的距離的關(guān)系的圖。
[0044] 圖4是表示第2實(shí)施方式的鐵素體系不銹鋼板的表層的Cu濃度與第20次的飛邊 尚度的關(guān)系的圖。
[0045] 圖5是表示第2實(shí)施方式的鐵素體系不銹鋼板的鐵素體粒徑與第20次的飛邊高 度的關(guān)系的圖。
[0046] 圖6是表示第2實(shí)施方式的鐵素體系不銹鋼板的表層Cu濃度的測定例的圖，是表 示Cu濃度與距最表層的距離的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047](第1實(shí)施方式）
[0048] 對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的鐵素體系不銹鋼板的成分組成進(jìn)行說明。再者，表示元 素含量的單位％意味著質(zhì)量％。
[0049] (C:0.016 質(zhì)量％ 以下）
[0050] C通過形成Cr碳化物而成為引起敏化的原因。因此，在本實(shí)施方式中，通過添加 Ti或Nb，形成碳化物來固定C。TiC微細(xì)，具有通過使鋼析出強(qiáng)化而促進(jìn)加工硬化的作用。 可是，如果C含量超過0. 016質(zhì)量％，則需要添加大量的Ti，因此將C含量規(guī)定為0. 016質(zhì) 量％以下，優(yōu)選為〇. 012質(zhì)量％以下。從回避由C導(dǎo)致的耐蝕性等的劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，其含 量越少越好，但過度地降低C量會(huì)導(dǎo)致精煉成本的增加，因此優(yōu)選規(guī)定為0. 001質(zhì)量％以上 為好。另外，考慮到制造成本等，優(yōu)選規(guī)定為〇. 002質(zhì)量％~0. 009質(zhì)量％。
[0051] (Si:1.0 質(zhì)量％ 以下）
[0052] Si是固溶強(qiáng)化元素，使鋼硬質(zhì)化，降低延展性。如果延展性下降，則沖剪斷裂時(shí)的 變形能降低。因此，飛邊高度為低位且穩(wěn)定的沖剪條件的區(qū)域窄，隨著沖剪次數(shù)的增加，飛 邊高度顯著增大。此外，Si具有容易氧化的特性，因此根據(jù)熱處理?xiàng)l件，Si在氧化皮中濃 化，使除氧化皮性下降。其結(jié)果是，在最終的除氧化皮時(shí)需要增加火焰表面清理量。過度的 火焰表面清理還可以將表層的濃化Cu層也進(jìn)