冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可用于厨房及家用电器、器物、硬币、容器等的冲剪加工性优异的铁素 体系不锈钢板及其制造方法。
[0002] 本申请基于2013年3月25日向日本提出的日本特愿2013-062077号及2013年 3月28日向日本提出的日本特愿2013-067972号主张优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 铁素体系不锈钢板因设计性及耐蚀性优异而用于建筑物及运输机器、家用电气制 品、厨房器具等各式各样的用途。这些制品（结构体）通常经由将钢板切断、成形、接合的 工序来制造。在切断时，从生产率的高度考虑，通常进行剪切加工，但此时，在切断面产生所 谓的"飞边（也可以称为毛刺、毛边）"。在该飞边大的情况下，在将切断品自动装入冲压装 置内时，"飞边"的部分挂在装置内部，引起装入不良，而且即使能插入也在焊接部位产生由 "飞边"造成的间隙，有时产生发生烧穿等不良。特别是，铁素体系不锈钢板有该"飞边"大 的倾向，成为阻碍谋求扩大用途的主要原因。
[0004] 例如，专利文献1中公开了一种通过适当地组合化学成分和热乳卷取温度来解决 成为表面的凹凸缺陷即凸起（也称为起皱）的原因的热乳板再结晶不足的技术。该技术是 通过将钢中的形成析出物即FeTiP、Ti4C2S2、TiC的C、P、S的含量抑制得较低，且在高温下 卷取热乳后的钢板，从而使析出物粗大化。可是，由此技术得到的钢板虽然可改进成形性及 耐凸起性，但是因剪切时成为断裂起点的析出物的量少，所以有剪切时的飞边大的问题。
[0005] 此外，专利文献2中公开了一种通过控制固溶元素量、同时谋求析出物的粗大化 和晶粒的粗大化而使胀形性优异的铁素体系不锈钢及其制造方法。可是，由此技术得到的 钢板因铁素体晶粒大、变形后的铁素体晶粒直接形成剪切面的飞边，因而有飞边大的问题。
[0006] 专利文献3中公开了一种铁素体系不锈钢板，其通过降低成为表面缺陷的原因的 Ti02、A1203的量、同时添加足够量的Ti，从而使加工性和耐蚀性优异，而且表面缺陷少。可 是，由此技术得到的钢板也因铁素体粒径大、并且成为断裂起点的夹杂物量少，因而有因剪 切而产生大的飞边的问题。
[0007] 专利文献4中公开了一种钢板，其通过将FeTiP适度地分散在钢中，以FeTiP为 起点而产生剪切时的裂纹，同时使铁素体粒径微细化而达到30μm以下，从而抑制剪切时 的延展性断裂部分的变形，此外通过将屈服比规定为0. 65以上，从而将加工硬化抑制得较 小，并抑制直至断裂的铁素体晶粒变形。可是，在该技术中，有存在的FeTiP促进剪切工具 的磨损、使工具寿命缩短的问题。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开平10-204588号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2002-249857号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2002-012955号公报
[0013] 专利文献4 :日本特开2008-308705号公报
【发明内容】
[0014] 发明要解决的问题
[0015] 本发明的问题是提供一种不仅耐蚀性优异，而且用以往技术不能充分改善的冲剪 加工性也优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法。
[0016] 用于解决问题的手段
[0017] 关于本发明的第1形态，发明者们采用多种铁素体系不锈钢板实施了冲剪试验， 对加工时产生的飞边的产生状况及冲剪加工中所用的工具表面进行了详细的调查。
[0018] 其结果是，发现了以下事项。
[0019] (a)在钢板表面Cu以适当量浓化。
[0020] (b)只在满足钢板的平均铁素体粒径为30μπι以下的情况下，能够维持飞边高度 小的状态。
[0021] 也就是说，通过发现以下事项而完成了本发明。
[0022] (a'）通过在钢板表面适度地使Cu浓化，在剪切时与冲剪工具接触时出现润滑效 果，使成为起点的裂纹稳定地产生。
[0023] (b'）通过微细化使铁素体粒径为30μπι以下，由此抑制剪切时的延展性断裂部分 的变形。这对降低飞边的尺寸、且延长工具寿命是有效的。
[0024] 本发明的第1形态的要点如下。
[0025] (1) -种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其含有C:0. 016质量％以下、Si: 1.0质量％以下、Μη: 1.0质量％以下、P:0.010~0.035质量％、S:0.005质量％以下、A1 : 0.50质量％以下、N:0.018质量％以下、Cr:15.6~17. 5质量％、Cu:0· 10~0.50质量％、 Sn:0. 01~0. 3质量％，进一步含有选自Ti:0. 05~0. 30质量％、Nb:0. 05~0. 40质量％、 Mo:0.05~0.50质量％及附：0.05~0.50质量％中的1种以上，剩余部分含有Fe及不可 避免的杂质，钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15%以上，铁素体粒径为30μπι以下。
[0026] (2)根据上述（1)所述的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其以质量％计进 一步含有Β:0. 001质量％以下、V:0. 50质量％以下、W:0. 50质量％以下、Co:0. 50质量％以 下、Mg:0· 01质量％以下、Ca:0· 003质量％以下、Zr:0· 30质量％以下、REM(稀土类金属）： 0· 02质量％以下及选自Ta:0· 50质量％以下、Sb:0· 001~0· 3质量％、Ga:0· 0002~0· 1 质量％中的1种以上。
[0027] (3) -种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板的制造方法，其中，将由上述（1) 或（2)所述的成分组成构成的钢的板坯加热至1100°C以上，接着进行精乳的结束温度为 900°C以上的热乳，在450~600°C下进行卷取，得到热乳板，接着在800~950°C下对所述 热乳板进行退火，并进行酸洗、冷乳，接着在820°C~950°C的温度下且在氧浓度1 %以上的 气氛中进行最终退火，然后进行将直至600°C的温度范围内的冷却速度规定为30°C/s以上 的冷却。
[0028] 关于本发明的第2形态，发明者们采用多种铁素体系不锈钢板进行了冲剪试验， 对加工时产生的飞边的产生状况及冲剪加工中所用的工具表面进行了详细的调查。
[0029] 其结果是，发现了以下事项。
[0030] (c)在钢板表面Cu以适当量浓化。
[0031] (d)只在钢板的平均铁素体粒径为30μm以下、满足表面硬度HV1为40~180的 情况下，能够维持飞边高度小的状态。
[0032] 也就是说，通过发现以下事项而完成了本发明。
[0033] (c'）通过在钢板表面适度地使Cu浓化，表现为在剪切时与冲剪工具接触时的润 滑效果，使成为起点的裂纹稳定地产生。
[0034] (d'）通过微细化使铁素体粒径为30μm以下、使表面硬度HV1为140~180,由此 抑制剪切时的延展性断裂部分的粘性变形。这对降低飞边的尺寸、且通过抑制磨损来延长 工具寿命是有效的。
[0035] 本发明的第2形态的要点如下。
[0036] (4) -种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其含有C:0. 020质量％以下、Si: 0.80质量％以下、Mn:1.0质量％以下、P:0.010~0.035质量％、S:0.005质量％以下、A1 : 0.50质量％以下、N:0.020质量％以下、Cr:15.6~17. 5质量％、Cu:0.50~2. 00质量％、 Sn:0.001~0. 1质量％，进一步含有选自Ti:0.05~0.30质量％、Nb:0.05~0.40质量％ 及Ni:0.05~0.50质量％中的1种以上，剩余部分含有Fe及不可避免的杂质；钢板表面的 Cu浓度以阳离子分率计为15%以上，铁素体粒径为30μm以下，表面硬度为140~180。
[0037] (5)根据上述（4)所述的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其以质量％计进 一步选自含有Mo:0. 01~0. 50质量％、B:0. 001质量％以下、V:0. 50质量％以下、W:0. 50 质量％以下、Co:0. 50质量％以下，Mg:0. 01质量％以下、Ca:0. 003质量％以下、Zr:0. 30 质量％以下、REM(稀土类金属）：0. 02质量％以下及Ta:0. 50质量％以下、Sb:0. 001~0. 3 质量％、Ga:0· 0002~0· 1质量％中的1种以上。
[0038] (6) -种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板的制造方法，其中，将由上述（4)或 (5)所述的成分组成构成的钢的板坯加热至1100°C以上，接着在精乳时的乳制率为80~ 90%、结束温度为900°C以上的条件下进行热乳，在400~500°C下进行卷取，得到热乳板， 接着对所述热乳板进行退火，并进行酸洗、冷乳，接着在850°C~950°C的温度下且在氧浓 度1 %以上的气氛中进行最终退火，然后进行将直至500°C的温度范围内的冷却速度规定 为50°C/s以上的冷却。
[0039] 发明效果
[0040] 根据本发明的第1、2形态，可提供一种不仅耐蚀性优异，而且冲剪加工性也优异 的铁素体系不锈钢板及其制造方法。所以根据本发明，可扩大铁素体系不锈钢板的用途。
【附图说明】
[0041] 图1是表示第1实施方式的铁素体系不锈钢板的表层的Cu浓度与飞边高度的关 系的图。
[0042] 图2是表示第1实施方式的铁素体系不锈钢板的铁素体粒径与第20次的飞边高 度的关系的图。
[0043] 图3是表示第1实施方式的铁素体系不锈钢板的表层Cu浓度的测定例的图，是表 示Cu浓度与距最表层的距离的关系的图。
[0044] 图4是表示第2实施方式的铁素体系不锈钢板的表层的Cu浓度与第20次的飞边 尚度的关系的图。
[0045] 图5是表示第2实施方式的铁素体系不锈钢板的铁素体粒径与第20次的飞边高 度的关系的图。
[0046] 图6是表示第2实施方式的铁素体系不锈钢板的表层Cu浓度的测定例的图，是表 示Cu浓度与距最表层的距离的关系的图。
【具体实施方式】
[0047](第1实施方式）
[0048] 对第1实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板的成分组成进行说明。再者，表示元 素含量的单位％意味着质量％。
[0049] (C:0.016 质量％ 以下）
[0050] C通过形成Cr碳化物而成为引起敏化的原因。因此，在本实施方式中，通过添加 Ti或Nb，形成碳化物来固定C。TiC微细，具有通过使钢析出强化而促进加工硬化的作用。 可是，如果C含量超过0. 016质量％，则需要添加大量的Ti，因此将C含量规定为0. 016质 量％以下，优选为〇. 012质量％以下。从回避由C导致的耐蚀性等的劣化的观点出发，其含 量越少越好，但过度地降低C量会导致精炼成本的增加，因此优选规定为0. 001质量％以上 为好。另外，考虑到制造成本等，优选规定为〇. 002质量％~0. 009质量％。
[0051] (Si:1.0 质量％ 以下）
[0052] Si是固溶强化元素，使钢硬质化，降低延展性。如果延展性下降，则冲剪断裂时的 变形能降低。因此，飞边高度为低位且稳定的冲剪条件的区域窄，随着冲剪次数的增加，飞 边高度显著增大。此外，Si具有容易氧化的特性，因此根据热处理条件，Si在氧化皮中浓 化，使除氧化皮性下降。其结果是，在最终的除氧化皮时需要增加火焰表面清理量。过度的 火焰表面清理还可以将表层的浓化Cu层也进