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JP7550587B2 - Ferritic stainless steel sheet forming method and ferritic stainless steel sheet - Google Patents
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JP7550587B2 - Ferritic stainless steel sheet forming method and ferritic stainless steel sheet - Google Patents

Ferritic stainless steel sheet forming method and ferritic stainless steel sheet Download PDF

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Description

本発明は、フェライト系ステンレス鋼板の成形方法及びフェライト系ステンレス鋼板に関する。 The present invention relates to a method for forming a ferritic stainless steel sheet and a ferritic stainless steel sheet.

フェライト系ステンレス鋼板は、家電製品、厨房機器、電子機器など幅広い分野で使用されているが、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて成形性に劣るため、用途が限定される場合があった。しかし、近年では、精錬技術の向上により、フェライト系ステンレス鋼の極低炭素化及び極低窒素化が可能となり、更に、Ti、Nb等の元素を加えることで、フェライト系ステンレス鋼の成形性と耐食性を高める試みが行われている。この他にも、特許文献1~3などのように、成分組成や製造方法を制御することでフェライト系ステンレス鋼の成形性を改善する試みが行われてきた。 Ferritic stainless steel sheets are used in a wide range of fields, including home appliances, kitchen appliances, and electronic devices, but their formability is inferior to that of austenitic stainless steels, and their applications have sometimes been limited. However, in recent years, improvements in refining technology have made it possible to produce ferritic stainless steels with extremely low carbon and nitrogen, and furthermore, attempts have been made to improve the formability and corrosion resistance of ferritic stainless steels by adding elements such as Ti and Nb. In addition, there have been attempts to improve the formability of ferritic stainless steels by controlling the component composition and manufacturing method, as in Patent Documents 1 to 3, etc.

これら従来の改善技術で成形性が向上したことにより、広範囲の用途でフェライト系ステンレス鋼が使用されるようになっているが、近年は最終製品への軽量化要請が更に増してきていることにより、更なる改良を求められつつある。つまり、最終製品として軽量化するために、従来よりも薄い板厚でより高い成形性が得られるフェライト系ステンレス鋼が求められているのである。また、成形性の中でも特に平坦部や製品の深さを得やすくなり、意匠性が出しやすくなる張出し性の改善が求められている。 These conventional improvement technologies have improved formability, and ferritic stainless steels are now being used in a wide range of applications, but in recent years, there has been an increasing demand for lighter end products, which has led to demands for further improvements. In other words, to reduce the weight of end products, there is a demand for ferritic stainless steels that offer higher formability at thinner plate thicknesses than before. In particular, there is a demand for improvements in formability, such as stretchability, which makes it easier to obtain flat sections and product depth, and thus easier to create designs.

張出し加工は、材料を金型内に流入させずパンチに接触した部分の伸び変形を主とした塑性変形で成形させる加工方法である。その変形領域は、ダイ肩部からパンチ頭部にかけての領域となる。金型を用いた角筒成形加工の場合、一般的にはパンチ肩部周辺で材料とパンチの接触荷重が最大となり材料の移動が拘束されるため、パンチ肩部とダイ肩部の間で変形が集中し板厚減少が最も大きくなる。そしてこの部分でくびれが発生したときに破断する。 Stretching is a processing method in which the material is not allowed to flow into the die, but is instead shaped by plastic deformation, primarily elongation of the part in contact with the punch. The deformation area is the region from the die shoulder to the punch head. In the case of rectangular tube forming using a die, the contact load between the material and punch is generally greatest around the punch shoulder, restricting the movement of the material, so deformation is concentrated between the punch shoulder and die shoulder, resulting in the greatest reduction in plate thickness. When necking occurs in this area, the material breaks.

この張出し成形によって成形された部材が特に必要とされる用途として、家電や厨房の外装パネルがある。従来、こうした外装パネルには、普通鋼に塗装を施した材料を用いていたが、塗装が浮いたところや端部から錆びが発生してしまう問題があること、その一方でステンレス鋼の成形性の向上や、外観の高級感が得られるクリヤ塗装による意匠性の向上などの理由により、近年では外装パネルの素材にステンレス鋼が多く用いられている。特に、外装パネルは、製品の外観を構成するものとなるので、寸法精度の向上が求められる。そのため、張出し成形を用いるような加工が多くなされている。 One application in which components formed by this stretch forming are particularly needed is the exterior panels of home appliances and kitchens. Traditionally, such exterior panels were made of painted ordinary steel, but this had the problem of rust forming where the paint had peeled off or at the edges. On the other hand, due to the improved formability of stainless steel and the improved design of clear coatings that give a luxurious appearance, stainless steel has come to be used more frequently in recent years as the material for exterior panels. In particular, because exterior panels form the appearance of a product, improved dimensional accuracy is required. For this reason, processing that uses stretch forming is being used more and more.

また、上述したように家電製品、厨房機器などの製品では、軽量化が求められており、外装パネルにも軽量化が強く求められてきている。この軽量化は、従来よりも更に薄い0.4mm~0.8mm未満の板厚のステンレス鋼板を適用することで達成できると考えられている。しかし、このような板厚で所定の張出し加工性を満たすことのできるフェライト系ステンレス鋼板は、上述の特許文献1~3を含め、存在しなかった。 As mentioned above, there is a demand for lighter weight in products such as home appliances and kitchen equipment, and there is also a strong demand for lighter weight exterior panels. It is believed that this weight reduction can be achieved by applying stainless steel sheets with a thickness of 0.4 mm to less than 0.8 mm, which is thinner than conventional sheets. However, there have been no ferritic stainless steel sheets that can meet the required stretching workability at such a thickness, including those in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3.

特許文献4には、所定の化学成分を有し、板厚が0.4~0.8mmであり、成形速度が3~10mm/minであり、エリクセン試験を行った場合の張出高さが10mm以上になる外装パネル用フェライトステンレス鋼板が記載されている。しかし、特許文献4では、成形速度が10mm/min以下に制限されており、成形品における成形所要時間に一定の制限がある。そこで、更なる成形品の生産性の向上が求められている。 Patent Document 4 describes a ferritic stainless steel sheet for exterior panels that has a specified chemical composition, a thickness of 0.4 to 0.8 mm, a forming speed of 3 to 10 mm/min, and an overhang height of 10 mm or more when subjected to an Erichsen test. However, in Patent Document 4, the forming speed is limited to 10 mm/min or less, and there is a certain limit to the time required for forming the formed product. Therefore, there is a demand for further improvement in the productivity of formed products.

特開昭57-198248号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-198248 特開昭58-61258号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-61258 特開2004-217996号公報JP 2004-217996 A 特許第6050701号公報Patent No. 6050701

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、角筒成形品の生産に優れたフェライト系ステンレス鋼板の成形方法及び角筒成形に好適なフェライト系ステンレス鋼板を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a method for forming ferritic stainless steel sheets that is excellent for producing rectangular tube products, and a ferritic stainless steel sheet that is suitable for forming rectangular tubes.

上記課題を解決するため、本発明は下記の構成を有する。
[1] パンチとダイを用いたプレス成形によりフェライト系ステンレス鋼板を目標成形深さまで角筒絞り成形する成形方法であって、
前記フェライト系ステンレス鋼板が、質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70%以下、Mn:1.00%以下、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Cr:11.0~19.5%、N:0.020%以下、Al:0.005~0.100%、O:0.0050%以下、Ti:0.03~0.20%、Nb:0.010~0.300%、Sn:0.001~0.300%、Zr:0.001~0.080%、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、下記式(1)を満足する成分組成を有し、かつ、板厚が1.0mm以下であり、
成形開始位置から前記目標成形深さの1/4位置までの前記パンチと前記ダイの平均相対速度Vを、150mm/min以下とし、
前記目標成形深さの1/4位置から4/5位置までの前記パンチと前記ダイの平均相対速度Vを、前記平均相対速度V超、250mm/min以下とし、
前記目標成形深さの4/5位置から前記目標成形深さまでの前記パンチと前記ダイの最大の相対速度Vを、120mm/min以下とする、フェライト系ステンレス鋼板の成形方法。
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12 …(1)
ただし、式(1)における元素記号はそれぞれ、前記フェライト系ステンレス鋼板における各元素の含有量(質量%)である。
[2] 前記平均相対速度Vを50~150mm/minとする、[1]に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。
[3] 前記フェライト系ステンレス鋼板が、Feの一部に代えて、質量%で、Mo:0.05~0.50%、Ni:0.05~0.50%、Cu:0.01~1.00%の1種または2種以上を含有することを特徴とする[1]または[2]に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。
[4] 前記フェライト系ステンレス鋼板が、Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0003~0.0050%、Ga:0.0001~0.2%、W:0.001~0.300%の1種または2種以上を含有することを特徴とする[1]乃至[3]の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。
[5] 前記フェライト系ステンレス鋼板の平均ランクフォード値が1.7以上であり、ランクフォード値の面内異方性(Δr)が0.7以下であることを特徴とする[1]乃至[4]の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。
[6] 質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70%以下、Mn:1.00%以下、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Cr:11.0~19.5%、N:0.020%以下、Al:0.005~0.100%、O:0.0050%以下、Ti:0.03~0.20%、Nb:0.010~0.300%、Sn:0.001~0.300%、Zr:0.001~0.080%、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、下記式(2)を満足する成分組成を有することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12 …(2)
ただし、式(2)における元素記号はそれぞれ、前記フェライト系ステンレス鋼板における各元素の含有量(質量%)である。
[7] Feの一部に代えて、質量%で、Mo:0.05~0.50%、Ni:0.05~0.50%、Cu:0.01~1.00%の1種または2種以上を含有することを特徴とする[6]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
[8] Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0003~0.0050%、Ga:0.0001~0.2%、W:0.001~0.300%の1種または2種以上を含有することを特徴とする[6]または[7]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
[9] 平均ランクフォード値が1.7以上であり、ランクフォード値の面内異方性(Δr)が0.7以下であることを特徴とする[6]乃至[8]の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
[1] A forming method for square cup drawing of a ferritic stainless steel sheet to a target forming depth by press forming using a punch and a die, comprising:
The ferritic stainless steel sheet contains, by mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 11.0 to 19.5%, N: 0.020% or less, Al: 0.005 to 0.100%, O: 0.0050% or less, Ti: 0.03 to 0.20%, Nb: 0.010 to 0.300%, Sn: 0.001 to 0.300%, Zr: 0.001 to 0.080%, with the balance being iron and impurities, and has a component composition that satisfies the following formula (1), and has a sheet thickness of 1.0 mm or less,
The average relative speed V1 between the punch and the die from the forming start position to a 1/4 position of the target forming depth is set to 150 mm/min or less;
The average relative speed V2 between the punch and the die from the 1/4 position to the 4/5 position of the target forming depth is set to be greater than the average relative speed V1 and equal to or less than 250 mm/min;
a maximum relative speed V3 of the punch and the die from a 4/5 position of the target forming depth to the target forming depth being 120 mm/min or less.
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12…(1)
Here, each element symbol in formula (1) represents the content (mass %) of each element in the ferritic stainless steel sheet.
[2] The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to [1], wherein the average relative speed V1 is 50 to 150 mm/min.
[3] The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to [1] or [2], characterized in that the ferritic stainless steel sheet contains, in mass%, one or more of Mo: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 0.50%, and Cu: 0.01 to 1.00% in place of a portion of Fe.
[4] The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to any one of [1] to [3], characterized in that the ferritic stainless steel sheet contains, in mass%, one or more of B: 0.0003 to 0.0050%, Ga: 0.0001 to 0.2%, and W: 0.001 to 0.300% in place of a portion of Fe.
[5] A method for forming a ferritic stainless steel sheet according to any one of [1] to [4], characterized in that the average Lankford value of the ferritic stainless steel sheet is 1.7 or more, and the in-plane anisotropy (Δr) of the Lankford value is 0.7 or less.
[6] A ferritic stainless steel sheet comprising, by mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 11.0 to 19.5%, N: 0.020% or less, Al: 0.005 to 0.100%, O: 0.0050% or less, Ti: 0.03 to 0.20%, Nb: 0.010 to 0.300%, Sn: 0.001 to 0.300%, Zr: 0.001 to 0.080%, with the balance being iron and impurities, and having a component composition that satisfies the following formula (2):
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12…(2)
Here, each element symbol in formula (2) represents the content (mass %) of each element in the ferritic stainless steel sheet.
[7] The ferritic stainless steel sheet according to [6], characterized in that, instead of a portion of Fe, it contains, by mass%, one or more of Mo: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 0.50%, and Cu: 0.01 to 1.00%.
[8] The ferritic stainless steel sheet according to [6] or [7], characterized in that, instead of a portion of Fe, one or more of the following elements are contained, by mass%, B: 0.0003 to 0.0050%, Ga: 0.0001 to 0.2%, and W: 0.001 to 0.300%.
[9] A ferritic stainless steel sheet according to any one of [6] to [8], characterized in that the average Lankford value is 1.7 or more and the in-plane anisotropy (Δr) of the Lankford value is 0.7 or less.

本発明によれば、角筒成形品の生産に優れたフェライト系ステンレス鋼板の成形方法及び角筒成形に好適なフェライト系ステンレス鋼板を提供できる。特に、本発明によれば、家電製品や厨房機器の軽量化のための部品として必要とされる肉厚が薄い成形品を製造する際に、良好な外観を有するフェライト系ステンレス鋼板をブランクとして使用でき、成形加工の生産性に優れ、かつ良好な張出し性を発揮できるので、寸法精度や意匠性を満足する成形品を得ることが出来る。 According to the present invention, a method for forming ferritic stainless steel sheets that is excellent for producing rectangular tube molded products and a ferritic stainless steel sheet suitable for rectangular tube molding can be provided. In particular, according to the present invention, when manufacturing thin-walled molded products required as parts for reducing the weight of home appliances and kitchen equipment, a ferritic stainless steel sheet with a good appearance can be used as a blank, and since the molding process is highly productive and has good stretchability, a molded product that satisfies dimensional accuracy and design can be obtained.

図1は、本発明による成形時間短縮の効果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the effect of shortening the molding time according to the present invention. 本発明の実施形態である成形方法を説明する工程図。1A to 1C are process diagrams illustrating a molding method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態である成形方法を説明する工程図。1A to 1C are process diagrams illustrating a molding method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態である成形方法を説明するグラフ。3 is a graph illustrating a molding method according to an embodiment of the present invention.

一般にオーステナイト系ステンレス鋼板に比べて成形性が低いと言われるフェライト系ステンレス鋼板について、これを角筒成形する際の生産性を向上させ、割れや成形不良を生じさせずに意匠性に優れた成形品を得るために、本発明者らが鋭意検討した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research into how to improve the productivity of ferritic stainless steel sheets, which are generally considered to have lower formability than austenitic stainless steel sheets, when forming them into square tubes, and to obtain formed products with excellent design without causing cracks or forming defects.

一般に、成形対象の鋼板の降伏比が低いほど加工性が向上する。降伏比とは、降伏応力と引張強さの比率であり、降伏比が低くなるほど、一様伸び領域が得られる荷重の幅が大きくなり、塑性加工しやすくなる。その一方で、角筒成形のような、深絞りと張り出し変形が複合する成形の場合には、成形時の鋼板の板厚分布が大きくなり、板厚減少が促進され、内在する介在物を起点に割れが発生しやすくなる。そこで本発明者らは、上記課題を解決するため、フェライト系ステンレス鋼に含有させる各元素の種類及び含有量と、角筒成形性との関係を調査した。角筒成形は、絞り変形と張り出し変形が共存する難易度の高い成形様式であり、応力集中部の板厚減少を抑制することが成形性の向上に有効である。板厚減少が生じれば加工硬化をともない加工性が低下する。成形加工において割れが発生した成形品の破面を詳細に観察すると、Al酸化物やTiNが多数確認された。これらAl酸化物やTiNが割れを促進すると考え、Al酸化物の偏在とTiNの成長を抑制することを可能とする鋼成分を検討した。そして、特定の鋼成分を有する鋼板を角筒成形のブランクに適用することで、生産性を低下させずに寸法精度と意匠性を満足する角筒成形性が可能になることを見出した。 In general, the lower the yield ratio of the steel sheet to be formed, the better the workability. The yield ratio is the ratio of the yield stress to the tensile strength. The lower the yield ratio, the wider the load range in which the uniform elongation region is obtained, making it easier to perform plastic processing. On the other hand, in the case of forming, such as square tube forming, which combines deep drawing and bulging deformation, the thickness distribution of the steel sheet during forming becomes large, which promotes the reduction in thickness and makes it easier for cracks to occur from the inclusions present. In order to solve the above problem, the inventors investigated the relationship between the type and content of each element contained in ferritic stainless steel and the square tube formability. Square tube forming is a difficult forming method in which drawing deformation and bulging deformation coexist, and suppressing the reduction in thickness at the stress concentration area is effective in improving formability. If the thickness is reduced, the workability decreases due to work hardening. When the fracture surface of a formed product in which cracks occurred during forming was observed in detail, a large amount of Al oxide and TiN was confirmed. Assuming that these Al oxides and TiN promote cracking, the researchers investigated steel compositions that would suppress uneven distribution of Al oxides and growth of TiN. They then discovered that by using steel sheets with specific steel compositions for blanks for square tube forming, it is possible to achieve square tube formability that satisfies dimensional accuracy and design without reducing productivity.

また、本発明者らは質量%で、0.007C-0.26Si-0.19Mn-16.7Cr-0.26Nb-0.09Ti-0.26Sn-0.004Zr-0.053Al-0.0007Oを組成とし、板厚0.8mmのフェライト系ステンレス鋼板を用い、種々のプレス機での適用を想定した加工条件と張出し性との関係について調査した。具体的には、成形開始位置から最終成形深さ位置までの金型のストローク区間を3分割し、各分割領域毎に成形速度を変化させた場合の張出し性への影響を調査した。結果を表1A、表1B及び表1Cに示す。 The inventors also used a ferritic stainless steel sheet with a thickness of 0.8 mm and a composition (by mass%) of 0.007C-0.26Si-0.19Mn-16.7Cr-0.26Nb-0.09Ti-0.26Sn-0.004Zr-0.053Al-0.0007O to investigate the relationship between the processing conditions and the stretchability of the sheet, assuming application to various presses. Specifically, the stroke section of the die from the forming start position to the final forming depth position was divided into three sections, and the effect on the stretchability of changing the forming speed for each divided section was investigated. The results are shown in Tables 1A, 1B, and 1C.

Figure 0007550587000001
Figure 0007550587000001

Figure 0007550587000002
Figure 0007550587000002

Figure 0007550587000003
Figure 0007550587000003

表1Aは、金型のストローク区間を3つに分割したうちの最初の分割区間において、成形速度を変化させた場合の割れの発生の有無を調査した結果である。
また、表1Bは、金型のストローク区間を3つに分割したうちの最初の分割区間を、成形開始位置から最終成形深さの1/4位置までとし、この区間の成形速度を150mm/minとした場合の、2番目の分割区間において、成形速度を変化させた場合の割れの発生の有無を調査した結果である。
更に、表1Cは、金型のストローク区間を3つに分割したうちの最初の分割区間を、成形開始位置から最終成形深さの1/4位置までとし、成形速度を150mm/minとし、2番目の分割区間を最終成形深さの1/4~4/5位置とし、成形速度を250mm/minとした場合の、3番目の(最後の)分割区間において、成形速度を変化させた場合の割れの発生の有無を調査した結果である。
Table 1A shows the results of an investigation into the occurrence of cracks when the forming speed was changed in the first of three divided stroke sections of the die.
Table 1B shows the results of an investigation into whether or not cracks occurred when the forming speed was changed in the second divided section, in which the first of the three stroke sections of the mold was set to extend from the forming start position to 1/4 of the final forming depth and the forming speed in this section was set to 150 mm/min.
Furthermore, Table 1C shows the results of an investigation into whether or not cracks occurred when the forming speed was changed in the third (last) divided section, where the first of the three divided sections of the stroke section of the mold was from the starting position of forming to 1/4 of the final forming depth, with a forming speed of 150 mm/min, and the second divided section was from 1/4 to 4/5 of the final forming depth, with a forming speed of 250 mm/min.

表1A~表1Cに示すように、成形速度を増加すると形状不良や割れが生じる傾向が明確に示されている。また、表1A~表1Cに示すように、各分割区間毎に成形速度を最適化することで、従来の成形速度よりも高い成形速度での成形が可能となり、短時間での成形が可能となることを見出した。 As shown in Tables 1A to 1C, there is a clear tendency for defective shapes and cracks to occur when the forming speed is increased. In addition, as shown in Tables 1A to 1C, it was discovered that by optimizing the forming speed for each divided section, it is possible to form at a faster forming speed than conventional forming speeds, and form in a shorter time.

図1には、本発明の鋼成分を有し、板厚が0.6mmのフェライト系ステンレス鋼板に対して、目標成形深さを50mmとして角筒成形を行った際に、成形速度を80mm/minの一定速度とした場合と、ストローク区間を3分割して各分割区間毎に成形速度を最適化させた場合の所要時間を示している。後者の場合は、前者の場合に比べて、成形に必要な所要時間が半減しており、成形性を維持したまま時間短縮が可能になることが明らかになった。なお、ストローク区間を3分割した場合の成形速度は、1工程目(成形開始位置~最終成形深さの1/4)を150mm/min、2工程目(最終成形深さの1/4~4/5)を250mm/min、3工程目(最終成形深さの4/5~最終成形深さ位置)を120mm/minとした。 Figure 1 shows the time required for forming a square tube of a ferritic stainless steel sheet having the steel composition of the present invention and a thickness of 0.6 mm with a target forming depth of 50 mm, when the forming speed is constant at 80 mm/min and when the stroke section is divided into three and the forming speed is optimized for each divided section. In the latter case, the time required for forming is halved compared to the former case, making it clear that it is possible to reduce the time while maintaining formability. Note that when the stroke section is divided into three, the forming speed is 150 mm/min in the first process (from the forming start position to 1/4 of the final forming depth), 250 mm/min in the second process (from 1/4 to 4/5 of the final forming depth), and 120 mm/min in the third process (from 4/5 of the final forming depth to the final forming depth position).

本発明は、以上の知見によりなされたものである。以下、本発明の実施形態であるフェライト系ステンレス鋼板の成形方法及び角筒成形に好適なフェライト系ステンレス鋼板について説明する。 The present invention was made based on the above findings. Below, we will explain the method for forming a ferritic stainless steel sheet and the ferritic stainless steel sheet suitable for forming a square tube, which are embodiments of the present invention.

本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法は、パンチとダイを用いたプレス成形によりフェライト系ステンレス鋼板を目標成形深さまで角筒絞り成形する成形方法であって、フェライト系ステンレス鋼板が、質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70%以下、Mn:1.00%以下、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Cr:11.0~19.5%、N:0.020%以下、Al:0.005~0.100%、O:0.0050%以下、Ti:0.03~0.20%、Nb:0.010~0.300%、Sn:0.001~0.300%、Zr:0.001~0.080%、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、下記式(1)を満足する成分組成を有し、かつ、板厚が1.0mm以下であり、成形開始位置から目標成形深さの1/4位置までの前記パンチとダイの平均相対速度Vを、150mm/min以下とし、目標成形深さの1/4位置から4/5位置までのパンチとダイの平均相対速度Vを、平均相対速度V超、250mm/min以下とし、目標成形深さの4/5位置から目標成形深さまでのパンチとダイの最大の相対速度Vを、120mm/min以下とする、成形方法である。
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12 …(1)
ただし、式(1)における元素記号はそれぞれ、フェライト系ステンレス鋼板における各元素の含有量(質量%)である。
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法では、平均相対速度Vを50~150mm/minとすることが好ましい。
また、フェライト系ステンレス鋼板は、Feの一部に代えて、質量%で、Mo:0.05~0.50%、Ni:0.05~0.50%、Cu:0.01~1.00%の1種または2種以上を含有してもよい。
更に、フェライト系ステンレス鋼板は、Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0003~0.0050%、Ga:0.0001~0.2%、W:0.001~0.300%の1種または2種以上を含有してもよい。
The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to the present embodiment is a forming method for square-cup-drawing a ferritic stainless steel sheet to a target forming depth by press forming using a punch and a die, in which the ferritic stainless steel sheet contains, in mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 11.0 to 19.5%, N: 0.020% or less, The forming method includes: Al: 0.005 to 0.100%, O: 0.0050% or less, Ti: 0.03 to 0.20%, Nb: 0.010 to 0.300%, Sn: 0.001 to 0.300%, Zr: 0.001 to 0.080%, and the balance being iron and impurities; the composition satisfies the following formula (1); and the plate thickness is 1.0 mm or less; the average relative speed V1 between the punch and the die from the forming start position to a ¼ position of the target forming depth is 150 mm/min or less; the average relative speed V2 between the punch and the die from the ¼ position to the 4/5 position of the target forming depth is greater than the average relative speed V1 and is 250 mm/min or less; and the maximum relative speed V3 between the punch and the die from the 4/5 position of the target forming depth to the target forming depth is 120 mm/min or less.
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12…(1)
Here, each element symbol in formula (1) represents the content (mass %) of each element in the ferritic stainless steel sheet.
In the method for forming a ferritic stainless steel sheet according to this embodiment, the average relative speed V1 is preferably set to 50 to 150 mm/min.
In addition, the ferritic stainless steel sheet may contain, in mass percent, one or more of Mo: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 0.50%, and Cu: 0.01 to 1.00%, instead of a portion of Fe.
Furthermore, the ferritic stainless steel sheet may contain, in mass percent, one or more of B: 0.0003 to 0.0050%, Ga: 0.0001 to 0.2%, and W: 0.001 to 0.300%, in place of a portion of Fe.

まず、本実施形態の成形方法におけるブランクであるフェライト系ステンレス鋼板について説明する。フェライト系ステンレス鋼板の化学成分の限定理由を述べる。なお、特に注記しない限り、成分含有量の単位である%は質量%を意味する。 First, we will explain the ferritic stainless steel sheet that is the blank in the forming method of this embodiment. We will explain the reasons for limiting the chemical composition of the ferritic stainless steel sheet. Note that unless otherwise noted, % which is the unit of component content means % by mass.

C:0.0200%以下
Cは、成形性と耐食性を劣化させる理由で、含有量は少ないほどよく、上限を0.0200%以下とする。しかし、C量の過度の低減は精錬コストの増加につながるため、C量の下限を0.0010%以上にすることが望ましい。好ましいC量は0.0030~0.0070%である。
C: 0.0200% or less C deteriorates formability and corrosion resistance, so the lower the content, the better, with the upper limit set to 0.0200% or less. However, excessive reduction in the C content leads to increased refining costs, so it is desirable to set the lower limit of the C content to 0.0010% or more. The preferred C content is 0.0030 to 0.0070%.

Si:0.70%以下
Siは、脱酸元素として含有される場合があるが、固溶強化元素であることから、降伏応力低下の観点より、その含有量は少ないほうがよく、上限を0.70%以下とする。但し、Si量の過度の低減は精錬コストの増加につながるため、下限を0.01%以上にすることが望ましい。好ましいSi量は0.05~0.50%である。
Si: 0.70% or less Although Si may be contained as a deoxidizing element, it is a solid solution strengthening element, so from the viewpoint of lowering the yield stress, the lower the content, the better, and the upper limit is set to 0.70% or less. However, since an excessive reduction in the Si content leads to an increase in refining costs, it is desirable to set the lower limit to 0.01% or more. The preferred Si content is 0.05 to 0.50%.

Mn:1.00%以下
Mnは、Siと同様に固溶強化元素であることから、降伏応力低下の観点より、その含有量は少ないほうがよく、上限を1.00%以下とする。但し、Mn量の過度の低減は精錬コストの増加につながるため、下限を0.01%以上にすることが望ましい。好ましいMn量は0.05~0.50%である。
Mn: 1.00% or less Like Si, Mn is a solid solution strengthening element, so from the viewpoint of reducing yield stress, the lower the content, the better, and the upper limit is set to 1.00% or less. However, since an excessive reduction in the Mn content leads to an increase in refining costs, it is desirable to set the lower limit to 0.01% or more. The preferred Mn content is 0.05 to 0.50%.

P:0.030%以下
Pは、原料から不可避的に混入する元素であり、また、SiやMn同様に固溶強化元素であることから、その含有量は少ないほうがよく、伸びの観点から上限を0.030%以下とする。但し、P量の過度の低減は精錬コストの増加につながるため、下限を0.010%以上としてもよい。
P: 0.030% or less P is an element that is inevitably mixed in from the raw materials, and is also a solid solution strengthening element like Si and Mn, so its content should be small, and from the viewpoint of elongation, the upper limit is set to 0.030% or less. However, since an excessive reduction in the P content leads to an increase in refining costs, the lower limit may be set to 0.010% or more.

S:0.005%以下
Sは、Ti添加鋼の場合に、Ti、CとともにTiを形成し、Cを固定化する作用を有する。Tiは高温で析出する粗大析出物であるため、再結晶、粒成長挙動への影響は少ないが、この析出物が多量に析出すると発銹の起点となって耐食性が劣化する。よってSの上限を0.005%以下とする。但し、S量の過度の低減は精錬コストの増加につながるため、S量の下限を0.0001%以上としてもよい。
S: 0.005% or less In the case of Ti-added steel, S forms Ti4C2S2 together with Ti and C, and has the effect of fixing C. Ti4C2S2 is a coarse precipitate that precipitates at high temperatures, so it has little effect on recrystallization and grain growth behavior, but if this precipitate precipitates in large quantities, it becomes the starting point of rusting and deteriorates corrosion resistance. Therefore, the upper limit of S is set to 0.005% or less. However, since excessive reduction of the S content leads to an increase in refining costs, the lower limit of the S content may be set to 0.0001% or more.

Cr:11.0~19.5%
Crは、耐食性向上のために11.0%以上の含有が必要となるが、過剰の含有は靭性を劣化させ、製造性が悪くなる他、降伏応力も上昇させる。よってCrの上限は19.5%以下とする。好ましいCr量は13.0~17.5%である。
Cr: 11.0-19.5%
A Cr content of 11.0% or more is necessary to improve corrosion resistance, but excessive content deteriorates toughness, worsens manufacturability, and increases yield stress. Therefore, the upper limit of Cr content is 19. The Cr content is preferably 13.0 to 17.5%.

N:0.020%以下
Nは、Cと同様に成形性と耐食性を劣化させることから、その含有量は少ないほうがよく、上限を0.020%以下とする。ただし、低減にかかる製造コストの観点から、下限を0.003%以上にしてもよい。好ましいN量は0.005~0.015%である。
N: 0.020% or less Like C, N deteriorates formability and corrosion resistance, so its content should be small, with the upper limit set to 0.020% or less. However, from the viewpoint of reducing production costs, the lower limit may be set to 0.003% or more. The preferred N content is 0.005 to 0.015%.

Al:0.005~0.100%
Alは、脱酸元素として0.005%以上を含有させてもよい。一方、Alの過度の含有は成形性や溶接性を低下させ、また、表面品質の劣化をもたらすおそれがあるため、上限は0.100%以下とする。好ましいAl量は0.010~0.080%である。
Al: 0.005-0.100%
Al may be contained in an amount of 0.005% or more as a deoxidizing element. On the other hand, an excessive content of Al reduces formability and weldability, and may also cause deterioration of surface quality, so the upper limit is set to 0.005%. The Al content is preferably 0.010 to 0.080%.

O:0.0050%以下
Oは、耐食性及び加工性を低下させる。そのため、O量は低く抑える必要があり、上限を0.0050%以下とする。しかしながら、O量を過度に低減することは精練コストを上昇させるため、O量の下限を0.0001%以上としてもよい。O量の好ましい範囲は、0.0005~0.0030%である。
O: 0.0050% or less O reduces corrosion resistance and workability. Therefore, it is necessary to keep the O content low, and the upper limit is set to 0.0050% or less. However, excessive reduction of the O content increases refining costs, so the lower limit of the O content may be set to 0.0001% or more. The preferred range of the O content is 0.0005 to 0.0030%.

Ti:0.03~0.20%
Tiは、C、N、Sと結合して介在物を形成し、耐食性、耐粒界腐食性および深絞り性の向上効果があるため、0.03%以上を含有させる。一方、Tiは固溶強化元素であるため、過度のTiの含有は固溶Tiの増加につながり、張出し性の指標である伸びの低下につながる。そこでTiの上限は0.20%以下とする。好ましいTi量は、0.08~0.12%である。
Ti: 0.03~0.20%
Ti combines with C, N, and S to form inclusions, and has the effect of improving corrosion resistance, intergranular corrosion resistance, and deep drawability, so the content is set to 0.03% or more. Since Ti is a solution strengthening element, excessive Ti content leads to an increase in solute Ti, which leads to a decrease in elongation, which is an index of stretchability. Therefore, the upper limit of Ti is set to 0.20%. The preferred Ti content is , 0.08 to 0.12%.

Nb:0.010~0.300%
Nbは、成形性と耐食性を向上させる元素であり、0.010%以上を含有させることによりその効果が発現する。ただし、過度の含有は固溶強化に起因した延性の低下をもたらすため、0.300%以下とする。好ましいNb量は0.100~0.200%である。
Nb: 0.010-0.300%
Nb is an element that improves formability and corrosion resistance, and its effect is manifested by including 0.010% or more. However, an excessive content leads to a decrease in ductility due to solid solution strengthening, so 0.010% or more is preferable. The Nb content is preferably 0.100 to 0.200%.

Sn:0.001~0.300%
Snは、含有することで降伏比を低くし張出し加工性を向上させる効果を有する。この効果を得るためには、Snを0.001%以上含有させる。一方、過剰に含有させると製造性が劣化するため、上限を0.300%以下とする。好ましいSn量は0.020~0.200%である。
Sn: 0.001-0.300%
The inclusion of Sn has the effect of lowering the yield ratio and improving the stretch formability. In order to obtain this effect, the Sn content is set to 0.001% or more. On the other hand, excessive Sn content reduces manufacturability. The upper limit of the Sn content is set to 0.300%. The preferred Sn content is 0.020 to 0.200%.

Zr:0.001~0.080%
Zrは、脱酸元素として0.001%以上を含有させる。一方、Zrの過度の含有は成形性、溶接性および表面品質の劣化をもたらすため、上限を0.080%以下とする。好ましいZr量は0.002~0.020%である。
Zr: 0.001-0.080%
Zr is contained in an amount of 0.001% or more as a deoxidizing element. On the other hand, an excessive content of Zr deteriorates formability, weldability and surface quality, so the upper limit is set to 0.080% or less. The amount is 0.002 to 0.020%.

(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12
割れが発生した角筒成形品の破面を詳細に観察すると、多数のディンプル底部に存在するAl酸化物と、ディンプルに関係なく存在する塊状のTiNが観察でき、これらが、割れの起点となるか、もしくは亀裂伝播を促進していた。Al酸化物の偏在とTiNの成長を抑制するためには、介在物組成の改質が有効であり、強脱酸剤であるZrの活用が効果的である。Al、Ti、O及びZrの含有量と割れ発生との関係を精査した結果、(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/Oが12以上になる場合に、優れた角筒成形性を示すことを見出した。よって、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12を満足することが好ましい。
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12
When the fracture surface of the square molded product where the cracks occurred was observed in detail, aluminum oxides present at the bottom of many dimples and lumpy TiN present unrelated to the dimples were observed, which were the starting points of the cracks. In order to suppress the uneven distribution of Al oxides and the growth of TiN, it is effective to modify the composition of the inclusions, and the use of Zr, a strong deoxidizer, is effective. As a result of closely examining the relationship between the contents of Al, Ti, O and Zr and the occurrence of cracks, it was found that excellent properties were obtained when (Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O was 12 or more. Therefore, it is preferable that the ferritic stainless steel sheet according to the present embodiment satisfies (Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12. .

また、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、Feの一部に代えて、質量%で、Mo:0.05~0.50%、Ni:0.05~0.50%、Cu:0.01~1.00%の1種または2種以上を含有してもよい。 Furthermore, the ferritic stainless steel sheet according to this embodiment may contain, in mass %, one or more of the following elements in place of a portion of Fe: Mo: 0.05-0.50%, Ni: 0.05-0.50%, and Cu: 0.01-1.00%.

Mo、Ni、Cuは、耐食性を向上させる元素であり、耐食性が要求される用途では必要に応じて1種または2種以上を含有させるとよい。Mo、Niはそれぞれ、0.05%以上の含有により耐食性が向上する。Mo,Niの過度の含有は硬質化を招き、成形性の劣化をもたらすため、それぞれ、0.50%以下を上限とする。好ましいMo量及びNi量は、それぞれ、0.10~0.30%である。また、Cuは、0.01%以上の含有によりその効果が発現するが、Cuの過度な含有は成形性、特に延性の劣化をもたらすため、Cu量の上限を1.00%以下とする。好ましいCu量は0.30~0.80%である。 Mo, Ni, and Cu are elements that improve corrosion resistance, and in applications requiring corrosion resistance, one or more of them may be included as necessary. Corrosion resistance is improved by including 0.05% or more of Mo and Ni. Excessive inclusion of Mo and Ni leads to hardening and deterioration of formability, so the upper limit of each is set to 0.50% or less. The preferred Mo and Ni amounts are 0.10 to 0.30%. Cu exerts its effect by including 0.01% or more, but excessive Cu content leads to deterioration of formability, especially ductility, so the upper limit of Cu content is set to 1.00% or less. The preferred Cu content is 0.30 to 0.80%.

また、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0003~0.0050%、Ga:0.0001~0.2%、W:0.001~0.300%の1種または2種以上を含有してもよい。 Furthermore, the ferritic stainless steel sheet according to this embodiment may contain, in mass %, one or more of the following elements in place of a portion of Fe: B: 0.0003-0.0050%, Ga: 0.0001-0.2%, and W: 0.001-0.300%.

Bは、二次加工性を向上させる元素であり、必要に応じてBを0.0003%以上含有させてもよい。しかし、Bの過度の含有は伸びの低下をもたらすため、Bを含有させる場合の上限は0.0050%以下とする。好ましいB量は0.0010~0.0020%である。 B is an element that improves secondary workability, and 0.0003% or more of B may be contained as necessary. However, since excessive B content reduces elongation, the upper limit of B content is set to 0.0050% or less. The preferred B content is 0.0010 to 0.0020%.

Gaは、GaSを形成し耐食性を向上させる元素である。MnSの析出を抑制することで、さびの起点を無くすことができるため、非常に有効な元素である。0.0001%未満の含有では効果が認められないことから、Gaを含有させる場合は0.0001%以上を含有させるとよい。一方、Gaの過剰な含有は固溶硬化を招く。したがって、Ga量の上限は0.2%以下とする。 Ga is an element that forms GaS and improves corrosion resistance. It is a very effective element because it can suppress the precipitation of MnS and eliminate the starting point of rust. Since no effect is observed at a content of less than 0.0001%, if Ga is to be contained, it is recommended that the content be 0.0001% or more. On the other hand, excessive Ga content leads to solid solution hardening. Therefore, the upper limit of the Ga content is set to 0.2% or less.

Wは、NbやTiと同様にC、Nを固定してCr炭窒化物による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。このような効果を発現させるには、W量を0.001%以上にするとよい。一方、W量が0.300%を超えるとステンレス鋼板の硬質化を招き、加工性を低下させる。従って、W量は0.300%以下とすることが好ましい。 Like Nb and Ti, W is an element that fixes C and N, prevents sensitization caused by Cr carbonitrides, and improves corrosion resistance. To achieve this effect, the W content should be 0.001% or more. On the other hand, if the W content exceeds 0.300%, the stainless steel plate becomes hard and its workability decreases. Therefore, it is preferable to keep the W content at 0.300% or less.

本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、上述してきた元素以外は、Fe及び不純物(不純物には不可避的不純物も含む)からなる。また、以上説明した各元素の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。本実施形態では、例えばBi、Pb、Se、H等を含有させてもよいが、その場合は可能な限り低減することが好ましい。一方、これらの元素は、本発明の課題を解決する限度において、その含有割合が制御され、必要に応じて、Biは0.01%以下、Pbは0.01%以下、Seは0.01%以下、Hは0.01%以下を含有してもよい。 The ferritic stainless steel sheet according to this embodiment is composed of Fe and impurities (including unavoidable impurities) in addition to the elements described above. In addition to the elements described above, other elements may be contained within a range that does not impair the effects of the present invention. In this embodiment, for example, Bi, Pb, Se, H, etc. may be contained, but in this case, it is preferable to reduce the amount as much as possible. On the other hand, the content ratio of these elements is controlled to the extent that the problem of the present invention is solved, and Bi may be contained at 0.01% or less, Pb at 0.01% or less, Se at 0.01% or less, and H at 0.01% or less, as necessary.

本実施形態の成形方法では、板厚が1.0mm以下のフェライト系ステンレス鋼板を成形対象とする。好ましい板厚は0.4~0.8mmである。本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、化学成分を調整したことにより張出し性に優れるものとなっているため、家電製品や厨房機器のように薄い板厚で成形加工を必要とされる用途に特に好適に使用される。 In the forming method of this embodiment, a ferritic stainless steel sheet having a thickness of 1.0 mm or less is to be formed. The preferred thickness is 0.4 to 0.8 mm. The ferritic stainless steel sheet according to this embodiment has excellent extrusion properties due to the adjustment of its chemical composition, so it is particularly suitable for use in applications where forming processing is required for a thin sheet thickness, such as home appliances and kitchen equipment.

また、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、平均ランクフォード値(以下、平均r値と記載する。平均塑性ひずみ比ともいう)が1.7以上、ランクフォード値の面内異方性(Δr)が0.7以下であることが好ましい。平均r値を1.7以上とすることで、ポンチ肩部での板厚減少が起きにくくなり、成形加工時の割れの発生を抑制できるようになる。また、面内異方性(Δr)を0.7以下とすることで、成形時の鋼板の面内異方性が値さくなり、成形性をより向上することができる。 In addition, the ferritic stainless steel sheet according to this embodiment preferably has an average Lankford value (hereinafter referred to as the average r value, also referred to as the average plastic strain ratio) of 1.7 or more and an in-plane anisotropy (Δr) of the Lankford value of 0.7 or less. By making the average r value 1.7 or more, reduction in sheet thickness at the punch shoulder is less likely to occur, making it possible to suppress the occurrence of cracks during forming. Furthermore, by making the in-plane anisotropy (Δr) 0.7 or less, the in-plane anisotropy of the steel sheet during forming is reduced, and formability can be further improved.

平均r値及びΔrの測定方法は、JIS Z 2254:2008の塑性ひずみ比試験方法により求めることができる。平均r値は、JIS Z 2254:2008に従い、下記式(A)によって求めることができる。また、面内異方性(Δr)は、JIS Z 2254:2008に従い、下記式(B)によって求めることができる。 The average r value and Δr can be measured by the plastic strain ratio test method of JIS Z 2254:2008. The average r value can be calculated by the following formula (A) in accordance with JIS Z 2254:2008. The in-plane anisotropy (Δr) can be calculated by the following formula (B) in accordance with JIS Z 2254:2008.

平均r値=(r+2r45+r90)/4 ・・・(A) Average r value = (r 0 + 2r 45 + r 90 ) / 4 (A)

Δr=(r-2r45+r90)/2 ・・・(B) Δr=(r 0 -2r 45 +r 90 )/2...(B)

但し、(A)式及び(B)式中のrは圧延方向のr値、r90は圧延直角方向のr値、r45は圧延45度方向のr値を示す。 In the formulas (A) and (B), r0 represents the r value in the rolling direction, r90 represents the r value in the direction perpendicular to the rolling direction, and r45 represents the r value in the 45 degree direction to the rolling direction.

本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、一般的な方法で製造することができ、特に限定されるものではない。すなわち、製鋼及び連続鋳造により所望の化学成分を有する鋳片を鋳造し、熱間圧延、熱間圧延後の焼鈍及び酸洗、冷間圧延及び冷間圧延後の最終焼鈍を行うことによって、製造すればよい。ただし、平均r値及び面内異方性(Δr)を好ましい範囲にするためには、冷間圧延率を86~94%の範囲とし、冷間圧延後の最終焼鈍の昇温速度を5~20℃/秒の範囲とし、最終焼鈍の均熱速度及び均熱時間をそれぞれ850~920℃、0~2分間の範囲とし、均熱終了後から500℃までの冷却速度を15~50℃/秒の範囲とすることが好ましい。 The ferritic stainless steel sheet of this embodiment can be manufactured by a general method and is not particularly limited. That is, it may be manufactured by casting a slab having the desired chemical composition by steelmaking and continuous casting, hot rolling, annealing and pickling after hot rolling, cold rolling, and final annealing after cold rolling. However, in order to set the average r value and in-plane anisotropy (Δr) in the preferred range, it is preferable that the cold rolling reduction is in the range of 86 to 94%, the heating rate of the final annealing after cold rolling is in the range of 5 to 20°C/sec, the soaking rate and soaking time of the final annealing are in the ranges of 850 to 920°C and 0 to 2 minutes, respectively, and the cooling rate from the end of soaking to 500°C is in the range of 15 to 50°C/sec.

次に、上記のフェライト系ステンレス鋼板を用いた成形方法について説明する。本実施形態の成形方法は、パンチとダイを用いたプレス成形によりフェライト系ステンレス鋼板を目標成形深さまで角筒絞り成形する成形方法である。 Next, a forming method using the above-mentioned ferritic stainless steel sheet will be described. The forming method of this embodiment is a forming method in which the ferritic stainless steel sheet is pressed using a punch and a die to form a square cylinder to the target forming depth.

図2には、本実施形態の成形方法によって成形可能な成形品の一例を示す。
図2に示す成形品2は、フェライト系ステンレス鋼板1(以下、鋼板1という場合がある)を角筒絞り成形することにより製造される。成形品2は、矩形状の底面部21と、フランジ部22と、底面部21及びフランジ部22を接続する4つの縦壁部23とを有する。底面部21とフランジ部22との距離、すなわち、縦壁部の高さdは、角筒成形時の目標成形深さDに対応する深さとなっている。
FIG. 2 shows an example of a molded product that can be molded by the molding method of this embodiment.
The formed product 2 shown in Fig. 2 is manufactured by drawing a ferritic stainless steel sheet 1 (hereinafter sometimes referred to as steel sheet 1) into a square cylinder. The formed product 2 has a rectangular bottom surface portion 21, a flange portion 22, and four vertical wall portions 23 connecting the bottom surface portion 21 and the flange portion 22. The distance between the bottom surface portion 21 and the flange portions 22, i.e., the height d of the vertical wall portions, corresponds to the target forming depth D during square cylinder forming.

図2に示す成形品2は、例えば、家電製品や厨房機器の外装パネルに用いることができる。成形品2をこれらの外装パネルとして用いる場合は、図2に示す形状に限定されるものではなく、底面部21、フランジ部22及び縦壁部23を適宜変形させたものであってもよい。 The molded product 2 shown in FIG. 2 can be used, for example, as an exterior panel for home appliances or kitchen appliances. When the molded product 2 is used as such an exterior panel, it is not limited to the shape shown in FIG. 2, and the bottom surface portion 21, flange portion 22, and vertical wall portion 23 may be appropriately modified.

次に、本実施形態の成形方法に好適に用いられるプレス成形機の一例を説明する。図3は、本実施形態の成形方法の概要を説明する工程図である。図3(a)に示すプレス成形機30は、いわゆるサーボプレス機であり、ダイ31と、パンチ32と、ダイクッションパッド33とを備えている。ダイクッションパッド33は、一般にはブランクホルダまたはしわ押さえとも呼ばれる。プレス成形機30は、プレス成形時に鋼板1の一部1aをダイ31の周縁部とダイクッションパッド33とで挟むことで、成形品2の成形性を向上させる。 Next, an example of a press molding machine suitable for use in the molding method of this embodiment will be described. FIG. 3 is a process diagram outlining the molding method of this embodiment. The press molding machine 30 shown in FIG. 3(a) is a so-called servo press machine, and is equipped with a die 31, a punch 32, and a die cushion pad 33. The die cushion pad 33 is also generally called a blank holder or blank holder. The press molding machine 30 improves the formability of the molded product 2 by sandwiching a part 1a of the steel sheet 1 between the peripheral portion of the die 31 and the die cushion pad 33 during press molding.

本実施形態におけるダイ31には、駆動源として図示しないサーボモータが接続されている。ダイ31の駆動源としてサーボモータを用いることにより、ダイ31及びパンチ32によるスライド動作モーションを自由に制御できるようになっている。以下のプレス成型機30の動作説明では、パンチ32を固定側とし、ダイ31及びダイクッションパッド33を可動側とする前提で説明する。 In this embodiment, a servo motor (not shown) is connected as a drive source to the die 31. By using a servo motor as a drive source for the die 31, it is possible to freely control the sliding motion of the die 31 and punch 32. In the following explanation of the operation of the press molding machine 30, the punch 32 is assumed to be the fixed side, and the die 31 and die cushion pad 33 are assumed to be the movable side.

なお、本実施形態では、パンチ32を固定側とし、ダイ31及びダイクッションパッド33を可動側としているが、本発明はこれに限らず、パンチ32を可動側とし、ダイ31及びダイクッションパッド33を固定側としてもよい。この場合は、パンチ32及びダイクッションパッド33の駆動源としてそれぞれ、サーボモータを用いればよい。更に、パンチ32と、ダイ31及びダイクッションパッド33とをそれぞれ、可動可能なように構成してもよい。この場合は、パンチ32、ダイ31及びダイクッションパッド33の駆動源としてそれぞれ、サーボモータを用いればよい。 In this embodiment, the punch 32 is the fixed side, and the die 31 and die cushion pad 33 are the movable side, but the present invention is not limited to this. The punch 32 may be the movable side, and the die 31 and die cushion pad 33 may be the fixed side. In this case, a servo motor may be used as the drive source for the punch 32 and the die cushion pad 33. Furthermore, the punch 32, the die 31, and the die cushion pad 33 may each be configured to be movable. In this case, a servo motor may be used as the drive source for the punch 32, the die 31, and the die cushion pad 33.

一般に、サーボプレス機を用いてプレス成形される場合、成形過程における最大の成形速度(ダイに対するポンチの相対速度)は200mm/min程度である。この成形速度で成形加工を行うと、顕著な加工発熱による軟質化を招き、加工成形性が低下する。本発明者らがサーボプレス機により成形加工条件を検討した結果、上述した成分組成範囲のフェライト系ステンレス鋼板においては、一般的な条件よりも速度の遅い成形速度80mm/min以下で、一般的な油性潤滑剤を用いて成形加工を行えば、成形性が向上し使用可能であることが判明した。しかしながら、成形速度を80mm/min以下にすると、200mm/min程度での成形に比べて生産性の低下が顕著となる。本発明者らは、生産性を低下させずに割れや形状不良を防止する条件を見出した。 In general, when press molding is performed using a servo press, the maximum molding speed (relative speed of the punch to the die) during the molding process is about 200 mm/min. If molding is performed at this molding speed, it will cause softening due to significant processing heat, and the processing formability will decrease. As a result of the inventors' investigation of the molding processing conditions using a servo press, it was found that for ferritic stainless steel sheets in the above-mentioned component composition range, if molding is performed using a general oil-based lubricant at a molding speed of 80 mm/min or less, which is slower than the general conditions, the moldability will be improved and the sheets can be used. However, if the molding speed is set to 80 mm/min or less, the productivity will decrease significantly compared to molding at about 200 mm/min. The inventors have found conditions that prevent cracking and shape defects without decreasing productivity.

本実施形態のプレス成形方法では、まず、図3(a)に示すように、ダイ31とパンチ32の間に鋼板1を配置し、鋼板1をダイ31上に載置し、更に鋼板の一部1aをダイクッションパッド33によって拘束する。次いで、図3(b)に示すように、鋼板1をダイクッションパッド33によって拘束したまま、ダイ31及びダイクッションパッド33とともに鋼板1を上昇させてパンチ32に接近させ、鋼板1をパンチ32の先端に接触させる。このときのダイ31に対するパンチ32の相対位置を、成形開始位置とする。 In the press forming method of this embodiment, first, as shown in FIG. 3(a), the steel sheet 1 is placed between the die 31 and the punch 32, the steel sheet 1 is placed on the die 31, and a part 1a of the steel sheet is further restrained by the die cushion pad 33. Next, as shown in FIG. 3(b), while the steel sheet 1 is still restrained by the die cushion pad 33, the steel sheet 1 is raised together with the die 31 and the die cushion pad 33 to approach the punch 32, and the steel sheet 1 is brought into contact with the tip of the punch 32. The relative position of the punch 32 to the die 31 at this time is the forming start position.

次いで、図3(c)に示すように、パンチ32が下死点に到達するまで、すなわち、パンチ32が図3(c)に示す目標成形深さDの位置に到達するまで、ダイ31及びダイクッションパッド33とともに鋼板1を更に上昇させて、角筒絞り成形を行う。ここで、目標形成深さDは、成形品2における成形深さdに対応する深さであり、より詳しくは、成形開始位置と目標成形深さの位置との間の距離である。 Next, as shown in FIG. 3(c), the steel sheet 1 is further raised together with the die 31 and die cushion pad 33 until the punch 32 reaches the bottom dead center, i.e., until the punch 32 reaches the position of the target forming depth D shown in FIG. 3(c), to perform square cylinder drawing. Here, the target forming depth D is a depth corresponding to the forming depth d in the formed product 2, and more specifically, is the distance between the forming start position and the position of the target forming depth.

本実施形態では、割れや形状不良の発生を防止するために、ダイ31に対するパンチ32の相対位置が成形開始位置から目標性系深さDの位置に至るまでの間、ダイ31に対するパンチ32の相対速度を、以下に説明するように段階的に制御する。 In this embodiment, in order to prevent cracks and defective shapes, the relative speed of the punch 32 with respect to the die 31 is controlled in stages as described below while the relative position of the punch 32 with respect to the die 31 moves from the forming start position to the position of the target system depth D.

図4には、ダイ31に対するパンチ32の相対速度を説明するために模式化したグラフを示す。図4の横軸は時間を示し、縦軸はダイに対するパンチの相対位置を示す。本実施形態では、成形開始位置から目標性系深さDの位置までの区間を3つの分割区間に分け、分割区間毎に、ダイ31に対するパンチ32の相対速度を制御する。分割区間は、成形開始位置から目標成形深さの1/4位置までの第1区間、目標成形深さの1/4位置から目標成形深さの4/5位置までの第2区間、目標成形深さの4/5位置から目標成形深さ位置までの第3区間の3つの区間とする。第1区間の長さは、目標成形深さDの1/4の長さであり、第3区間の長さは、目標成形深さDの1/5の長さである。また、第2区間の長さは、目標成形深さDの11/20の長さになる。なお、図4では、説明の便宜のためにパンチ32の変位と時間との関係を直線で描いているが、パンチ32の変位と時間との関係は直線関係に限定されるものではない。 Figure 4 shows a schematic graph to explain the relative speed of the punch 32 with respect to the die 31. The horizontal axis of Figure 4 indicates time, and the vertical axis indicates the relative position of the punch with respect to the die. In this embodiment, the section from the forming start position to the position of the target forming depth D is divided into three divided sections, and the relative speed of the punch 32 with respect to the die 31 is controlled for each divided section. The divided sections are the first section from the forming start position to the 1/4 position of the target forming depth, the second section from the 1/4 position of the target forming depth to the 4/5 position of the target forming depth, and the third section from the 4/5 position of the target forming depth to the target forming depth position. The length of the first section is 1/4 of the target forming depth D, and the length of the third section is 1/5 of the target forming depth D. The length of the second section is 11/20 of the target forming depth D. In FIG. 4, for ease of explanation, the relationship between the displacement of the punch 32 and time is depicted as a straight line, but the relationship between the displacement of the punch 32 and time is not limited to a linear relationship.

第1区間(成形開始位置から目標成形深さの1/4位置まで)におけるダイ31に対するパンチ32の相対速度は、150mm/min以下の平均相対速度Vとし、より好ましくは50~150mm/minの平均相対速度Vとする。成形開始位置から目標成形深さの1/4位置までの間は、鋼板1において塑性変形が生じる重要な局面である。この範囲における平均相対速度Vを150mm/min以下の比較的低速にすることで、変形抵抗と潤滑の効果を確保することができる。ただし、平均成形速度Vが低すぎると、生産性が低下してしまうため、50mm/min以上を下限にすることが好ましい。平均成形速度Vの好ましい範囲は50~100mm/minである。なお、平均成形速度Vは、目標成形深さDの1/4の長さを、パンチ32の成形開始位置の到達時から目標成形深さの1/4位置への到達時までの所要時間で除した値とする。 The relative speed of the punch 32 with respect to the die 31 in the first section (from the forming start position to the 1/4 position of the target forming depth) is an average relative speed V1 of 150 mm/min or less, more preferably an average relative speed V1 of 50 to 150 mm/min. The period from the forming start position to the 1/4 position of the target forming depth is an important phase where plastic deformation occurs in the steel sheet 1. By setting the average relative speed V1 in this range to a relatively low speed of 150 mm/min or less, it is possible to ensure the effect of deformation resistance and lubrication. However, if the average forming speed V1 is too low, productivity will decrease, so it is preferable to set the lower limit to 50 mm/min or more. The preferred range of the average forming speed V1 is 50 to 100 mm/min. The average forming speed V1 is a value obtained by dividing the length of 1/4 of the target forming depth D by the time required from when the punch 32 reaches the forming start position to when it reaches the 1/4 position of the target forming depth.

また、第1区間における相対速度の瞬間最大値が300mm/min以上になると、鋼板1の塑性変形が追従できず割れや形状不良の原因になる場合があるので、第1区間における相対速度の瞬間最大値を300mm/min未満としてもよい。 In addition, if the instantaneous maximum value of the relative speed in the first section is 300 mm/min or more, the plastic deformation of the steel plate 1 cannot keep up, which may cause cracks or defective shapes, so the instantaneous maximum value of the relative speed in the first section may be less than 300 mm/min.

更に、ポンチが成形開始位置に到達した時点から2秒後までの間で相対速度が大き過ぎると、鋼板1の塑性変形が追従できず割れや形状不良の原因になる場合があるので、この間の平均相対速度は5~80mm/minにしてもよい。 Furthermore, if the relative speed is too high between the time the punch reaches the forming start position and 2 seconds later, the plastic deformation of the steel sheet 1 cannot keep up, which may cause cracks or defects in the shape, so the average relative speed during this period may be set to 5 to 80 mm/min.

次に、第2区間(目標成形深さの1/4位置から4/5位置まで)におけるダイ31に対するパンチ32の相対速度は、平均相対速度V超、250mm/min以下の平均相対速度Vとする。この区間では、ダイ31に対するパンチ32の相対速度を比較的高くすることが可能である。一方、平均相対速度Vが250mm/minを超える場合は、成形速度が速すぎるためダイ31及びパンチ32と鋼板1との間で摩擦が大きくなり、加工成形性が低下する。また、平均成形速度Vが低すぎると生産性が低下してしまうため、平均相対速度V超を下限にすることが好ましい。好ましくは、平均相対速度Vを150~200mm/minとする。なお、平均成形速度Vは、目標成形深さDの11/20の長さを、パンチ32の目標成形深さの1/4位置への到達時から4/5位置への到達時までの所要時間で除した値とする。 Next, the relative speed of the punch 32 to the die 31 in the second section (from the 1/4 position to the 4/5 position of the target forming depth) is set to an average relative speed V2 that is greater than the average relative speed V1 and is equal to or less than 250 mm/min. In this section, it is possible to make the relative speed of the punch 32 to the die 31 relatively high. On the other hand, if the average relative speed V2 exceeds 250 mm/min, the forming speed is too fast, so friction between the die 31 and the punch 32 and the steel sheet 1 increases, and the processing formability decreases. In addition, if the average forming speed V2 is too low, productivity decreases, so it is preferable to set the lower limit to more than the average relative speed V1 . Preferably, the average relative speed V2 is set to 150 to 200 mm/min. The average forming speed V2 is set to a value obtained by dividing the length of 11/20 of the target forming depth D by the time required for the punch 32 to reach the 1/4 position of the target forming depth and reach the 4/5 position.

また、第2区間における相対速度の瞬間最大値が300mm/min以上になると、鋼板1の塑性変形が追従できず割れや形状不良の原因になる場合があるので、第2区間における相対速度の瞬間最大値を300mm/min未満としてもよい。 In addition, if the instantaneous maximum value of the relative velocity in the second section is 300 mm/min or more, the plastic deformation of the steel plate 1 cannot keep up, which may cause cracks or defective shapes, so the instantaneous maximum value of the relative velocity in the second section may be less than 300 mm/min.

第3区間(目標成形深さの4/5位置から目標成形深さ位置まで)におけるダイ31に対するパンチ32の最大相対速度V(第3区間における相対速度の瞬間最大値)は、120mm/min以下とする。最後の4/5位置から目標成形深さ位置までは、成形品の寸法精度を得るためにパンチ32の最大相対速度Vを低くする必要があるためである。120mm/minを超える速度では、高い寸法精度で安定した成形形状を得ることができない。好ましくは、80mm/min以下である。ただし、最大相対速度が低すぎると生産性が低下する場合があるため、最大相対速度Vは50mm/min以上としてもよい。 The maximum relative speed V3 of the punch 32 with respect to the die 31 in the third section (from the 4/5 position of the target forming depth to the target forming depth position) (the instantaneous maximum value of the relative speed in the third section) is set to 120 mm/min or less. This is because the maximum relative speed V3 of the punch 32 needs to be lowered from the final 4/5 position to the target forming depth position in order to obtain dimensional accuracy of the formed product. At a speed exceeding 120 mm/min, a stable formed shape with high dimensional accuracy cannot be obtained. It is preferably 80 mm/min or less. However, if the maximum relative speed is too low, productivity may decrease, so the maximum relative speed V3 may be set to 50 mm/min or more.

また、ポンチが目標成形深さ位置に到達する1秒前の時点から目標成形深さ位置に到達するまでの平均相対速度を、30mm/min以下、好ましくは20mm/min以下にしてもよい。これにより、成形品の寸法精度をより向上することができる。 In addition, the average relative speed from one second before the punch reaches the target forming depth position to the time it reaches the target forming depth position may be set to 30 mm/min or less, preferably 20 mm/min or less. This can further improve the dimensional accuracy of the molded product.

上述した成形加工条件で成形加工を行うことで、薄手のフェライト系ステンレス鋼板であっても、家電製品や厨房機器の部品として使用することが可能である。一方、成形加工条件を上記範囲に制御せず、一般的に行われている成形加工条件に変更する場合、割れの発生や形状不良および美観不芳が生じるため好ましくない結果になる。 By performing forming processing under the above-mentioned forming processing conditions, even thin ferritic stainless steel sheets can be used as parts for home appliances and kitchen equipment. On the other hand, if the forming processing conditions are not controlled within the above ranges and are changed to commonly used forming processing conditions, undesirable results will occur, such as cracks, defective shapes, and poor aesthetics.

以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
表2に示す成分組成のフェライト系ステンレス鋼を溶製、鋳造し、熱間圧延で5.0mm厚の熱延板とした。なお、表2に示す成分組成において、残部はFe及び不純物である。その後、熱延板焼鈍を施し、酸洗した後、0.4~1.2mm厚まで冷間圧延、焼鈍、酸洗を行った後、調質圧延を施して表3Aに示す鋼板とした。なお、No.1~7及びNo.11~22は、冷間圧延率を86~94%の範囲とし、冷間圧延後の最終焼鈍の昇温速度を5~20℃/秒の範囲とし、最終焼鈍の均熱速度及び均熱時間をそれぞれ850~920℃、0~2分間の範囲とし、均熱終了後から500℃までの冷却速度を15~50℃/秒の範囲とした。このようにして得られた鋼板を用い、角筒成形試験を行った。また、ディスタンスブロックを使用した場合は、表3Bに「有」と表記した。
The present invention will now be described in more detail with reference to examples.
Ferritic stainless steel having the composition shown in Table 2 was melted and cast, and hot-rolled to a thickness of 5.0 mm. In the composition shown in Table 2, the balance is Fe and impurities. After that, hot-rolled sheet annealing was performed, pickled, cold-rolled to a thickness of 0.4 to 1.2 mm, annealed, pickled, and then temper rolled to obtain the steel sheet shown in Table 3A. In addition, No. 1 to 7 and No. 11 to 22, the cold rolling ratio was in the range of 86 to 94%, the temperature increase rate of the final annealing after cold rolling was in the range of 5 to 20 ° C / sec, the soaking rate and soaking time of the final annealing were in the range of 850 to 920 ° C and 0 to 2 minutes, respectively, and the cooling rate from the end of soaking to 500 ° C was in the range of 15 to 50 ° C / sec. Using the steel sheet obtained in this way, a square tube forming test was performed. In addition, when a distance block was used, it was indicated as "Yes" in Table 3B.

成形試験はアイダエンジニアリング製DSF-N1-1500型サーボプレス機を用いた。ブランクのサイズは縦横175×175mmとし、Die:82mm×62mm、コーナー部のr9mm、Die r5mm、Punch:80mm×60mm,コーナー部のr8mm、Punch r8mmの形状の金型を用いた。ダイクッションパッドによるクッション圧は500kNとした。角筒成形加工面にPVCシートを貼り付け、水溶性潤滑を軽く付与した。この成形条件を固定し、ダイに対するポンチの成形速度を種々変更した条件で成形試験を行った。なお、目標成形深さは50mmとした。 A DSF-N1-1500 servo press machine manufactured by AIDA ENGINEERING was used for the forming test. The blank size was 175 x 175 mm, and a die with the following shapes was used: Die: 82 mm x 62 mm, corner r9 mm, die r5 mm, punch: 80 mm x 60 mm, corner r8 mm, punch r8 mm. The cushion pressure applied by the die cushion pad was 500 kN. A PVC sheet was attached to the square tube forming surface, and a water-soluble lubricant was lightly applied. These forming conditions were fixed, and forming tests were performed under various conditions in which the forming speed of the punch relative to the die was changed. The target forming depth was set to 50 mm.

鋼板の0.2%耐力、伸びの測定は、JIS13号B試験片を用い、JIS Z 2241に記載された条件に準拠し、圧延方向に平行な0°方向より採取し実施した。さらに、平均r値及びΔrについては、試験片の採取方向を圧延方向に対し、0°、45°、90°方向より採取したサンプルにより16%ひずみ付与した条件で測定した。 The 0.2% yield strength and elongation of the steel plates were measured using JIS No. 13B test pieces taken from a 0° direction parallel to the rolling direction in accordance with the conditions described in JIS Z 2241. Furthermore, the average r value and Δr were measured under conditions where a 16% strain was applied to samples taken from test pieces taken at 0°, 45°, and 90° directions relative to the rolling direction.

成形後の成形品について、割れや形状不良が生じていた場合はNGと評価し、割れや形状不良が生じなかった場合はOKと評価した。結果を表3Bに示す。 After molding, if the molded product had cracks or a defective shape, it was rated as NG, and if no cracks or a defective shape occurred, it was rated as OK. The results are shown in Table 3B.

表2、表3A及び表3Bに示すように、本発明の範囲内の条件で成形した場合、成形品には割れや形状不良が生じず、また、成形品の意匠性も良好だった。 As shown in Tables 2, 3A, and 3B, when molded under conditions within the scope of the present invention, the molded product did not crack or have a defective shape, and the design of the molded product was also good.

一方、本発明の範囲外の条件で成形した場合、成形品には割れや形状不良が生じてしまった。
No.2、16、21は、成形開始位置から目標成形深さの1/4位置までの平均相対速度Vが150mm/minを超えていたため、成形初期の段階で割れが発生した。そのため、目標成形深さの1/4位置までの成形を行ったところで、成形作業を中止した。
On the other hand, when molding was performed under conditions outside the range of the present invention, the molded product had cracks and was defective in shape.
In Nos. 2, 16, and 21, the average relative speed V1 from the forming start position to the 1/4 position of the target forming depth exceeded 150 mm/min, so cracks occurred in the early stage of forming. Therefore, forming was stopped when forming was performed to the 1/4 position of the target forming depth.

No.7、13、17及び20は、目標成形深さの4/5位置から目標成形深さの位置までの最大相対速度Vが120mm/minを超えていたため、成形品の寸法精度が低下し、所望の形状の成形品が得られなかった。 In Nos. 7, 13, 17 and 20, the maximum relative speed V3 from the 4/5 position of the target forming depth to the position of the target forming depth exceeded 120 mm/min, so the dimensional accuracy of the molded product was reduced and a molded product of the desired shape was not obtained.

No.10は、鋼板の板厚が1.0mmを超えており、成形品に割れが発生した。 In No. 10, the thickness of the steel plate exceeded 1.0 mm, and cracks occurred in the molded product.

No.6、9、19、21は、目標成形深さの1/4位置~4/5位置までの平均相対速度Vが250mm/minを超えていたため、加工性が低下し、所望の形状の成形品が得られなかった。 In Nos. 6, 9, 19, and 21, the average relative speed V2 from the 1/4 position to the 4/5 position of the target forming depth exceeded 250 mm/min, so the workability was reduced and a formed product having the desired shape could not be obtained.

No.23~40は、ブランクであるフェライト系ステンレス鋼板の化学成分が本発明の範囲から外れていたため、割れの発生や、形状不良が発生した。 Nos. 23 to 40 had cracks and poor shape because the chemical composition of the blank ferritic stainless steel plate was outside the range of the present invention.

Figure 0007550587000004
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Figure 0007550587000005
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Figure 0007550587000006
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Claims (9)

パンチとダイを用いたプレス成形によりフェライト系ステンレス鋼板を目標成形深さまで角筒絞り成形する成形方法であって、
前記フェライト系ステンレス鋼板が、質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70%以下、Mn:1.00%以下、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Cr:11.0~19.5%、N:0.020%以下、Al:0.005~0.100%、O:0.0050%以下、Ti:0.03~0.20%、Nb:0.010~0.300%、Sn:0.001~0.300%、Zr:0.001~0.080%、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、下記式(1)を満足する成分組成を有し、かつ、板厚が1.0mm以下であり、
成形開始位置から前記目標成形深さの1/4位置までの前記パンチと前記ダイの平均相対速度Vを、150mm/min以下とし、
前記目標成形深さの1/4位置から4/5位置までの前記パンチと前記ダイの平均相対速度Vを、前記平均相対速度V超、250mm/min以下とし、
前記目標成形深さの4/5位置から前記目標成形深さまでの前記パンチと前記ダイの最大の相対速度Vを、120mm/min以下とする、フェライト系ステンレス鋼板の成形方法。
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12 …(1)
ただし、式(1)における元素記号はそれぞれ、前記フェライト系ステンレス鋼板における各元素の含有量(質量%)である。
A forming method for square cup drawing of a ferritic stainless steel sheet to a target forming depth by press forming using a punch and a die, comprising the steps of:
The ferritic stainless steel plate contains, by mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 11.0 to 19.5%, N: 0.020% or less, Al: 0.005 to 0.100%, O: 0.0050% or less, Ti: 0.03 to 0.20%, Nb: 0.010 to 0.300%, Sn: 0.001 to 0.300%, Zr: 0.001 to 0.080%, with the balance being iron and impurities, and has a component composition that satisfies the following formula (1), and has a plate thickness of 1.0 mm or less,
The average relative speed V1 between the punch and the die from the forming start position to a 1/4 position of the target forming depth is set to 150 mm/min or less;
The average relative speed V2 between the punch and the die from the 1/4 position to the 4/5 position of the target forming depth is set to be greater than the average relative speed V1 and equal to or less than 250 mm/min;
a maximum relative speed V3 of the punch and the die from a 4/5 position of the target forming depth to the target forming depth being 120 mm/min or less.
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12…(1)
Here, each element symbol in formula (1) represents the content (mass %) of each element in the ferritic stainless steel sheet.
前記平均相対速度Vを50~150mm/minとする、請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。 The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to claim 1, wherein the average relative velocity V1 is set to 50 to 150 mm/min. 前記フェライト系ステンレス鋼板が、Feの一部に代えて、質量%で、Mo:0.05~0.50%、Ni:0.05~0.50%、Cu:0.01~1.00%の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。 The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to claim 1 or 2, characterized in that the ferritic stainless steel sheet contains, in mass%, one or more of Mo: 0.05-0.50%, Ni: 0.05-0.50%, and Cu: 0.01-1.00% in place of a portion of Fe. 前記フェライト系ステンレス鋼板が、Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0003~0.0050%、Ga:0.0001~0.2%、W:0.001~0.300%の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。 The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ferritic stainless steel sheet contains, in mass%, one or more of B: 0.0003 to 0.0050%, Ga: 0.0001 to 0.2%, and W: 0.001 to 0.300% in place of a portion of Fe. 前記フェライト系ステンレス鋼板の平均ランクフォード値が1.7以上であり、ランクフォード値の面内異方性(Δr)が0.7以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の成形方法。 The method for forming a ferritic stainless steel sheet according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the average Lankford value of the ferritic stainless steel sheet is 1.7 or more, and the in-plane anisotropy (Δr) of the Lankford value is 0.7 or less. 質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70%以下、Mn:1.00%以下、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Cr:11.0~19.5%、N:0.020%以下、Al:0.005~0.100%、O:0.0050%以下、Ti:0.03~0.20%、Nb:0.010~0.300%、Sn:0.001~0.300%、Zr:0.001~0.080%、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、下記式(2)を満足する成分組成を有することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12 …(2)
ただし、式(2)における元素記号はそれぞれ、前記フェライト系ステンレス鋼板における各元素の含有量(質量%)である。
A ferritic stainless steel plate characterized by containing, by mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 11.0 to 19.5%, N: 0.020% or less, Al: 0.005 to 0.100%, O: 0.0050% or less, Ti: 0.03 to 0.20%, Nb: 0.010 to 0.300%, Sn: 0.001 to 0.300%, Zr: 0.001 to 0.080%, with the balance being iron and impurities, and having a component composition that satisfies the following formula (2):
(Al×0.4+Zr×0.5+Ti×0.1)/O≧12…(2)
Here, each element symbol in formula (2) represents the content (mass %) of each element in the ferritic stainless steel sheet.
Feの一部に代えて、質量%で、Mo:0.05~0.50%、Ni:0.05~0.50%、Cu:0.01~1.00%の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項6に記載のフェライト系ステンレス鋼板。 The ferritic stainless steel sheet according to claim 6, characterized in that it contains, in mass%, one or more of the following elements in place of a portion of Fe: Mo: 0.05-0.50%, Ni: 0.05-0.50%, and Cu: 0.01-1.00%. Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0003~0.0050%、Ga:0.0001~0.2%、W:0.001~0.300%の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のフェライト系ステンレス鋼板。 The ferritic stainless steel sheet according to claim 6 or 7, characterized in that it contains, in mass%, one or more of the following elements in place of a portion of Fe: B: 0.0003-0.0050%, Ga: 0.0001-0.2%, and W: 0.001-0.300%. 平均ランクフォード値が1.7以上であり、ランクフォード値の面内異方性(Δr)が0.7以下であることを特徴とする請求項6乃至請求項8の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。 A ferritic stainless steel sheet according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the average Lankford value is 1.7 or more, and the in-plane anisotropy (Δr) of the Lankford value is 0.7 or less.
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