[发明专利]冷加工性和加工后的表面硬度优异的热轧钢板

说明书

技术领域

本发明涉及既在加工中显示出良好的冷加工性，又在加工后显示出既定的表面硬度的热轧钢板。

背景技术

近年来，从环境保护的观点出发，以提高汽车的燃油效率为目的，对于汽车用的各种部件，例如用于齿轮等传动部件和外壳等的钢材的轻量化，即高强度化的要求日益高涨。为了顺应这样的轻量化、高强度化的要求，作为一般所用的钢材，使用的是对于棒钢进行热锻的钢材(热锻材)。另外，为了削减部件制造工序中的CO₂的排放量，迄今，对于通过热锻而加工的齿轮等部件的冷锻化的要求也在增长。

那么，冷加工(冷锻)与热加工和温加工比较，有着生产率高且尺寸精度和钢材的成品率均良好的优点。但是，由这样的冷加工制造部件时成为问题的是，为了将冷加工的部件的强度确保在希望的预定值以上，必然需要使用强度、即变形阻力高的钢材。可是，使用的钢材的变形阻力越高，不但越会招致冷加工用金属模具的寿命缩短，而且在冷加工时还有容易发生裂纹的难点。

因此，历来也会实施的方法是，在将钢材冷锻成既定形状后，进行淬火回火等热处理，从而制造可确保既定的强度(硬度)的高强度部件。但是，冷锻后的热处理，因为部件尺寸必然发生变化，所以需要二次切削等机械加工来进行修正，期望能够省略热处理及其后的加工这样的解决办法。

为了解决上述课题，例如，公开有在低碳钢中利用固溶C抑制常温时效的进行，确保应变时效带来的既定的时效硬化量，从而得到应变时效特性优异的冷锻用线材、棒钢(参照专利文献1)。

但是，这一技术只利用固溶C量控制应变时效，得到兼顾充分的冷加工性和加工后所需的硬度、强度的钢材困难。

因此，本申请人着眼于钢材中所含的固溶C和固溶N对变形阻力和静态应变时效产生的影响的差别进行了各种研究，其结果发现，通过适当控制这些固溶元素的量，能够得到既在加工中发挥着良好的冷加工性，又在冷加工(冷锻)后显示出既定的表面硬度(强度)的机械结构用钢材，并已经进行了专利申请(参照专利文献2)。

该钢材实现了冷加工性与加工后的高硬度化(高强度化)的兼顾，但与上述专利文献1所述的线材、棒钢同样是热锻材，有制造成本高的难点。因此，为了进一步使制造成本低成本化，对于替代现有的热锻材，用热轧钢板通过冷加工制作汽车用部件也进行了研究。

例如，提出一种在氮化处理后能够得到高表面硬度和充分的硬化深度的氮化处理用的热轧钢板(参照专利文献3)。

但是，该技术存在的问题是，冷加工后还需要进行氮化处理，不能实现充分的低成本化。

另外，提出有一种热轧钢板，其组成为含有C：0.10％以下、Si：低于0.01％、Mn：1.5％以下和Al：0.20％以下，并且在(Ti+Nb)/2：在0.05～0.50％的范围内含有，S、N和O的合计为0.0100％以下而含有S：0.005％以下、N：0.005％以下、O：0.004％以下，并且使微观组织为95％以上的实质的铁素体单相组织，该热轧钢板的精密冲压加工面的尺寸精度优异，并且加工后的冲压面的表面硬度极高，此外耐红锈缺陷性也优异(参照专利文献4)。

但是，该热轧钢板中，N作为有害元素被限制在极低的含量，与积极地利用N本申请发明的热轧钢板，在技术的思想上全然不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平10-306345号公报

专利文献2：日本国特开2009-228125号公报

专利文献3：日本国特开2007-162138号公报

专利文献4：日本国特开2004-137607号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明着眼于上述情况而形成，其目的在于，提供一种既在加工中显示出良好的冷加工性，又在加工后显示出既定的表面硬度的热轧钢板。

用于解决课题的手段

第一发明，是冷加工性和加工后的表面硬度优异的热轧钢板，其特征在于，

板厚为3～20mm，

成分组成为以质量％计(以下，涉及化学成分均同。)为，

C：0.3％以下(不含0％)、

Si：0.5％以下(不含0％)、

Mn：0.2～1％、

P：0.05％以下(不含0％)、

S：0.05％以下(不含0％)、

Al：0.01～0.1％、

N：0.008～0.025％，

余量由铁和不可避免的杂质构成，

固溶N：0.007％以上，