熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在熱壓時(shí)氧化皮和ZnO的生成能夠得以抑制，耐氧化性優(yōu)良，同時(shí)冷壓性也優(yōu)良的熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法。一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有含10～25質(zhì)量%的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10～90g/m2的鍍層，以及含固體潤滑劑的潤滑層。
【專利說明】熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合于通過熱壓制造汽車的行走部件、車身結(jié)構(gòu)部件等部件的熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法。
【背景技術(shù)】 [0002]以往，汽車的行走部件、車身結(jié)構(gòu)部件等部件大多是對具有規(guī)定強(qiáng)度的鋼板進(jìn)行沖壓加工而制造的。近年，從保護(hù)地球環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，熱切希望汽車車身的輕量化，并持續(xù)進(jìn)行著將所使用的鋼板高強(qiáng)度化來降低其板厚的努力。然而，伴隨著鋼板的高強(qiáng)度化，其沖壓加工性下降，因此難以將鋼板加工成所希望的部件形狀的情況變多。
[0003]因此，在專利文獻(xiàn)I中提出了以下被稱作熱壓的加工技術(shù)，即，使用由沖模和沖頭構(gòu)成的模具來加工被加熱的鋼板，同時(shí)進(jìn)行驟冷，從而能夠兼顧加工的容易化與高強(qiáng)度化。然而，在該熱壓中，由于在熱壓前將鋼板加熱至950°C左右的高溫，因此在鋼板表面生成氧化皮(鐵氧化物)，該氧化皮在熱壓時(shí)剝離，從而存在有損傷模具或損傷熱壓后的部件表面的問題。此外，殘留在部件表面上的氧化皮成為了外觀不良、涂裝密合性下降的原因。因此，通常進(jìn)行酸洗、噴丸等處理來除去部件表面的氧化皮，但是這使制造工序復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)率下降。此外，汽車的行走部件、車身結(jié)構(gòu)部件等部件還需要優(yōu)良的耐腐蝕性，而通過上述工序制造的熱壓部件由于沒有設(shè)置鍍層等防銹膜，因此耐腐蝕性非常不足。
[0004]從這樣的背景出發(fā)，期待能夠在熱壓前的加熱時(shí)抑制氧化皮的生成，同時(shí)能夠提高熱壓后部件的耐腐蝕性的熱壓技術(shù)，并且已經(jīng)提出了在表面設(shè)置鍍層等被膜的鋼板以及使用該鋼板的熱壓方法。例如，在專利文獻(xiàn)2中公開了一種將由Zn或Zn基合金覆蓋的鋼板進(jìn)行熱壓，并在表面設(shè)置Zn-Fe基化合物或Zn-Fe-Al基化合物的耐腐蝕性優(yōu)良的熱壓部件的制造方法。此外，在專利文獻(xiàn)3中公開了一種將合金化熱鍍鋅鋼板在700~1000°C下加熱2~20分鐘后進(jìn)行熱壓，并在表面設(shè)置有含F(xiàn)e-Zn固溶相的鍍層的加工性、焊接性、耐腐蝕性優(yōu)良的熱壓成型品(部件)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:英國專利第1490535號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本專利第3663145號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本專利第4039548號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的問題
[0011]然而，使用專利文獻(xiàn)2中所述方法制造的熱壓部件，有時(shí)會(huì)因?yàn)樯裳趸ざ斐赏庥^不良、涂裝密合性下降，并且因?yàn)樯蒢nO而導(dǎo)致耐腐蝕性變差。此外，專利文獻(xiàn)2、3中所述的熱壓部件，存在如下問題:針對在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理被膜、電沉積涂膜未包覆的部位容易發(fā)生的點(diǎn)蝕的耐腐蝕性(以下，稱作耐點(diǎn)蝕性)差。[0012]此外，最近還研究了在熱壓前進(jìn)行冷壓從而加工為所希望形狀的熱壓技術(shù)，對于冷壓性優(yōu)良的熱壓用鋼板的需求不斷提高。[0013]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種在熱壓時(shí)氧化皮、ZnO的生成能夠得以抑制，耐氧化性優(yōu)良，同時(shí)冷壓性也優(yōu)良的熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法。[0014]此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種熱壓后的耐點(diǎn)蝕性優(yōu)良，同時(shí)冷壓性也優(yōu)良的熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法。[0015]用于解決問題的方法[0016]本發(fā)明人們對于上述目的的熱壓用鋼板進(jìn)行了深入研究，結(jié)果獲得以下見解。[0017]i)氧化皮的生成容易發(fā)生在鍍層的缺陷部、以因熱壓而在加熱時(shí)形成的Zn-Fe金屬化合物為起點(diǎn)產(chǎn)生的裂紋等局部部位。[0018]ii)氧化皮、ZnO的生成容易發(fā)生在熔點(diǎn)低于700°C的低Zn系鍍層。[0019]iii)為了抑制氧化皮、ZnO的生成，有效的是形成含有10~25質(zhì)量％的Ni且余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的熔點(diǎn)高的鍍層。[0020]iv)為了賦予優(yōu)良的冷壓性，有效的是在鍍層上設(shè)置含固體潤滑劑的潤滑層。[0021]V)使用專利文獻(xiàn)2或3中所述的設(shè)置有Zn或Zn基合金鍍層的鋼板制造的熱壓部件的耐點(diǎn)蝕性差的原因在于，在熱壓前的加熱時(shí)，鍍層的Zn擴(kuò)散至基底鋼板并進(jìn)入到Fe-Zn固溶相中，或者在鍍層表面形成了大量的氧化鋅，因此Zn原有的犧牲防蝕效果顯著下降。[0022]vi)為了抑制鍍層的Zn向基底鋼板擴(kuò)散，有效的是在鋼板表面設(shè)置含有60質(zhì)量％以上的Ni，且余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鍍層I，此外，為了抑制在鍍層表面的大量氧化鋅的形成，有效的是在該鍍層I上設(shè)置含有10~25質(zhì)量％的Ni，且余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鍍層II。[0023]vii)為了賦予優(yōu)良的冷壓性，有效的是在鍍層II上設(shè)置含固體潤滑劑的潤滑層。[0024]本發(fā)明是基于上述見解而完成的，提供一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2的鍍層，以及含固體潤滑劑的潤滑層。[0025]本發(fā)明的熱壓用鋼板，優(yōu)選在鍍層和潤滑層之間，進(jìn)一步具有選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。[0026]本發(fā)明還提供一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2的鍍層，以及含固體潤滑劑的選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。[0027]作為本發(fā)明的熱壓用鋼板中鍍層的基底鋼板，可以使用具有以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.15 ~0.5%、Si:0.05 ~2.0%、Μη:0.5 ~3%、P:0.1% 以下、S:0.05% 以下、Al:0.1% 以下、N:0.01%以下，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成的鋼板。該基底鋼板以質(zhì)量％計(jì)優(yōu)選進(jìn)一步含有選自Cr:0.01~l%、Ti:0.2%以下、B:0.0005~0.08%中的至少一種和/ 或 Sb:0.003 ~0.03%。[0028]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種熱壓部件的制造方法，其特征在于，對上述的熱壓用鋼板進(jìn)行冷壓后，加熱至Ac3相變點(diǎn)~1000°C的溫度范圍，然后進(jìn)行熱壓。
[0029]本發(fā)明還提供一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有含60質(zhì)量％以上的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為0.01~5g/m2的鍍層I，含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2的鍍層II，以及含固體潤滑劑的潤滑層。
[0030]本發(fā)明的熱壓用鋼板，優(yōu)選在鍍層11和潤滑層之間，進(jìn)一步具有選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。
[0031]本發(fā)明還提供一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有含60質(zhì)量％以上的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為0.01~5g/m2的鍍層I，含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2的鍍層II，以及含固體潤滑劑的選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。
[0032]作為本發(fā)明的熱壓用鋼板中鍍層的基底鋼板，可以使用具有以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.15 ~0.5%、Si:0.05 ~2.0%、Μη:0.5 ~3%、P:0.1% 以下、S:0.05% 以下、Al:0.1% 以下、N:0.01%以下，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成的鋼板。該基底鋼板，以質(zhì)量％計(jì)優(yōu)選進(jìn)一步含有選自Cr:0.01~l%、Ti:0.2%以下、B:0.0005~0.08%中的至少一種和 / 或 Sb:0.003 ~0.03%。
[0033]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種熱壓部件的制造方法，其特征在于，對上述的熱壓用鋼板進(jìn)行冷壓后，加熱至Ac3相變點(diǎn)~1000°C的溫度范圍，然后進(jìn)行熱壓。
[0034]本發(fā)明的熱壓部件的制造方法，優(yōu)選在加熱至AcJg變點(diǎn)~1000°C的溫度范圍時(shí)，以100°C /秒以上的平均升溫速度進(jìn)行加熱。
[0035]發(fā)明效果
`[0036]根據(jù)本發(fā)明，可以制造在熱壓時(shí)氧化皮、ZnO的生成能夠得以抑制，耐氧化性優(yōu)良，同時(shí)冷壓性也優(yōu)良的熱壓用鋼板。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以制造熱壓后的耐點(diǎn)蝕性優(yōu)良，同時(shí)冷壓性也優(yōu)良的熱壓用鋼板。使用本發(fā)明的熱壓用鋼板并通過本發(fā)明的熱壓部件的制造方法所制造的熱壓部件，外觀良好，并且具有優(yōu)良的涂裝密合性、耐腐蝕性，因此適合于汽車的行走部件和車身結(jié)構(gòu)部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是表示實(shí)施例中使用的摩擦系數(shù)測定裝置的圖。
[0038]圖2是表示圖1中拉延筋6的形狀的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039](實(shí)施方式A)
[0040]A-1熱壓用鋼板
[0041]A-1-1)鍍層
[0042]在本實(shí)施方式A中，為了在熱壓時(shí)抑制氧化皮、ZnO的生成，在鋼板表面設(shè)置含有
10~25質(zhì)量％的Ni，且余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鍍層。通過使鍍層的Ni含有率為10~25質(zhì)量％，能夠形成具有Ni2Znn、NiZn3、Ni5Zn21中任意一種結(jié)晶結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)高至881°C的Y相，因此可以將加熱時(shí)氧化皮、ZnO的生成反應(yīng)抑制在最小限度。此外，由于加熱時(shí)不會(huì)形成Zn-Fe金屬氧化物，因此還抑制了伴隨裂紋產(chǎn)生的氧化皮的生成。此外，由于熱壓結(jié)束后，鍍層以Y相的形式殘存，因此通過Zn的犧牲防蝕效果而發(fā)揮出優(yōu)良的耐腐蝕性。需要說明的是，Ni量為10~25質(zhì)量％的Y相的形成，未必與N1-Zn合金的平衡狀態(tài)圖一致?？梢哉J(rèn)為這是由于在電鍍法等中進(jìn)行的鍍層形成反應(yīng)是非平衡進(jìn)行的。Ni2Znn、NiZn3、Ni5Zn21 的 Y 相，可以通過 X 射線衍射法、使用 TEM (Transmission ElectronMicroscopy)的電子束衍射法進(jìn)行確認(rèn)。此外，通過使鍍層的Ni量為10~25質(zhì)量％，如上所述形成了 Y相，但是根據(jù)電鍍的條件等，有時(shí)多少會(huì)混雜一些H相。這時(shí)，為了將加熱過程中在鍍層表面的氧化鋅形成反應(yīng)抑制在最小限度，n相的量優(yōu)選為5質(zhì)量％以下。η相的量由n相相對于鍍層總重量的重量比來定義，例如其可以通過陽極溶解法等進(jìn)行定量。
[0043]當(dāng)鍍層每單面的附著量小于10g/m2時(shí)，無法充分發(fā)揮Zn的犧牲防蝕效果，而如果超過90g/m2，則該效果飽和，導(dǎo)致成本上升，因此將其設(shè)定為10~90g/m2。
[0044]這種鍍層的形成方法沒有特別限定，優(yōu)選公知的電鍍法。
[0045]A-1-2)潤滑層
[0046]為了賦予優(yōu)良的冷壓性，在鍍層上設(shè)置含固體潤滑劑的潤滑層。通過設(shè)置潤滑層，動(dòng)摩擦系數(shù)下降，實(shí)現(xiàn)了冷壓性的提高。
[0047]作為固體潤滑劑，例如，可以列舉以下物質(zhì)，并且可以使用其中的至少一種。
[0048](I)聚烯烴蠟、石蠟:例如，聚乙烯蠟、合成石蠟、天然石蠟、微晶蠟、氯化烴等
[0049](2)氟樹脂:例如，聚氟乙烯樹脂(聚四氟乙烯樹脂等)、聚氟乙烯樹脂、聚偏氟乙烯樹脂等
[0050](3)脂肪酸酰胺系化 合物:例如，硬脂酰胺、棕櫚酰胺、亞甲基雙硬脂酰胺、亞乙基雙硬脂酰胺、油酸酰胺、乙磺酸酰胺酸7 ^卜O、亞烷基雙脂肪酸酰胺等
[0051](4)金屬皂類:例如，硬脂酸鈣、硬脂酸鉛、月桂酸鈣、棕櫚酸鈣等
[0052]( 5 )金屬硫化物:例如,二硫化鑰、二硫化鶴等
[0053](6)其它:石墨、氟化石墨、氮化硼、硼砂、聚亞烷基二醇、堿金屬硫酸鹽等
[0054]這些固體潤滑劑中，特別優(yōu)選聚乙烯蠟、氟樹脂。作為聚乙烯蠟，例如，可以使用日本科萊恩株式會(huì)社制的七 ')夕' ^卜9615A、七丨J夕' ^卜3715、七丨J夕' ^卜3620、七丨J夕' ^卜3910(均為商品名)、三洋化成株式會(huì)社制的寸y υ -y >7 % 131-P、寸)m卞161-P(均為商品名)、三井化學(xué)株式會(huì)社制的夕^ A — > W-100、^ ^ A — > W-200、^ ^ A — > W-500、’ ^ A — AW-800、夕^W-950 (均為商品名)等。此外，作為氟樹脂，最優(yōu)選聚四氟乙烯樹脂，例如，優(yōu)選為大金工業(yè)株式會(huì)社制的> I 口 > L-2、> 7'' n > L-5 (均為商品名)、三井杜邦株式會(huì)社制的MP1100、MP1200 (均為商品名)、旭硝子株式會(huì)社制的7 >才> Π^ 八一 '7' 3 > ADU 7 卟才父 % n''J a > AD2、7 卟才父 L141J、7 卟才父 L150J、7 Ji
才> L170J (均為商品名)等。
[0055]為了形成這種含固體潤滑劑的潤滑層，將以有機(jī)樹脂作為粘合劑并添加了固體潤滑劑的組合物在鍍層上進(jìn)行附著 處理后，在不進(jìn)行水洗的情況下加熱干燥即可。需要說明的是，通過使用有機(jī)樹脂作為粘合劑，可以獲得優(yōu)良的涂裝密合性。這種組合物的附著處理，可以是涂布法、浸潰法、噴霧法中的任一種，并且可以使用輥涂機(jī)、擠壓涂布機(jī)、口模式涂布機(jī)等。這時(shí)，在使用擠壓涂布機(jī)等進(jìn)行涂布、浸潰、噴霧處理后，還可以通過氣刀法或輥擠壓法進(jìn)行涂布量的調(diào)整、外觀的均勻化、厚度的均勻化。
[0056]作為潤滑層中粘合劑的有機(jī)樹脂，優(yōu)選使用選自環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、多羥基聚醚樹脂、聚亞烷基二醇改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、對它們進(jìn)一步進(jìn)行改性的樹月旨、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂中的至少一種。此外，還可以將蜜胺樹月旨、異氰酸酯樹脂等公知的固化劑與這些樹脂并用。此外，還可以是在有機(jī)樹脂的末端添加OH基，并在冷壓后可以用堿水溶液溶解脫層的材料。
[0057]潤滑層中的固體潤滑劑的配合量，相對于以有機(jī)樹脂為粘合劑的組合物100質(zhì)量份(固體成分)，優(yōu)選為I~20質(zhì)量份(固體成分)，更優(yōu)選為I~10質(zhì)量份(固體成分)。如果固體潤滑劑的配合量為I質(zhì)量份以上，則潤滑效果好，并且如果為20質(zhì)量份以下，則涂裝密合性不會(huì)下降。
[0058]潤滑層干燥后的層厚優(yōu)選為0.1~2.0 μ m。如果層厚為0.1 μ m以上，則冷壓性的提高效果充分，并且如果為2.Ομπι以下，則熱壓時(shí)不會(huì)生成較多的有機(jī)樹脂成分的熱分解生成物。
[0059]A-1-3)化合物層
[0060]如果在鍍層和潤滑層之間進(jìn)一步設(shè)置選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層，則可以獲得優(yōu)良的涂裝密合性。為了獲得這種效果，優(yōu)選使化合物層的厚度為0.1 μ m以上。如果化合物層的厚度超過3.0 μ m，則化合物層變脆，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致涂裝密合性下降，因此，優(yōu)選使其為3.0ym以下。更優(yōu)選為0.4 ~2.0 μ m0
[0061]作為含Si化合物，例如，可以應(yīng)用有機(jī)硅樹脂、硅酸鋰、硅酸鈉、膠體二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑等。作為含Ti化合物，例如，可以應(yīng)用鈦酸鋰、鈦酸鈣等鈦酸鹽，以鈦醇鹽、螯合型鈦化合物為主劑的鈦偶聯(lián)劑等?！ぷ鳛楹珹l化合物，例如，可以應(yīng)用鋁酸鈉、鋁酸鈣等鋁酸鹽，以鋁醇鹽、螯合型鋁化合物為主劑的鋁偶聯(lián)劑等。作為含Zr化合物，例如，可應(yīng)用鋯酸鋰、鋯酸鈣等鋯酸鹽，以鋯醇鹽、螯合型鋯化合物為主劑的鋯偶聯(lián)劑等。
[0062]為了在鍍層上形成這種化合物層，將選自上述含Si化合物、含Ti化合物、含Al化合物、含Zr化合物中的至少一種化合物在鍍層上進(jìn)行附著處理后，在不進(jìn)行水洗的情況下加熱干燥即可。這些化合物的附著處理，可以是涂布法、浸潰法、噴霧法中的任一種，并且可以使用輥涂機(jī)、擠壓涂布機(jī)、口模式涂布機(jī)等。這時(shí)，在使用擠壓涂布機(jī)等進(jìn)行涂布處理、浸潰處理、噴霧處理后，還可以通過氣刀法或輥擠壓法進(jìn)行涂布量的調(diào)整、外觀的均勻化、厚度的均勻化。此外，加熱干燥優(yōu)選以鋼板的最高到達(dá)溫度為40~200°C的方式進(jìn)行。更優(yōu)選在60~160°C下進(jìn)行。
[0063]此外，為了在鍍層上形成這種化合物層，還可以采用進(jìn)行反應(yīng)型處理，然后在水洗或不水洗的情況下加熱干燥的方法，其中，反應(yīng)型處理是將具有鍍層的鋼板浸潰到含有選自S1、T1、Al、Zr中的至少一種陽離子并且含有選自磷酸根離子、氟酸根離子、氟化物離子中的至少一種陰離子的酸性水溶液中的處理。
[0064]需要說明的是，在該化合物層中含有上述的固體潤滑劑來代替設(shè)置潤滑層，也可以賦予優(yōu)良的冷壓性。
[0065]固體潤滑劑在化合物層中的配合量，相對于化合物100質(zhì)量份(固體成分)，優(yōu)選為I~20質(zhì)量份(固體成分)，更優(yōu)選為I~10質(zhì)量份(固體成分)。如果固體潤滑劑的配合量為I質(zhì)量份以上，則潤滑效果優(yōu)良，如果為20質(zhì)量份以下，則涂裝密合性不會(huì)下降。
[0066]A-1-4)基底鋼板
[0067]為了得到具有980MPa以上強(qiáng)度的熱壓部件，作為鍍層的基底鋼板，例如，可以使用具有以質(zhì)量%計(jì)含有C:0.15~0.5%、Si:0.05~2.0%、Mn:0.5~3%、P:0.1%以下、S:0.05%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成的熱軋鋼板或冷軋鋼板。各成分元素的限定理由如下所述。此處，表示成分含量的“％”，只要沒有特別規(guī)定，則表示“質(zhì)量％”。
[0068]C:0.15 ~0.5%
[0069]C是提高鋼強(qiáng)度的元素，為了使熱壓部件的TS為980MPa以上，必須使其量為0.15%以上。另一方面，如果C量超過0.5%，則原材料鋼板的沖裁加工性顯著下降。因此，將C量設(shè)為0.15~0.5%ο
[0070]Si:0.05 ~2.0%
[0071] Si與C同樣，是提高鋼強(qiáng)度的元素，而為了使熱壓部件的TS為980MPa以上，必須使其量為0.05%以上。另一方面，如果Si量超過2.0%，則在熱軋時(shí)被稱為紅色氧化鐵皮的表面缺陷的發(fā)生顯著增加，同時(shí)軋制載荷增大，或?qū)е聼彳堜摪宓难诱剐宰儾睢４送?，如果Si量超過2.0%，則在實(shí)施在鋼板表面形成以Zn為主體的鍍膜的鍍覆處理時(shí)，有時(shí)會(huì)對鍍覆處理性造成不良影響。因此，將Si量設(shè)為0.05~2.0%。
[0072]Mn:0.5 ~3%
[0073]Mn是用于抑制鐵素體相變而提高淬透性的有效元素，此外，由于使Ac3相變點(diǎn)降低，因此還是用于降低熱壓前的加熱溫度的有效元素。為了表現(xiàn)出這種效果，必須使其量為
0.5%以上。另一方面，如果Mn量超過3%，則會(huì)產(chǎn)生偏析而導(dǎo)致原材料鋼板及熱壓部件的特性均勻性下降。因此，將Mn量設(shè)為0.5~3%。
[0074]P:0.1% 以下
[0075]如果P量超過0.1%，則會(huì)產(chǎn)生偏析而導(dǎo)致原材料鋼板及熱壓部件的特性均勻性下降，同時(shí)韌性也顯著下降。因此，將P量設(shè)為0.1%以下。
[0076]S:0.05% 以下
[0077]如果S量超過0.05%，則熱壓部件的韌性下降。因此，將S量設(shè)為0.05%以下。
[0078]Al:0.1% 以下
[0079]如果Al量超過0.1%，則導(dǎo)致原材料鋼板的沖裁加工性、淬透性下降。因此，將Al量設(shè)為0.1%以下。
[0080]N:0.01% 以下
[0081]如果N量超過0.01%，則在熱軋時(shí)、熱壓前的加熱時(shí)形成AlN氮化物，導(dǎo)致原材料鋼板的沖裁加工性、淬透性下降。因此，將N量設(shè)為0.01%以下。
[0082]雖然余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，但是由于以下理由，優(yōu)選含有選自Cr:0.01~1%、Ti:0.2% 以下、B:0.0005 ~0.08% 中的至少一種和 / 或 Sb:0.003 ~0.03%。
[0083]Cr:0.01 ~1%
[0084]Cr是用于強(qiáng)化鋼并同時(shí)提高淬透性的有效元素。為了表現(xiàn)出這種效果，優(yōu)選使Cr量為0.01%以上。另一方面，如果Cr量超過1%，則導(dǎo)致成本顯著提高，因此優(yōu)選將其上限設(shè)為1%。[0085]Ti:0.2% 以下
[0086]Ti是強(qiáng)化鋼并且通過細(xì)?；岣唔g性的有效元素。此外，還是比下述的B更優(yōu)先形成氮化物，從而發(fā)揮出利用固溶B提高淬透性效果的有效元素。然而，如果Ti超過0.2%，則熱軋時(shí)的軋制載荷極度增大，此外，熱壓部件的韌性下降，因此優(yōu)選將其上限設(shè)為
0.2%。
[0087]B:0.0005 ~0.08%
[0088]B是用于提高熱壓時(shí)的淬透性、熱壓后的韌性的有效元素。為了表現(xiàn)出這種效果，優(yōu)選將B量設(shè)為0.0005%以上。另一方面，如果B量超過0.08%,則熱軋時(shí)的軋制載荷極度增大，此外，在熱軋后生成馬氏體相、貝氏體相，從而使鋼板產(chǎn)生裂紋等，因此優(yōu)選將其上限設(shè)為0.08%ο [0089]Sb:0.003 ~0.03%
[0090]Sb具有在從熱壓前加熱鋼板到通過熱壓的一系列處理冷卻鋼板為止的期間，抑制在鋼板表層部產(chǎn)生的脫碳層的效果。為了表現(xiàn)出這種效果，必須使其量為0.003%以上。另一方面，如果Sb量超過0.03%,則導(dǎo)致軋制載荷增大，使生產(chǎn)率下降。因此，優(yōu)選將Sb量設(shè)為 0.003 ~0.03%。
[0091]A-2熱壓部件的制造方法
[0092]上述本發(fā)明的熱壓用鋼板，在冷壓后加熱至AcJg變點(diǎn)~1000°C的溫度范圍，然后進(jìn)行熱壓，形成熱壓部件。在熱壓前加熱至變點(diǎn)以上的原因在于，通過熱壓時(shí)的驟冷，形成了馬氏體相等硬質(zhì)相，實(shí)現(xiàn)了部件的高強(qiáng)度化。此外，將加熱溫度的上限設(shè)為1000°C的原因在于，如果超過1000°C，則在鍍層表面生成大量的ZnO。需要說明的是，此處所述的加熱溫度是指鋼板的最高到達(dá)溫度。
[0093]在熱壓前加熱時(shí)的平均升溫速度沒有特別限定，例如，優(yōu)選為2~200°C /秒。鋼板暴露在高溫條件下的高溫滯留時(shí)間越長，則鍍層表面ZnO的生成、鍍層缺陷部中局部氧化皮的生成越多，因此平均升溫速度越快越好。此外，最高到達(dá)板溫下的保持時(shí)間沒有特別限定。但是，基于與上述相同的理由，時(shí)間越短越好，優(yōu)選為300秒以下，更優(yōu)選為120秒以下，進(jìn)一步優(yōu)選為10秒以下。
[0094]作為熱壓前的加熱方法，可以舉例使用電爐、煤氣爐等的加熱、火焰加熱、通電加熱、高頻加熱、感應(yīng)加熱等。
[0095][實(shí)施例A]
[0096]作為基底鋼板，使用具有以質(zhì)量%計(jì)含有C:0.23%,S1:0.25%、Mn:1.2%、P:0.01%、
S:0.01%、Al:0.03%、N:0.005%、Cr:0.2%、T1:0.02%、B:0.0022%、Sb:0.008%,且余量由 Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成,并且Ac3相變點(diǎn)為820°C,板厚為1.6mm的冷軋鋼板。在該冷軋鋼板的表面，在含有200g/L的六水硫酸鎳和10~100g/L的七水硫酸鋅的pH為
1.5、溫度為50°C的鍍液中，使電流密度在5~lOOA/dm2間變化，實(shí)施電鍍處理，形成表1、2所示Ni含量(余量為Zn和不可避免的雜質(zhì))和附著量以及η相含量的鍍層。此外，除了部分情況，在鍍層上涂布由表1、2所示的含有固體潤滑劑和化合物或有機(jī)粘合劑且余量為溶劑的組合物(固體成分比例為15%)，然后在到達(dá)鋼板溫度為140°C的條件下進(jìn)行干燥，形成表1、2所示厚度的化合物層或潤滑層，制作鋼板N0.1~22。需要說明的是，使用有機(jī)硅樹脂作為化合物時(shí)以及使用二醇改性環(huán)氧樹脂作為有機(jī)粘合劑時(shí)的溶劑為乙二醇單丁醚:石腦油=55:45 (質(zhì)量比)的稀釋劑。此外，使用硅烷偶聯(lián)劑作為化合物時(shí)以及使用乙烯離聚物作為有機(jī)粘合劑時(shí)的溶劑為去離子水。此處，鋼板N0.1~11、16~22是設(shè)置了含固體潤滑劑的化合物層的例子，鋼板N0.12、13是設(shè)置了潤滑層的例子，鋼板N0.14是在化合物層上設(shè)置有潤滑層的例子，鋼板N0.15是既未設(shè)置化合物層，也未設(shè)置潤滑層的例子。
[0097]需要說明的是，作為潤滑層的固體潤滑劑、有機(jī)樹脂粘合劑、化合物層的化合物，使用以下物質(zhì)。
[0098]有機(jī)硅樹脂:信越化學(xué)株式會(huì)社制KR-242A
[0099]聚乙烯蠟1:日本科萊恩株式會(huì)社制七'J夕' ^卜3620
[0100]氟樹脂:聚四氟乙烯樹脂旭硝子株式會(huì)社制7 >才> L170J
[0101]二硫化鑰:大東潤滑株式會(huì)社制LM-13
[0102]石墨:日立化成工業(yè)株式會(huì)社制GP-60S
[0103]氮化硼:水島合金鐵株式會(huì)社制FS-1
[0104]二醇改性環(huán)氧樹脂:關(guān)西涂料株式會(huì)社制ER-007
[0105]嵌段異氰酸酯:旭化成工業(yè)株式會(huì)社制7 Λ 5彳、一卜MF-K60X
[0106]乙烯離聚物:三井化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制* ^ ^ 一 > S650
[0107]聚乙烯蠟2:三井化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制> S ^ — > W950
[0108]硅烷偶聯(lián)劑:信越化學(xué)株式`會(huì)社制ΚΒΕ-403
[0109]對于如此所得的表1、2所示的鋼板N0.1~22，進(jìn)行下述所示的冷壓性、熱壓時(shí)的耐氧化性和熱壓后的涂裝密合性的評價(jià)。此處，熱壓是如下進(jìn)行模擬的，即，使用電爐或直接通電在表1、2所示的加熱條件下加熱，然后用Al制模具包夾，并以50°C /秒的冷卻速度進(jìn)行冷卻。
[0110]冷壓性:使用圖1示意性表示的摩擦系數(shù)測定裝置測定動(dòng)摩擦系數(shù)，評價(jià)冷壓性。首先，直接從制作的鋼板上裁取樣品1，并將其設(shè)置在固定于滑動(dòng)臺3上面的試樣臺2上?；瑒?dòng)臺3能夠通過設(shè)置在位于其下方的滑動(dòng)臺支持臺5上面的輥4而水平移動(dòng)。接著，通過使能夠上下移動(dòng)的滑動(dòng)臺支持臺5向上方移動(dòng)，將樣品I壓在設(shè)置在上方的圖2所示形狀的拉延筋6的下面。這時(shí)，使用安裝在滑動(dòng)臺支持臺5上的第一測力傳感器7，測定對樣品I的擠壓載荷N。最后，在作用一定的擠壓載荷N (=400kgf)的狀態(tài)下，使滑動(dòng)臺3以IOOcm/分鐘的移動(dòng)速度在軌道9上水平移動(dòng)，使用安裝在滑動(dòng)臺3 —端的第二測力傳感器8測定滑動(dòng)阻力F，求出室溫(25°C)下的動(dòng)摩擦系數(shù)y=F/N。需要說明的是，將作為潤滑油的^冬^ ^化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的沖壓用清洗油>卜> R352L涂布在樣品I的表面，進(jìn)行試驗(yàn)。按照以下基準(zhǔn)評價(jià)算出的μ，如果為◎、〇，則視為冷壓性優(yōu)良。
[0111]?: μ < 0.1
[0112]O:0.1 ^ μ < 0.15
[0113]Δ:0.15 ^ μ < 0.2
[0114]X:0.2 ^ μ
[0115]耐氧化性:在表1、2所示的加熱條件下加熱后，測定鋼板的重量，并測定與加熱前的重量變化。此處，重量變化是因氧化皮、ZnO的生成所導(dǎo)致的重量增加與生成的ZnO的飛散所導(dǎo)致的重量減少的和，其絕對值越小，則視為耐氧化性越好，按照以下基準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，如果為◎、〇，則視為滿足本發(fā)明的目的。[0116]◎:重量變化的絕對值≤3g/m2
[0117]O:3g/m2 <重量變化的絕對值≤5g/m2
[0118]X:5g/m2 <重量變化的絕對值
[0119]涂裝密合性:從熱處理后的鋼板上裁取樣品，并使用日本帕卡瀨精株式會(huì)社制PB-SX35，在標(biāo)準(zhǔn)條件下實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，然后在170°C X 20分鐘的燒結(jié)條件下，將關(guān)西涂料株式會(huì)社制電沉積涂料GT-10HT V > 一形成膜厚為20 μ m的膜，制作涂裝試驗(yàn)片。然后，對制作的試驗(yàn)片上實(shí)施了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理和電沉積涂裝的面，用切刀以切至鋼基底的方式切割成網(wǎng)格(10X10個(gè)，Imm間隔)，接著，進(jìn)行利用膠帶來粘貼和剝離的網(wǎng)格膠帶剝離試驗(yàn)。按照以下基準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，如果評價(jià)的結(jié)果為◎或〇，則視為涂裝密合性優(yōu)良。
[0120]◎:未剝離
[0121]〇:1~10個(gè)網(wǎng)格剝離
[0122]Λ:11~30個(gè)網(wǎng)格剝離
[0123]Χ:31個(gè)以上網(wǎng)格剝離
[0124]將結(jié)果示于表3。由此可知，本發(fā)明例的冷壓性、熱壓時(shí)的耐氧化性優(yōu)良，同時(shí)熱壓后的涂裝密合性也優(yōu)良。
[0125]需要說明的是，在本實(shí)施例中，實(shí)際上沒有通過冷壓或熱壓進(jìn)行加工。然而，如上所述，由于耐氧化性和涂裝密合性受到熱壓前的加熱導(dǎo)致的鍍層變化，特別是鍍層中Zn的特性的影響，因此可以用本實(shí)·施例的結(jié)果來評價(jià)耐氧化性和涂裝密合性。
【權(quán)利要求】
1.一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有: 鍍層，含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2 ；以及 含固體潤滑劑的潤滑層。
2.如權(quán)利要求1所述的熱壓用鋼板，其特征在于，在鍍層和潤滑層之間，進(jìn)一步具有選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。
3.一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有: 鍍層，含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2 ；以及 含固體潤滑劑的選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱壓用鋼板，其特征在于，鍍層的基底鋼板具有如下成分組成:以質(zhì)量%計(jì)，含有C:0.15~0.5%、S1:0.05~2.0%、Mn:0.5~3%、P:0.1%以下、S:0.05%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的熱壓用鋼板，其特征在于，鍍層的基底鋼板以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有選自Cr:0.01~1%, Ti:0.2%以下、B:0.0005~0.08%中的至少一種。
6.如權(quán)利要求4或5所述的熱壓用鋼板，其特征在于，鍍層的基底鋼板以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有 Sb:0.003 ~0.03%?！?br> 7.一種熱壓部件的制造方法，其特征在于，對權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的熱壓用鋼板進(jìn)行冷壓后，加熱至Ac3相變點(diǎn)~1000°C的溫度范圍，然后進(jìn)行熱壓。
8.一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有: 鍍層I，含60質(zhì)量％以上的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為0.01 ~5g/m2 ； 鍍層II，含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2 ；以及 含固體潤滑劑的潤滑層。
9.如權(quán)利要求8所述的熱壓用鋼板，其特征在于，在鍍層II和潤滑層之間，進(jìn)一步具有選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。
10.一種熱壓用鋼板，其特征在于，在鋼板表面依次具有: 鍍層I，含60質(zhì)量％以上的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為0.01 ~5g/m2 ； 鍍層II，含10~25質(zhì)量％的Ni，余量由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且附著量為10~90g/m2 ；以及 含固體潤滑劑的選自含Si化合物層、含Ti化合物層、含Al化合物層、含Zr化合物層中的至少一種化合物層。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的熱壓用鋼板，其特征在于，鍍層的基底鋼板具有如下成分組成:以質(zhì)量%計(jì)，含有C:0.15~0.5%、S1:0.05~2.0%、Mn:0.5~3%、P:0.1%以下、S:0.05%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的熱壓用鋼板，其特征在于，鍍層的基底鋼板以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有選自Cr:0.01~1%, Ti:0.2%以下、B:0.0005~0.08%中的至少一種。
13.如權(quán)利要求11或12所述的熱壓用鋼板，其特征在于，鍍層的基底鋼板以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有Sb:0.003~0.03%。
14.一種熱壓部件的制造方法，其特征在于，對權(quán)利要求8~13中任一項(xiàng)所述的熱壓用鋼板進(jìn)行冷壓后，加熱至Ac3相變點(diǎn)~1000°C的溫度范圍，然后進(jìn)行熱壓。
15.如權(quán)利要求14所述的熱壓部件的制造方法，其特征在于，在加熱至Ac3相變點(diǎn)~1000°C的溫度 范圍時(shí)，以100°C /秒以上的平均升溫速度進(jìn)行加熱。
【文檔編號】C22C38/00GK103597117SQ201280028256
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】三好達(dá)也, 中島清次, 中丸裕樹 申請人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社