BR112014019984B1

BR112014019984B1 - chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente e método de prensar a quente a chapa de aço revestida

Info

Publication number: BR112014019984B1
Application number: BR112014019984-1A
Authority: BR
Inventors: Shintaro Yamanaka; Maki Jun; Masao Kurosaki; Kazuhisa Kusumi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2021-03-09
Also published as: EP2816139A4; KR20160078521A; KR101974182B1; JP5582254B2; ES2765101T3; RU2584105C2; JPWO2013122004A1; MX365687B; BR112014019984A2; IN2014DN06844A; ZA201405948B; JP2014139350A; PL2816139T3; WO2013122004A1; MX2014009731A; TW201335425A; CN104093880B; CN104093880A; KR20140119738A; EP2816139B1

Abstract

CHAPA DE AÇO REVESTIDA PARA USO EM PRENSAGEM A QUENTE E MÉTODO DE PRENSAR A QUENTE A CHAPA DE AÇO REVESTIDA. A presente invenção refere-se a uma chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente que é excelente em capacidade de lubrificação a quente, aderência de revestimento, capacidade de soldagem por pontos, e resistência à corrosão do revestido e um método para prensagem a quente da chapa de aço revestida. Apresente invenção é uma chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente e um método de prensar a quente a chapa de aço revestida caracterizada por ser uma chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente que contém uma camada de revestimento de Al que é formada em uma superfície ou em ambas as superfícies da mencionada chapa de aço, e uma camada de revestimento de superfície que é formada na mencionada camada de revestimento de Al, a mencionada camada de revestimento de superfície contendo pelo menos um composto de Zn que é selecionado de um grupo compreendido de hidróxido de Zn, fosfato de Zn, e ácido orgânico de Zn.

Description

Campo técnico

[001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente que é revestida por um revestimento de Al que é compreendido principalmente de Al e que é excelente em capacidade de lubrificação a quente, adesão de revestimento, capacidade de soldagem por pontos, e resistência à corrosão da capa revestida e a um método de prensar a quente tal chapa de aço revestida. Técnica antecedente

[002] Nos últimos anos, para proteger o ambiente e evitar o aquecimento global, tem aumentado a demanda de manter baixo o consumo de combustíveis fósseis. Essa demanda teve impacto em várias indústrias produtoras. Por exemplo, mesmo para automóveis, que são meios essenciais de transporte para as atividades da vida diária, não a exceções. A melhoria da economia de combustível etc. pela diminuição do peso dos chassis tem sido buscada. Entretanto, em automóveis, apenas reduzir o peso do chassi não é permitido em termos de performance do produto. É necessário garantir a segurança adequada.

[003] Grande parte da estrutura de um automóvel é formada por um material à base de ferro, em particular uma chapa de aço. A redução do peso dessa chapa de aço é importante para tornar mais leve o peso do chassi. Entretanto, conforme explicado acima, não é permitido apenas reduzir o peso da chapa de aço. Garantir a resistência mecânica da chapa de aço é buscado simultaneamente. Demandas similares são feitas na chapa de aço em várias outras indústrias produtoras em adição à indústria de produção de automóveis. Consequentemente, uma chapa de aço que tenha resistência mecânica aumentada de modo a permitir que a espessura seja reduzida comparada com a chapa de aço usada convencionalmente enquanto mantém ou melhora a resistência mecânica está sendo pesquisada e desenvolvida.

[004] Em geral, um material que tenha uma alta resistência mecânica tende a cair no congelamento de forma após o dobramento ou outra conformação e é difícil conformar em uma forma complicada. Como um meio para resolver esse problema com a capacidade de conformação, pode ser mencionado o assim chamado “método de prensagem a quente (também chamado de método de estampagem a quente, método de prensagem a quente, ou método de resfriamento no molde)”. Com esse método de prensagem a quente, o material a ser conformado é aquecido uma vez até uma alta temperatura para amolecer a chapa de aço pelo aquecimento, e então a chapa de aço é conformada por prensagem para conformá-la, e então é resfriada. De acordo com esse método de prensagem, o material é aquecido uma vez até uma alta temperatura para torná-lo macio, então o material pode ser facilmente conformado por prensagem. Além disso, devido ao efeito endurecedor causado pelo resfriamento após a prensagem, o material pode ter aumentada a sua resistência mecânica. Portanto, o método de prensagem a quente permite que seja obtido um produto conformado que tenha tanto um bom congelamento da forma e uma alta resistência mecânica.

[005] Entretanto, aplicando-se esse método de prensagem a quente à chapa de aço, aquecer a chapa de aço até uma alta temperatura de 800°C ou mais faz a superfície da chapa de aço oxidar e carepa (óxidos) se formarem. Portanto, após executar a conformação por prensagem a quente, uma etapa de remover essa carepa (etapa de descamação) se torna necessária e a produtividade cai. Além disso, em membros que requerem resistência à corrosão, etc., as superfícies dos membros têm que ser tratadas para torná-las à prova de ferrugem ou cobertas por um metal após serem trabalhadas. Uma etapa de limpeza da superfície e uma etapa de tratamento da superfície se tornam necessárias, então a produtividade também cai.

[006] Como um método para suprimir tal queda na produtividade, pode ser mencionado o método de prover a chapa de aço com um revestimento. Como cobertura da chapa de aço, é usado em geral um material orgânico ou um material inorgânico ou outros vários materiais. Entre essas, uma chapa galvanizada e recozida, que tem uma ação de corrosão sacrificial contra a chapa de aço, está sendo amplamente usada para chapa de aço para automóveis, etc., do ponto de vista de performance anti-corrosão e de tecnologia de produção da chapa de aço. Entretanto, a temperatura de aquecimento (700 a 1000°C) na conformação por prensagem a quente é maior que a temperatura de decomposição do material orgânico ou que o ponto de fusão e o ponto de ebulição do Zn ou outro metal. Quando se usa a prensagem a quente para aquecer, o revestimento da superfície e a camada de revestimento evaporam provocando uma deterioração notável das propriedades da superfície.

[007] Portanto, como a chapa de aço à qual o método de prensagem a quente que é acompanhado de aquecimento a alta temperatura é aplicado, é desejável usar uma chapa de aço que seja provida com uma cobertura metálica à base de Al, que tenha um ponto de ebulição mais alto que o da cobertura de um material orgânico, ou uma chapa de aço revestida com Al. Aqui, uma “chapa de aço revestida de Al” inclui chapas às quais outros elementos diferentes do Al foram adicionados para melhorar as características da camada de revestimento. O Al da camada de revestimento deve ser 50% ou mais, em % em massa.

[008] Fornecendo-se a cobertura metálica à base de Al, é possível evitar que a carepa se forma na superfície da chapa de aço e, portanto, a descamação e outras etapas se tornam desnecessária, então o produto conformado é melhorado em produtividade. Além disso, uma cobertura metálica à base de Al tem também um efeito à prova de ferrugem, então a resistência à corrosão é também melhorada. O método de prensar a quente a chapa de aço que compreende uma chapa de aço que tem uma composição química predeterminada e é provida com uma cobertura metálica à base de Al está descrito na PLT 1.

[009] Entretanto, quando se fornece uma cobertura metálica à base de Al, dependendo das condições de pré-aquecimento antes da conformação por prensagem a quente, a cobertura de Al fundirá, e então o Fe se difundirá da chapa de aço e provocará a formação de uma camada de liga Al-Fe e, além disso, p crescimento da camada de liga Al-Fe até a superfície da chapa de aço se tornar uma camada de liga Al-Fe. Esta camada de liga Al-Fe é extremamente dura, então houve o problema de que o contato com o molde no momento da conformação por prensagem provocou marcas de trabalho no produto conformado.

[0010] Uma camada de liga Al-Fe é menor em deslizamento na sua superfície e é mais pobre em capacidade de lubrificação. Além disso, essa camada de liga Al-Fe é dura e se fratura facilmente. A camada de revestimento sofre de fraturas e pulverização, etc., então a capacidade de conformação cai. Além disso, qualquer camada de liga Al-Fe descascada adere ao molde ou a superfície da camada de liga Al-Fe da chapa de aço, é fortemente esfregada contra, e adere ao molde ou compostos intermetálicos derivados da camada de liga Al-Fe para aderir ao molde e fazer o produto conformado declinar em qualidade. Por essa razão, é necessário remover periodicamente os compostos intermetálicos Al-Fe que aderiram ao molde. Isto se torna uma causa de uma queda na produtividade do produto conformado ou um aumento nos custos de produção.

[0011] Além disso, uma camada de liga Al-Fe é baixa em reatividade com o tratamento usual de fosfato. Portanto, a superfície da camada de liga Al-Fe não pode ser formada com um revestimento convertido quimicamente (revestimento de fosfato) como pré-tratamento por eletrodeposição de pintura. Mesmo quando um revestimento convertido quimicamente não é formado, fazendo-se o material bom em adesão do revestimento então fazendo-se a quantidade de deposição de Al suficiente, a resistência à corrosão da chapa revestida também se tornará excelente, mas aumentando-se a quantidade de deposição de Al, a adesão de compostos intermetálicos Al-Fe ao molde aumentará.

[0012] A adesão de compostos intermetálicos Al-Fe inclui o caso em que peças descascadas da camada de liga Al-Fe depositam, e o caso em que a superfície da camada de liga Al-Fe é fortemente esfregada contra e deposita. Quando se conforma por prensagem a quente uma chapa de aço que tem um revestimento de superfície, melhorando-se a capacidade de lubrificação, a esfregação forte e a adesão pela superfície da camada de liga Al-Fe são facilitadas. Entretanto, a melhoria na capacidade de lubrificação não é eficaz para aliviar a deposição de partes descascadas da camada de liga Al-Fe no molde. Entretanto, a melhoria na capacidade de lubrificação não é eficaz para aliviar a deposição das partes descascadas na camada de liga Al-Fe no molde. Para aliviar a deposição das partes descascadas da camada de liga Al-Fe no molde, é mais eficaz reduzir a quantidade de deposição do Al no revestimento de Al.

[0013] Portanto, a chapa de aço que evita que o produto conformado seja conformado com marcas de trabalho está descrita na PLT 2. A chapa de aço que é descrita na PLT2 é uma chapa de aço que tem uma composição química predeterminada na superfície da qual uma cobertura de metal à base Al é fornecida e, além disso, na superfície daquela cobertura metálica à base de Al um revestimento de composto inorgânico, um revestimento de composto orgânico, ou um revestimento de um composto, composto do mesmo que contém pelo menos um elemento entre Si, Zr, Ti, ou P é formado. Na chapa de aço que é formada com tal revestimento de superfície como o descrito na PLT 2, mesmo no momento da conformação por prensagem após o aquecimento, o revestimento da superfície nunca descascará e, portanto, é possível evitar a formação de marcas de trabalho no momento da conformação por prensagem. Entretanto, com o revestimento da superfície que é descrito na PLT 2, uma capacidade de lubrificação suficiente não pode ser obtida no momento da conformação por prensagem, então é buscada uma melhoria no lubrificante.

[0014] A PLT 3 descreve um método para resolver o problema de deterioração da superfície da chapa de aço galvanizada devido à evaporação da camada de galvanização na prensagem a quente da chapa de aço galvanizada. Isto é, ela causa a formação de uma camada de óxido de zinco (ZnO) de alto ponto de fusão como uma camada de barreira na superfície da camada de galvanização para assim evitar a evaporação do Zn na camada de revestimento de Zn na camada de fundo. Entretanto, o método que é descrito na PLT 3 é baseado em uma chapa de aço que tenha uma camada de galvanização. O teor de Al na camada de galvanização é permitido ser até 0,4%. Entretanto, o teor de Al é desejavelmente baixo. O método que é descrito na PLT 3 é para evitar a evaporação do Zn da camada de revestimento de Zn. Al está incluído apenas incidentalmente. Entretanto, com a inclusão incidental de Al na camada de revestimento de Zn, não é possível evitar completamente a evaporação do Zn na camada de revestimento de Zn. Portanto, a prática geral é usar chapa de aço revestida de Al que tenha um Al com alto ponto de ebulição como componente principal.

[0015] A PLT 4 descreve um método de aplicar um composto do tipo wurtzita à superfície de uma chapa de aço revestida de Al. O método que está descrito na PLT 4, melhora a capacidade de lubrificação à quente e a capacidade de conversão química e garante a adesão do revestimento da superfície antes da conformação por prensagem a quente pela adição de um ingrediente aglutinante à superfície do revestimento. Entretanto, o aglutinante do método que é descrito na PLT 4 acaba se quebrando devido ao calor no momento da conformação por prensagem a quente e, portanto, houve o problema de que o composto do tipo wurtzita caiu na adesão do revestimento da chapa de aço o momento da conformação.

[0016] A PLT 5 descreve uma chapa de aço galvanizada e recozida que é conformada com uma camada de revestimento de superfície que contém hidróxido de Zn e sulfato de Zn. Entretanto, a chapa de aço que é descrita na PLT 5, forma uma camada de revestimento na superfície na chapa de aço galvanizada e recozida, então embora ela seja excelente em resistência à corrosão, há o problema de que o zinco a camada galvanizada e recozida acabou evaporando no momento da prensagem a quente. Além disso, ambas as superfícies da chapa de aço que é descrita na PLT 5 são formadas com uma camada de óxido que tem 3Zn(OH)2-ZnSO4-nH2O (n=0 a 5). O ZnSO4 dissolve a camada de revestimento de Al, então uma chapa de aço revestida de Al não pode ser usada.

[0017] A PLT 6 descreve uma chapa de aço que é compreendida de uma chapa de aço revestida de Al que é formada com uma camada de revestimento na superfície que contém um composto de Zn que é selecionado entre sulfato de Zn, nitrato de Zn, e cloreto de Zn. Entretanto, uma solução aquosa de sulfato de Zn, de nitrato de Zn, ou de cloreto de Zn é alta em pH, então quando se revestir a solução de tratamento quando da formação da camada de revestimento da superfície, age para dissolver a chapa de aço revestida de Al. Como resultado, houve o problema de que a resistência à corrosão do revestido foi degradada. Além disso, embora a causa não seja certa, houve o problema de que a capacidade de soldagem foi também degradada. Esse problema foi particularmente notável quando se incluiu sulfato de Zn e nitrato de Zn como composto de Zn.

[0018] A PLT 7 descreve uma chapa de aço que é compreendida de uma chapa de aço revestida de Al que é conformada com uma camada de revestimento de superfície que contenha um composto de vanádio, um composto de ácido fosfórico, e pelo menos um tipo de composto metálico que é selecionado entre Al, Mg e Zn. Entretanto, a camada de revestimento da superfície da chapa de aço que é descrita na PLT 7 contém um composto de vanádio, então a valência do composto de vanádio faz com que várias cores sejam formadas e, portanto, houve o problema de uma aparência irregular.

Lista de citações Literatura de Patente

[0019] PLT 1: Japanese Patent Publication n° 2000-38640A

[0020] PLT 2: Japanese Patent Publication n° 2004-211151A

[0021] PLT 3: Japanese Patent Publication n° 2003-129209A

[0022] PLT 4: WO2009/131233A

[0023] PLT 5: Japanese Patent Publication n° 2010-077498A

[0024] PLT 6: Japanese Patent Publication n° 2007-302982A

[0025] PLT 7: Japanese Patent Publication n° 2005-048200A

Sumário da invenção Problema técnico

[0026] O Al tem um alto ponto de ebulição e um alto ponto de fusão, então uma chapa de aço revestida de Al é considerada promissora como chapa de aço que é usada para um elemento para o qual a resistência à corrosão é demandada, tal como uma chapa de aço para automóveis. Portanto, várias propostas foram feitas em relação à aplicação de chapa de aço revestida de Al para a prensagem a quente. Entretanto, uma camada de liga Al-Fe não pode dar uma boa capacidade de lubrificação na prensagem a quente e a capacidade de conformação por prensagem é inferior, etc., então quando se usa prensagem a quente para obter uma forma complicada de um produto conformado, uma chapa de aço revestida de Al não está sendo usada. Além, disso, nos últimos anos, para uso em automóveis, a chapa de aço é principalmente revestida após ser conformada. Tem sido também exigido que a chapa de aço revestida de Al ofereça capacidade de conversão química (capacidade de revestimento) após a prensagem a quente e a resistência à corrosão do revestido. Além disso, também está sendo exigido da chapa de aço que é usada para os chassis de automóveis que tenha capacidade de soldagem por pontos.

[0027] A presente invenção foi feita em consideração da situação acima. O objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço revestida de Al para uso em prensagem a quente que seja excelente em capacidade de lubrificação a quente, adesão do revestimento, capacidade de soldagem por pontos, e resistência à corrosão do revestido, e um método de prensar a quente uma chapa de aço revestida de Al.

Solução para o problema

[0028] Para resolver o problema acima, os inventores etc. se engajaram em estudos intensos e como resultado descobriram formando-se uma camada de revestimento na superfície que contenha um composto que contenha Zn na camada de revestimento de Al, a camada de revestimento de Al que é formada em uma ou em ambas as superfícies da chapa de aço, a capacidade de lubrificação no momento da conformação por prensagem a quente se torna melhor e a capacidade de conversão química é também grandemente melhorada. Além disso, eles descobriram que por não incluir um composto de vanádio na camada de superfície revestida, é possível evitar que a valência do composto de vanádio faça com que várias cores sejam formadas e possibilite resolver o problema da aparência irregular. Além disso, eles descobriram que não incluindo um composto de vanádio na camada de superfície revestida, é possível evitar que a valência do composto de vanádio faça com que várias cores e possibilite resolver o problema da aparência irregular da chapa de aço. Além disso, eles descobriram que incluindo-se uma quantidade predeterminada de um composto de Zn com uma alta solubilidade em água, tal como sulfato de Zn ou nitrato de Zn, a capacidade de deposição no momento da aplicação e a adesão do revestimento e a capacidade de soldagem por pontos se torna inferior. Com base nessas descobertas, os inventores completaram a presente invenção. A essência da presente invenção é como segue. (1) Chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente caracterizado por ser uma chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente que contém uma chapa de aço, uma camada de revestimento de Al que é formada em uma superfície ou em ambas as superfícies da chapa de aço, e uma camada de revestimento da superfície que é formada na camada de revestimento de Al,

[0029] A camada de revestimento da superfície contendo pelo menos um composto de Zn que é selecionado dentre um grupo compreendido de hidróxido de Zn, fosfato de Zn e um ácido orgânico de Zn. (2) A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente conforme o item (1) caracterizada pelo fato de que a quantidade de deposição de um composto de Zn na camada de revestimento da superfície é 0,5 a 7 g/m2 por superfície como Zn. (3) A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente conforme o tem (2) caracterizado pelo fato de que o revestimento da superfície contém, em adição ao composto de Zn, pelo menos um entre um ingrediente resina, um agente de ligação silano, ou sílica em uma razão combinada de 5 a 30% em massa em relação à quantidade total do composto de Zn. (4) A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (3) caracterizado pelo fato de que a camada de revestimento de Al contém Si: 3 a 15%. (5) A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (3) caracterizada por permitir, como teor do composto de Zn, a inclusão de um ou de ambos entre sulfato de Zn e nitrato de Zn, em % em massa de respectivamente 10% ou menos. (6) A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente conforme o item (4) caracterizado por permitir, como teor do composto de Zn, a inclusão de um ou ambos entre sulfato de Zn e nitrato de Zn, em % em massa, de respectivamente 10% ou menos. (7) Um método de chapa de aço revestida por prensagem a quente caracterizada por estampar uma chapa de aço revestida que contém uma camada de revestimento de Al que é formada em uma superfície da mencionada chapa de aço ou em ambas as superfícies da mencionada chapa de aço e da mencionada camada de revestimento da superfície que é formada na camada de revestimento de Al e que contém pelo menos um composto de Zn que é selecionado do grupo compreendendo hidróxido de Zn, fosfato de Zn, e um ácido orgânico de Zn, e então aquecer e prensar a chapa de aço revestida aquecida. (8) O método de prensar a quente uma chapa de aço revestida conforme o item (7) caracterizado pelo fato de que no aquecimento antes da prensagem a taxa média de elevação da temperatura é de até 300°C/s no momento em que a chapa de aço revestida é aquecida por aquecimento ôhmico ou aquecimento por indução a partir de 50°C até uma temperatura 10°C menor que o pico máximo de temperatura.

Efeitos vantajosos da invenção

[0030] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente que seja excelente em capacidade de lubricidade, adesão de revestimento, capacidade de soldagem por pontos, e resistência à corrosão do revestido e um método de prensagem a quente para melhorar a produtividade na etapa de prensagem a quente.

Breve descrição dos desenhos.

[0031] A FIG. 1 é uma vista explicativa que explica um equipamento para avaliação da capacidade de lubrificação a quente da chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção.

[0032] A FIG. 2 é uma vista explicativa que explica a capacidade de lubrificação a quente da chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção.

Descrição das modalidades

[0033] A seguir a presente invenção será explicada em detalhes.

[0034] Chapa de aço revestida para uso em prensagem à quente

[0035] Inicialmente será explicada a chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente da presente invenção. A chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção é compreendida de uma chapa de aço na qual em uma ou em ambas as suas superfícies é formada uma camada de revestimento de Ale em cuja superfície da camada de revestimento de Al é também formada uma camada de revestimento de superfície que contém um composto de Zn.

[0036] Chapa de aço antes do revestimento

[0037] Como chapa de aço antes do revestimento é desejavelmente usada uma chapa de aço que tenha uma alta resistência mecânica (significando resistência à tração, limite de elasticidade, alongamento, capacidade de estampagem, dureza, valor de impacto, resistência à fadiga, resistência à fluência, e outras propriedades relativas à deformação mecânica e fratura). Um exemplo da chapa de aço antes do revestimento que é usada para a chapa de aço para uso em prensagem a quente é mostrada a seguir.

[0038] Inicialmente será explicada a composição química. Note que os símbolos “%” significam % em massa, a menos que indicado de forma diferente. A composição química da chapa de aço antes do revestimento contém preferivelmente, em % em massa, C: 0,1 a 0,4%, Si: 0,01 a 0,6%, e Mn: 0,5 a 3%. Além disso, ela preferivelmente contém pelo menos um elemento entre Cr: 0,05 a 3,0, V: 0,01 a 1,0%, Mo: 0,01 a 0,3%, Ti: 0,01 a 0,1%, e B: 0,0001 a 0,1%. Além disso, o saldo é compreendido de Fe e as inevitáveis impurezas.

[0039] C é incluído para garantir a resistência mecânica desejada. Se o teor de C for menor que 0,1%, uma resistência mecânica suficiente não pode ser obtida. Por outro lado, se o teor de C exceder 0,4%, a chapa de aço pode ser endurecida, mas ocorre facilmente a fratura por fusão. Portanto, o teor de C é preferivelmente 0,1 a 0,4%.

[0040] Si é um elemento que melhora a resistência mecânica. Como o C, ele é incluído para garantir a resistência mecânica desejada. Se Si for menor que 0,01%, o efeito de melhoria da resistência é difícil de garantir e uma melhoria suficiente na resistência mecânica não pode ser obtida. Por outro lado, Si é um elemento facilmente oxidável. Consequentemente, se Si exceder 0,6%, quando se executa o revestimento de Al por imersão a quente, a capacidade de umedecimento cai e partes não revestidas são passíveis de serem formadas. Portanto, o teor de Si é preferivelmente feito 0,01 a 0,6%.

[0041] Mn é um elemento que melhora a resistência mecânica e é também um elemento que melhora a capacidade de endurecimento. Além disso, Mn é eficaz para evitar a fragilização devido à impureza inevitável S. Se o teor de Mn for menor que 0,5%, esses efeitos não podem ser obtidos. Por outro lado, se o teor de Mn exceder 3%, as fases Y residuais se tornam muito grandes e a resistência é passível de cair. Portanto, o teor de Mn é preferivelmente 0,5 a 3%.

[0042] Cr, V, e Mo são elementos que melhoram as propriedades mecânicas e são também elementos que suprimem a formação de perlita no momento do resfriamento partir da temperatura de recozimento. Esses efeitos não podem ser obtidos se o teor de Cr for menor que 0,05%, o teor de V for menor que 0,01%, ou o teor de Mo for menor que 0,01%. Por outro lado, se os teores excederem: Cr: 3,0%, V: 1,0%, ou Mo: 0,3%, a taxa de área da superfície das fases duras se torna excessiva e a capacidade de conformação deteriora.

[0043] Ti é um elemento que melhora a resistência mecânica e é um elemento que melhora a resistência ao calor da camada de revestimento de Al. Quando o teor de Ti é menor que 0,01%, o efeito de melhoria da resistência mecânica e da resistência à oxidação não pode ser obtido. Por outro lado, se o Ti for excessivamente incluído, carbonetos e nitretos são formados e o aço é passível de ser amaciado. Em particular, quando o Ti excede 0,1%, a resistência mecânica desejada não pode ser obtida. Portanto, o teor de Ti é preferivelmente feito 0,01 a 0,1%.

[0044] B é um elemento que age para melhorar a resistência no momento do endurecimento. Se o teor de B for menor que 0,0001%, tal efeito de melhoria da resistência não pode ser obtido. Por outro lado, se o teor de B exceder 0,1%, inclusões são formadas na chapa de aço provocando a fragilização e a resistência à fadiga é passível de ser diminuída. Portanto o teor de B é preferivelmente feito 0,0001% a 0,1%.

[0045] Note que a composição química da chapa de aço mencionada acima antes do revestimento é um exemplo. Outras composições químicas são também possíveis. Por exemplo, como elemento desoxidante, 0,001 a 0,08% de Al pode também estar contido. Além disso, impurezas que acabam entrando inevitavelmente no processo de produção podem também ser incluídas.

[0046] A chapa de aço antes do revestimento que tenha tal composição química pode ser endurecida pelo aquecimento pelo método de prensagem a quente, etc., mesmo após o revestimento de modo a ser dada uma resistência à tração de aproximadamente 1500 MPa ou mais. Mesmo uma chapa de aço que tenha tal alta resistência à tração pode ser facilmente conformada pelo método de prensagem a quente no estado de amolecida pelo aquecimento. Além disso, o produto conformado pode auferir uma alta resistência mecânica e, mesmo quando tornado fina para diminuição do peso, pode ter a resistência mecânica mantida ou melhorada.

[0047] Camada de revestimento de Al

[0048] Uma camada de revestimento de Al é formada em uma ou em ambas as superfícies da chapa de aço antes do revestimento. A camada de revestimento de Al é, por exemplo, formada em uma ou em ambas as superfícies da chapa de aço pelo método de imersão a quente, mas a invenção não é limitada a isso.

[0049] Além disso, a composição química da camada de revestimento de Al deve conter Al: 50% ou mais. Os elementos diferentes do Al não são particularmente limitados, mas Si pode ser incluído de forma proativa pelas razões a seguir.

[0050] Se Si estiver incluído, uma camada de liga Al-Fe-Si é formada na interface entre o revestimento e a base de ferro e, portanto, é possível suprimir a formação de camada da liga frágil Al-Fe que é formada no momento do revestimento por imersão a quente. Se o teor de Si for menor que 3%, a camada de liga Al-Fe engrossará na etapa de execução do revestimento de Al, a fratura na camada de revestimento será auxiliada no momento do trabalho, e a resistência à corrosão pode ser prejudicialmente afetada. Por outro lado, se o teor de Si exceder 15%, a taxa de volume da camada que contém Si aumentará e a capacidade de trabalho da camada de revestimento ou a resistência à corrosão é passível de cair. Portanto, o teor de Si na camada de revestimento é preferivelmente feito 3 a 15%.

[0051] A camada de revestimento de Al evita a corrosão da chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção. Além disso, quando se trabalha a chapa de aço para uso em prensagem a quente pelo método de prensagem a quente, mesmo se aquecida até uma alta temperatura, a superfície nunca oxidará e a carepa (óxidos de ferro) nunca será formada. Usando-se a camada de revestimento de Al para evitar a formação de carepa, é possível eliminar a etapa de remoção da carepa, a etapa de limpeza da superfície, a etapa de tratamento da superfície, etc., e é possível melhorar a produtividade do produto conformado. Além disso, a camada de revestimento de Al é maior no ponto de ebulição e no ponto de fusão que o revestimento de cobertura compreendido de um material orgânico ou que um revestimento de cobertura compreendido de outro material à base de um metal (por exemplo, material à base de Zn). Portanto, quando se usa o método de prensagem a quente para conformá-lo, o revestimento não evaporará, então a conformação a uma alta temperatura se torna possível, a capacidade de conformação na conformação por prensagem a quente é também aumentada, e uma fácil conformação se torna possível.

[0052] O aquecimento no momento do revestimento por imersão a quente e da prensagem a quente pode fazer a camada de revestimento de Al se ligar com o Fe na chapa de aço. Consequentemente, a camada de revestimento de Al não é necessariamente formada em uma camada única com uma composição química constante e incluirá camadas parcialmente ligadas (camadas de liga).

[0053] Camada de revestimento de superfície

[0054] A camada de revestimento de superfície é formada na superfície da camada de revestimento de Al. A camada de revestimento de superfície inclui um ou mais compostos de Zn que são selecionados do grupo compreendido de hidróxido de Zn, fosfato de Zn, e ácido orgânico de Zn. Como composto de Zn, hidróxido de Zn e fosfato de Zn são particularmente preferidos. Como ácido orgânico de Zn, acetato de Zn, citrato de Zn, oxalato de Zn, oleato de Zn, e outros tais como sais de Zn de ácidos carboxílicos e sais de Zn de ácidos hidroxila, gluconato de Zn, etc., podem ser mencionados. Esses compostos têm o efeito de melhorar a capacidade de lubrificação na prensagem a quente ou a reatividade com a solução de conversão química. O hidróxido de Zn e o fosfato de Zn têm uma pequena solubilidade na água, então são usadas como suspensões, enquanto o acetato de Zn, que tem uma grande solubilidade em água, é preferivelmente usado como solução aquosa. Note que esses compostos de Zn podem conter um ou ambos entre sulfato de Zn e nitrato de Zn, mas se exceder um % em massa de 10%, como explicado acima, a resistência à corrosão do revestido e a capacidade de soldagem são degradadas. Portanto, os valores permissíveis dos teores de sulfato de Zn e nitrato de Zn são preferivelmente 10% ou menos.

[0055] A seguir o caso em que hidróxido de Zn está contido na camada de revestimento da superfície será usado como exemplo para a explicação. O hidróxido de Zn se quebra no aquecimento para formar um revestimento liso e resulta em uma melhor resistência à corrosão do revestido do que até mesmo o caso de uso de ZnO. Note que mesmo quando se usa um composto de Zn diferente do hidróxido de Zn, uma camada de revestimento de superfície é formada da mesma forma que no caso de hidróxido de Zn e um efeito similar pode ser obtido.

[0056] A camada de revestimento de superfície que contém hidróxido de Zn pode ser formada, por exemplo, aplicando-se um revestimento que contenha hidróxido de Zn e cozendo-o e secando-o para endurecê-lo após a aplicação de modo formar assim uma película de revestimento na camada de revestimento de Al. Como método de aplicação do hidróxido de Zn, por exemplo, podem ser mencionados o método de misturar uma suspensão que contenha hidróxido de Zn e um aglutinante orgânico predeterminado e aplica-lo à superfície da camada de revestimento de Al e o método de revestimento por pulverização, etc. Como aglutinante orgânico predeterminado, por exemplo, podem ser mencionados uma resina à base de poliuretano, uma resina à base de poliéster, uma resina à base de acrílico, um agente de ligação silano, sílica, etc. Esses aglutinantes orgânicos são feitos solúveis em água de modo a permitir a mistura com a suspensão de hidróxido de Zn. A solução de tratamento assim obtida é revestida na superfície da chapa de aço revestida de Al.

[0057] O hidróxido de Zn não é particularmente limitado quanto ao tamanho de partícula, mas tem desejavelmente um tamanho de 50 a 1000 nm. O tamanho de partícula do hidróxido de Zn é feito o tamanho de partícula após o tratamento térmico. Isto é, o tamanho de partícula após manter no forno a 900°C por 5 a 6 minutos, e então o resfriamento rápido no molde é feito aquele determinado pela observação por um microscópio de varredura eletrônica (SEM) etc..

[0058] Os teores do ingrediente resina, do agente de ligação silano, da sílica, e de outros ingredientes aglutinantes no revestimento de superfície são preferivelmente, em razão de massa do hidróxido de Zn, juntos, 5 a 30%. Se o teor dos ingredientes aglutinantes for menor que 5%, o efeito da deposição não é suficientemente obtido e o revestimento se descasca facilmente. Para obter estavelmente o efeito da deposição, o ingrediente aglutinante é preferivelmente feito, em razão de massa, 10% ou mais. Por outro lado, mesmo se o teor do ingrediente aglutinante exceder 30%, o efeito de deposição se torna saturado e o odor que é produzido no momento do aquecimento se tora notável, então isso não é preferível. O limite superior do teor do ingrediente aglutinante é mais preferivelmente feito 16%.

[0059] A camada de revestimento da superfície que contém o composto de Zn da presente invenção é confirmada ter uma maior lubricidade comparada com o revestimento de composto inorgânico, o composto de revestimento orgânico, ou o revestimento de composto composto que contém pelo menos um elemento entre Si, Zr, Ti, e P que são descritos na PLT 2. Por essa razão, a capacidade de conformação é também melhorada.

[0060] A quantidade de deposição de hidróxido de Zn na camada de revestimento da superfície que é formada na chapa de aço revestida de Al é preferivelmente 0,5 a 7 g/m2 por superfície convertida para quantidade de Zn. Se a quantidade de deposição de hidróxido de Zn for 0,5 g/m2 ou mais como Zn, como mostrado na FIG. 2, a capacidade de lubrificação é melhorada. 1,5 g/m2 ou mais é mais preferível. Por outro lado, se a quantidade de deposição de hidróxido de Zn estiver acima de 7 g/m2 como Zn, a camada de revestimento de Al e a camada de revestimento de superfície se tornam muito espessas e a capacidade de soldagem e a adesão de tinta diminuem. Portanto, o hidróxido de Zn é preferivelmente depositado na superfície da camada de revestimento de superfície em uma quantidade de 0,5 a 7 g/m2 como Zn por superfície. Além disso, considerando-se também a capacidade de soldagem e a adesão de pintura, a quantidade de deposição de hidróxido de Zn é particularmente preferivelmente 0,5 a 2 g/m2.

[0061] Note que, como o método de medição da quantidade de deposição de hidróxido de Zn pode, por exemplo, ser utilizado o método de raios-X fluorescente. O método de raios-X fluorescente usa vários tipos de amostras padrão com quantidades conhecidas de deposição de hidróxido de Zn de modo a preparar uma linha de calibração e converter a intensidade de Zn da amostra sendo medida para a quantidade de deposição de hidróxido de Zn.

[0062] Como método de cozimento e secagem após a aplicação da solução de tratamento, por exemplo, é possível usar o método de usar um forno de ar quente, um forno de aquecimento por indução, um forno de raios infravermelhos, etc. Além disso, um método que use uma combinação desses é também possível. Nesse momento, dependendo do tipo de aglutinante que é incluído na solução de tratamento, ao invés de cozer e secar após a aplicação, é também possível, por exemplo, curar por raios ultravioleta, raios elétricos, etc. Como aglutinante orgânico, podem ser mencionados poliuretano ou poliéster ou mesmo acrílico ou um agente de ligação silano, etc., Entretanto, o método para formar a camada de revestimento de superfície de hidróxido de Zn não é limitado a esses exemplos. Vários métodos podem ser usados para formar a camada.

[0063] Note que, quando não se usa um aglutinante, após a solução de tratamento ser aplicada à camada de revestimento de Al, a camada de revestimento de superfície é um tanto baixa em adesão antes do tratamento de cura. Se esfregado com uma força vigorosa, ela pode se descascar parcialmente.

[0064] Se a camada de revestimento de superfície for aquecida uma vez no momento da conformação por prensagem, ela apresenta uma adesão extremamente forte. A PLT 4 descreve como melhorar a adesão antes da conformação por prensagem a quente, mas a presente invenção melhora a adesão após a conformação por prensagem a quente. A melhoria da adesão após a conformação por prensagem a quente não pode ser obtida se for incluído um composto do tipo wurtzita que está descrito na PLT 4 no revestimento de superfície e é uma característica importante da presente invenção. Devido ao hidróxido de Zn ser aquecido, é esperado que ele seja desidrogenado e se torne parcialmente óxido de Zn, etc., e a estrutura do cristal mudará. Nesse momento, acredita-se que partículas finas facilmente prossigam para sínter. Da mesma forma, também se acredita que o fosfato de Zn e o ácido orgânico de Zn se quebrem ap serem aquecidos. Um composto com baixa solubilidade em água tal como hidróxido de Zn e fosfato de Zn pode ser aplicado a uma chapa de aço revestida de Al em um estado de solução. Além disso, acredita-se que hidróxido de Zn, fosfato de Zn, e ácido orgânico de Zn precipitem como compostos na etapa de cozimento após a aplicação ou a etapa de aquecimento no momento da estampagem a quente, mas comparado com uma solução dispersa em água, não há agregação secundária na água e a precipitação ocorre em uma forma mais fina. Portanto, acredita-se que as partículas precipitadas sinterizam e, portanto, a resistência como um revestimento pode ser facilmente mantida.

[0065] Acamada de revestimento de superfície melhora a capacidade de lubrificação, então mesmo com uma chapa de aço revestida de Al que seja inferior em capacidade de conformação, a capacidade de conformação no momento da conformação por prensagem a quente pode ser melhorada. Além disso, é possível desfrutar da excelente resistência à corrosão da chapa de aço revestida de Al. Além disso, a excelente capacidade de lubrificação da camada de revestimento de superfície suprime a adesão dos compostos intermetálicos Al-Fe no molde. Mesmo se a camada de revestimento de Al pulverize, a camada de revestimento de superfície que contém o composto de Zn pode evitar que o pó (pó de composto intermetálico Al- Fe) venha a aderir ao molde que é usado para a posterior conformação por prensagem a quente. Consequentemente, uma etapa de remover o pó do composto intermetálico Al-Fe que adere ao molde, etc., se torna desnecessário, então a produtividade do produto conformado pode também ser melhorada.

[0066] Além disso, a camada de revestimento de superfície pode desempenhar o papel de uma camada protetora que protege dos danos à camada de revestimento de Al que possam ocorrer no momento da conformação por prensagem a quente e pode melhorar a capacidade de conformação. Além disso, a camada de revestimento de superfície não diminui a capacidade de soldagem por pontos e a adesão de revestimento ou nem outros aspectos da performance. Se a solução de tratamento quando da formação da camada de revestimento de superfície m alta solubilidade em água, a capacidade de soldagem por pontos e a adesão de revestimento deterioram. Se a solução de tratamento tiver alta solubilidade em água, a solução de tratamento aplicada sai facilmente da chapa de aço e a capacidade de deposição deteriora.

[0067] Além disso, a camada de revestimento da superfície pode melhorar grandemente a resistência à corrosão do revestido e pode reduzir a quantidade de deposição de Al da camada de revestimento de Al comparada com o passado. Como resultado, mesmo quando se executa rapidamente a conformação por prensagem a quente, a adesão pode ser reduzida e a produtividade do produto conformado é também aumentada.

[0068] Método de prensagem a quente

[0069] A seguir será explicado o método de prensagem a quente da chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção.

[0070] No método de prensagem a quente da presente invenção, inicialmente, a chapa de aço revestida pra uso em prensagem a quente é cortada como exigido, e então aquecida até uma alta temperatura para fazer a chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente amaciar. Além disso, a chapa de aço revestida amaciada para uso em prensagem a quente é conformada por prensagem para conformá-la, e é então resfriada. Amaciando-se a chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente uma vez dessa forma, é possível executar facilmente as conformações por prensagem subsequentes. Além disso, a chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente da presente invenção pode ser endurecida por aquecimento e resfriamento e auferir uma alta resistência à tração de 1500 MPa ou mais.

[0071] Como método de aquecimento, em adição ao forno elétrico usual, um forno de tubo radiante, um forno infravermelho, etc. pode ser empregado.

[0072] A chapa de aço revestida de Al funde se aquecida ate o ponto de fusão ou mais e simultaneamente difunde com o Fe o que a fase Al muda para uma fase de liga Al-Fe e uma fase Al-Fe-Si. A fase de liga Al-Fe e a fase de liga Al-Fe-Si têm altos pontos de fusão de 1150°C ou similar. A fase Al-Fe e a fase Al-Fe-Si vêm em uma pluralidade de tipos e se aquecidas a uma alta temperatura ou aquecida por um longo tempo, mudam para uma fase de liga com mais alta concentração de Fe.

[0073] O estado da superfície que é desejável para o produto final conformado é um estado ligado até a superfície e um estado onde a concentração de Fe na fase de liga não é tão alto. Se o Al não ligado permanece, apenas essa porção corrói rapidamente, a resistência à corrosão do revestido deteriora, e bolhas ocorrem com extrema facilidade, então isto não é desejável. Por outro lado, se a concentração de Fe na fase de liga se torna muito alta, a fase de liga em si diminuem em resistência à corrosão, a resistência à corrosão revestida deteriora, e bolhas ocorrem facilmente. Isto é, a resistência à corrosão da fase de liga depende da concentração de Al na fase de liga. Portanto, para melhorar a resistência à corrosão do revestido, o estado da ligação é controlado pela quantidade de deposição de Al e pelas condições de aquecimento.

[0074] Na presente invenção, a taxa média de elevação de temperatura na região de temperaturas de 50°C até uma temperatura 10°C abaixo da temperatura máxima de pico é preferivelmente feita 10 a 300°C/s. A taxa média de elevação da temperatura administra a produtividade na chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente. Se a taxa de elevação da temperatura média for menor que 10°C/s, o amaciamento da chapa de aço para uso em prensagem a quente exige tempo. Por outro lado, se acima de 300°C, o amaciamento é rápido, mas a ligação da camada de revestimento se torna notável e provoca pulverização. A taxa media geral de aumento da temperatura é, no caso do aquecimento na atmosfera, cerca de 5°C/s. A taxa média de elevação da temperatura de 100°C/s ou mais pode ser alcançada por aquecimento ôhmico ou aquecimento por indução de alta frequência.

[0075] A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente da presente invenção pode auferir uma alta taxa media de elevação de temperatura, então a produtividade do produto conformado pode ser melhorada. Além disso, a taxa media de elevação da temperatura tem um efeito na composição química e na espessura da fase de liga Al-Fe, então é um dos importantes fatores no controle da qualidade na chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente. No caso da chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente da presente invenção, a taxa de elevação da temperatura pode ser aumentada para 300°C/s, então uma faixa mais ampla de controle de qualidade se torna possível.

[0076] Em relação à temperatura máxima de pico, devido ao princípio do método de prensagem a quente, o aquecimento é necessário na região da austenita, então geralmente uma temperatura de 900 a 950°C ou similar é empregada. No método de prensagem a quente da presente invenção, a temperatura máxima de pico não é particularmente limitada, mas é menor que 850°C, uma dureza por resfriamento suficiente não é obtida, então isso não é preferível. Além disso, a camada de revestimento de Al tem que ser feita uma fase de liga Al-Fe. Desse ponto de vista, não é preferível fazer a temperatura máxima de pico menor que 850°C. Por outro lado, se a temperatura máxima de pico exceder 1000°C, a ligação prosseguirá por muito tempo, a concentração de Fe nas fases de liga Al-Fe aumentará, e uma queda na resistência à corrosão do revestido será facilitada. O limite superior da temperatura máxima de pico não pode ser definido uniformemente uma vez que ela depende também da taxa de elevação da temperatura e da quantidade de deposição de Al, mas mesmo se considerando a economia, não pé preferível fazer a temperatura máxima de pico ser 1100°C ou mais.

[0077] Efeitos vantajosos da chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente e método de prensagem a quente da presente invenção.

[0078] A chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente da presente invenção tem uma camada de revestimento da superfície que contém um composto que contém Zn, em particular que contém hidróxido de Zn, então uma alta capacidade de lubrificação é auferida e a capacidade de conversão química é melhorada. Além disso, a chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente da presente invenção é resistente ao descascamento do revestimento após a conformação. Como resultado, a adesão de compostos intermetálicos Al-Fe ao molde é evitada, a capacidade de conformação e a produtividade no momento da conformação por prensagem a quente são melhoradas, e a capacidade de conversão química após a conformação por prensagem a quente é também melhorada. Além disso, a chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção é excelente em aderência da camada de revestimento de Al e da camada de revestimento de superfície após a conformação e também excelente em resistência à corrosão do produto conformado, isto é, a resistência à corrosão do revestido. Além disso, a chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção é excelente em adesão da camada de revestimento de Al e da camada de revestimento de superfície após a conformação e também excelente em resistência à corrosão do produto conformado, Isto é, a resistência à corrosão do revestido.

[0079] A razão porque o revestimento convertido quimicamente se forma devido a um composto de Zn tal como hidróxido de Zn não é clara na presente etapa, mas a reação de conversão química prossegue enquanto dispara uma reação de causticação por ácido do material. A superfície do composto intermetálico Al-Fe é extremamente inerte ao ácido, então imagina-se que a reação tem dificuldade em prosseguir. Um composto de Zn é um composto anfótero e se dissolve em um ácido, então acredita-se que reaja com uma solução de conversão química. Exemplos

[0080] A seguir, serão mostrados exemplos enquanto também se explica a presente invenção. Note que a presente invenção não é limitada aos exemplos que estão mostrados abaixo. Exemplo 1

[0081] Foi usada a chapa de aço laminada a frio da composição química que está mostrada na Tabela 1 (espessura da chapa: 1,4 mm). Essa chapa de aço laminada a frio foi revestida com Al pelo processo Sendzimir. A temperatura de recozimento foi feita cerca de 800°C, o banho de revestimento de Al conteve Si: 9%, e Fe que foi eluído da chapa de aço laminada a frio estava contido. A quantidade de deposição de Al após o revestimento foi ajustada pelo método de secagem a gás até 160 g/m2 em ambas as superfícies. Após o resfriamento, uma suspensão ou uma solução aquosa que foi mostrada na Tabela 2 foi revestida por um cilindro de revestimento e foi cozida a cerca de 80°C para produzir um material de teste. Note que cada solução que está mostrada na Tabela 2 foi obtida pelo uso de reagentes e misturando-se com água destilada para formar uma suspensão ou solução aquosa.

[0082] As características do material de teste assim produzido foram avaliadas pelos métodos a seguir. Note que a taxa média de elevação da temperatura quando se aquece até 900°C foi feita 5°C/s. (1) Capacidade de lubrificação a quente

[0083] O equipamento que está mostrado na FIG. 1 foi usado para avaliar a capacidade de lubrificação a quente. Um material de teste de 150 x 200 mm foi aquecido até 900°C, então uma bola de aço foi empurrada contra ele desde o topo a 700°C para medir a carga de impulsão e a carga de saque. A razão (carga de impulsão) / (carga de saque) foi feita o coeficiente dinâmico de fricção. (2) Adesão do revestimento

[0084] O material de teste foi inserido em uma atmosfera de forno, aquecido até 900°C por 6 minutos, retirado, e então imediatamente fixado em um molde de aço inoxidável e rapidamente esfriado. A taxa de resfriamento nesse momento foi feita 150°C/s. A seguir, o material de teste foi cortado a 50 x 50 mm e usado para um teste de embalagem. O método foi de mover a malha a qual 2,0 kgf (1 kgf é 9,8N) de carga foi aplicada na base de vai e vem 10 vezes por um comprimento de 30 mm, medir a quantidade de deposição de Zn antes e após o teste, e calcular a quantidade de redução percentual. (3) Capacidade de soldagem por pontos.

[0085] O material de teste foi inserido em uma atmosfera de forno, aquecido a 900°C por 6 minutos, retirado, e então imediatamente fixado em um molde de aço inoxidável e resfriado rapidamente. A taxa de resfriamento nesse momento foi feita 150°C/s. A seguir, o material de teste foi cortado em 30 x 50 mm e a foi medida a faixa de corrente adequada para soldagem por pontos (diferença do limite superior da corrente e do limite inferior da corrente). As condições de medição foram como segue: O limite inferior da corrente foi feito o valor da corrente quando o tamanho da pepita 4t1/2 (t: espessura da chapa) foi 4,4 mm, enquanto o limite superior da corrente foi feito a corrente geradora de pó.

[0086] Eletrodo: feito de cobre cromo, tipo DR (tamanho da extremidade 6 mm, forma do raio 4R)

[0087] Voltagem aplicada: 400 kgf (1 kgf é 9,8N)

[0088] Tempo de eletrificação: 12 ciclos (60 Hz) (4) Resistência à corrosão do revestido

[0089] O material de teste foi inserido na atmosfera do forno, aquecido a 900°C por 6 minutos, retirado, e então imediatamente fixado em um molde de aço inoxidável e resfriado rapidamente. A taxa de resfriamento nesse momento foi feita 150°C/s. A seguir, o material de teste foi cortado em 70 x 150 mm e foi convertido quimicamente usando- se uma solução de conversão química (PB-SX35) produzida por Japan Parkerizing, e então foi dado um revestimento por eletrodeposição (Powernix 110) produzido por Nippon Paint e foi cozido a 170°C pra formar um revestimento de 20 μm.

[0090] A resistência à corrosão do revestido foi avaliada com base na JASO M609 da Society of Automotive Engineers of Japan. O revestimento foi previamente cortado por um cortador e a largura das bolhas dos cortes após um teste de corrosão de 180 ciclos (60 dias) (valor máximo de um lado) foi medido. O material de referência foi uma chapa de aço comum à prova de corrosão compreendida de chapa de aço galvanizada por imersão a quente com um depósito de zinco de 45 g/m2 por superfície. Se a resistência à corrosão do revestido for melhor que a do material de referência, o uso como chapa de aço à prova de corrosão é possível. Note que a largura das bolhas do material de referência foi 7 mm. Tabela 1

Tabela 2

[0091] *1 - nclusão, em % em massa, de 20% de resina uretano em relação aos compostos de Zn em adição aos compostos de Zn.

[0092] *2 - Quantidade quando tudo é Zn Tabela 3

[0093] Nota 1) - „A+D“ indica inclusão de A e D em quantidades iguais.A quantidade de deposição do revestimento de superfície foi feita 1 g/m2 para a quantidade total de Zn.

[0094] Nota 2) - „A+5 a 15%G“ indica inclusão de G em 5 a 15% em massa em relação ao A. A quantidade de deposição do revestimento de superfície foi feita 1 g/m2 para a quantidade total de Zn.

[0095] Nota 3) - „A+5 a 15%H“ indica inclusão de H em 5 a 15% em massa em relação ao A. A quantidade de deposição do revestimento de superfície foi feita 1 g/m2 para a quantidade total de Zn.

[0096] Os resultados da avaliação estão mostrados na Tabela 3. A capacidade de lubrificação a quente está mostrada pelo coeficiente dinâmico de fricção medido, o coeficiente de aderência está mostrado pela quantidade de redução de Zn% antes e depois do aquecimento, a capacidade de soldagem por pontos é mostrada pela faixa adequada de corrente, e a resistência à corrosão do revestido é mostrada pela largura das bolhas. Note que o n° 7 foi uma chapa de aço revestida com Al no estado sem a formação de camada de revestimento de superfície.

[0097] Da Tabela 3 foi confirmado que pela formação das camadas de revestimento de superfície que contêm compostos de Zn de A a E, é possível melhorar a capacidade de lubrificação a quente, a aderência do revestimento, e a resistência à corrosão do revestido sem provocar a deterioração da capacidade de soldagem por pontos.

[0098] O n° 6 é um exemplo comparativo onde é revestida uma solução de tratamento compreendendo uma suspensão de ZnO e um aglutinante à base de uretano misturados. Embora a capacidade de lubrificação a quente e a resistência à corrosão do revestido fossem excelentes, a aderência do revestimento foi 25% ou notavelmente inferior se comparado com os exemplos da invenção.

[0099] Além disso, os exemplos comparativos G e H onde as camadas de revestimento de superfície que contêm compostos de Zn são formadas (nos 11 e 12) foram inferiores em aderência do revestimento e em capacidade de soldagem por pontos. Isto é porque as soluções de tratamento que contêm os compostos G e H têm alta solubilidade em água, saem facilmente quando revestidos em capas de aço revestidas de Al, e são inferiores em capacidade de deposição. Entretanto, como mostrado nos nos 8 e 10, se os teores nas camadas de revestimento de superfície de G e H forem, em % em massa, 10% ou menos, foi confirmado que o efeito na deterioração da aderência do revestimento e na capacidade de soldagem por pontos foi pequeno.

[00100] A seguir, foi determinado até que ponto um revestimento de superfície que contém um composto de Zn deve ser formado pela mudança da quantidade de deposição de revestimento de superfície e avaliando-se a capacidade de lubrificação a quente. A quantidade de deposição do revestimento de superfície foi avaliada pela quantidade de deposição de Zn no revestimento de superfície. A solução de tratamento usada foi uma que contivesse o composto de Zn de A da Tabela 2. Os resultados estão mostrados na FIG. 2.

[00101] Como fica claro da FIG. 2, foi confirmado que por uma quantidade de deposição de Zn de 0,5 g/m2 ou mais, mais preferivelmente 1 g/m2 ou mais, a capacidade de lubrificação a quente pode ser melhorada. Os vários valores a FIG. 2 estão mostrados na Tabela 4. Como fica claro da Tabela 4, foi confirmado que por uma quantidade de deposição de Zn de 2 g/m2, o valor do coeficiente de fricção a quente se tornou saturado. Tabela 4 - Coeficiente de fricção a quente

Exemplo 2

[00102] Uma solução de tratamento foi preparada mudando-se a razão de adição (%) de uma resina uretano para uma suspensão que contém o composto de Zn de A da Tabela 2em relação ao Zn(OH)2. Esta foi aplicada à chapa de aço revestida de Al do Exemplo 1 para formar uma camada de revestimento de superfície e preparar um material de teste. As condições de cozimento foram as mesmas que no Exemplo 1. Além disso, a aderência desse material de teste foi avaliada. Os métodos de avaliação foram os mesmos do Exemplo 1, exceto para a avaliação que foi executada antes do aquecimento. Isto é, o material de teste foi cortado em 50 x 50 mm e submetido a um teste de embalagem. O método foi de mover a malha a qual 1,5 kgf (1 kgf é 9,8 N) de carga foi aplicado na base do vai e vem 10 vezes por um comprimento de 30 mm, medida a quantidade de deposição de Zn antes e depois do teste, e calculada a quantidade percentual de redução. Tabela 5 - Aderência do revestimento antes do aquecimento

[00103] Os resultados estão mostrados na Tabela 5. Deve ser confirmado que a aderência antes do aquecimento foi melhorada pela adição de resina uretano. Além disso, deve ser confirmado que mesmo adicionando-se resina uretano em 16% ou mais, o efeito se tornou saturado. Exemplo 3

[00104] Foi usada uma chapa de aço para uso em prensagem a quente da presente invenção que foi formada usando-se uma solução de tratamento que contém o composto de Zn do n° 1 no Exemplo 1. Um forno de raios infravermelhos foi usado para aquecer a chapa de aço a uma taxa média de aquecimento de 30°C/s para avaliar as características do material de teste. Os métodos de avaliação foram similares aos métodos que foram mostrados no Exemplo 1, exceto para o método de aquecimento. Os resultados da avaliação estão mostrados na Tabela 6. Como resultado, a resistência à corrosão do revestido foi superior ao caso do n° 1. Deve ser confirmado que o método de aquecimento rápido foi eficaz. Tabela 6 - Resultados da avaliação no momento da aplicação do aquecimento rápido

Exemplo 4

[00105] Uma chapa de aço laminada a frio da composição química que está mostrada na Tabela 1 (espessura da chapa 1,4 mm) foi usada. Essa chapa de aço laminada a frio foi revestida com Al pelo processo Sendzimir. O banho de revestimento de Al foi mudado quanto à concentração de Si para 3, 6, 9, 13, 15, 18 e 21%. Em adição, ele conteve Fe que foi eluído da chapa de aço laminada a frio. A quantidade de deposição de Al após o revestimento foi ajustada pelo método de secagem a gás para 160 g/m2 em ambas as superfícies. Após o resfriamento, uma solução de tratamento que conteve o composto Zn que foi mostrado por A na Tabela 2 foi revestida por um cilindro revestidor e foi cozida em cerca de 80°C para produzir materiais de teste. Esses materiais de teste foram avaliados por características por métodos similares ao Exemplo 1. Note que a quantidade de deposição de Zn foi, em cada caso, cerca de 1 g/m2. Os resultados da avaliação estão mostrados na Tabela 7. Como fica claro da Tabela 7, deve ser considerado que quando a concentração de Si é 3 a 15%, a resistência à corrosão do revestido é particularmente excelente. Tabela 7

[00106] Conforme explicado acima, embora as modalidades preferidas da presente invenção tenham sido explicadas em detalhes, a presente invenção mão é limitada a essas modalidades. Quaisquer modalidades que estejam dentro do escopo descrito nas reivindicações devem ser consideradas como estando incluídas na presente invenção. Aplicabilidade industrial

[00107] De acordo com a presente invenção, quando da prensagem a quente da chapa de aço revestida de Al, uma vez que a capacidade de lubrificação seja boa e a capacidade de trabalho seja melhorada, uma forma mais complicada do produto conformado que as do passado podem ser conformadas por prensagem. Além disso, pode haver economia de mão-de-obra na manutenção e inspeção do molde de prensagem a quente e a produtividade do produto conformado pode ser melhorada. O produto conformado após a prensagem a quente também é bom em capacidade de conversão química, de modo que a capacidade de pintura e de resistência à corrosão do produto conformado final pode também ser melhorada. Dessa forma, a presente invenção permite prensar à quente uma chapa de aço revestida de Al a ser expandida para a indústria automobilística etc,. Portanto, a presente invenção tem alto valor de aplicação na indústria.

Claims

1. Chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente, caracterizada pelo fato de que consiste em uma chapa de aço uma camada de alumínio que é formada em uma superfície ou em ambas as superfícies da referida chapa de aço, e uma camada de revestimento de superfície que é formada na referida camada de revestimento de Al, em que a composição química da referida camada de revestimento de Al contém 50% em peso ou mais de Al, e a referida camada de revestimento superficial consiste em um ou mais compostos de Zn e um aglutinante, em que pelo menos um composto de Zn é selecionado do grupo que consiste em hidróxido de Zn, acetato de Zn, citrato de Zn, oxalato de Zn, oxalato de Zn, oleato de Zn, sais de Zn de ácidos hidroxilados e gluconato de Zn; através do qual os compostos Zn opcionalmente contêm adicionalmente um ou ambos de sulfato de Zn e nitrato de Zn, em que, como o conteúdo dos referidos compostos de Zn, o um ou ambos os sulfatos de Zn e nitrato de Zn estão contidos respectivamente em 10% em massa ou menos; e o aglutinante contém pelo menos um de um ingrediente de resina, agente de acoplamento de silano e sílica, e o conteúdo do ingrediente de resina, agente de acoplamento de silano, sílica e outros ingredientes de aglutinante no revestimento de superfície são, por razão de massa com a quantidade total do Compostos de Zn, juntos de 5% a 30%.

2. Chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a quantidade de deposição de um ou mais compostos de Zn na referida camada de revestimento de superfície ser de 0,5 a 7,0 g/m2 por superfície como Zn.

3. Chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o referido revestimento de superfície contém, além dos compostos de Zn, pelo menos um de um ingrediente de resina, agente de acoplamento de silano ou sílica, em uma quantidade total de 5% a 30% em razão de massa em relação à quantidade total dos referidos compostos de Zn.

4. Chapa de aço revestida para uso em prensagem a quente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a referida camada de revestimento Al contém Si entre 3% a 15% em peso.

5. Método de prensagem a quente de uma chapa de aço revestida, caracterizado por estampar uma chapa de aço galvanizada como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, depois aquecê-la, e pressionar a referida chapa de aço revestida à quente.

6. Método de prensagem a quente de uma chapa de aço revestida, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, no aquecimento antes da prensagem, a taxa média de elevação da temperatura é de 10°C/segundo a 300oC/segundo no momento em que a referida chapa de aço galvanizada é aquecida por aquecimento ou indução ôhmica aquecimento de 50oC a uma temperatura 10oC inferior à temperatura máxima de pico de 850°C a 1100°C.