CN104220641B - 镀Al系钢板、镀Al系钢板的热压方法和汽车部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的镀Al系钢板，具备：钢板；Al系镀层，其形成于所述钢板的一面或两面，且至少含有以质量％计为85％以上的Al；和表面皮膜层，其层叠于所述Al系镀层的表面，且含有ZnO和1种以上的提高润滑性的化合物。

Description

镀Al系钢板、镀Al系钢板的热压方法和汽车部件
技术领域
本发明涉及镀Al系钢板、镀Al系钢板的热压方法和汽车部件。
本申请基于2012年04月18日在日本提出的特愿2012-095014号、2012年04月25日在日本提出的特愿2012-100266号要求优先权，将其内容援引于此。
背景技术
近年来，为了保护环境和防止地球温室化，抑制化石燃料的消费的要求不断提高，但该要求对各种制造业造成了影响。例如，对于作为移动手段的日常生活、活动不可或缺的汽车也不例外，需求通过车身的轻量化等带来的燃油效率的提高等。但是，在汽车中，简单地实现车身的轻量化在产品品质上是不允许的，需要确保适当的安全性。
汽车的构成部件大多是通过铁、特别是钢板而形成的，降低该钢板的质量对于车身的轻量化来说是很重要的。但是，如上所述，简单地降低钢板的质量是不允许的，需求确保钢板的机械强度。对于这样的钢板的要求，不仅是汽车制造业，在各种制造业中都是同样的。
因此，对于通过提高钢板的机械强度，从而即使比以前使用的钢板更薄，也能够维持或提高机械强度的钢板，进行了研究开发。
一般而言，具有高的机械强度的材料，在弯曲加工等的成形加工中，形状冻结性下降，因此在加工为复杂的形状的情况下，加工本身变得困难。作为解决关于其成形性的问题的手段之一，有所谓的「热压方法(也称为热冲压法、热压法、模轧淬火法、或模压淬火(press hardening))」。
在热压方法中，将作为成形对象的材料，暂时加热至高温使其软化而进行压制加工，然后进行冷却。根据该热压方法，将材料暂时加热至高温使其软化，因此能够容易地进行压制加工，进而，通过采用成形后的冷却的淬火，材料的机械强度提高。因此，通过热压，能够得到良好的形状冻结性和高的机械强度并存的成形品。
但是，在将热压方法应用于钢板的情况下，例如加热至800℃以上的高温，因此表面的铁氧化而产生鳞皮(scale；氧化物)。因此，在热压之后，需要除去鳞皮的工序(除磷工序)，生产效率下降。另外，在需要耐蚀性的部件的情况下，加工后，需要对部件表面实施防锈处理、金属被覆，需要表面清洁化工序、表面处理工序，仍然使生产效率下降。
作为抑制这样的生产效率下降的方法，有预先对钢板实施被覆的方法。一般而言，作为钢板的被覆材料，使用有机系材料、无机系材料等各种材料。其中，从防腐蚀性能和生产技术的观点出发，对于钢板具有牺牲防蚀作用的镀锌(Zn)系钢板，被广泛使用于汽车钢板等。
但是，热压时的加热温度(700～1000℃)，比有机系材料的分解温度、Zn系等的金属材料的熔点高，在加热时，有时表面的镀层熔融、蒸发，表面性状明显恶化。
由此，作为实施热压的钢板，期望使用实施了与例如有机系材料被覆、Zn系的金属被覆相比熔点高的铝(Al)系的金属被覆的钢板，即所谓的镀Al系钢板。
如果对钢板实施Al系的金属被覆，则能够防止在钢板表面产生鳞皮，不需要除鳞工序等的工序，因此生产效率提高。另外，Al系的金属被覆也具有防锈效果，因此涂装后的耐蚀性也提高。
在专利文献1中，公开了将镀Al系钢板应用于热压的方法，所述镀Al系钢板是对规定的成分组成的钢板实施了Al系的金属被覆而成的。
但是，在对钢板实施Al系的金属被覆的情况下，根据热压前的加热条件，有时Al系的金属被覆熔融，从钢板扩散的铁(Fe)和铝化合而形成Al-Fe化合物，直到钢板的表面层叠有Al-Fe化合物(以下有时也称为「Al-Fe合金层」)。Al-Fe合金层是硬质的，因此有时在压制加工时与模具接触，在钢板表面产生加工损伤。
本来Al-Fe合金层的表面比较难以滑动，润滑性差。进而，Al-Fe合金层是硬质的，因此比较容易开裂，在镀层产生裂纹，并且有镀层粉化，成形性下降的可能性。进而，如果从Al-Fe合金层剥离的Al-Fe合金的粉末附着在模具上，或Al-Fe合金层的表面强烈被擦过，Al-Fe合金的粉末附着在模具上，则压制成形品的品质下降。
因此，需要在维修时将凝着于模具的Al-Fe合金的粉末除去，成为生产效率的下降、成本的增大的一个原因。
并且，Al-Fe化合物与磷酸盐处理的反应性差，因此在作为电沉积涂装的预处理的化学转化处理中不生成皮膜(磷酸盐皮膜)。Al-Fe合金层即使没有化学转化处理皮膜，涂料密合性也良好，如果形成充分附着量的Al-Fe合金层，则涂装后的耐蚀性也良好，但如果增大Al-Fe的附着量，则会引起上述的模具凝着。
作为模具凝着的原因，如上所述，可举出Al-Fe合金层的剥离、Al-Fe合金层的表面擦过等。通过提高表面皮膜的润滑性，后者的模具凝着(擦过凝着)被改善，但前者的模具凝着(剥离凝着)的改善比较小。在前者的模具凝着的改善方面，Al-Fe合金层的附着量的降低是最有效的。但是，如果降低Al-Fe合金层的附着量，则耐蚀性下降。
对此，在专利文献2中，公开了以防止加工损伤的产生为目的，在规定的成分组成的钢板上实施Al系的金属被覆，进而在Al系的金属被覆上形成含有硅(Si)、锆(Zr)、钛(Ti)、和磷(P)的至少1种的无机化合物皮膜、有机化合物皮膜、或它们的复合化合物皮膜。
在形成这样的表面皮膜的钢板上，在加热后的压制加工时也残留表面皮膜，能够防止压制加工时的加工损伤的产生。再者，在专利文献2中，记载了表面皮膜作为压制加工时的润滑剂发挥作用，因此成形性提高，但实际上，得不到充分的润滑性，需要新的润滑剂、代替手段。
在专利文献3中，公开了在镀锌钢板的热压中，解决由镀锌层的蒸发导致的表面劣化的方法。具体而言，在镀锌层的表面生成高熔点的氧化锌(ZnO)层来作为阻挡层，防止下层的镀锌层的蒸发。
但是，专利文献3的技术以镀锌层为前提。该技术关于Al，在镀锌层中允许含有0.4％为止，但Al浓度越低越好，实际上没有设想Al系的金属被覆。再者，专利文献3的技术课题是镀锌层的Zn的蒸发，因此在熔点高的Al系的金属被覆中，是当然不可能发生的课题。
在专利文献4中，公开了在镀Al系钢板的表面被覆纤锌矿型的化合物，改善热态润滑性、化学转化处理性的技术。该技术在润滑性的提高方面是有效的，涂装后的耐蚀性也提高了，但为了提高润滑性，皮膜的附着量需要以Zn换算为2g/m2左右，为得到更稳定的润滑性，需要3g/m2左右。但是，如果将该3g/m2的皮膜的附着量换算为皮膜的厚度则约为1.5μm。在这样的厚度下(附着量超过3g/m2的情况下)，由于皮膜电阻变高，点焊性下降，设想其结果，十字抗拉强度可能下降。因此，需求以更少量的皮膜的附着量使润滑性提高的技术。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2000-38640号公报
专利文献2：日本特开2004-211151号公报
专利文献3：日本特开2003-129209号公报
专利文献4：国际公开WO2009/131233号手册
发明内容
如上所述，施加了高熔点的Al系镀层的镀敷钢板(镀Al系钢板)，有希望作为需求耐蚀性的汽车用钢板，对于向热压的应用已提出了各种方案。但是，以往的镀Al系钢板，由于形成于表面的Al-Fe合金层得不到良好的润滑性，因此热压时的压制成形性差，难以应用于复杂形状的热压。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的是提供具有比以往更好的润滑性且能够实现热压时的成形性和生产效率的提高的镀Al系钢板、和其热压方法、以及采用该热压方法而制造的汽车部件。
本发明为解决上述课题并达成相关目的而采用以下的手段。即，
(1)本发明的一方式涉及的镀Al系钢板，具备：钢板；Al系镀层，其形成于所述钢板的一面或两面，且至少含有以质量％计为85％以上的Al；和表面皮膜层，其层叠于所述Al系镀层的表面，且含有ZnO和1种以上的提高润滑性的化合物。
(2)在上述(1)所述的镀Al系钢板中，所述提高润滑性的化合物可以是包含1种以上的过渡金属元素的化合物。
(3)在上述(2)所述的镀Al系钢板中，所述过渡金属元素可以是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Mo、W、La、和Ce的任1种以上。
(4)在上述(2)所述的镀Al系钢板中，在所述表面皮膜层中，包含所述过渡金属元素的所述提高润滑性的化合物相对于所述ZnO的质量比可以为1～40％。
(5)在上述(1)所述的镀Al系钢板中，所述提高润滑性的化合物可以是包含1种以上的典型元素的化合物。
(6)在上述(5)所述的镀Al系钢板中，所述典型元素可以是Mg、Ca、Sr、Ba、P、Sn、和Ge的任1种以上。
(7)在上述(5)所述的镀Al系钢板中，在所述表面皮膜层中，包含所述典型元素的所述提高润滑性的化合物相对于所述ZnO的质量比可以为5～30％。
(8)在上述(1)～(7)的任一项所述的镀Al系钢板中，所述表面皮膜层可以含有以Zn换算为0.3～7g/m2的所述ZnO。
(9)在上述(1)～(8)的任一项所述的镀Al系钢板中，所述表面皮膜层可以还含有相对于所述ZnO的质量比为5～30％的有机化合物。
并且，
(10)本发明的一方式涉及的镀Al系钢板的热压方法，将上述(1)～(9)的任一项所述的镀Al系钢板冲裁后加热，接着进行压制成形。
(11)上述(10)所述的镀Al系钢板的热压方法，在所述压制成形前的加热中，所述镀Al系钢板的板温度从50℃到达比最高到达板温度低10℃的温度为止的平均升温速度可以为10～300℃/秒。
(12)在上述(11)所述的镀Al系钢板的热压方法中，可以通过通电加热或感应加热来进行所述压制成形前的加热。
进而，
(13)本发明的一方式涉及的汽车部件，是采用上述(10)～(12)的任一项所述的镀Al系钢板的热压方法制造的。
根据本发明，能够提供具有比以往更好的润滑性且能够实现在热压时的成形性和生产效率的提高的镀Al系钢板、和其热压方法、以及采用该热压方法而制造的汽车部件。
附图说明
图1A是本发明的第1实施方式涉及的镀Al系钢板的层结构图。
图1B是本发明的第2实施方式涉及的镀Al系钢板的层结构图。
图2是表示作为本发明的汽车部件的一例的中柱加强件的外观的图。
图3是表示评价镀Al系钢板的热态润滑性的装置的形态的图。
图4是表示表面皮膜层的氧化锌含量(Zn换算量)与皮膜剥离率的关系的图。
图5是表示表面皮膜层的氧化锌含量(Zn换算量)与热态润滑性(摩擦系数)的关系的图。
图6是表示表面皮膜层的氧化锌含量(Zn换算量)与点焊接头的强度的关系的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图等一边对本发明的一实施方式进行详细说明。
〔第1实施方式〕
首先，对本发明的第1实施方式进行说明。图1A是表示第1实施方式涉及的镀Al系钢板10的层结构的图。如该图1A所示，第1实施方式涉及的镀Al系钢板10，是由钢板11、形成于钢板11的一面(例如上面)的Al系镀层12、和形成于Al系镀层12的表面的表面皮膜层13构成的。
再者，在图1A中，例示了在钢板11的一面侧形成有Al系镀层12和表面皮膜层13的情况，也可以在钢板11的两面形成Al系镀层12和表面皮膜层13。
钢板11成为镀Al系钢板10的基板，具有所需要的机械特性(抗拉强度、屈服点、伸长率、拉深率、硬度、冲击值、疲劳强度、蠕变强度等的机械变形和断裂相关的各特性)。该钢板11含有例如以质量％计，0.1～0.4％的碳(C)、0.01～0.6％的硅(Si)、0.5～3％的锰(Mn)、0.01～0.1％的钛(Ti)、和0.0001～0.1％的硼(B)等，并且含有余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。
以下，对钢板11所包含的上述各元素的作用进行说明。再者，在以下的说明中，％意味着质量％。
碳是用于确保钢板11的机械强度的元素。在钢板11的碳含量低于0.1％的情况下，不能得到充分的机械强度。另一方面，如果钢板11的碳含量超过0.4％，则钢板11的硬度(机械强度)上升，但在钢板11上容易产生熔融裂纹。因此，钢板11的碳含量优选为0.1～0.4％。
硅与碳同样是用于确保钢板11的机械强度的元素。在钢板11的硅含量低于0.01％的情况下，不体现强度提高效果，得不到充分的机械强度。另一方面，硅也是易氧化性元素，如果钢板11的硅含量超过0.6％，则在对钢板11进行热浸镀时润湿性下降，产生镀不上。因此，钢板11的硅含量优选为0.01～0.6％。
锰是用于提高钢板11的淬硬性、使钢板11高强度化的元素。另外，锰也承担着以下作用：与钢板11中的不可避免的杂质即硫(S)化合而生成硫化锰(MnS)，防止由硫导致的钢板11的热态脆性。在钢板11的锰含量低于0.5％的情况下，不体现其添加效果。另一方面，如果钢板11的锰含量超过3％，则钢板11的残余γ相变多、强度下降。因此，钢板11的锰含量优选为0.5～3％。
钛是提高强度的元素，并且是用于提高Al系镀层12的耐热性的元素。在钢板11的钛含量低于0.01％的情况下，得不到强度提高效果、耐热性提高效果。另一方面，如果钢板11的钛含量超过0.1％，则生成碳化物、氮化物而使钢板11软质化，得不到所需要的机械强度。因此，钢板11的钛含量优选为0.01～0.1％。
硼是用于提高钢板11的淬硬性、提高钢板11的强度的元素。在钢板11的硼含量低于0.0001％的情况下，不体现强度提高效果。另一方面，如果钢板11的硼含量超过0.1％，则生成夹杂物，钢板11的疲劳强度下降。因此，钢板11的硼含量优选为0.0001～0.1％。
再者，在不损害钢板11的机械特性的范围内，钢板11可以包含在制造工序中混入的不可避免的杂质。
上述成分组成的钢板11，通过在热压方法中的淬火，其机械强度上升至约1500MPa以上。在热压方法中，由于在使上述钢板11软化的状态下对其进行压制成形，因此容易成形。另外，上述钢板11即使为了轻量化而变薄，也维持高的机械强度。
Al系镀层12形成于钢板11的一面(例如上面)，至少含有以质量％计为85％以上的铝。该Al系镀层12，优选采用例如热浸镀法而形成，但其形成方法不限定于热浸镀法。
Al系镀层12如上所述至少含有85％以上的铝即可，也可以包含铝以外的成分。铝以外的成分不特别限定，但由于以下的理由而优选为硅。
硅是在钢板11的热浸镀时，具有抑制铁和铝的合金层(以下称呼为Fe-Al合金层)的生成的功能的元素。在Al系镀层12的硅含量低于3％的情况下，在钢板11的热浸镀时Fe-Al合金层生长为较厚，因此在加工时有助长镀层开裂，耐蚀性受损的可能性。另一方面，如果Al系镀层12的硅含量超过15％，则Al系镀层12的加工性、耐蚀性下降。因此，Al系镀层12的硅含量优选为3～15％。
上述成分组成的Al系镀层12，也承担防止钢板11的腐蚀的作用，和防止出于热压前的加热的原因，在钢板11的表面生成鳞片(铁的氧化物)的作用。
由此，通过在钢板11上形成Al系镀层12，能够省略除鳞工序、表面清洁化工序、表面处理工序等，因此镀Al系钢板10的生产效率提高。另外，Al系镀层12，与由有机系材料形成的被覆、由其它金属系材料(例如Zn系材料)形成的被覆相比熔点高，因此在热压时，能够进行高温下的加工。
再者，Al系镀层12所包含的铝的一部分，在热浸镀时、热压时，与钢板11中的铁发生合金化。由此，Al系镀层12，不一定限于由成分组成固定的单一的层而形成，有时也包含部分合金化的层(合金层)。
另外，Al系镀层12对于钢板11的附着量，一面为80g/m2的情况下，每一面的Al系镀层12的膜厚约为15μm。
表面皮膜层13层叠于Al系镀层12的表面，至少含有氧化锌(ZnO)。该表面皮膜层13是例如通过利用辊式涂布机等使悬浮有氧化锌的微粒的水溶液涂布于Al系镀层12的表面而形成的。该表面皮膜层13具有使镀Al系钢板10的热压时的润滑性、和与化学转化处理液的反应性提高的效果。
表面皮膜层13，除了上述的氧化锌以外，还含有1种以上的提高润滑性的化合物。该提高润滑性的化合物，优选是包含1种以上的过渡金属元素(在元素周期表中属于第3族～第11族的元素)的化合物。
并且，上述过渡金属元素更优选为钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锆(Zr)、钼(Mo)、钨(W)、镧(La)、和铈(Ce)的任1种以上。
特别是包含镍、钛、锆、锰、和铜的任1种以上的化合物的润滑性提高效果显著。这些元素的化合物，优选氧化物、氮化物、硫化物、或磷酸盐等。
上述过渡金属元素的化合物，有助于热压时的润滑性的提高的理由不明确，但仅是上述过渡金属元素的化合物，得不到上述润滑性提高效果，因此认为是与氧化锌的综合效应或协同效应。
本质上承担上述润滑性提高效果的是氧化锌，但通过添加上述过渡金属元素的化合物，在热压时，氧化锌与上述过渡金属元素的化合物反应而形成复合氧化物，推定其结果，润滑性提高。
含有氧化锌、和上述的过渡金属元素的化合物(提高润滑性的化合物)的表面皮膜层13，通过例如含有氧化锌和提高润滑性的化合物的涂料的涂布、涂布后的烘焙和干燥，形成于Al系镀层12的表面。
作为氧化锌和提高润滑性的化合物的涂布方法，例如可以采用以下方法：通过将含有氧化锌、和包含过渡金属元素的提高润滑性的化合物的悬浮液与有机性粘合剂混合来生成涂料，将该涂料涂布于Al系镀层12的表面的方法；和通过粉体涂装进行涂布的方法。
作为上述的包含过渡金属元素的提高润滑性的化合物，优选使用例如硫酸镍、硫酸锰、氟化钛、硝酸锆、或硫酸铜等。作为有机性粘合剂，优选使用例如聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、或硅烷偶联剂等。
上述的提高润滑性的化合物和有机性粘合剂，为了能够与包含氧化锌的悬浮液混合而分别优选为水溶性。这样，将通过使包含氧化锌和提高润滑性的化合物的悬浮液与有机性粘合剂混合而得到的涂料，涂布于镀Al系钢板12的表面。
氧化锌的粒径不特别限定，但直径优选为50～1000nm左右。氧化锌的粒径是实施加热处理后的粒径。具体而言，是在炉内以900℃保持5～6分钟，通过SEM等观察利用模具急冷后的粒径而确定的。
在表面皮膜层13中，包含过渡金属元素的提高润滑性的化合物的含量，以相对于氧化锌的质量比计优选为1～40％。在该提高润滑性的化合物的含量低于1％的情况下，不能充分得到热压时的润滑性的提高效果。另一方面，如果该提高润滑性的化合物的含量超过40％，则加热后的表面皮膜层13的密合性下降。
表面皮膜层13中的树脂成分或硅烷偶联剂等的有机性粘合剂(有机化合物)的含量，以相对于氧化锌的质量比计优选为5～30％。在该有机性粘合剂的含量低于5％的情况下，不能充分得到粘合剂效果，加热前的涂膜容易剥离。为稳定得到粘合剂效果，有机性粘合剂的含量，以相对于氧化锌的质量比计更优选为10％以上。如果有机性粘合剂的含量超过30％，则在加热时气味的产生变得显著，因此不优选。
本申请发明人确认了：即使与专利文献2中记载的含有硅、锆、钛、和磷的至少1种的无机化合物皮膜、有机化合物皮膜、或它们的复合化合物皮膜相比，本实施方式中的表面皮膜层13润滑性也更高。因此，根据本实施方式的镀Al系钢板10，具有比以往更好的润滑性，能够实现热压时的成形性和生产效率的提高。
表面皮膜层13优选含有以锌换算为0.3～7g/m2的氧化锌。
图4是表示表面皮膜层13中的氧化锌含量(锌换算量)与皮膜剥离率的关系的图。皮膜剥离率是将通过擦过试验从表面皮膜层13剥离的锌的量除以擦过试验前的表面皮膜层13所包含的锌的量而算出的值，作为润滑性的评价指标使用。
如图4所示，如果表面皮膜层13中的氧化锌含量为0.3～7g/m2，则皮膜剥离率为15％以下，表面皮膜层13的润滑性良好。如果表面皮膜层13中的氧化锌含量超过7g/m2，则表面皮膜层13变厚，皮膜剥离率激增，焊接性、涂料密合性下降。
因此，在钢板11的一面的表面皮膜层13中，氧化锌的含量以锌换算优选为0.3～7g/m2。进而，表面皮膜层13中的氧化锌含量更优选为0.5～2g/m2，除了热压时的润滑性以外，焊接性、涂料密合性变得更好。
包含氧化锌、提高润滑性的化合物和有机性粘合剂的涂料的涂布后的烘焙和干燥方法，可以是使用例如热风炉、感应加热炉、或近红外线炉等的方法，或将这些炉组合使用的方法。根据有机性粘合剂的种类，可以采用通过紫外线、或电子束等的固化方法来代替涂料涂布后的烘焙和干燥。再者，表面皮膜层13的形成方法，不限定于上述方法，可以采用各种皮膜形成方法。
在不使用有机性粘合剂的情况下，表面皮膜层13与加热前的Al系镀层12的密合性稍低，如果用强力磨擦则部分地剥离。这样，镀Al系钢板10的表面皮膜层13在热压时发挥良好的润滑性，因此热压时的镀Al系钢板10的成形性提高，并且，热压后的镀Al系钢板10的耐蚀性提高。
另外，镀Al系钢板10的表面皮膜层13具有抑制镀Al系钢板10向模具凝着的效果。假设，即使Al系镀层12粉末化，表面含有氧化锌的表面皮膜层13也会妨碍粉体(Al-Fe粉等)凝着于后续的模具。由此，不需要将凝着于模具的Al-Fe合金粉除去的工序，生产效率提高。
表面皮膜层13，在热压时，承担作为防止在钢板11和/或Al系镀层12产生损伤等的保护层的作用，因此镀Al系钢板10的成形性更加提高。并且，表面皮膜层13具有抑制镀Al系钢板10的点焊性和涂料密合性等的下降的效果。通过化学转化处理皮膜向镀Al系钢板10的形成，镀Al系钢板10的涂装后的耐蚀性大幅提高，因此能够降低表面皮膜层13的附着量。其结果，在镀Al系钢板10的快速压制时，从镀Al系钢板10剥离的Al-Fe合金粉体凝着于模具的情况被抑制，生产效率进一步提高。
再者，在表面皮膜层13相对于钢板11(Al系镀层12)的附着量以Zn换算为1g/m2的情况下，表面皮膜层13的膜厚约为0.5μm。
本实施方式的镀Al系钢板10，能够采用各种方法进行加工、成形，但优选采用热压方法进行成形。以下，对本实施方式中的镀Al系钢板10的热压方法进行说明。
在镀Al系钢板10的热压方法中，首先，将镀Al系钢板10冲裁后加热而使其软化。将软化了的镀Al系钢板10压制成形为所需要的形状后，进行冷却。由于暂时使镀Al系钢板10软化，因此能够容易地进行后续的压制成形。然后，镀Al系钢板10通过加热和冷却而进行淬火，成为具有1500MPa以上的高的机械强度的钢板。
作为热压方法中的加热方法，可以采用使用了通常的电炉、辐射管炉、或红外线等的加热方法。如果将镀Al系钢板10加热至铝的熔点以上，则Al系镀层12熔融，铝和铁相互扩散，生成铝和铁的合金层(Al-Fe合金层)、或铝、铁和硅的合金层(Al-Fe-Si合金层)。这些Al-Fe合金层、和Al-Fe-Si合金层，各自的熔点高，为1150℃左右。
在镀Al系钢板10中，存在多个形成Al-Fe合金层、和Al-Fe-Si合金层的化合物，这些化合物通过高温加热、或长时间加热，向铁浓度高的化合物变化。作为镀Al系钢板10的最终产品而优选的表面状态，是表面被合金化的状态，并且是合金层中的铁浓度不高的状态。
如果残存未合金化的铝，则仅仅该铝的残存部位快速腐蚀，在涂装后容易发生涂膜起泡。相反，Al-Fe合金层中的铁浓度过于变高，也会使Al-Fe合金层自身的耐蚀性下降，在涂装后容易发生涂膜起泡。其理由是由于Al-Fe合金层的耐蚀性依存于该合金层中的铝浓度。
因此，在确保涂装后的耐蚀性方面，存在优选的合金化状态，该合金化状态，由镀层附着量和加热条件来决定。
在本实施方式的热压方法中，能够将镀Al系钢板10的板温度从50℃到达比最高到达板温度低10℃的温度为止的平均升温速度设定为10～300℃/秒。平均升温速度影响镀Al钢板10的生产效率，一般的平均升温速度，在氛围加热的情况下，在高温下约为5℃/秒。100℃/秒以上的平均升温速度，能够利用通电加热或高频感应加热而达成。
如果上述的高的平均升温速度被实现，则生产效率提高。另外，平均升温速度由于影响Al-Fe合金层的组成、厚度，因此是控制产品品质的重要因素。在本实施方式的镀Al系钢板10的情况下，由于能够将升温速度提高到300℃/秒，因此生产效率提高，并且能够在更宽的范围控制产品的品质。
热压前的加热，基于热压的原理，需要在奥氏体区域加热。通过加热而到达的最高温度(最高到达板温度)通常为900～950℃。在本实施方式的热压方法中，最高到达温度不特别限定，但如果低于850℃则得不到充分的硬度，因此不优选。另外，Al系镀层12需要变化为Al-Fe合金层，从这个意义出发也不优选低于850℃。
如果加热温度超过1000℃，则合金化过度进行，Al-Fe合金层中的铁浓度上升，涂装后的耐蚀性下降。由于涂装后的耐蚀性也依存于升温速度、Al系镀层12的附着量，因此不能一概而论，但考虑经济性，不优选超过1000℃的温度下的加热。
如以上说明那样，根据本第1实施方式涉及的镀Al系钢板10，在Al系镀层12的表面形成含有氧化锌、包含过渡金属元素的提高润滑性的化合物的表面皮膜层13，因此能够获得比以往更好的润滑性，能够实现热压时的成形性和生产效率的提高。
另外，根据本第1实施方式涉及的镀Al系钢板10，也能够实现热压后的化学转化处理性和涂装后的耐蚀性的提高。
再者，通过表面皮膜层13的形成而使化学转化处理性提高的(化学转化处理皮膜的附着性提高的)理由不明确。但是，化学转化处理反应是以通过酸的向材料的蚀刻反应为契机而进行的反应，另一方面，表面皮膜层13所包含的氧化锌是溶解于酸的两性化合物。因此，认为表面皮膜层13所包含的氧化锌容易与化学转化处理液反应，是化学转化处理性提高的理由。
并且，本实施方式的镀Al系钢板10，通过上述的热压方法的应用能够成形为各种形状的机械部件，特别是适合于需求轻量、高刚性和高耐蚀性的汽车部件的制造。作为该汽车部件，可举出例如车门防撞梁、保险杠、或中柱加强件等的轧制成形部件。
图2是表示作为汽车部件的一例的中柱加强件的外观的图。如该图2所示，中柱加强件100是在俯视的情况下成形为竖长形状的汽车部件，上端111固定于汽车的上边梁，下端112固定于汽车下部的底梁。通过将本实施方式的镀Al系钢板10成形而制造中柱加强件100，能够提高汽车的冲撞安全性。
〔第2实施方式〕
接着，对本发明的第2实施方式说明。图1B是表示第2实施方式涉及的镀Al系钢板20的层结构的图。如该图1B所示，第2实施方式涉及的镀Al系钢板20，是由钢板21、形成于钢板21的一面(例如上面)的Al系镀层22、和形成于Al系镀层22的表面的表面皮膜层23构成的。
再者，在图1B中，例示了Al系镀层22和表面皮膜层形成于钢板21的一面侧的情况，但也可以在钢板21的两面形成Al系镀层22和表面皮膜层23。
钢板21成为镀Al系钢板20的基板，具有所需要的机械特性(抗拉强度、屈服点、伸长率、拉深率、硬度、冲击值、疲劳强度、蠕变强度等的机械变形和破坏相关的各特性)。该钢板21含有例如以质量％计，0.1～0.4％的碳(C)、0.01～0.6％的硅(Si)、0.5～3％的锰(Mn)、0.01～0.1％的钛(Ti)、和0.0001～0.1％的硼(B)等，并且含有余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。
以下，对钢板21所包含的上述各元素的作用进行说明。再者，在以下的说明中，％意味着质量％。
碳是用于确保钢板21的机械强度的元素。在钢板21的碳含量低于0.1％的情况下，不能得到充分的机械强度。另一方面，如果钢板21的碳含量超过0.4％，则钢板21的硬度(机械强度)上升，但在钢板21上容易产生熔融裂纹。因此，钢板21的碳含量优选为0.1～0.4％。
硅与碳同样是用于确保钢板21的机械强度的元素。在钢板21的硅含量低于0.01％的情况下，不体现强度提高效果，得不到充分的机械强度。另一方面，硅也是易氧化性元素，如果钢板21的硅含量超过0.6％，则在对钢板21进行热浸镀铝时润湿性下降，产生镀不上。因此，钢板21的硅含量优选为0.01～0.6％。
锰是用于提高钢板21的淬硬性、使钢板21高强度化的强化元素。另外，锰也承担着以下作用：与钢板21中的不可避免的杂质即硫(S)化合而生成硫化锰(MnS)，防止由硫导致的钢板21的热态脆性。在钢板21的锰含量低于0.5％的情况下，不体现其添加效果。另一方面，如果钢板21的锰含量超过3％，则钢板21的残余γ相变多、强度下降。因此，钢板21的锰含量优选为0.5～3％。
钛是强度强化元素，并且是用于提高Al系镀层22的耐热性的元素。在钢板21的钛含量低于0.01％的情况下，得不到强度提高效果、耐热性提高效果。另一方面，如果钢板21的钛含量超过0.1％，则生成碳化物、氮化物而使钢板21软质化，得不到所需要的机械强度。因此，钢板21的钛含量优选为0.01～0.1％。
硼是用于提高钢板21的淬硬性、提高钢板21的强度的元素。在钢板21的硼含量低于0.0001％的情况下，不体现强度提高效果。另一方面，如果钢板21的硼含量超过0.1％，则生成夹杂物，钢板21的疲劳强度下降。因此，钢板21的硼含量优选为0.0001～0.1％。
再者，在不损害钢板21的机械特性的范围内，钢板21可以包含在制造工序中混入的不可避免的杂质。
上述成分组成的钢板21，通过在热压方法中的淬火，其机械强度上升至约1500MPa以上。在热压方法中，由于在使上述钢板21软化的状态下对其进行压制成形，因此容易成形。另外，上述钢板21即使为了轻量化而变薄，也维持高的机械强度。
Al系镀层22是形成于钢板21的一面(例如上面)的、至少含有以质量％计为85％以上的铝(Al)的镀层。该Al系镀层22，优选采用例如热浸镀法而形成，但其形成方法不限定于热浸镀法。
Al系镀层22如上所述至少含有85％以上的铝即可，也可以包含铝以外的成分。铝以外的成分不特别限定，但由于以下的理由而优选为硅。
硅是在钢板21的热浸镀时，具有抑制铁和铝的合金层(以下称呼为Fe-Al合金层)生成的功能的元素。在Al系镀层22的硅含量低于3％的情况下，在钢板21的热浸镀时Fe-Al合金层生长为较厚，因此在加工时有助长镀层开裂，耐蚀性受损的可能性。另一方面，如果Al系镀层22的硅含量超过15％，则Al系镀层22的加工性、耐蚀性下降。因此，Al系镀层22的硅含量优选为3～15％。
上述成分组成的Al系镀层22，也承担防止钢板21的腐蚀的作用，和防止以热压前的加热为原因，在钢板21的表面生成鳞片(铁的氧化物)的作用。
由此，通过在钢板21上形成Al系镀层22，能够省略除鳞工序、表面清洁化工序、表面处理工序等，因此镀Al系钢板20的生产效率提高。另外，Al系镀层22，与由有机系材料形成的被覆、由其它金属系材料(例如Zn系材料)形成的被覆相比熔点高，因此在热压时，能够进行高温下的加工。
再者，Al系镀层22所包含的铝的一部分，在热浸镀时、热压时，与钢板21中的铁发生合金化。由此，Al系镀层22，不一定限于由成分组成固定的单一层而形成，有时也包含部分合金化的层(合金层)。
另外，Al系镀层22对于钢板21的附着量，一面为80g/m2的情况下，每一面的Al系镀层22的膜厚约为15μm。
表面皮膜层23层叠于Al系镀层22的表面，至少含有氧化锌(ZnO)。通过利用辊式涂布机等使悬浮有氧化锌的微粒的水溶液涂布于Al系镀层22的表面，从而在Al系镀层22的表面形成表面皮层膜23。该表面皮膜层23具有使镀Al系钢板20的热压时的润滑性、和与化学转化处理液的反应性提高的效果。
表面皮膜层23，除了上述的氧化锌以外，还含有1种以上的提高润滑性的化合物。在第1实施方式中，使用包含过渡金属元素的化合物作为提高润滑性的化合物，但在第2实施方式中，作为提高润滑性的化合物，使用除了润滑性提高效果，还具有在加热时的镀Al系钢板20的升温特性的改善效果(升温速度的提高效果)的、包含1种以上典型元素(在元素周期表中属于第1族、第2族和第12族～第18族的元素)的化合物。
特别是上述的典型元素，优选为镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、磷(P)、锡(Sn)、和锗(Ge)的任1种以上。
这些典型元素的化合物优选为氧化物，优选为例如氧化镁、或氧化钙等。这些化合物的放射率高，认为有效地吸收加热炉内的热。特别是在加热炉中，如果使用发射远红外线的发热体，则升温特性显著提高。推定其理由是由于包含氧化锌的上述氧化物，相对于远红外线区域的波长具有高的放射率。
含有氧化锌、和上述的典型元素的化合物(提高润滑性的化合物)的表面皮膜层23，通过例如含有氧化锌和提高润滑性的化合物的涂料的涂布、涂布后的烘焙和干燥，形成于Al系镀层22的表面。
作为氧化锌和提高润滑性的化合物的涂布方法，例如可以采用以下方法：通过将含有氧化锌、和包含典型元素的提高润滑性的化合物的悬浮液与有机性粘合剂混合来生成涂料，将该涂料涂布于Al系镀层22的表面的方法；通过粉体涂装进行涂布的方法。
作为上述的包含典型元素的提高润滑性的化合物，优选使用例如氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、或镁橄榄石(Mg2SiO4)等。另外，作为有机性粘合剂，优选使用例如聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、或硅烷偶联剂等。上述的提高润滑性的化合物和有机性粘合剂，为了能够与包含氧化锌的悬浮液混合而分别优选为水溶性。这样，将通过使包含氧化锌和提高润滑性的化合物的悬浮液与有机性粘合剂混合而得到的涂料，涂布于镀Al系钢板22的表面。
氧化锌的粒径不特别限定，但直径优选为50～1000nm左右。氧化锌的粒径是实施加热处理后的粒径。具体而言，是在炉内以900℃保持5～6分钟，通过SEM等观察利用模具急冷后的粒径而确定的。
在表面皮膜层23中的包含典型元素的提高润滑性的化合物的粒径也不特别限定，优选与氧化锌为相同程度。
在表面皮膜层23中，包含典型元素的提高润滑性的化合物的含量，以相对于氧化锌的质量比计优选为5～30％。在该提高润滑性的化合物的含量低于5％的情况下，不能充分得到在加热炉内的升温特性的改善效果(升温速度的提高效果)。另一方面，如果该提高润滑性的化合物的含量超过30％，则容易损害与加热后的化学转化处理液的反应性。
表面皮膜层23中的树脂成分或硅烷偶联剂等的有机性粘合剂(有机化合物)的含量，以相对于氧化锌的质量比计优选为5～30％。在该有机性粘合剂的含量低于5％的情况下，不能充分得到粘合剂效果，加热前的涂膜容易剥离。为稳定得到粘合剂效果，有机性粘合剂的含量，以相对于氧化锌的质量比计更优选为10％以上。另一方面，如果有机性粘合剂的含量超过30％，则加热时的气味产生变得显著，因此不优选。
本申请发明人确认了：即使与专利文献2中记载的含有硅、锆、钛、和磷的至少1种的无机化合物皮膜、有机化合物皮膜、或它们的复合化合物皮膜相比，本实施方式中的表面皮膜层23的润滑性更高。因此，根据本实施方式的镀Al系钢板20，具有比以往更好的润滑性，能够实现热压时的成形性和生产效率的提高。
表面皮膜层23优选含有以锌换算为0.3～7g/m2的氧化锌。
如果表面皮膜层23中的氧化锌含量以锌换算为0.3g/m2以上，则体现润滑性提高效果。另一方面，如果表面皮膜层23中的氧化锌含量以锌换算为超过7g/m2，则Al系镀层22和表面皮膜层23变厚，焊接性、涂料密合性下降。
因此，表面皮膜层23中的氧化锌含量，在一面侧的表面皮膜层23中，以锌换算优选为0.3～7g/m2。从确保热压时的润滑性、进而确保良好的焊接性、涂料密合性的观点出发，表面皮膜层13中的氧化锌含量特别优选为0.5～2g/m2。
包含氧化锌、提高润滑性的化合物和有机性粘合剂的涂料的涂布后的烘焙和干燥方法，可以是使用例如热风炉、感应加热炉、或近红外线炉等的方法，或将这些炉组合使用的方法。根据有机性粘合剂的种类，可以采用通过紫外线、或电子束等的固化方法来代替涂料涂布后的烘焙和干燥。再者，表面皮膜层23的形成方法，不限定于上述方法，可以采用各种皮膜形成方法。
在不使用有机性粘合剂的情况下，表面皮膜层23与加热前的Al系镀层22的密合性稍低，如果用强力磨擦则部分地剥离。这样，镀Al系钢板20的表面皮膜层23在热压时发挥良好的润滑性，因此热压时的镀Al系钢板20的成形性提高，并且，热压后的镀Al系钢板20的耐蚀性提高。
另外，镀Al系钢板20的表面皮膜层23具有抑制镀Al系钢板20向模具凝着的效果。即使假设Al系镀层22粉末化，表面含有氧化锌的表面皮膜层23也会妨碍粉体(Al-Fe粉等)凝着于后续的模具。由此，不需要将凝着于模具的Al-Fe合金粉除去的工序，生产效率提高。
表面皮膜层23，在热压时，承担作为防止在钢板21和/或Al系镀层22产生损伤等的保护层的作用，因此镀Al系钢板20的成形性更加提高。并且，表面皮膜层23具有抑制镀Al系钢板20的点焊性和涂料密合性等的下降的效果。通过化学转化处理皮膜向镀Al系钢板20的形成，镀Al系钢板20的涂装后的耐蚀性大幅提高，因此能够降低表面皮膜层23的附着量。其结果，在镀Al系钢板20的快速压制时，从镀Al系钢板20剥离的Al-Fe合金粉体凝着于模具的情况被抑制，生产效率进一步提高。
再者，在表面皮膜层23相对于钢板21(Al系镀层22)的附着量以Zn换算为1g/m2的情况下，表面皮膜层23的膜厚约为0.5μm。
本实施方式的镀Al系钢板20，能够采用各种方法进行加工、成形，但优选采用热压方法进行成形。以下，对本实施方式中的镀Al系钢板20的热压方法进行说明。
在镀Al系钢板20的热压方法中，首先，将镀Al系钢板20冲裁后加热而使其软化。将软化了的镀Al系钢板20压制成形为所需要的形状后，进行冷却。由于暂时使镀Al系钢板20软化，因此能够容易地进行后续的轧制成形。镀Al系钢板20通过加热和冷却而进行淬火，成为具有约1500MPa以上的高的机械强度的钢板。
作为热压方法中的加热方法，可以采用使用了通常的电炉、辐射管炉、或红外线等的加热方法。如果将镀Al系钢板20加热至铝的熔点以上，则Al系镀层22熔融，铝和铁相互扩散，生成铝和铁的合金层(Al-Fe合金层)、或铝、铁和硅的合金层(Al-Fe-Si合金层)。这些Al-Fe合金层、和Al-Fe-Si合金层，各自的熔点高，为1150℃左右。
在镀Al系钢板20中，存在多个形成Al-Fe合金层、和Al-Fe-Si合金层的化合物，这些化合物通过高温加热、或长时间加热，向铁浓度高的化合物变化。作为镀Al系钢板20的最终产品而优选的表面状态，是直到表面被合金化的状态，并且是合金层中的铁浓度不高的状态。
如果残存未合金化的铝，则仅仅该铝的残存部位快速腐蚀，在涂装后容易发生涂膜起泡。相反，合金层中的铁浓度过于变高，也会使合金层自身的耐蚀性下降，在涂装后容易发生涂膜起泡。其理由是由于Al-Fe和进行的耐蚀性依存于该合金层中的铝浓度。
因此，在确保涂装后的耐蚀性方面，存在优选的合金化状态，该合金化状态，由镀层附着量和加热条件来决定。
在本实施方式的热压方法中，能够将镀Al系钢板20的板温度从50℃到达比最高到达板温度低10℃的温度为止的平均升温速度设定为10～300℃/秒。平均升温速度影响镀Al钢板20的生产效率，一般的平均升温速度在氛围加热的情况下，在高温下约为5℃/秒左右。100℃/秒以上的平均升温速度能够利用通电加热或高频感应加热而达成。
如果上述的高的平均升温速度被实现，则生产效率提高。另外，平均升温速度由于影响合金层的组成、厚度，因此是控制产品的品质的重要因素。在本实施方式的镀Al系钢板20的情况下，由于能够将升温速度提高到300℃/秒，因此生产效率提高，并且能够在更宽的范围控制产品的品质。
热压前的加热，基于热压的原理，需要在奥氏体区域加热。通过加热而到达的温度(最高到达板温度)通常为900～950℃。在本实施方式的热压方法中，最高到达温度不特别限定，但如果低于850℃则得不到充分的硬度，因此不优选。另外，Al系镀层22需要变化为合金层，从该意义出发也不优选低于850℃。
如果加热温度超过1000℃，则合金化过度进行，合金层中的铁浓度上升，涂装后的耐蚀性下降。由于涂装后的耐蚀性也依存于升温速度、Al系镀层22的附着量，因此不能一概而论，但考虑经济性，不优选1100℃以上的加热。
如以上说明那样，根据本第2实施方式涉及的镀Al系钢板20，在Al系镀层22的表面形成含有氧化锌、包含典型元素的提高润滑性的化合物的表面皮膜层23，因此能够获得比以往更好的润滑性，能够实现热压时的成形性和生产效率的提高。
另外，根据本第2实施方式涉及的镀Al系钢板20，也能够实现热压后的化学转化处理性和涂装后的耐蚀性的提高。
并且，本第2实施方式涉及的镀Al系钢板20，除了上述的效果以外，也能够得到加热时的升温特性的改善效果(升温速度的提高效果)。
再者，本第2实施方式的镀Al系钢板20，与第1实施方式同样能够通过上述的热压方法的应用而成形为各种形状的机械部件，特别是适合于需求轻量、高刚性和高耐蚀性的汽车部件(例如车门防撞梁、保险杠、或中柱加强件等的压制成形部件)的制造。
接着，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是为确认本发明的实施可能性和效果而采用的一条件例，本发明并不限定于该一条件例。只要不脱离本发明的主旨，并达成本发明的目的，本发明可以采用各种条件。
<实施例1>
对表1所示的成分组成的冷轧钢板(板厚1.4mm)，采用森吉米尔法施加了Al系镀层。将退火温度设为约800℃，Al系镀浴含有以质量％计为85％以上的Al，含有以质量％计为9％的Si，此外，含有从钢板溶出的Fe。
表1
(质量％)
C Si Mn P S Ti B Al
0.21 0.11 1.22 0.007 0.002 0.02 0.003 0.03
对钢板实施热浸镀后，采用气体擦拭法将钢板的两面的镀层的附着量都调整为160g/m2。这样将形成有Al系镀层的钢板冷却后，利用辊式涂布机将表2和表3(表2的后续)所示的皮膜处理液涂布于Al系镀层的表面，在约80℃实施烘焙，由此形成了包含氧化锌和提高润滑性的化合物(特别是在第1实施方式中说明的过渡金属元素的化合物)的表面皮膜层。表2和表3所示的皮膜处理液，都是将试剂与蒸馏水混合而成的悬浮液或水溶液。
对如以上那样形成有Al系镀层、和包含过渡金属元素的化合物的表面皮膜层的钢板(即相当于第1实施方式的镀Al系钢板：以下称呼为第1镀Al系钢板)的特性，采用以下的方法进行评价。
(1)热态润滑性
使用图3所示的装置评价了第1镀Al系钢板的热态润滑性。将从第1镀Al系钢板制取的150×200mm的试验片1，载置于在上部具备加热器2的炉体3的试验片台4上后，将试验片1加热至900℃。然后，在约700℃的温度条件下，在通过载荷负荷装置5对试验片1负荷载荷P(挤压载荷)的状态下，通过炉体驱动装置6使炉体3沿球道7驱动，测定试验片1的拉拔载荷。
试验片1的拉拔载荷，利用与载荷负荷装置5连结的测力传感器8测定。通过将拉拔载荷除以挤压载荷，算出动摩擦系数。
(2)加热后的皮膜密合性
将从第1镀Al系钢板制取的试验片装入大气炉内，在900℃加热6分钟后，从大气炉取出试验片，立即将试验片夹在不锈钢制模具中进行急冷。试验片的升温速度约为5℃/秒，冷却速度约为150℃/秒。接着，将试验片切断为50mm×50mm的大小，供于摩擦试验。在该摩擦试验中，在试验片的表面，使附加了1.5kgf的载荷的网纱以30mm的幅度往返10次，测定实验前后的网纱的Zn附着量，算出Zn的减量比例(％)。
(3)点焊接头的强度
将从第1镀Al系钢板制取的试验片装入大气炉内，在900℃加热6分钟后，从大气炉取出试验片，立即将试验片夹在不锈钢制模具中进行急冷。试验片的升温速度约为5℃/秒，冷却速度约为150℃/秒。接着，按照JISZ3137(1990年)，测定试验片的十字抗拉强度。此时的焊接条件如下所述。再者，在试验中，将试验片的样品数N设为3个，算出利用这3个样品的每一个测定的接头强度的平均值。
电极：铬铜制，DR(顶端8mmφ为40R)
加压：880kgf
通电时间：上升3次循环-通电22次循环(60Hz)
焊接电流：9.5kA
(4)涂装后的耐蚀性
将从第1镀Al系钢板制取的试验片装入大气炉内，在900℃加热6分钟后，从大气炉取出试验片，立即将试验片夹在不锈钢制模具中进行急冷。
试验片的升温速度约为5℃/秒，冷却速度约为150℃/秒。接着，将试验片切断为70mm×150mm的大小，利用日本パーカライジング(株)公司制的化学转化处理液(PB-SX35)对试验片进行化学转化处理后，将日本ペイント(株)公司制电沉积涂料(パワーニクス110)以涂料的膜厚成为20μm那样地涂装于试验片上，在170℃实施烘焙。
涂装后的试验片的耐蚀性的评价，采用日本汽车工程学会颁布的JASO M609(1991年)所规定的方法进行。预先用刀具将涂膜横切，测定180次循环腐蚀试验(60日)后的横切处的涂膜起泡的宽度(一侧最大值)。作为比较例，评价了一面为45g/m2的合金化热浸镀锌钢板。起泡宽度为7mm。
将各评价结果归纳示于表2和表3(表2的后续)。另外，为了进行比较，对未形成表面皮膜层的情况也同样进行了评价。将其评价结果示于表4。
表4
热态润滑性 皮膜密合性 点焊接头的强度 涂装后的耐蚀性
0.95 - 7.3kA 6.5mm
热态润滑性表示测定的动摩擦系数，皮膜密合性表示试验前后的Zn剥离率，点焊接头强度表示十字抗拉强度，涂装后的耐蚀性表示距横切处的一侧最大起泡宽度。与没有表面皮膜层的比较例(表3中的编号24～29)相比，具有含有ZnO的表面皮膜层的发明例(表2和表3中的编号1～23)，热态润滑性提高。
但是，如果不将表面皮膜层的附着量设为较多，则得不到充分的热态润滑性。如果将表面皮膜层的附着量增多，则点焊接头的强度、特别是十字抗拉强度下降。点焊接头的强度的下降、十字抗拉强度的下降，在汽车部件的品质稳定上不优选。在表面皮膜层的附着量多的情况下，点焊接头的强度等下降的理由不明确，但存在氧化物残存于焊核内，在拉伸时应力集中在该部位的可能性。
与此相对，在含有过渡金属元素(特别是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Mo、W、La、和Ca)的1种或2种以上的化合物的表面皮膜层(参照表2中的编号7～13)，在附着量少的区域中，显示优异的热态润滑性，如果以Zn换算为2g/m2以下，则能够抑制点焊接头的强度的下降。
对于涂装后的耐蚀性，上述化合物的影响不明确，但其与没有表面皮膜层的比较例相比都显示出优异的涂装后的耐蚀性。认为这起因于改善了化学转化处理性。
调查了表面皮膜层的附着量对特性造成的影响。表2的编号7～13(发明例)、表3的编号24～29(比较例)、和表4的没有表面皮膜层的情况下的皮膜剥离率、热态润滑性(摩擦系数)、以及点焊接头的强度，分别示于图4、图5、和图6。
可知与不含过渡金属元素(特别是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Mo、W、La、Ce)的1种或2种以上的化合物的一类相比，包含这些化合物的一类，以更低的附着量使热态润滑性提高。
如果表面皮膜层的附着量增大，则点焊接头的强度、和皮膜密合性下降。已知为提高点焊接头的强度，优选将表面皮膜层的附着量设为2g/m2以下(参照图6)，并且，为提高皮膜密合性，优选将附着量设为7g/m2以下(参照图4)。
<实施例2>
利用近红外线将实施例1的编号1的试验片快速加热。升温速度为21℃/秒。试验片的淬火与实施例1同样进行，之后的评价也与实施例1同样进行。评价结果示于表5。涂装后的耐蚀性提高，但除此以外的特性没有变化。由该结果，可以期待通过快速加热，进一步使特性提高。
表5
热态润滑性 皮膜密合性 点焊接头的强度 涂装后的耐蚀性
0.62 8％ 7.3kA 1.2mm
<实施例3>
将向ZnO添加20％聚氨酯树脂的水溶液作为基础，向其中分别添加10％的钒酸钠、重铬酸钠、硫酸铁、氯化钴、钼酸钠、钨酸钠、硝酸铈。
将这样作成的处理液，以Zn换算为1g/m2涂布于实施例1中使用的第1镀Al系钢板，采用实施例1中记载的方法测定热态润滑性。其结果，采用所有的方法，得到0.60～0.65的范围的数值。由此可知，上述化合物都有助于热态润滑性的提高。
<实施例4>
对表6所示的成分组成的冷轧钢板(板厚1.4mm)，采用森吉米尔法施加了Al系镀层。将退火温度设为约800℃，Al系镀浴含有以质量％计为85％以上的Al，含有以质量％计为9％的Si，此外，含有从钢板溶出的Fe。
表6
(质量％)
C Si Mn P S Ti B Al
0.22 0.13 1.20 0.005 0.002 0.02 0.004 0.03
对钢板实施热浸镀后，采用气体擦拭法将钢板的两面的镀层的附着量都调整为160g/m2。这样将形成有Al系镀层的钢板冷却后，利用辊式涂布机将表7所示的皮膜处理液涂布于Al系镀层的表面，在约80℃实施烘焙，由此形成了包含氧化锌和提高润滑性的化合物(特别是在第2实施方式中说明的典型元素的化合物)的表面皮膜层。表7所示的皮膜处理液，都是将试剂与蒸馏水混合而成的悬浮液或水溶液。
对如以上那样形成有Al系镀层、和包含典型元素的化合物的表面皮膜层的钢板(即相当于第2实施方式的镀Al系钢板：以下称呼为第2镀Al系钢板)的特性，采用以下的方法进行评价。
(1)热态润滑性
使用图3所示的装置评价了第2镀Al系钢板的热态润滑性。将从第2镀Al系钢板制取的150mm×200mm大小的试验片1，载置于在上部具备加热器2的炉体3的试验片台4上后，将试验片1加热至900℃。然后，在约700℃的温度条件下，在通过载荷负荷装置5对试验片1负荷载荷P(挤压载荷)的状态下，通过炉体驱动装置6使炉体3沿球道7驱动，测定试验片1的拉拔载荷。试验片1的拉拔载荷，利用与载荷负荷装置5连结的测力传感器8测定。通过将拉拔载荷除以挤压载荷，算出动摩擦系数。
(2)加热时的升温特性
将热电偶与从第2镀Al系钢板制取的70mm×150mm大小的试验片焊接后，将该试验片插入设定为900℃的大气炉内，测定试验片从50℃到达890℃为止的时间，算出平均升温速度。
(3)点焊接头的强度
将从第2镀Al系钢板制取的试验片装入大气炉内，在900℃加热6分钟后，从大气炉取出试验片，立即将试验片夹在不锈钢制模具中进行急冷。试验片的冷却速度约为150℃/秒。接着，按照JIS Z3137，测定试验片的十字抗拉强度。此时的焊接条件如下所述。再者，在试验中，将试验片的样品数N设为3个，算出利用这3个样品的每一个测定的接头强度的平均值。
电极：铬铜制，DR(顶端8mmφ为40R)
加压：880kgf
通电时间：上升3次循环-通电22次循环(60Hz)
焊接电流：9.5kA
(4)涂装后的耐蚀性
将从第2镀Al系钢板制取的试验片装入大气炉内，在900℃加热6分钟后，从大气炉取出试验片，立即将试验片夹在不锈钢制模具中进行急冷。试验片的冷却速度约为150℃/秒。接着，将试验片切断为70mm×150mm的大小，利用日本パーカライジング(株)公司制的化学转化处理液(PB-SX35)对试验片进行化学转化处理后，将日本ペイント(株)公司制的电沉积涂料(パワーニクス110)以涂料的膜厚成为20μm那样地涂装于试验片上，在170℃实施烘焙。
涂装后的试验片的耐蚀性的评价，采用日本汽车工程学会颁布的JASO M609所规定的方法进行。预先用刀具对涂膜进行横切，测定180次循环腐蚀试验(60日)后的横切处的涂膜起泡的宽度(一侧最大值)。作为比较例，评价了一面为45g/m2的合金化热浸镀锌钢板。起泡宽度为7mm。
将各评价结果归纳示于表7。另外，为了进行比较，对未形成表面皮膜层的情况也同样进行了评价。将其评价结果示于表8。
表8
热态润滑性 升温速度 点焊接头强度 涂装后耐蚀性
0.93 4.5℃/秒 7.4kA 6.8mm
热态润滑性表示测定的动摩擦系数，升温速度表示升温速度的测定值，点焊接头强度表示十字抗拉强度，涂装后的耐蚀性表示距横切处的一侧最大起泡宽度。与没有表面皮膜层的比较例(参照表8)相比，具有含有ZnO的表面皮膜层的发明例(参照表7)，热态润滑性提高，涂装后耐蚀性也提高。
另一方面，关于升温速度，可知与没有表面皮膜层的比较例、或表面皮膜层仅是ZnO和粘合剂的比较例(表7的编号8)相比，含有典型元素(特别是Mg、Ca、Sr、Ba、P、Sn、和Ge)的1种或2种以上的化合物的发明例(表7的编号1～7)，具有优异的升温特性。
表7的编号9～14是变更了表面皮膜层的附着量的发明例，编号15～18是变更了表面皮膜层中的Ca化合物的含量的发明例。可知在表面皮膜层薄的情况下，热态润滑性稍低，在厚的情况下，点焊接头的强度稍低，并且，在Ca化合物的量少的情况下，升温速度稍低，在多的情况下，涂装后耐蚀性稍低。
<实施例5>
利用远红外线将实施例4的编号1和8的试验片加热。此时，使用具有升温炉和保持炉的炉，炉间的移动通过手工操作进行。将升温炉设定为1150℃，将保持炉设定为900℃，将热电偶与70mm×150mm的大小的试验片焊接，在利用升温炉使试验片的温度到达850℃时，使试验片移动至保持炉。
与实施例4同样算出50～890℃的平均升温速度。淬火与实施例4同样地进行，之后的评价也与实施例4同样地进行。评价结果示于表9。在升温速度大的情况下，确认到涂装后的耐蚀性的提高。与编号8相比，在编号1中，得到更大的升温速度。
表9
编号 热态润滑性 升温速度 点焊接头的强度 涂装后耐蚀性
1 0.61 25℃/秒 7.2kA 1.2mm
8 0.61 14℃/秒 7.3kA 1.0mm
<实施例6>
在向ZnO添加20质量％聚氨酯树脂的水溶液中，1)分别添加5％的MgO和CaO，2)分别添加5％的CaO和SrO，3)分别添加5％的SnO2和GeO2，制作了处理液。将该处理液以Zn换算为2g/m2涂布于实施例4中使用的第2镀Al系钢板，采用实施例4中记载的方法测定升温速度。其结果，采用所有的方法，得到8～8.5℃/秒的范围的升温速度。由这些结果可知，上述化合物都有助于热态润滑性。
产业可利用性
根据本发明，能够在镀Al系钢板的热压中，确保Al系镀层的润滑性，使热压时的成形性和生产效率提高。并且，根据本发明，能够改善镀Al系钢板的热压后的化学转化处理性、涂装后的耐蚀性、以及在加热炉内的升温特性。由此，本发明能够扩大镀Al系钢板应用于热压的范围，提高镀Al系钢板应用于作为最终用途的汽车、产业机械的可能性，因此产业可利用性高。
附图标记说明
10、20 镀Al系钢板
11、21 钢板
12、22 Al系镀层
13、23 表面皮膜层
1 试验片
2 加热器
3 炉体
4 试验片台
5 载荷负荷装置
6 炉体驱动装置
7 球道
8 测力传感器

Claims (6)

1.一种镀Al系钢板，其特征在于，具备：
钢板；
Al系镀层，其形成于所述钢板的一面或两面，且至少含有以质量％计为85％以上的Al；和
表面皮膜层，其层叠于所述Al系镀层的表面，
所述表面皮膜层含有以Zn换算为0.3～7g/m2的所述ZnO，并且含有包含1种以上的过渡金属元素的化合物，所述过渡金属元素是Ti、Mn、Ni、Cu、Zr的任1种以上，
所述化合物相对于所述ZnO的质量比为1～40％。
2.一种镀Al系钢板，其特征在于，具备：
钢板；
Al系镀层，其形成于所述钢板的一面或两面，且至少含有以质量％计为85％以上的Al；和
表面皮膜层，其层叠于所述Al系镀层的表面，
所述表面皮膜层含有以Zn换算为0.3～7g/m2的所述ZnO，并且含有包含1种以上的典型金属元素的氧化物，所述典型金属元素是Mg、Ca、Sr、Ba、Sn和Ge的任1种以上，
所述氧化物相对于所述ZnO的质量比为5～30％。
3.一种镀Al系钢板的热压方法，其特征在于，将权利要求1或2所述的镀Al系钢板冲裁后加热，接着进行压制成形。
4.根据权利要求3所述的镀Al系钢板的热压方法，其特征在于，在所述压制成形前的加热中，所述镀Al系钢板的板温度从50℃到达比最高到达板温度低10℃的温度为止的平均升温速度为10～300℃/秒。
5.根据权利要求4所述的镀Al系钢板的热压方法，其特征在于，通过通电加热或感应加热来进行所述压制成形前的加热。
6.一种汽车部件，其特征在于，是采用权利要求3～5的任一项所述的镀Al系钢板的热压方法制造的。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101734745B1 (ko) 2013-05-07 2017-05-11 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 도장후 내식성이 우수한 Al계 합금 도금 강재
KR101528067B1 (ko) 2013-12-20 2015-06-10 주식회사 포스코 용접성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 도금강판 및 그 제조방법
WO2015150848A1 (fr) 2014-03-31 2015-10-08 Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl Procede de fabrication a haute productivite de pieces d'acier revêtues et durcies a la presse
EP3305944B1 (en) * 2015-06-04 2020-05-13 Nippon Steel Corporation Surface treatment liquid for plated steel sheet to be hot-pressed
KR101720501B1 (ko) * 2016-05-09 2017-03-28 주식회사 엠에스 오토텍 핫스탬핑 공정용 고주파 가열 방법
CN106435412A (zh) * 2016-10-25 2017-02-22 安徽沃木采暖科技有限公司 一种抗酸碱壁炉用烟囱
CN106734576B (zh) * 2016-12-28 2019-04-23 马鞍山蓝科再制造技术有限公司 一种弹簧托架的冷冲压模具
KR102037085B1 (ko) * 2016-12-28 2019-10-30 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 열간 프레스용 도금 강판, 열간 프레스용 도금 강판의 제조 방법, 열간 프레스 성형품의 제조 방법, 및 차량의 제조 방법
BR112019013298A2 (pt) * 2017-03-27 2019-12-10 Nippon Steel Corp chapa de aço revestida com alumínio
RU2019128560A (ru) * 2017-03-27 2021-04-28 Ниппон Стил Корпорейшн Алюминированный стальной лист
WO2018220411A1 (en) 2017-05-31 2018-12-06 Arcelormittal A coated metallic substrate and fabrication method
KR102045622B1 (ko) 2017-06-01 2019-11-15 주식회사 포스코 수소지연파괴 저항성이 우수한 열간 프레스 성형 부재용 강판 및 그 제조방법
RU2019142469A (ru) * 2017-06-02 2021-07-09 Ниппон Стил Корпорейшн Горячештампованный элемент
KR102051067B1 (ko) 2017-08-21 2019-12-02 서정원 원형 질 고정 견인기
DE102017127987A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 Muhr Und Bender Kg Beschichtetes Stahlsubstrat und Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Bauteils aus einem beschichteten Stahlsubstrat
JP6432717B1 (ja) * 2018-05-17 2018-12-05 新日鐵住金株式会社 Ａｌ系めっき鋼板及びその製造方法
JP7436794B2 (ja) * 2019-12-09 2024-02-22 日本製鉄株式会社 自動車部材の製造方法及び自動車部材
US20230166314A1 (en) * 2020-04-20 2023-06-01 Nippon Steel Corporation Method for manufacturing hot-press-formed article, and hot-press-formed article
KR20220166353A (ko) 2020-05-18 2022-12-16 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 핫 스탬프 성형체 및 그 제조 방법 그리고 Al 도금 강판
CN113911668B (zh) * 2021-12-14 2022-04-08 四川和乐门业有限公司 一种适用于热压成型进料的推送平台
KR102461089B1 (ko) * 2022-06-03 2022-11-03 유성엠앤씨 주식회사 내부식성이 우수한 메탈스프레이 코팅방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004211151A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Nippon Steel Corp 潤滑性に優れた高温プレス成形性用Ａｌ系めっき鋼板
CN100434564C (zh) * 2001-10-23 2008-11-19 住友金属工业株式会社 热压成型方法,其电镀钢材及其制备方法
CN102066615A (zh) * 2008-04-22 2011-05-18 新日本制铁株式会社 镀敷钢板及镀敷钢板的热压方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0916624B1 (en) * 1997-11-11 2001-07-25 Kawasaki Steel Corporation Porcelain-enameled steel sheets and frits for enameling
FR2780984B1 (fr) 1998-07-09 2001-06-22 Lorraine Laminage Tole d'acier laminee a chaud et a froid revetue et comportant une tres haute resistance apres traitement thermique
JP2002006399A (ja) 2000-06-26 2002-01-09 Kawasaki Steel Metal Products & Engineering Inc 反射スクリーンおよびその製造方法
JP3582511B2 (ja) 2001-10-23 2004-10-27 住友金属工業株式会社 熱間プレス成形用表面処理鋼とその製造方法
JP4883240B1 (ja) 2010-08-04 2012-02-22 Ｊｆｅスチール株式会社 熱間プレス用鋼板およびそれを用いた熱間プレス部材の製造方法
BR112013025401B1 (pt) * 2011-04-01 2020-05-12 Nippon Steel Corporation Peça estampada a quente de alta resistência e método de produção da mesma
ES2765101T3 (es) * 2012-02-14 2020-06-05 Nippon Steel Corp Placa de acero metalizada para prensado en caliente y método de prensado en caliente de placa de acero metalizada

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100434564C (zh) * 2001-10-23 2008-11-19 住友金属工业株式会社 热压成型方法,其电镀钢材及其制备方法
JP2004211151A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Nippon Steel Corp 潤滑性に優れた高温プレス成形性用Ａｌ系めっき鋼板
CN102066615A (zh) * 2008-04-22 2011-05-18 新日本制铁株式会社 镀敷钢板及镀敷钢板的热压方法

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