CN110582359B - 热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法以及重叠热冲压成型体 - Google Patents

热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法以及重叠热冲压成型体 Download PDF

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Abstract

本发明解决重叠部与单张部之间的升温速度差的相关问题，并进一步提高热冲压后的镀层的耐腐蚀性。一种热冲压用重叠坯料，其具备：第一钢板，以及至少一片介由焊接点与第一钢板表面连接的比所述第一钢板面积小的第二钢板；第一钢板为在该第一钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，且第二钢板为在该第二钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，第一钢板中的铝系镀层的附着量以两面上的平均附着量计为W1(g/m2)，在第二钢板中不与第一钢板接触一侧的表面处的铝系镀层的附着量为W2(g/m2)，W1和W2均在20g/m2以上且120g/m2以下的范围内，且满足式(1)和式(2)的关系。

Description

热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法以及重叠 热冲压成型体
技术领域
本发明涉及热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法以及重叠热冲压成型体。
背景技术
近年来，在汽车用钢板的用途中，期望兼具高强度和高成型性的钢板，作为应对兼具高强度和高成型性的钢板之一，有利用残余奥氏体的马氏体相变的TRIP(Transformation Induced Plasticity)钢。利用该TRIP钢，能够制造成型性优异的具有1000MPa级左右强度的高强度钢板。但是，使用TRIP钢的技术在具有更高强度(例如1500MPa以上)的超高强度钢中难以确保成型性，进而，存在成型后的形状保持性差、成型品的尺寸精度差的问题。
相对于上述那样在室温附近成型的方法(所谓的冷压方法)，最近受到关注的方法是热冲压(也称为热压模、热压制、模具淬火、压力淬火等)。该热冲压是将钢板加热至Ac3点以上(例如800℃以上)并奥氏体化后立即进行热压从而确保成型性，在下死点保持期间用模具骤冷至Ms点以下(例如400℃以下)从而使材料马氏体化并淬火，由此在压制后得到所需的高强度材质的零件的制造方法。根据本方法，能够得到成型后的形状保持性也优异的汽车用零件。
另一方面，对于构成汽车车体的零件中使用的各种压制成型体，从静态强度、动态强度、碰撞安全性、进而从轻量化等各观点出发，要求提高多种性能、特性。例如，在A柱加强件、B柱加强件、保险杠加强件、隧道加强件、下纵梁加强件、车顶加强件或地板横梁等汽车零件中，要求仅各汽车零件中的特定部位具有比除了该特定部位之外的一般部位更高的耐碰撞特性。
因此，在2007年左右实际采用了一种方法，该方法是仅在汽车零件中相当于需要加强的特定部位的部分重叠多片钢板并焊接后，将所得钢板热冲压成型，从而制造重叠热冲压成型体(参照专利文献1和专利文献2)。根据该方法，可以减少冲压模具数量，并可仅局部地强化重叠热冲压成型体的特定部位，并且由于不会不必要地增加零件厚度，因而也有助于零件轻量化。需要说明的是，将通过这样重叠并焊接而制作的坯料称为重叠坯料(也称为拼块坯料)。需要说明的是，坯料是指成为包括压制的成型加工的材料的钢板等的金属板。
在用于重叠的钢板为非镀覆钢板的情况下，通过伴随热压成型的高温加热，在所制造的重叠热压部件的表面生成氧化皮。因此，存在如下问题：在热压成型后，例如需要通过喷丸处理去除生成的氧化皮、或者所制造的重叠热压部件的耐腐蚀性容易降低。进而，作为使用非镀覆钢板作为重叠坯料的原材料时的特有问题，虽然能够对未被重叠的部分(以下也称为“单张部”)进行喷丸处理，但是难以用喷丸处理去除在重叠部分(以下也称为“重叠部”)的钢板间形成的氧化皮，存在耐腐蚀性特别容易降低的问题。
若用于重叠的钢板为镀覆钢板，则消除了对热压成型后的重叠热压部件进行喷丸处理的必要性。作为用作热压用的镀覆钢板，通常可列举出Zn系镀覆钢板和Al系镀覆钢板。对于Zn系镀覆和Al系镀覆的任一者，通过Fe在镀层中扩散的合金化反应，在热冲压加热后，Zn系镀覆成为Zn-Fe系镀覆，Al系镀覆成为Al-Fe系镀覆。
如专利文献2和专利文献3所示，Zn系镀覆钢板(即，含有50质量％以上Zn的镀覆钢板(Zn镀覆，或Zn-Fe合金、Zn-Ni合金，Zn-Fe-Al合金等Zn系合金镀覆))抑制了氧化皮的生成，并消除了需要喷丸处理的问题。然而，当将Zn系镀覆钢板用作重叠坯料的原材料，热冲压成型时在重叠部上实施弯曲成型时，在铁基体中产生龟裂，有时在耐碰撞特性上产生问题。这是因为当残留熔点较低的锌时，Zn成为液态金属并从镀层表面侵入铁基体，即所谓的被称为液态金属脆化的问题所引起的。需要说明的是，弯曲成型是从形状的方面确保耐碰撞特性的手段，在重叠部上实施弯曲成型是极其重要的重叠成型体的应用方法。
如专利文献2和专利文献3所示，作为使用Zn系镀覆钢板热冲压时应对液态金属脆化所采取的措施，一般而言可列举出：在热冲压加热时进行Zn-Fe合金化反应以使镀覆高熔点化的措施，以及降低热冲压的弯曲成型时的成型温度来等待锌固体化的措施。然而，作为在使用锌系镀覆钢板作为重叠坯料的原材料时的特有问题，存在由于重叠部的板厚比单张部厚，因此升温速度和冷却速度均较慢，并且热冲压时难以进行Zn-Fe合金化反应的问题。此外，关于热冲压成型时的成型温度，还存在如下问题：如果等待重叠部冷却，则单张部会很快冷却，不能确保马氏体组织。另外，在单张部中，Zn成为氧化锌的膜并抑制Zn的蒸发，但由于重叠部的钢板之间的气氛中缺氧导致Zn蒸发，从而重叠部的耐腐蚀性降低，液态金属脆化的问题进一步加大。
在专利文献4所示的Al系镀覆钢板(即，含有50质量％以上Al的镀覆钢板(Al镀覆，或Al-Si合金、Al-Fe-Si合金等Al系合金镀覆))中，与Zn同样地抑制氧化皮的生成，消除了需要喷丸处理的问题，进而，由于不会引起液态金属脆化的问题，因此适合用作重叠坯料的原材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开第2011-88484号公报
专利文献2：日本特许第6178301号公报
专利文献3：日本特开第2016-124029号公报
专利文献4：国际公开第2002/103073号
发明内容
发明要解决的问题
但是，在使用专利文献4所公开的那种Al系镀覆钢板作为重叠坯料的原材料的情况下，存在热冲压期间的加热时重叠部的升温速度慢的问题。如专利文献3所述，通过热冲压时的加热进行的镀层的Al-Fe合金化反应对镀层的耐腐蚀性提高是重要的。当升温速度慢时，合金化反应不能充分进行到镀层的表面，因此，存在热冲压后的成型品的耐腐蚀性降低的问题。作为解决该问题的措施，可考虑通过延长热冲压时的加热时间来进行合金化反应，但该措施除了会降低热冲压的生产率外，还存在在单张部中合金化反应过度地进行而成为Fe浓度高的镀层，此时镀层的耐腐蚀性也降低的问题。
因此，如上所述，为了抑制铁基体的氧化皮且不引起液态金属脆化的问题，对于适合用作热冲压用重叠坯料的原材料的铝系镀覆钢板，希望解决重叠部与单张部之间的升温速度之差的问题，从而提高热冲压后的镀层的耐腐蚀性。
为此，本发明是鉴于上述问题而作出的，本发明的目的在于提供一种在使用铝系镀覆钢板作为原材料的情况下，能够解决重叠部与单张部之间的升温速度之差的问题，并进一步提高热冲压后的镀层的耐腐蚀性的热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法以及重叠热冲压成型体。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究，着眼于铝系镀覆钢板的镀覆附着量与升温速度的关系，结果发现镀覆附着量越少则升温速度越大。这是因为，作为铝系镀覆钢板的热冲压加热时的升温速度的特征，就铝系镀覆钢板的外观而言，未进行Fe扩散至镀层中的合金化反应的银白色表面的辐射率低，而合金化反应进行到表面后，表面带有黑色，结果表面的辐射率变高。因此，可以认为，合金化快速进行到表面则镀覆附着量少，而表面辐射率迅速变高，因此升温速度变大。
基于上述见解，对于热冲压用重叠坯料的重叠部与单张部的升温速度之差的问题，研究了最佳的镀覆附着量，结果发现，在钢板厚度大、升温速度慢的重叠部中，降低镀覆附着量是重要的，相反，在升温速度快的单张部中，提高镀覆附着量、降低升温速度是重要的。更具体而言，发现了在热冲压用重叠坯料中，在成为热冲压后的成型体的基体的面积大的钢板(第一钢板)上，例如点焊相当于重叠部的面积小的钢板(第二钢板)，通过将第一钢板设为镀覆附着量大的铝系镀覆钢板，将第二钢板设为镀覆附着量小的铝系镀覆钢板，可以解决单张部与重叠部的升温速度之差的问题。
基于上述见解而完成的本发明的要点如下。
[1]一种热冲压用重叠坯料，其具备：第一钢板，以及至少一片介由焊接点与所述第一钢板表面连接的比所述第一钢板面积小的第二钢板；所述第一钢板为在该第一钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，且所述第二钢板为在该第二钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，所述第一钢板中的所述铝系镀层的附着量以两面上的平均附着量计为W1(g/m2)，在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的表面处的所述铝系镀层的附着量为W2(g/m2)，所述W1和所述W2均在20g/m2以上且120g/m2以下的范围内，且满足以下式(1)和式(2)的关系。
30≤(W1-W2)≤100 式(1)
(W1/W2)2×(t1/t2)≥1.5 式(2)
其中，上述式(2)中，t1(mm)为所述第一钢板的板厚，t2(mm)为所述第二钢板的板厚。
[2]根据[1]所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述焊接为点焊，所述点焊的焊点密度为1点/200cm2以上。
[3]根据[2]所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述第一钢板具有在经受热冲压成型后成为仅由所述第一钢板构成的凸缘部的部分，所述第一钢板与所述第二钢板的重叠部的至少一部分具有在经受热冲压成型后成为弯曲部的部分，所述点焊的至少一个焊点存在于在热冲压成型后成为弯曲部的部分。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述第一钢板的板厚t1(mm)与所述第二钢板的板厚t2(mm)满足以下式(3)的关系。
(t2/t1)≤2.0 式(3)
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述第一钢板和所述第二钢板各自具有的铝系镀层按照从表面朝向母材钢板的顺序呈铝层和铝-铁系合金层的双层结构，且所述第一钢板的所述铝-铁合金层的厚度d1(μm)与所述第二钢板的所述铝-铁系合金层的厚度d2(μm)满足以下式(4)的关系。
2≤(d2-d1)≤10 式(4)
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的热冲压用重叠坯料，其中，在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的所述铝系镀层的表面上还具有辐射率为0.7以上的碳系覆膜。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的热冲压用重叠坯料，其中，在位于所述第二钢板的表面的所述铝系镀层的表面上还具有由ZnO或TiO2中的至少任一者构成且每单面的附着量为0.2g/m2以上的覆膜。
[8]一种重叠热冲压成型体的制造方法，其中，在对具备第一钢板、以及至少一片介由焊接点与所述第一钢板表面连接的比所述第一钢板面积小的第二钢板的热冲压用重叠坯料进行加热，并在该加热后进行成型的热冲压成型时，在所述第一钢板与所述第二钢板的重叠部的至少一部分设置被施以弯曲加工而得到的弯曲部，所述第一钢板为在该第一钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，且所述第二钢板为在该第二钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，所述第一钢板中的所述铝系镀层的附着量以两面上的平均附着量计为W1(g/m2)，在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的表面处的所述铝系镀层的附着量为W2(g/m2)，所述W1和所述W2均在20g/m2以上且120g/m2以下的范围内，且满足以下式(1)和式(2)的关系。
30≤(W1-W2)≤100 式(1)
(W1/W2)2×(t1/t2)≥1.5 式(2)
其中，上述式(2)中，t1(mm)为所述第一钢板的板厚，t2(mm)为所述第二钢板的板厚。
[9]根据[8]所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述焊接为点焊，所述点焊的焊点密度为1点/200cm2以上。
[10]根据[9]所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述点焊的至少一个焊点存在于在热冲压成型后成为所述弯曲部的部分。
[11]根据[8]～[10]中任一项所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板的板厚t1(mm)与所述第二钢板的板厚t2(mm)满足以下式(3)的关系。
(t2/t1)≤2.0 式(3)
[12]根据[8]～[11]中任一项所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板和所述第二钢板各自具有的铝系镀层按照从表面朝向母材钢板的顺序呈铝层和铝-铁系合金层的双层结构，且所述第一钢板的所述铝-铁合金层的厚度d1(μm)与所述第二钢板的所述铝-铁系合金层的厚度d2(μm)满足以下式(4)的关系。
2≤(d2-d1)≤10 式(4)
[13]根据[8]～[12]中任一项所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的所述铝系镀层的表面上还具有辐射率为0.7以上的碳系覆膜。
[14]根据[8]～[13]中任一项所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，在位于所述第二钢板的表面的所述铝系镀层的表面上还具有由ZnO或TiO2中的至少任一者构成且每单面的附着量为0.2g/m2以上的覆膜。
[15]一种重叠热冲压成型体，其具备：板厚为T1(mm)的第一钢板，以及至少一片介由焊接点与所述第一钢板表面连接、比所述第一钢板面积小且板厚为T2(mm)的第二钢板；所述第一钢板为在该第一钢板的两面具有两面上的平均镀覆厚度为K1(μm)的铝系镀层的镀覆钢板，所述第二钢板为具有不与所述第一钢板接触一侧的表面处的镀覆厚度为K2(μm)的铝系镀层的镀覆钢板，所述重叠热冲压成型体满足下述式(11)和式(12)的关系。
10≤(K1-K2)≤33 式(11)
(K1/K2)2×(T1/T2)≥1.5 式(12)
发明的效果
根据如上说明的本发明，在使用铝系镀覆钢板作为原材料的情况下，可以解决重叠部与单张部之间的升温速度之差的相关问题，并进一步提高热冲压后的镀层的耐腐蚀性。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式所述的热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法以及重叠热冲压成型体的一个例子的说明图。
图2是示意性地示出同一实施方式所述的热冲压用重叠坯料的具有铝层、铝-铁系合金层的铝系镀层的结构的说明图。
图3是示意性地示出同一实施方式所述的热冲压用重叠坯料的具有铝层、铝-铁系合金层的铝系镀层的结构、以及进一步在表面上具有碳系覆膜或含有ZnO、TiO2的覆膜的结构的说明图。
图4是示意性地示出在增加点焊的焊点密度进行成型后成为弯曲部的部分具有点焊的焊点的同一实施方式所述的热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型品的制造方法、以及重叠成型品的一个例子的说明图。
图5是示意性地示出作为测量实施例的重叠部、单张部的升温速度的方法，热电偶的安装位置的说明图。
图6是示意性地示出用于评价实施例的成型品耐腐蚀性的利用模具的成型品的形状的说明图。
图7是示意性地示出在与图5相比增加了实施例的点焊的焊点密度且成型后成为弯曲部的部分具有点焊的焊点的本发明例所述的热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型品的制造方法、以及重叠成型品的一个例子的说明图。
图8是示意性地示出在与图7相比减少了实施例的点焊的焊点密度且成型后成为弯曲部的部分具有点焊的焊点的本发明例所述的热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型品的制造方法、以及重叠成型品的一个例子的说明图。
具体实施方式
以下，一边参考附图，一边对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，在本说明书和附图中，对于具有基本上相同的功能结构的结构要素，通过标以相同的符号来省去重复说明。
图1是示意性地示出本发明的实施方式所述的热冲压用重叠坯料、重叠热冲压成型体的制造方法、以及重叠热冲压成型体的一个例子的说明图。
本实施方式所述的热冲压用重叠坯料用作重叠热冲压成型体的原材料。
如图1示意性所示，本实施方式所述的热冲压用重叠坯料4通过将第一钢板1与比第一钢板面积小的第二钢板2进行焊接(3)而构成。此时，在热冲压用重叠坯料4中，将第二钢板2重叠的部分称为重叠部4a，将未重叠的部分称为单张部4b。需要说明的是，在本实施方式所述的热冲压用重叠坯料4中，第二钢板2如图1示意性所示，优选以不存在从第一钢板1突出的部分的方式配置在第一钢板1的内侧。
另外，在第一钢板1的表面上，对与第二钢板2接触一侧的面1a、以及不与第二钢板2接触一侧的面1b这两面实施铝系镀覆(未图示)，第二钢板2也同样地，对与第一钢板1接触一侧的面2a、以及不与第一钢板1接触一侧的面2b这两面实施铝系镀覆(未图示)。
作为本实施方式所述的重叠热冲压成型体的制造方法，热冲压用重叠坯料4在加热炉5中被加热至Ac3点以上，使得钢板被奥氏体化，从炉中取出后立即用模具6进行压制成型和骤冷，使得钢板发生马氏体相变。由此，热冲压用重叠坯料4成为耐碰撞特性优异的本实施方式所述的重叠热冲压成型体12。此时，重叠部4a的至少一部分中存在形成重叠热冲压成型体12时成为弯曲部8的部分。
图1中，作为重叠热冲压成型体12的一个例子，图示出使用了帽子形状的模具的成型品，将热冲压成型体12的部位称为头顶部7、头顶部的弯曲部8、纵壁部10、凸缘部11、凸缘部的弯曲部9。
需要说明的是，图1中本实施方式所述的第二钢板2配置在头顶部7一侧的外侧，但即使第二钢板2配置在头顶部7的内侧，也能够实现本发明的目的。
(1.热冲压用重叠坯料)
以下，对本实施方式所述的热冲压用重叠坯料4进行详细说明。
如上所述，本实施方式所述的热冲压用重叠坯料4具有第一钢板1，以及介由焊接点与第一钢板1的表面连接的(即，焊接在第一钢板1上)、比第一钢板1面积小的第二钢板2；在第一钢板1和第二钢板2各自的两面上实施铝系镀覆。即，本实施方式所述的第一钢板1和第二钢板2是在成为母材的钢板的两个表面上具有铝系镀层的镀铝钢板。
＜母材＞
在本实施方式所述的热冲压用重叠坯料4中，第一钢板1和第二钢板2各自的母材的化学成分没有特别限定。但是，为了获得例如1500MPa以上的拉伸强度(以载荷设为9.81N时的维氏硬度计为约400HV以上)，优选使用具有如下化学成分的母材，即以质量％计，C：0.19％以上且0.5％以下、Si：0.01％以上且1.5％以下、Mn：0.4％以上且2％以下、Cr：0.01％以上且1.0％以下、Ti：0.001％以上且0.1％以上、B：0.0005％以上且0.005％以下、Nb：0.1％以下、Mo、Ni、Cu、Co、W、Sn、V、Sb：分别为0.5％以下、Mg、Ca、Zr、REM：分别为0.005％以下、余量为Fe和杂质。另外，在上述化学成分的范围内，第一钢板1的母材的化学成分与第二钢板2的母材的化学成分可以相同也可以不同。
以上述化学组成作为母材的铝系镀覆钢板的制造方法没有特别限定，例如，可以利用经过常规的炼铁工序以及炼钢工序、用热轧、酸洗、冷轧、森吉米尔式热浸镀铝的工序所制造的物质。
在本实施方式中，选择性地第一钢板1的板厚t1(mm)与第二钢板2的板厚t2(mm)之比(t2/t1)如以下式(3)所示，优选为2.0以下。
(t2/t1)≤2.0 式(3)
以下，对优选满足上述(3)的理由进行说明。
在本实施方式中的铝系镀覆钢板所需的特性中，重要的是进一步抑制用作重叠坯料时的技术问题即重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异，因此，可以认为，重要的是将第二钢板2的板厚t2相对于第一钢板1的板厚t1抑制到一定程度。当比(t2/t1)的值超过2.0时，很有可能第二钢板2的板厚t2变得过大，重叠部的升温速度比单张部变得更大。比(t2/t1)的值更优选为0.9以下。另一方面，比(t2/t1)的下限值没有特别限定，但比(t2/t1)的值小于0.3时，虽然抑制升温速度的差异上不会有问题，但从通过重叠部提高用作汽车零件所需的耐碰撞特性的观点而言，可能不充分。因此，比(t2/t1)的值优选为0.3以上。
需要说明的是，第一钢板1的板厚t1和第二钢板2的板厚t2可以使用测微计进行测定。另外，上述板厚t1、t2设为除了母材的板厚之外还包括设置在两面的铝系镀层的厚度的板厚。
＜铝系镀层＞
实施在第一钢板1的两面上的铝系镀层的附着量W1(g/m2)和实施在第二钢板2的两面上的铝系镀层的附着量W2(g/m2)，W1、W2均为20g/m2以上且120g/m2以下，且满足以下式(1)和式(2)的关系。在此，第一钢板1中的铝系镀层的附着量W1表示第一钢板1的两面上的平均附着量。即，在第一钢板1中单面的铝系镀层的附着量分别为W1a、W1b(g/m2)的情况下，W1＝0.5×(W1a+W1b)。另外，第二钢板2中的铝系镀层的附着量W2表示不与第一钢板1接触一侧的表面处的铝系镀层的附着量。在第二钢板2中，当所制造的重叠坯料在热冲压期间进行加热时，不与第一钢板1接触一侧的表面成为暴露于用于加热的热源的面。
30≤(W1-W2)≤100 式(1)
(W1/W2)2×(t1/t2)≥1.5 式(2)
作为本实施方式所述的铝系镀层所需的特性，可列举出：(a)抑制热冲压加热时产生Fe氧化皮，(b)抑制热冲压成型时由镀层滑落(也称为粉化)导致的镀层的缺损、压伤。粉化是由于在成型时产生的在弯曲部的内侧的面上施加到镀层的压缩应力、或成型时来自模具的滑动而施加到镀层的剪切应力等而产生的。当各钢板中的铝系镀层的附着量W1、W2小于20g/m2时，发生镀层的厚度变薄，Fe氧化皮的抑制不充分的问题。因此，各钢板中的铝系镀层的附着量W1、W2分别独立地设为20g/m2以上。各钢板中的铝系镀层的附着量W1、W2分别独立地优选为30g/m2以上，更优选为35g/m2以上。另一方面，当各钢板中的每单面的镀覆附着量W1、W2超过120g/m2时，发生粉化的抑制不充分的问题。因此，在本实施方式中，各钢板中的每单面的镀覆附着量W1、W2分别独立地设为120g/m2以下。各钢板中的每单面的镀覆附着量W1、W2分别独立地优选为115g/m2以下，更优选为100g/m2以下。
需要说明的是，各钢板中的铝系镀层的厚度(μm)可以从镀覆附着量(g/m2)估算，也取决于Al系镀层的化学组成，但大致可以由以下式(5)求出。
(镀层的厚度)＝(镀覆附着量)/3 式(5)
进而，作为本实施方式所述的铝系镀层所需的特性，可以举出(c)抑制用作重叠坯料时的技术问题，即重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异。作为用于抑制重叠部与单张部的升温速度的差异的措施，将第二钢板2中的铝系镀层的附着量W2相对于第一钢板1中的铝系镀层的附着量W1设为较少附着量，具体而言，如上述式(1)所示，将镀覆附着量的差值(W1-W2)设为30g/m2以上且100g/m2以下。通过满足上述式(1)所示的关系，可以使在热冲压的加热时提高辐射率的镀层的合金化反应迅速进行到表面。当镀覆附着量的差值(W1-W2)小于30g/m2时，无法充分获得上述的升温速度差异的改善。镀覆附着量的差值(W1-W2)优选为35g/m2以上，更优选为40g/m2以上。另一方面，对于镀覆附着量的差值(W1-W2)的上限值，从抑制上述那样的升温速度的差异的观点出发没有特别限制，但各钢板中的每单面的镀覆附着量W1、W2的下限值和上限值分别为20g/m2、120g/m2，因此计算方面的上限为100g/m2。另外，当镀覆附着量的差值(W1-W2)超过100g/m2时，镀层的耐腐蚀性下降，因而不优选。镀覆附着量的差值(W1-W2)优选为90g/m2以下，更优选为80g/m2以下。需要说明的是，若考虑到满足上述式(1)所示的关系，则第二钢板2中的铝系镀层的附着量W2的上限值实质上以90g/m2为上限。
另外，本实施方式所述的铝系镀层在满足上述式(1)的同时，还满足上述(2)所示的关系。通过满足上述(2)所示的关系，可以使在热冲压的加热时提高辐射率的镀层的合金反应迅速进行到表面。上述式(2)中板厚之比(t1/t2)的幂为1，而镀覆附着量之比(W1/W2)的幂为2。由此可见，本发明中，镀覆附着量之比(W1/W2)的定位比板厚之比(t1/t2)更加重要。
当(W1/W2)2×(t1/t2)的值小于1.5时，无法充分获得升温速度差异的改善。(W1/W2)2×(t1/t2)的值优选为2以上，更优选为2.5以上。另一方面，对于(W1/W2)2×(t1/t2)的上限值没有特别限定。但是，(W1/W2)2×(t1/t2)的值过度增加，即(W1/W2)或(t1/t2)的增加会导致伴随着W1、t1增加的材料成本的上升，由W2的下降带来的耐腐蚀性的下降，以及由t2下降带来的耐碰撞性的下降。因此，(W1/W2)2×(t1/t2)的值优选为80以下。(W1/W2)2×(t1/t2)的值更优选为60以下。
图2示意性地示出设有本实施方式所述的铝系镀层的镀覆钢板13的单面侧的层结构。针对选择性实现的本实施方式所述的铝系镀层的更优选的层结构，以下，一边参考图2一边进行说明。
对于示意性地示出处理了铝系镀层的镀覆钢板13的单面侧时的镀层结构，在第一钢板1和第二钢板2上实施的铝系镀层优选按照从表面朝向母材16的顺序为铝层14和铝-铁系合金层15的双层结构。在此，第一钢板1的铝-铁系合金层15的厚度d1(μm)优选为1μm以上，更优选为2μm以上。另外，第二钢板2的铝-铁系合金层15的厚度d2(μm)优选为2μm以上，更优选为3μm以上。另一方面，第一钢板1的铝-铁系合金层15的厚度d1优选为9μm以下，更优选为8μm以下。另外，第二钢板2的铝-铁系合金层15的厚度d2优选为10μm以下，更优选为9μm以下。
另外，在第一钢板1和第二钢板2上实施的铝系镀层在具有双层结构的基础上，并且第一钢板1的铝-铁系合金层15的厚度d1(μm)与第二钢板2的铝-铁系合金层15的厚度d2(μm)的差值(d2-d1)如以下式(4)所示，更优选为2μm以上且10μm以下。
2≤(d2-d1)≤10 式(4)
这是因为，作为本实施方式所述的铝系镀覆所需的特性，可列举出抑制重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异。此时，对于重叠部，为了使热冲压的加热时提高辐射率的镀层的合金化反应迅速进行到表面，优选为从热冲压的加热之前增加第二钢板2的铝-铁系合金层15的厚度d2，另一方面，在单张部中反而要使合金化反应延缓，因而第一钢板1的铝-铁系合金层15的厚度d1优选变薄。当铝-铁系合金层15的厚度的差值(d2-d1)小于2μm时，无法充分获得上述升温速度差异的改善。铝-铁系合金层15的厚度的差值(d2-d1)更优选为3μm以上。另一方面，对于铝-铁系合金层15的厚度的差值(d2-d1)的上限，从上述升温速度的差异的观点而言没有特别限制，但铝-铁系合金层15的厚度d2的值超过10μm时，过度进行合金化而热冲压时的成型部中的粉化变激烈，如上所述上限为10μm。铝-铁系合金层15的厚度的差值(d2-d1)更优选为8μm以下。
需要说明的是，作为将铝系镀覆处理成钢板的方法，根据常规的热浸镀法，可以通过将钢板浸渍于热浸镀铝浴，用氮气、大气等进行气体擦拭来制造调整了附着量的铝系镀覆钢板。其结果，必然在镀层与母材钢板(本实施方式中为母材16)的界面上通过热浸镀时的Fe的溶出形成有铝-铁系合金层15。形成的铝-铁系合金层15的厚度可以通过延长热浸镀中的浸渍时间来增加。
用于形成上述铝系镀层的热浸镀铝浴的化学组成没有特别限定。但是，从优异的耐热性的观点而言，用于形成的热浸镀铝浴Al的含量优选为80质量％以上，从容易控制铝-铁合金层15的厚度的观点而言，热浸镀铝浴的Si含量优选为2质量％以上。若Si的含量小于2质量％，则铝-铁系合金层15变得过厚而成型性下降。另一方面，若热浸镀铝浴的Si的含量超过15质量％则热冲压加热时的合金化变慢，热冲压的生产率下降。因此，热浸镀铝浴的Si的含量优选为15质量％以下。
在含有2质量％以上且15质量％以下的Si的情况下，基于相图，铝层14中形成有Al和Si的共晶组织。在利用热浸镀法的情况下，有时作为从钢板溶出的成分不可避免地含有1质量％以上的Fe。作为其它的不可避免的杂质，可列举出由热浸镀设备的溶出成分、热浸镀铝浴的铸锭的杂质带来的Cr、Mn、V、Ti、Sn、Ni、Cu、W、Bi、Mg、Ca等元素，有时含有小于1质量％的这些元素。
作为上述铝-铁系合金层15的化学组成，可列举出Al和Fe的二元合金即θ相(FeAl3)、η相(Fe2Al5)、ζ相(FeAl2)、Fe3Al、Fe系的BCC相(α2、α)等，由这些镀覆相的组合构成铝-铁系合金层15。作为含有Si情况下的铝-铁系合金层15的化学组成，可列举出τ1-Al2Fe3Si3、τ2-Al3FeSi、τ3-Al2FeSi、τ4-Al3FeSi2、τ5-Al8Fe2Si、τ6-Al9Fe2Si2、τ7-Al3Fe2Si3、τ8-Al2Fe3Si4、τ10-Al4Fe1.7Si、τ11-Al5Fe2Si等，主要由τ5构成。
另外，作为确定上述铝系镀层的附着量的方法，例如可列举出氢氧化钠-六亚甲基四胺/盐酸剥离重量法。具体而言，依照JIS G 3314：2011的记载，准备规定面积S(m2)(例如50×50mm)的试验片，预先测定重量w1(g)。然后，依次浸渍于氢氧化钠水溶液、以及添加有六亚甲基四胺的盐酸水溶液，浸渍直至由镀层的溶解引起的发泡消失之后，立即水洗并再次测定重量w2(g)。此时，铝系镀层的附着量Wp(g/m2)可以由以下式(6)求出。
Wp＝(w1-w2)/S 式(6)
需要说明的是，当试验片的尺寸小时，可以用光学显微鏡(面积：100μm×100μm)观察镀层的截面，以相同的方式在三个视野中测定镀层厚度，并由三个视野测定得到的厚度的平均值使用式(5)换算为附着量来求出。此时测定的镀层厚度是指图2所示铝层14的厚度和铝-铁系合金层15的厚度的总厚度。
铝-铁系合金层15的厚度是指，同样地用光学显微鏡(面积：100μm×100μm)在无蚀刻下观察镀层的截面，以相同的方式在三个视野中测定铝-铁系合金层15的厚度，可以求出在三个视野中测定的厚度的平均值。
＜覆膜层＞
图3示意性地示出本实施方式所述的铝系镀层、及其表面进一步设有碳系覆膜的镀覆钢板18的单面侧的层结构、或者设有含有ZnO、TiO2的覆膜的镀覆钢板18’的单面侧的层结构。针对选择性实现的本实施方式所述的铝系镀层、及其表面进一步具有碳系覆膜或含有ZnO、TiO2的覆膜的更优选的层结构，以下，一边参考图3一边进行说明。
[覆膜层(碳系)]
在第二钢板2中，优选在位于不与第一钢板1接触一侧的表面的铝系镀层的表面上进一步设置辐射率为0.7以上的碳系覆膜层17。此时的铝系镀层如上所述，在母材16上按照从表面朝向母材16的顺序具有碳系覆膜层17、铝层14和铝-铁系合金层15。为了抑制用作重叠坯料时的技术问题、即重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异，优选将碳系覆膜层17的辐射率设为0.7以上。若辐射率小于0.7，则改善的效果不充分。辐射率原理上上限设为1。作为辐射率高的成分，例如可列举出金属氧化物、金属氮化物等，但例如优选含有炭黑的碳系覆膜。通过设为以碳为主成分的碳系覆膜，在热冲压的加热时覆膜燃烧作为CO2等排出，因此在热冲压后变得难以残留，可以防止热冲压后的成型品的耐腐蚀性下降。
作为确定上述辐射率的方法，例如在使用红外线热成像(Nippon Avionics Co.,ltd制、G100EX)测定样品的辐射温度，同时也用K型热电偶测定样品的温度的情况下，可以通过求出辐射温度与用热电偶所测定的温度最一致的温度下的辐射率来确定。另外，作为确定碳系覆膜层17的方法，可列举出如下方法：使用高频辉光放电发光表面分析仪(GDS、HORIBA,Ltd.制)对覆膜的深度方向进行分析的结果，在以20质量％以上的元素浓度检测出碳元素(C)的情况下确定碳系覆膜层17的存在。碳系覆膜层17的厚度只要辐射率在0.7以上就没有特别限定，从覆膜处理的工业处理的难易度来看，优选为0.2μm以上，更优选为0.5μm以上。另一方面，碳系覆膜层17的厚度过厚，辐射率的提高效果饱和且不经济，覆膜与钢板的密合性下降，因此优选为5μm以下，更优选为3μm以下。需要说明的是，该碳系覆膜层17的厚度可以利用上述GDS通过深度方向分析来测定。
[覆膜层(ZnO、TiO2)]
另外，优选为实施在第二钢板2的表面上的铝系镀层的表面进一步具有由ZnO或TiO2中至少任一者构成且每单面的附着量为0.2g/m2以上的覆膜层17’。此处的附着量是指每单位面积上以金属Zn或金属Ti计的附着量。ZnO和TiO2提高辐射率且是红外线吸收良好的氧化物。因此，通过设置该覆膜层17’，可以抑制用作重叠坯料时的技术问题即重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异。尤其是，与上述碳系覆膜层17在热冲压加热过程中燃烧相比，作为氧化物的ZnO和TiO2即使在加热过程中也能残留。因此，该覆膜层17’可以进一步有助于高温下的辐射率提高。当覆膜层17’的附着量小于0.2g/m2时，有时无法充分期望升温速度差异的抑制效果。覆膜层17’的附着量更优选为0.3g/m2以上。另一方面，覆膜层17’的附着量的上限没有特别限定，附着量过多则效果饱和、覆膜成本增加，因而不实用，在此基础上，有时在热冲压加热后也残留ZnO和TiO2，因此耐腐蚀性等下降。因此，覆膜层17’的附着量更优选为3g/m2以下。作为确定ZnO和TiO2的附着量的方法，可以通过使用X射线荧光分析仪(RIGAKU公司制、ZSX Primus)从表面进行元素分析，对金属Zn和金属Ti进行定量来求出。
作为如上所述的碳系覆膜层17、具有ZnO或TiO2的覆膜层17’的处理方法，没有特别限定，例如可以准备将水分散型的炭黑(例如三菱化学公司制RCF#52)、ZnO(例如C.I.Kasei CO.,LTD.制、Nano Tek)或TiO2(例如C.I.Kasei CO.,LTD.制、Nano Tek)分散于水中的水系涂装液，实施上述热浸镀铝处理之后，用辊涂机进行涂装并进行干燥烘烤处理，由此来制造。
需要说明的是，本实施方式所述的铝系镀层可以同时具备上述碳系覆膜层17和具有ZnO或TiO2的覆膜层17’。在这种情况下，碳系覆膜层17和具有ZnO或TiO2的覆膜层17’的配置顺序也没有特别限定，可以是碳系覆膜层17位于具有ZnO或TiO2的覆膜层17’的上层，也可以是具有ZnO或TiO2的覆膜层17’位于碳系覆膜层17的上层。
另外，所述碳系覆膜17、含有ZnO、TiO2的覆膜层17’可以设置在成为母材的钢板的两面，但更优选仅设置成为母材的钢板中在热冲压的加热时暴露于热源的一侧的面上。
＜焊接＞
在将第一钢板1和第二钢板2重叠并焊接而成的热冲压用重叠坯料中，优选焊接为点焊且点焊的焊点密度为1点/200cm2以上。以下，说明其理由。
在重叠部中，通过使第一钢板1与第二钢板2之间良好地接触，可以提高热传递，并抑制用作重叠坯料时的技术问题即重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异。
作为焊接的种类，可以选择点焊、缝焊、钎焊焊接、激光焊接、等离子焊接、电弧焊等，但在使重叠部良好地接触这一点上，优选使直至重叠部的内部以多个点接触并且可以在钢板与钢板之间施加压力来进行直接接合的点焊。
如上所述，点焊的焊点密度优选为1点/200cm2以上。若焊点密度小于1点/200cm2，则钢板彼此之间的接触将不充分，重叠部的升温改善不充分。点焊的焊点密度更优选为1点/40cm2以上。另一方面，对于点焊的焊点密度上限虽然没有特别限定，但如果密度过高，则焊接电流发生分流，焊接变得困难，因此优选为1点/1cm2以下。
上述点焊的焊点密度(点/cm2)通过对坯料进行了处理的第二钢板2中的点焊焊点数量除以第二钢板2的面积而求出。
另外，优选上述点焊的至少一个焊点存在于在热冲压成型后成为弯曲部的部分。为了抑制用作重叠坯料时的技术问题即重叠部(升温速度慢)与单张部(升温速度快)的升温速度的差异，使重叠部处的第一钢板1与第二钢板2良好地接触是重要的。在此，如图4所示，使用热冲压用重叠坯料22进行热冲压，制造热冲压重叠成型体26。此时，热冲压成型时，相比头顶部、纵壁部，应力更容易施加在弯曲部，因此容易产生空隙，在模具冷却时无法获得充分的冷却速度，硬度降低，耐碰撞特性降低。因此，通过在热冲压成型体26的弯曲部设置点焊的焊点(焊接部24)，能够抑制弯曲部的空隙。因此，在热冲压用重叠坯料22中，如图4所示，优选在热冲压成型后成为弯曲部的部分实施点焊的焊点(焊接部20)。需要说明的是，在本实施方式中，也可以在热冲压成型后，对成为头顶部的部分实施点焊的焊点(焊接部19)，对成为纵壁部的部分实施点焊部的焊点(焊接部21)。其结果，在点焊之后，在热冲压成型体26的头顶部配置有点焊的焊点(焊接部23)，而在热冲压成型体26的纵壁部配置有点焊的焊点(焊接部25)。
(2.重叠热冲压成型体和其制造方法)
在本实施方式所述的热冲压成型体的制造方法中，如图1所示，对上述热冲压用重叠坯料4进行加热，在该加热之后立即进行成型时，通过设置在重叠部的至少一部分被施以弯曲加工而得到的弯曲部，来制造本实施方式的重叠热冲压成型体12。
上述加热的温度没有特别限定，但通常设为Ac3点(例如800℃)以上且1000℃以下的温度范围，在加热之后立即成型时，通过使用模具、水等冷却介质进行冷却，可以获得耐碰撞特性优异的重叠热冲压成型体12。需要说明的是，上述加热的温度是指重叠部的钢板的最高达到温度，作为加热方法，可以举出利用电炉、燃气炉、远红外炉、近红外炉等进行加热、通电加热、高频加热、感应加热等。
如上述那样制造的本实施方式所述的重叠热冲压成型体12具备板厚为T1(mm)的第一钢板，以及至少一片重叠焊接在第一钢板上、比第一钢板面积小且板厚为T2(mm)的第二钢板。在此，重叠热冲压成型体12中的第一钢板为在该第一钢板的两面具有两面上的平均镀覆厚度为K1(μm)的铝系镀层的镀覆钢板。另外，重叠热冲压成型体12中的第二钢板为具有不与第一钢板接触一侧的表面处的镀覆厚度为K2(μm)的铝系镀层的镀覆钢板。需要说明的是，对于在第二钢板中与第一钢板接触一侧的表面处的铝系镀层的镀覆厚度，没有特别限定。
在此，第一钢板中的铝系镀层的平均镀覆厚度K1优选为20μm以上，更优选为25μm以上。另外，第二钢板中的铝系镀层的不与第一钢板接触一侧的镀覆厚度K2优选为10μm以上，更优选为15μm以上。另一方面，第一钢板中的铝系镀层的平均镀覆厚度K1优选为55μm以下，更优选为50μm以下。另外，第二钢板中的铝系镀层的不与第一钢板接触一侧的镀覆厚度K2优选为45μm以下，更优选为40μm以下。通过平均镀覆厚度K1、K2分别在上述那样的范围内，可以将重叠热冲压成型体12的耐腐蚀性保持在良好的状态下。
进而，本实施方式所述的重叠热冲压成型体12满足下述式(11)和式(12)的关系。
10≤(K1-K2)≤33 式(11)
(K1/K2)2×(T1/T2)≥1.5 式(12)
在本实施方式所述的重叠热冲压成型体12中，当镀覆厚度的差值(K1-K2)小于10时，难以将重叠热冲压成型体12的耐腐蚀性保持在良好的状态下。镀覆厚度的差值(K1-K2)优选为12μm以上，更优选为14μm以上。另一方面，当镀覆厚度的差值(K1-K2)超过33时，镀层的耐腐蚀性下降，因而不优选。镀覆厚度的差值(K1-K2)优选为30μm以下，更优选为27μm以下。
另外，本实施方式所述的重叠热冲压成型体12在满足上述式(11)的同时，还满足上述(12)所示的关系。通过满足上述(12)所示的关系，使在热冲压的加热时提高辐射率的镀层的合金化反应迅速进行到表面，结果使得重叠热冲压成型体12显示出良好的耐腐蚀性。
当(K1/K2)2×(T1/T2)的值小于1.5时，无法充分获得升温速度的差异的改善，难以保持良好的耐腐蚀性。(K1/K2)2×(T1/T2)的值优选为2以上，更优选为2.5以上。另一方面，对于(K1/K2)2×(T1/T2)的上限值没有特别限定。但是，(K1/K2)2×(T1/T2)的值过度增加即(K1/K2)或(T1/T2)的增加会导致伴随着K1、T1增加的材料成本的上升、由K2的下降带来的耐腐蚀性的下降、以及由T2下降带来的耐碰撞性的下降。因此，(K1/K2)2×(T1/T2)的值优选为80以下。(K1/K2)2×(T1/T2)的值更优选为60以下。
在此，上述镀覆厚度K1、K2可以用光学显微镜(面积：100μm×100μm)在硝酸乙醇蚀刻后观察镀层的截面，在三个视野中测定镀覆厚度，以在三个视野中分别测定的镀覆厚度的平均值的方式来求出。需要说明的是，第一钢板的镀覆厚度存在单张部的位置和与第二钢板接触的两张部的位置，但从升温速度快、热冲压中的加热时间变得最长、耐腐蚀性容易劣化的观点出发，第一钢板的镀覆厚度由单张部测定。
当本实施方式的重叠热冲压成型体12用作汽车零件时，通常实施焊接、磷酸系化学转化处理、电沉积涂装等来使用。因此，例如，有时在热冲压成型体12的表面上利用磷酸系化学转化处理形成磷酸锌覆膜和磷酸覆膜、以及在其表面上利用电沉积涂装形成5μm以上且50μm以下的有机系覆膜等。在电沉积涂装之后为了提高外观品质、耐腐蚀性，有时进一步实施中间涂层、表面涂层等涂装。
实施例
以下，使用实施例对本发明进一步进行具体说明。
(实施例1)
如表1所示，将经过常规的热轧工序和冷轧工序的、具有化学成分(以质量％计，C：0.21％、Si：0.2％、Mn：1.1％、P：0.01％、S：0.008％、Cr：0.3％、Ti：0.02％、B：0.002％、余量：Fe和杂质)的钢成分的冷轧钢板作为样品材料，用森吉米尔式热浸镀铝处理生产线在两面上进行镀铝处理。镀覆后，用气体擦拭法调整镀覆附着量，然后冷却。作为此时的镀浴组成为89％Al-9％Si-2％Fe。板厚为2mm、镀覆附着量如表1所示进行制造，如图5所示，将第一钢板27a切断为300×240mm，将第二钢板27b切断为250×120mm而准备，如图5的焊点(焊接部30)所示进行点焊，由此制作了热冲压用重叠坯料27。将本坯料在910℃下进行热冲压加热来调查升温速度，立即进行模具冷却，由此得到重叠热冲压成型体31。各水准示于表1，本发明例(以下简称为“发明例”)为A1～A12、比较例为A13～A17。模具是能够得到具有图6所示的形状和尺寸的帽子成型零件的模具。需要说明的是，在以下所示表1中，第一钢板的镀覆附着量W1显示出两面上的平均附着量，第二钢板的镀覆附着量W2显示出在热冲压加热时暴露于热源的面(单面)的附着量。
[表1]
表1
Figure BDA0002247239420000221
钢板的板厚、镀覆附着量如上所述，分别用千分尺、JIS G 3314：2011中记载的方法进行测定。
为了调查坯料的重叠部与单张部的升温速度差异，在图5所示热冲压用重叠坯料27的重叠部的中央29与单张部28焊接K型热电偶，由此求出各自的升温时间进行评价。升温时间根据达到900℃的时间来求出，基于重叠部与单张部的升温时间之差，进行评价。其评价标准如下。评价A～E判定为良好，评价F判定为不良。
A：130秒以下
B：超过130秒且为140秒以下
C：超过140秒且为150秒以下
D：超过150秒且为160秒以下
E：超过160秒且为170秒以下
F：超过170秒
表1中总结了对坯料的重叠部与单张部的升温速度差异的调查结果。
作为发明例的A1～A12中，第一钢板的镀覆附着量W1、第二钢板的镀覆附着量W2均为20g/m2以上且120g/m2以下，镀覆附着量的差值(W1-W2)满足30g/m2以上且100g/m2，重叠部与单张部的升温速度之差良好。然而，作为比较例的A13～A17为不良。
此外，即使在发明例中，A1～A6、A8、A9、A11的评价为D，第一钢板的镀覆附着量W1与第二钢板的镀覆附着量W2之差在上述更优选的范围内即35g/m2以上，因此认为与A7、A10、A12的评价E相比，重叠部与单张部的升温速度之差为良好。
需要说明的是，与上述A1～A17不同，另外制作了镀覆附着量的差值(W1-W2)超过100g/m2的试样，但在另外进行的耐腐蚀性评价中无法获得充分的结果。
(实施例2)
在与实施例1的水准A9相同的制造条件下调查点焊的影响。点焊的焊点密度由(点焊焊点数量/第二钢板的面积)求出。A9的焊点密度如图5所示为6点/300cm2(＝1点/50cm2)，重叠部中在热冲压成型后成为弯曲部的部分不存在点焊的焊点。使用与水准A9相同的第一钢板和第二钢板，将使用在重叠部的中心实施了一点点焊的重叠坯料的热冲压成型体的水准作为A18。该水准A18的焊点密度为1点/300cm2，同样地重叠部中在热冲压成型后成为弯曲部的部分不存在点焊的焊点。在此基础上，使用与A9相同的第一钢板和第二钢板，将使用如图7所示实施了点焊的重叠坯料的热冲压成型体的水准作为A19。该水准A19的焊点密度为10点/300cm2(＝1点/30cm2)，重叠部中在热冲压成型后成为弯曲部的部分存在点焊的焊点。同样地，使用与A9相同的第一钢板和第二钢板，将使用如图8所示实施了点焊的重叠坯料的热冲压成型体的水准作为A20。该水准A20的焊点密度为5点/300cm2(＝1点/60cm2)，重叠部中在热冲压成型后成为弯曲部的部分存在点焊的焊点。
将A9、A18～A20的重叠部与单张部的升温速度之差以与实施例1相同的方式进行评价。其结果，A9如上所述为D，A18为E，A19为C，A20为C。由此可知，点焊的焊点密度小于1点/200cm2的A18与点焊的焊点密度为1点/200cm2以上的A9相比稍差，点焊的焊点存在于在热冲压成型后成为弯曲部的部分的A19、A20比A9更加优异。
[表2]
表2
Figure BDA0002247239420000241
(实施例3)
如表3所示，以与实施例1相同的方式制作热冲压用重叠坯料27。此时，制作如表3所示改变了第一钢板和第二钢板的板厚的坯料，将本坯料在910℃下进行热冲压加热来调查升温速度。此时，以与实施例1相同的方式评价重叠部与单张部的升温速度之差。作为水准，将作为发明例的B1～B4和作为比较例的B5示于表2。
[表3]
Figure BDA0002247239420000251
对于第一钢板与第二钢板的板厚之比(t2/t1)，可知满足(t2/t1)≤0.9的B4与B1、B2、B3相比，重叠部与单张部的升温速度之差更加优异。另外，(W1/W2)2×(t1/t2)的值小于1.5的B5，其重叠部与单张部的升温速度之差为不良。
(实施例4)
如表4所示，以与实施例1相同的方式将经过常规的热轧工序和冷轧工序的、具有化学成分(以质量％计，C：0.31％、Si：0.2％、Mn：1.1％、P：0.01％、S：0.008％、Cr：0.3％、Ti：0.02％、B：0.002％、余量：Fe和杂质)的钢成分的冷轧钢板作为样品材料，用森吉米尔式热浸镀铝处理生产线在两面上进行镀铝处理。此时，通过调整浸渍于热浸镀铝浴的时间，来改变铝-铁系合金层的厚度。镀覆后，用气体擦拭法调整镀覆附着量，然后冷却。作为此时的镀浴组成为93％Al-5％Si-2％Fe。板厚和镀覆附着量如表3所示进行制造，如图5所示，将第一钢板27a切断为300×240mm，第二钢板27b切断为250×120mm而准备，如图5的焊点(焊接部30)所示进行点焊，由此制作热冲压用重叠坯料27。将本坯料在910℃下进行热冲压加热来调查升温速度，立即进行模具冷却，由此得到重叠热冲压成型体31。各水准示于表3，发明例为C1～C4。模具是能够得到具有图6所示的形状和尺寸的帽子成型零件的模具。
[表4]
Figure BDA0002247239420000271
表4中总结了对坯料的重叠部与单张部的升温速度的差异的调查结果。需要说明的是，重叠部与单张部的升温速度之差的评价标准与实施例1相同。
第一钢板的铝-铁系合金层的厚度d1与第二钢板的铝-铁系合金层的厚度d2之差(d2-d1)满足2≤(d2-d1)≤10的关系的发明例即C2～C4与不满足上述关系的C1相比，重叠部与单张部的升温速度之差更差。
(实施例5)
如表5所示，以与实施例1相同的方式将经过常规的热轧工序和冷轧工序的、具有化学成分(以质量％计，C：0.35％、Si：0.2％、Mn：0.6％、P：0.01％、S：0.008％、Cr：0.3％、Ti：0.02％、B：0.002％、余量：Fe和杂质)的钢成分的冷轧钢板作为样品材料，用森吉米尔式热浸镀铝处理生产线在两面上进行镀铝处理。镀覆后、用气体擦拭法调整镀覆附着量，然后冷却。然后，将含有规定量的炭黑、ZnO或TiO2的水系涂装液用辊涂机进行涂装。膜厚通过从截面用光学显微鏡观察覆膜来求出，含有炭黑的碳系覆膜的膜厚如表5所示为0.5～3μm，ZnO、TiO2的单独覆膜的附着量为0.5或1.0g/m2。作为镀浴组成为86％Al-12％Si-2％Fe。板厚和镀覆附着量如表5所示进行制造，如图5所示，将第一钢板27a切断为300×240mm，第二钢板27b切断为250×120mm而准备，如图5的焊点(焊接部30)所示进行点焊，由此制作热冲压用重叠坯料27。将本坯料在910℃下进行热冲压加热来调查升温速度，立即进行模具冷却，由此得到重叠热冲压成型体31。各水准示于表5，发明例为D1～D10。模具是能够得到具有图6所示的形状和尺寸的帽子成型零件的模具。
[表5]
Figure BDA0002247239420000291
表5中总结了对坯料的重叠部与单张部的升温速度的差异的调查结果。需要说明的是，重叠部与单张部的升温速度之差的评价标准与实施例1相同。
可以看出，在第二钢板中不与第一钢板接触一侧的表面实施的铝系镀层的表面上具有辐射率为0.7以上的碳系覆膜的发明例即D2～D4与不具有碳系覆膜的D1相比，重叠部与单张部的升温速度的差异更优异。此外可以看出，在第二钢板的表面实施的铝系镀层的表面上具有由ZnO、TiO2中的至少任一者构成且附着量为0.2g/m2以上的覆膜的发明例即D5、D6、D9与不满足的D1相比，同样地重叠部与单张部的升温速度的差异更优异。同时具有上述碳系覆膜以及由ZnO、TiO2中的至少任一者构成的覆膜的D7、D8、D10比D1～D6、D9更加优异。
(实施例6)
对于实施例1所获得的A8、A9、A13的重叠热冲压成型体(加热条件：910℃×7分钟)，验证了与腐蚀减薄相关的耐腐蚀性。更详细而言，对A8、A9、A13的重叠热冲压成型体的凸缘部的两边，分别准备将单面上的镀覆附着量为45g/m2的合金化热浸镀锌钢板GA(1.2t)以单侧3个部位、共计6个部位进行点焊而得到的样品材料。在此基础上，按照日本汽车技术协会标准JASO610所规定的CCT-JASO610，将各样品材料腐蚀60天。然后，测量腐蚀后的焊接接合部的A8、A9、A13侧的腐蚀减薄。其结果，A8、A9的腐蚀减薄的程度(板厚减少)比焊接对象的GA材料更加良好(合格)，但是A13的腐蚀减薄的程度(板厚减少)与焊接对象的GA相比板厚减少更差(不合格)。需要说明的是，腐蚀前的A8、A9、A13的成型体的第一钢板的平均镀覆厚度(K1)、第二钢板的镀覆厚度(K2)、以及板厚(T1、T2)如以下表6所示。需要说明的是，本耐腐蚀性评价确认了凸缘部的焊接接合部的板厚减少的原因在于，热冲压成型品用于汽车时，常规处理的电沉积涂装的液体难以进入焊接接合部中，因此被定位为容易腐蚀的部位。为了模拟难以进入，在实施例6的耐腐蚀性的评价中没有实施电沉积涂装。
[表6]
表6
Figure BDA0002247239420000311
以上，一边参考附图一边详细说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于这些例子。可以理解，显然只要是具有本发明所属技术领域的常识的人，在权利要求书所记载的技术构思的范围内均能够想到各种变形例或修改例，这些例子当然也属于本发明的技术范围内。
附图标记说明
1 第一钢板
1a 第一钢板中的与第二钢板接触的面
1b 第一钢板中的不与第二钢板接触的面
2 第二钢板
2a 第二钢板中的与第一钢板接触的面
2b 第二钢板中的不与第一钢板接触的面
3 焊接部
4 热冲压用重叠坯料
4a 热冲压用重叠坯料中的重叠部
4b 热冲压用重叠坯料中的单张部
5 用于热冲压的加热炉
6 用于热冲压的压制模具
7 头顶部
8 头顶部侧的弯曲部
9 凸缘侧的弯曲部
10 纵壁部
11 凸缘部
12 重叠热冲压成型体
13 铝系镀覆钢板的单侧的表面
14 铝层
15 铝-铁系合金层
16 母材
17 碳系覆膜
17’ 含有ZnO和TiO2中的至少任一者的覆膜层
18 铝系镀层的表面进一步具有碳系覆膜的镀覆钢板的单侧的表面
18’ 铝系镀层的表面进一步具有含有ZnO和TiO2中的至少任一者的覆膜层的镀覆钢板的单侧的表面
19 头顶部的焊接部(焊点)
20 弯曲部的焊接部(焊点)
21 纵壁部的焊接部(焊点)
22 热冲压用重叠坯料
23 成型后的头顶部的焊接部(焊点)
24 成型后的弯曲部的焊接部(焊点)
25 成型后的纵壁部的焊接部(焊点)
26 重叠热冲压成型体
27 热冲压用重叠坯料
27a 热冲压用重叠坯料的第一钢板
27b 热冲压用重叠坯料的第二钢板
28 单张部的热电偶安装位置
29 重叠部的热电偶安装位置
30 焊接部
31 重叠热冲压成型体

Claims (15)

1.一种热冲压用重叠坯料，其具备：第一钢板，以及，
至少一片介由焊接点与所述第一钢板表面连接的比所述第一钢板面积小的第二钢板；
所述第一钢板为在该第一钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，且所述第二钢板为在该第二钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，
所述第一钢板中的所述铝系镀层的附着量以两面上的平均附着量计为W1，单位为g/m2，
在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的表面处的所述铝系镀层的附着量为W2，单位为g/m2，
所述W1和所述W2均在20g/m2以上且120g/m2以下的范围内，且满足以下式(1)和式(2)的关系，
30≤(W1-W2)≤100 式(1)
(W1/W2)2×(t1/t2)≥1.5 式(2)
其中，上述式(2)中，t1为所述第一钢板的板厚，t2为所述第二钢板的板厚，其中t1和t2的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的热冲压用重叠坯料，其中，
所述焊接为点焊，
所述点焊的焊点密度为1点/200cm2以上。
3.根据权利要求2所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述第一钢板具有在经受热冲压成型后成为仅由所述第一钢板构成的凸缘部的部分，
所述第一钢板与所述第二钢板的重叠部的至少一部分具有在经受热冲压成型后成为弯曲部的部分，
所述点焊的至少一个焊点存在于在热冲压成型后成为弯曲部的部分。
4.根据权利要求1或2所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述第一钢板的板厚t1与所述第二钢板的板厚t2满足以下式(3)的关系，其中t1和t2的单位为mm，
(t2/t1)≤2.0 式(3)。
5.根据权利要求1或2所述的热冲压用重叠坯料，其中，所述第一钢板和所述第二钢板各自具有的铝系镀层按照从表面朝向母材钢板的顺序呈铝层和铝-铁系合金层的双层结构，且所述第一钢板的所述铝-铁系合金层的厚度d1与所述第二钢板的所述铝-铁系合金层的厚度d2满足以下式(4)的关系，其中d1和d2的单位为μm，
2≤(d2-d1)≤10 式(4)。
6.根据权利要求1或2所述的热冲压用重叠坯料，其中，在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的所述铝系镀层的表面上还具有辐射率为0.7以上的碳系覆膜。
7.根据权利要求1或2所述的热冲压用重叠坯料，其中，在位于所述第二钢板的表面的所述铝系镀层的表面上还具有由ZnO或TiO2中的至少任一者构成且每单面的附着量为0.2g/m2以上的覆膜。
8.一种重叠热冲压成型体的制造方法，其中，在对具备第一钢板、以及至少一片介由焊接点与所述第一钢板表面连接的比所述第一钢板面积小的第二钢板的热冲压用重叠坯料进行加热，并在该加热后进行成型的热冲压成型时，在所述第一钢板与所述第二钢板的重叠部的至少一部分设置被施以弯曲加工而得到的弯曲部，
所述第一钢板为在该第一钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，且所述第二钢板为在该第二钢板的两面具有铝系镀层的镀覆钢板，
所述第一钢板中的所述铝系镀层的附着量以两面上的平均附着量计为W1，单位为g/m2，
在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的表面处的所述铝系镀层的附着量为W2，单位为g/m2，
所述W1和所述W2均在20g/m2以上且120g/m2以下的范围内，且满足以下式(1)和式(2)的关系，
30≤(W1-W2)≤100 式(1)
(W1/W2)2×(t1/t2)≥1.5 式(2)
其中，上述式(2)中，t1为所述第一钢板的板厚，t2为所述第二钢板的板厚，其中t1和t2的单位为mm。
9.根据权利要求8所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，
所述焊接为点焊，
所述点焊的焊点密度为1点/200cm2以上。
10.根据权利要求9所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述点焊的至少一个焊点存在于在热冲压成型后成为所述弯曲部的部分。
11.根据权利要求8或9所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板的板厚t1与所述第二钢板的板厚t2满足以下式(3)的关系，其中t1和t2的单位为mm，
(t2/t1)≤2.0 式(3)。
12.根据权利要求8或9所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板和所述第二钢板各自具有的铝系镀层按照从表面朝向母材钢板的顺序呈铝层和铝-铁系合金层的双层结构，且所述第一钢板的所述铝-铁系合金层的厚度d1与所述第二钢板的所述铝-铁系合金层的厚度d2满足以下式(4)的关系，其中d1和d2的单位为μm，
2≤(d2-d1)≤10 式(4)。
13.根据权利要求8或9所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，在所述第二钢板中不与所述第一钢板接触一侧的所述铝系镀层的表面上还具有辐射率为0.7以上的碳系覆膜。
14.根据权利要求8或9所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，在位于所述第二钢板的表面的所述铝系镀层的表面上还具有由ZnO或TiO2中的至少任一者构成且每单面的附着量为0.2g/m2以上的覆膜。
15.一种重叠热冲压成型体，其具备：
板厚为T1的第一钢板，以及，
至少一片介由焊接点与所述第一钢板表面连接、比所述第一钢板面积小且板厚为T2的第二钢板，其中T1和T2的单位为mm；
所述第一钢板为在该第一钢板的两面具有两面上的平均镀覆厚度为K1的铝系镀层的镀覆钢板，
所述第二钢板为具有不与所述第一钢板接触一侧的表面处的镀覆厚度为K2的铝系镀层的镀覆钢板，其中K1和K2的单位为μm，
所述重叠热冲压成型体满足下述式(11)和式(12)的关系，
10≤(K1-K2)≤33 式(11)
(K1/K2)2×(T1/T2)≥1.5 式(12)。
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