CN115135427A - 重叠热冲压成型体的制造方法和重叠热冲压成型体 - Google Patents

Abstract

解决与由重叠部与单张部的升温速度之差引起的钢板的翘曲相关的问题。本制造方法包括加热重叠坯件的工序、输送加热后的重叠坯件的工序以及利用模具对加热后的重叠坯件进行压制加工的工序，在加热的工序中，在将第一钢板的板厚设为t1、第二钢板的板厚设为t2，将重叠的部分的合计板厚(t1+t2)的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为V以及未重叠的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为v1时，合计板厚(t1+t2)为2.5mm～5.0mm，重叠的部分的最大长度L为100mm～1100mm，第一钢板的面积S1、第二钢板中的与第一钢板重叠的部分的面积S2、平均加热速度V、v1满足式(1)～(3)，在由加热时间和加热温度定义的坐标平面中，以特定的范围内的加热温度和加热时间进行加热。

Description

重叠热冲压成型体的制造方法和重叠热冲压成型体

技术领域

本发明涉及重叠热冲压成型体的制造方法和重叠热冲压成型体。

背景技术

近年来，在汽车用钢板的用途中，期望兼顾高强度和高成型性的钢板。作为兼顾高强度和高成型性的钢板之一，有利用了残余奥氏体的马氏体相变的TRIP(TransformationInduced Plasticity)钢。利用该TRIP钢，能够制造成型性优良的具有1000MPa级左右的强度的高强度钢板。然而，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。此外，存在成型后的形状保持性差、成型品的尺寸精度差的问题。

相对于上述那样的在室温附近成型的工法(所谓的冷压工法)，最近受到关注的工法为热冲压(也称为热压模、热压制、模具淬火、压力淬火等。)。该热冲压是如下部件的制造方法：在将钢板加热至Ac3点以上(例如800℃以上)而奥氏体化之后，立即利用例如机器人等将加热后的钢板输送至压制机，以及对加热后的钢板在加热条件下进行压制，由此确保成型性，在下止点保持期间利用模具骤冷至Ms点以下(例如400℃以下)，由此使材料马氏体化而进行淬火，由此在压制后得到所期望的高强度的材质。根据本工法，能够得到成型后的形状保持性也优异的汽车用部件。

另一方面，对于构成汽车的车身的部件中使用的各种压制成型体，从静态强度、动态强度、碰撞安全性以及轻量化等各种观点出发，要求各种性能、特性的提高。例如，在A柱加强件、B柱加强件、保险杠加强件、通道加强件、侧梁加强件、车顶加强件或地板横梁等汽车部件中，要求仅各个汽车部件中的特定部位与除了该特定部位之外的一般部位相比具有耐碰撞特性。

因此，从2007年左右开始实际采用了如下工法：仅在汽车部件中的相当于需要加强的特定部位的部分将多张钢板重叠并接合(例如点焊)之后，将得到的钢板进行热冲压成型，制造重叠热冲压成型体。该工法也被称为拼接。根据本工法，能够通过在削减压模数的同时仅使钢板在热冲压成型体的特定部位重叠来进行强化，并且，由于不会不必要地增加部件厚度，因此也能够有助于部件轻量化。需要说明的是，将通过这样重叠并焊接而制作出的坯件称为重叠坯件(也称为拼接坯件。)。

将制造重叠热冲压成型体的工艺的示意图示于图1中。详细情况后述，在图1中，附图标记4表示重叠坯件，附图标记12表示重叠热冲压成型体。

在重叠的钢板(图1的附图标记1、附图标记2)为非镀覆钢板的情况下，通过伴随热压成型的高温加热，在所制造的重叠热冲压构件的表面生成氧化皮。因此，存在如下问题：在热压成型后，需要例如通过喷丸处理去除所生成的氧化皮，或者，制造出的重叠热冲压构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件的原材料的情况下的特有的问题，存在以下的问题。即，存在这样的问题：未重叠的部分(以下，也称为“单张部”。)由于能够进行喷丸处理，因此能够去除氧化皮，能够抑制耐腐蚀性的降低。另一方面，在重叠的部分(以下，也称为“重叠部”。)的钢板之间形成的氧化皮难以通过喷丸处理去除，耐腐蚀性特别容易降低。

若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构件进行喷丸处理的必要性。作为用作热压用途的镀覆钢板，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系镀覆中的任一种，通过Fe在镀覆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。将镀覆钢板的示意图示于图2。这里，附图标记13表示镀覆钢板，附图标记15表示钢板的母材，附图标记14表示镀层。该附图标记14对应于Zn系镀层、Al系镀层。

需要说明的是，上述Zn系镀覆是指Zn含量为50质量％以上的镀覆，上述Zn-Fe系镀覆是指Zn和Fe的合计含量为50质量％以上的镀覆。另外，Al系镀覆是指Al含量为50质量％以上的镀覆，上述Al-Fe系镀覆是指Al和Fe的合计含量为50质量％以上的镀覆。

如专利文献1和专利文献2所公开的那样，Zn系镀覆钢板(即，含有50质量％以上的Zn的镀覆钢板(镀Zn、或Zn-Fe合金、Zn-Ni合金、Zn-Fe-Al合金等合金镀覆))抑制氧化皮的生成，消除需要喷丸处理的问题。然而，在使用Zn系镀覆钢板作为重叠坯件原材料，在热冲压成型时对重叠部实施弯曲成型的情况下，有时因镀锌而在基底金属产生裂纹，耐碰撞特性产生问题。这是因为，在作为熔点比较低的金属的锌残存的情况下，Zn成为液体金属而从镀覆表面进入基底金属。这样的现象被称为液态金属脆化(LME：Liquid MetalEmbrittlement)。需要说明的是，弯曲成型是从形状方面确保耐碰撞特性的手段。对重叠部实施弯曲成型是极其重要的重叠成型体的利用方法。

如专利文献1和专利文献2所公开的那样，作为将Zn系镀覆钢板用作热冲压的情况下采取的液态金属脆化的对策，通常可列举出在热冲压加热时进行Zn-Fe合金化反应而使镀覆高熔点化的对策、以及降低热冲压的弯曲成型时的成型温度而等待锌固体化的对策。然而，作为使用锌系镀覆钢板作为重叠坯件的原材料的情况下的特有的问题，可列举出以下的3个问题。第一，由于重叠部的板厚比单张部厚，因此升温速度和冷却速度两者慢，存在热冲压加热时难以进行Zn-Fe合金化反应的问题。第二，关于热冲压成型时的成型温度，若等待重叠部冷却，则单张部快速冷却，存在单张部无法确保马氏体组织的问题。第三，在单张部中，Zn成为氧化锌的膜，抑制Zn的蒸发，但在重叠部的钢板之间的气氛中，由于发生氧的缺乏，因此Zn蒸发。由此，存在因重叠部的镀覆的减少而耐腐蚀性降低的问题。

在专利文献3和专利文献4所公开的Al系镀覆钢板(即，含有50质量％以上的Al的镀覆钢板(镀Al、或Al-Si合金、Al-Fe合金、Al-Fe-Si合金等合金镀覆))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。此外，Al系镀覆钢板不会引起液态金属脆化(LME)的问题，沸点也高达2470℃，因此适宜作为重叠坯件的材料使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-112569号公报

专利文献2：日本特开2016-124029号公报

专利文献3：国际公开第2002-103073号公报

专利文献4：国际公开第2008-053273号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，作为重叠坯件的原材料，在使用专利文献3、专利文献4中公开的Al系镀覆钢板的情况下，在热冲压时的加热时，产生重叠部的升温速度慢的问题。即，对重叠坯件进行加热时的升温速度在重叠的部分(重叠部)较慢，在未重叠的部分(单张部)较快。因此，在升温中途，在重叠部与单张部之间形成板温之差。由于温度之差，根据线膨胀率(Fe：11.7×10^-6[1/℃])，成为高温的单张部比重叠部更大地伸长。其结果，如图3所示，存在在升温中途产生钢板的翘曲的问题。需要说明的是，若加热一定程度的时间，则在升温结束并以高温保持的期间，坯件内的温度均匀化，翘曲逐渐收敛，最终平坦化。

升温中途的钢板的翘曲产生如下所记述的与加热生产率相关的问题。通常，热冲压中使用的加热炉包括如下类型：被称为辊底炉(也被称为直线炉。)，在水平方向上连续的辊上载置钢板，一边通过辊的旋转使钢板在辊与辊之间移动一边加热钢板；以及被称为多级炉(也被称为披萨炉。)，在水平方向、垂直方向上具有多个加热场所的加热炉内放置钢板，不使钢板移动而进行加热。在任一类型的炉中，前述钢板的翘曲均阻碍加热生产率。更具体而言，在辊底炉中，翘曲的产生有可能使基于辊的旋转的钢板的输送的行进方向变化而妨碍炉内的钢板的移动、或者钢板在辊与辊之间落下。另外，在多级炉中，翘曲的产生除了有可能使加热前后的钢板的位置错开之外，还存在如下可能性：由于存在加热空间狭窄的情况，因此因翘曲而使钢板与炉壁接触而使设备损伤。

需要说明的是，在辊底炉、多级炉中的任一者中，在将加热后的坯件从加热炉送出后，都需要向压制机输送。通常，利用机器人抓住加热后的坯件并向压制机输送。然而，在加热完成后的坯件残留有翘曲的情况下，难以用机器人抓握，在加热的中途产生了较大的翘曲的情况下，坯件的位置移动，由此，在最坏的情况下，生产停止而在热冲压的输送生产率上产生问题。

特别是，专利文献4中公开的那样的升温速度4℃/s～12℃/s的加热由于升温速度比较快，因此扩大单张部与重叠部的升温速度差。其结果是，存在进一步产生钢板的翘曲的问题。这样的单张部与重叠部的升温速度差在加热温度高的情况下也阻碍均匀性，进一步显著地产生翘曲。

因此，关于如以上说明的为了抑制基底金属的氧化皮且不引起液态金属脆化的问题而适宜作为热冲压用重叠坯件的原材料使用的铝系镀覆钢板，要求以下的方面。即，解决与由重叠部与单张部的升温速度之差引起的钢板的翘曲相关的问题，关于重叠热冲压成型体的制造方法，要求提高热冲压加热时的生产率。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种重叠热冲压成型体的制造方法及重叠热冲压成型体，其在使用铝系镀覆钢板作为原材料的情况下，能够解决与由重叠部与单张部的升温速度之差引起的钢板的翘曲相关的问题，进一步提高热冲压加热时的生产率。

用于解决问题的方案

本发明的发明人等为了解决上述课题而反复进行了专心研究，发现了抑制重叠的部分(即，重叠部)与未重叠的部分(即，单张部)的线膨胀之差是重要的。具体而言，影响翘曲的线膨胀之差ΔL[mm]由材料固有的线膨胀率α[1/℃]、重叠部的最大长度L[mm]、以及重叠部与单张部的温度差ΔT[℃]之积表示(ΔL＝α×L×ΔT)。因此，发现通过将重叠部的长度抑制为100mm～1100mm，将重叠部与单张部的平均加热速度之差抑制为3.0℃/s以下，能够改善翘曲。

另外，加热从单张部朝向重叠部逐渐地进行，在单张部中也从坯件面内的端朝向中央逐渐地进行。因此，发现通过将重叠部在平均加热速度1.0℃/s～4.0℃/s的范围内缓慢地加热，能够抑制重叠部的温度在坯件内的温度的不均，改善翘曲。

进而，本发明的发明人等还发现，对于具有面积S1(cm²)的板厚t1(mm)的第一钢板与具有比第一钢板的面积小的面积的板厚t2(mm)的第二钢板的重叠部，通过提高重叠部的刚性，能够抑制翘曲。即，发现在将第二钢板的面积中的与第一钢板重叠的部分的面积设为S2(cm²)时，通过将合计板厚(t1+t2)设为2.5mm以上且5.0mm以下，并且上述面积S1、S2以及上述板厚t1满足特定的条件，能够改善升温中途的翘曲。

另外，在将加热后的重叠钢板从加热炉取出时，从钢板的输送的稳定性的方面考虑，重叠部和单张部的板温在炉温下被均匀化，翘曲收敛也是必要的。本发明的发明人等发现，通过在由(加热时间，预热后的炉内的温度)定义的坐标平面中，以位于由点A(4分钟，930℃)、点B(10分钟，930℃)、点C(20分钟，870℃)以及点D(8分钟，870℃)确定的图形ABCD内的加热温度和加热时间对重叠钢板进行加热，能够改善从加热炉送出时的翘曲。

进而，本发明的发明人等发现，在抑制了翘曲的情况下对重叠热冲压成型体的耐腐蚀性进行调查时，在第一钢板和第二钢板的重叠的部分的第一钢板中，在未与第二钢板接触的面的镀层中产生的红锈被抑制。推定这是由于翘曲得到改善，从而在Al-Fe系镀层中形成的拉伸应力降低，镀覆中的裂纹得到抑制所致的影响。

基于上述见解而完成的本发明的要旨如下所述。

[1]一种重叠热冲压成型体的制造方法，其使用将具有面积S1(cm²)的第一钢板和具有比所述第一钢板的面积小的面积的至少一张第二钢板重叠并接合而成的重叠坯件来制造重叠热冲压成型体，所述第一钢板和所述第二钢板是在母材上具有Al系镀层的Al系镀覆钢板，该制造方法包括：重叠坯件加热工序，利用加热炉加热所述重叠坯件；加热坯件输送工序，将所述加热后的所述重叠坯件从所述加热炉送出并向压制装置输送；以及热冲压工序，利用在所述压制装置设置的模具对所述加热后的重叠坯件进行压制加工，得到重叠热冲压成型体，在所述重叠坯件加热工序中，在将所述第一钢板的板厚设为t1(mm)，将所述第二钢板的板厚设为t2(mm)，将所述第一钢板与所述第二钢板重叠而成的合计板厚(t1+t2)的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为V(℃/s)，将所述第一钢板中的未与所述第二钢板重叠的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为v1(℃/s)时，所述重叠的部分的合计板厚(t1+t2)为2.5mm以上且5.0mm以下，所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为100mm以上且1100mm以下，所述平均加热速度V、v1满足下述式(1)和式(2)的关系式，在将所述第二钢板的面积中的与所述第一钢板重叠的部分的面积设为S2(cm²)时，所述面积S1、S2、所述板厚t1满足下述式(3)的关系式，在由加热时间和加热温度定义的坐标平面中，以位于由点A(4分钟，930℃)、点B(10分钟，930℃)、点C(20分钟，870℃)以及点D(8分钟，870℃)确定的图形ABCD内的加热温度和加热时间对所述重叠坯件进行加热。

[2]根据[1]所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为300mm以上。

[3]根据[1]或[2]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的所述母材以质量％计含有C：0.10％以上且0.50％以下、Si：0.01％以上且2.00％以下、Mn：0.30％以上且5.00％以下、P：0.100％以下、S：0.1000％以下、N：0.0100％以下、Al：0.500％以下、B：0.0002％以上且0.0100％以下，余量为Fe和杂质。

[4]根据[3]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的所述母材代替余量的Fe的一部分而进一步以质量％计含有W：0％以上且3.0％以下、Cr：0％以上且2.0％以下、Mo：0％以上且3.0％以下、V：0％以上且2.0％以下、Ti：0％以上且0.5％以下、Nb：0％以上且1.0％以下、Ni：0％以上且5.0％以下、Cu：0％以上且3.0％以下、Co：0％以上且3.0％以下、Sn：0％以上且0.10％以下、Sb：0％以上且0.10％以下、Mg：0％以上且0.0050％以下、Ca：0％以上且0.0050％以下、O：0％以上且0.0070％以下中的一种以上。

[5]根据[3]或[4]所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板的所述母材的C含量C1(质量％)和所述第二钢板的所述母材的C含量C2(质量％)满足下述式(4)的关系式。

[6]一种重叠热冲压成型体，其是具有面积S1(cm²)的第一钢板和具有比所述第一钢板的面积小的面积的至少一张第二钢板层叠而成的，在所述第一钢板和所述第二钢板的表面具有Al-Fe系镀层，所述Al-Fe系镀层由Al和Fe的化合物层及Al固溶Fe层构成，在将所述第一钢板和所述第二钢板的板厚分别设为t1、t2(mm)时，所述第一钢板与所述第二钢板重叠的部分的合计板厚(t1+t2)为2.5mm以上且5.0mm以下，所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为100mm以上且1100mm以下，在将所述第二钢板的面积中的与所述第一钢板重叠的部分的面积设为S2(cm²)时，所述面积S1、S2、板厚t1满足下述式(3)的关系式，在所述第一钢板和所述第二钢板重叠的部分中的、所述第一钢板未与所述第二钢板接触的面的所述Al-Fe系镀层中，到达至所述Al固溶Fe层的裂纹的条数在与所述Al-Fe系镀层平行的每100μm的长度中为5条以下，所述第一钢板中的未与第二钢板重叠的部分的Al固溶Fe层的厚度D1(μm)和所述第二钢板的Al固溶Fe层的厚度D2(μm)满足下述式(5)的关系式。

[7]根据[6]所述的重叠热冲压成型体，其中，所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为300mm以上。

[8]根据[6]或[7]所述的重叠热冲压成型体，其中，所述第一钢板和所述第二钢板的母材以质量％计含有C：0.10％以上且0.50％以下、Si：0.01％以上且2.00％以下、Mn：0.30％以上且5.00％以下、P：0.100％以下、S：0.1000％以下、N：0.0100％以下、Al：0.500％以下、B：0.0002％以上且0.0100％以下、余量为Fe和杂质。

[9]根据[8]所述的重叠热冲压成型体，其中，所述第一钢板和所述第二钢板的母材代替余量的Fe的一部分而进一步以质量％计含有W：0％以上且3.0％以下、Cr：0％以上且2.0％以下、Mo：0％以上且3.0％以下、V：0％以上且2.0％以下、Ti：0％以上且0.5％以下、Nb：0％以上且1.0％以下、Ni：0％以上且5.0％以下、Cu：0％以上且3.0％以下、Co：0％以上且3.0％以下、Sn：0％以上且0.10％以下、Sb：0％以上且0.10％以下、Mg：0％以上且0.0050％以下、Ca：0％以上且0.0050％以下、O：0％以上且0.0070％以下、REM：0％以上且0.0070％以下中的一种以上。

[10]根据[8]或[9]所述的重叠热冲压成型体，其中，所述第一钢板的所述母材的C含量C1(质量％)和所述第二钢板的所述母材的C含量C2(质量％)满足下述式(4)的关系式。

1.0≤V≤4.0…式(1)

(v1-V)≤3.0…式(2)

400≤(S1-S2)×(t1/10)≤950…式(3)

0.03≤(C2-C1)≤0.30…式(4)

(D1-D2)≤6.0…式(5)

发明的效果

如以上说明的那样，根据本发明，在使用Al系镀覆钢板作为原材料的情况下，能够改善制造重叠热冲压成型体的工艺中的加热时的钢板的翘曲的问题。

附图说明

图1是表示制造重叠热冲压成型体的工序的概略的图。

图2是表示用Al系镀层包覆的钢板的截面的图。

图3是示意性地表示在坯件的加热工序中的升温中产生了翘曲的情况的图和实际拍摄了该升温中的翘曲的侧面照片的例子。

图4是示意性地表示第一钢板与第二钢板的重叠的部分的最大长度L的图。

图5是示意性地表示在对坯件进行加热的工序中的升温中，单张部与重叠部的20℃～800℃下的升温速度之差为2℃/s的情况下的抑制了翘曲的例子的图。

图6是示意性地表示在对坯件进行加热的工序中的升温过程中，单张部与重叠部的20℃～800℃下的升温速度之差为4℃/s的情况下的、产生了翘曲的例子的图。

图7是表示在对重叠热冲压成型体进行加热的工序中，在由(加热时间，预热后的炉内的温度)定义的坐标平面中，位于由点A(4分钟，930℃)、点B(10分钟，930℃)、点C(20分钟，870℃)以及点D(8分钟，870℃)确定的图形ABCD内的加热温度和加热时间的图。

图8是表示在重叠热冲压成型体中，在相当于图1的1b的镀覆表面的部分形成的裂纹的一例的图。

图9是示意性地表示本发明的实施例中使用的帽形状的重叠热冲压成型体的形状的图。

具体实施方式

以下，参照所附附图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，对具有实质上相同的功能结构的构成要素标注相同的附图标记，从而省略重复说明。

《1.重叠热冲压成型体的制造方法的概要》

图1是示意性地表示使用了热冲压用重叠坯件的重叠热冲压成型体的制造方法及重叠热冲压成型体的一例的图。以下，基于图1和图2进行说明。

重叠热冲压成型体的制造方法作为用于使用热冲压用重叠坯件作为原材料来制造重叠热冲压成型体的方法而使用。

热冲压用重叠坯件4通过将第一钢板1(图1的附图标记1)与面积比第一钢板的面积小的第二钢板2(图1的附图标记2)接合(图1的附图标记3)而构成。此时，在热冲压用重叠坯件4(图1的附图标记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。

关于以下详细说明的本发明的实施方式的热冲压用重叠坯件4，其制造方法的概要也如图1所示，其构成的概要也如图2所示。

需要说明的是，在本发明的实施方式的热冲压用重叠坯件4中，第二钢板2也优选如图1中示意性地表示的那样，以不存在从第一钢板1伸出的部分的方式配置于第一钢板1的内侧。然而，也可以存在第二钢板2从第一钢板1伸出的部分。

另外，在第一钢板1的表面，对于与第二钢板2接触的一侧的面1a和未与第二钢板2接触的一侧的面1b这两面，包覆有Al系镀层(图2的附图标记14)。对于第二钢板2也同样地，对于与第一钢板1接触的一侧的面2a和未与第一钢板1接触的一侧的面2b这两面，包覆有Al系镀覆。

热冲压用重叠坯件4通过在加热炉5中被加热至Ac3点以上，从而钢板的母材部分被奥氏体化。将加热后的钢板从炉中取出后立即输送，用模具6进行压制成型且进行骤冷，由此钢板发生马氏体相变。由此，热冲压用重叠坯件4成为耐碰撞特性优异的重叠热冲压成型体12。

在图1中，作为重叠热冲压成型体12的一例，图示了使用了帽形状的模具的成型品。在本说明书中，将热冲压成型体12的部位的称呼设为头顶部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，在图1中，第二钢板2配置于头顶部7侧的外侧，但第二钢板2也可以配置于头顶部7的内侧。

《2.重叠热冲压成型体的制造方法》

以下，对本发明的实施方式的重叠热冲压成型体的特征性的制造方法进行详细说明。

(2-1.重叠坯件)

本实施方式的热冲压用重叠坯件(以下，有时简称为“坯件”。)4与上述图1及图2中所示的热冲压用重叠坯件4同样地，具有：具有面积S1(cm²)的第一钢板1；以及与第一钢板1接合的面积比第一钢板1的面积小的第二钢板2。另外，在第一钢板1及第二钢板2各自的两面包覆有Al系镀覆。即，本实施方式的第一钢板1及第二钢板2是在成为母材的钢板的两个表面上具有Al系镀层的Al系镀覆钢板。需要说明的是，第一钢板1的面积S1是指与第一钢板1的板厚方向大致正交的钢板平面的面积(每单面的面积)。

<母材>

在本实施方式的热冲压用重叠坯件4中，第一钢板1和第二钢板2各自中的母材的化学成分没有特别限定。但是，例如以得到1000MPa以上的抗拉强度(以将载荷设为9.81N时的维氏硬度计为300HV以上左右)为目的，优选使用以下化学成分的母材。另外，在下述的化学成分的范围内，第一钢板1的母材的化学成分与第二钢板2的母材的化学成分既可以相同，也可以不同。

即，本实施方式的第一钢板1和第二钢板2的母材的化学成分以质量％计含有C：0.10％～0.50％、Si：0.01％～2.00％、Mn：0.30％～5.00％、P：0.100％以下、S：0.1000％以下、N：0.0100％以下、Al：0.500％以下、B：0.0002％以上且0.0100％以下，余量为Fe和杂质。另外，为了提高钢板的耐碰撞特性，本实施方式的第一钢板1和第二钢板2的母材的化学成分优选进一步具有如下化学成分代替余量的Fe的一部分，含有Ti：0％以上且0.5％以下、Nb：0％以上且1.0％以下、Cr：0％以上且2.0％以下、W、Mo：0％以上且3.0％以下、V：0％以上且2.0％以下、Ni：0％以上且5.0％以下、Cu、Co：0％以上且3.0％以下、Sn、Sb：0％以上且0.10％以下、Mg、Ca：0％以上且0.0050％以下、O、REM：0％以上且0.0070％以下中的一种以上。

另外，为了提高碰撞安全性，汽车部件中使用的钢板使用具有高C含量、具有高抗拉强度的钢板。因此，在重叠热冲压成型体中使用的钢板中，第一钢板和第二钢板也均使用具有高C含量的钢板是常用的。然而，在将第一钢板1的母材的C含量设为C1(质量％)、将第二钢板2的母材的C含量设为C2(质量％)时，C1和C2优选满足0.03≤(C2-C1)≤0.30的关系式。由于C含量的增加，高温下的钢板的变形阻力增加。因此，为了抑制加热时的坯件4的翘曲，增多C含量较好。从该观点出发，优选的是，温度均匀的第二钢板增多C含量，并且，温度在单张部和重叠部变得不均匀的第一钢板减少C含量。本发明的发明人等进行了专心研究，结果明确了：通过使C2与C1之差(C2-C1)为0.03质量％以上，能够更可靠地抑制坯件4的翘曲。C2与C1之差(C2-C1)优选为0.04质量％以上，更进一步优选为0.05质量％以上。另一方面，通过将C2与C1之差(C2-C1)设定为0.30质量％以下，能够更可靠地抑制第2钢板的母材的脆化和第1钢板的极端的抗拉强度的降低。其结果是，能够更可靠地担保使用该坯件制造的部件的碰撞特性，确保部件的实用性。C2与C1之差(C2-C1)更优选为0.28质量％以下，更进一步优选为0.25质量％以下。

使用具有上述的化学组成的母材的Al系镀覆钢板的制造方法，没有特别限定，例如能够利用经过常规方法的制铁工序及炼钢工序，以热轧、酸洗、冷轧、森吉米尔式热浸镀Al的工序制造的Al系镀覆钢板。

<关于Al系镀层>

在本实施方式中，在第一钢板1和第二钢板2各自的表背面包覆Al系镀层。

作为Al系镀层所要求的特性，可列举出抑制热冲压加热时的Fe氧化皮的产生、及热冲压成型时的镀覆的剥离(也称为粉化。)所导致的镀覆的缺损、剥离的镀覆附着于其他部位所导致的压痕。粉化是由于在成型时产生的弯曲部的内侧的面负载于镀覆的压缩应力、由于成型时从模具的滑动而负载于镀覆的剪切应力等而产生的。因此，Al系镀层的镀覆厚度优选在第一钢板1、第二钢板2中分别独立地为10μm以上且50μm以下。在镀覆厚度小于10μm的情况下，Fe氧化皮产生的抑制效果有可能不足。通过使Al系镀层的镀覆厚度为10μm以上，能够更可靠地表现出Fe氧化皮产生的抑制效果。Al系镀层的镀覆厚度更优选为15μm以上。另一方面，在镀覆厚度超过50μm的情况下，有可能产生大量粉化。通过将镀覆厚度设为50μm以下，能够更可靠地防止粉化的发生。Al系镀层的镀覆厚度更优选为45μm以下。

需要说明的是，作为Al系镀层的镀覆厚度的确定方法，可以通过使用光学显微镜，将镀覆截面在100μm×100μm的视野中无蚀刻处理地观察截面，测定镀覆厚度来求出。更详细而言，在任意的多个部位(例如，3个部位)，通过上述方法观察镀覆截面，确定各观察部位的镀覆厚度。之后，计算所得到的镀覆厚度的平均值，将所得到的平均值作为Al系镀层的镀覆厚度即可。

作为用Al系镀层包覆母材的方法，根据一般的热浸镀法，通过在热浸镀铝浴中浸渍钢板，用氮、大气等进行气体擦拭，能够制造附着量被调整了的Al系镀覆钢板(图2的附图标记13)。此时，通过在热浸镀时Al系镀层与母材的Fe进行合金化反应，必然在Al系镀层(图2的附图标记14)与母材(图2的附图标记15)的界面形成几μm左右的Al-Fe系的界面合金层。所形成的界面合金层的厚度能够通过调整在热浸镀铝浴中的浸渍时间来控制，能够通过延长浸渍时间来增大。

用于形成上述Al系镀层的热浸镀铝浴的化学组成没有特别限定。但是，从耐热性优异的方面考虑，热浸镀铝浴中的Al的含量优选为80质量％以上。另外，从容易控制界面合金层的厚度的方面考虑，热浸镀铝浴的Si的含量优选为2质量％以上。在Si的含量小于2质量％的情况下，界面合金层变得过厚，成型性有可能降低。另一方面，在热浸镀铝浴的Si的含量超过15质量％的情况下，热冲压加热时的Al系镀层的合金化速度变慢，热冲压的生产率有可能降低。因此，热浸镀铝浴的Si的含量优选为15质量％以下。界面合金层在热浸镀铝浴中不含有Si的情况下，由Al-Fe系的2元系的合金层构成，在含有Si的情况下，除了上述2元系之外，还由Al-Fe-Si系的3元系的合金层构成。另外，在上述那样的热浸镀铝浴中，有时存在各种杂质。

在Al系镀层14含有2质量％以上且15质量％以下的Si的情况下，在Al系镀层14中，基于相图形成Al与Si的共晶组织。在采用热浸镀法的情况下，有时在热浸镀铝浴中不可避免地含有1质量％以上且5质量％以下的Fe作为来自钢板的溶出成分。作为其他不可避免的杂质，可列举出起因于热浸镀设备的溶出成分、热浸镀铝浴的铸锭的杂质的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。

上述界面合金层例如由Al和Fe的2元合金即θ相(FeAl₃)、η相(Fe₂Al₅)、ζ相(FeAl₂)、Fe₃Al、FeAl、固溶有Al的Fe的BCC相等相的组合构成。作为含有Si的情况下的界面合金层的化学组成，例如可列举出τ1相(Al₂Fe₃Si₃)、τ2相(Al₃FeSi)、τ3相(Al₂FeSi)、τ4相(Al₃FeSi₂)、τ5相(Al₈Fe₂Si)、τ6相(Al₉Fe₂Si₂)、τ7相(Al₃Fe₂Si₃)、τ8相(Al₂Fe₃Si₄)、τ10相(Al₄Fe_1.7Si)、τ11相(Al₅Fe₂Si)等，主要由τ5相、τ6相、θ相、η相中的任一者或它们的多个相构成。需要说明的是，以上的相有时不是化学计量的组成(即，元素比不是整数)。

<关于板厚>

在本实施方式中，板厚t1(mm)的第一钢板1与板厚t2(mm)的第二钢板2重叠而成的合计板厚(t1+t2)为2.5mm以上且5.0mm以下。

在本实施方式中，作为Al系镀覆钢板所要求的特性，能够更进一步抑制作为重叠坯件使用的情况下的课题、即因升温速度慢的重叠部与升温速度快的单张部的升温速度的差异而产生的翘曲是重要的。为了抑制上述那样的翘曲，第一钢板1的板厚t1(mm)与第二钢板2的板厚t2(mm)重叠的部分(重叠部)的合计板厚(t1+t2)设定为2.5mm以上且5.0mm以下。在合计板厚(t1+t2)小于2.5mm的情况下，大幅产生翘曲，使热冲压加热时的生产率降低。合计板厚(t1+t2)优选为2.8mm以上，更优选为3.0mm以上。另一方面，在合计板厚(t1+t2)超过5.0mm的情况下，热容量变得过大，热冲压加热时的升温速度变慢，加热生产率降低，因此不优选。合计板厚(t1+t2)优选为4.8mm以下，更优选为4.5mm以下。

在此，关于第一钢板1的板厚t1和第二钢板2的板厚t2，分别优选为例如1.0mm～4.0mm左右的范围内。

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能够使用千分尺来测定，也能够通过使用光学显微镜观察截面来测定。另外，上述板厚t1、t2设为除了母材的板厚之外还包含设于两面的Al系镀层的厚度的板厚。

<关于重叠的部分的最大长度L>

在本实施方式中，第一钢板1与第二钢板2的重叠的部分(重叠部)的最大长度L为100mm以上且1100mm以下。关于将重叠的部分的最大长度L设为上述范围内的理由，以下再次进行说明。

需要说明的是，第一钢板1与第二钢板2的重叠的部分(重叠部)的最大长度L能够使用游标卡尺、卷尺等公知的测量设备来测定。另外，重叠的部分(重叠部)的最大长度L设为将第一钢板1与第二钢板2的重叠的部分内包的最小的外接圆的直径。根据该定义，例如在图5的(a)所示那样的重叠的部分为四边形的情况下，四角的对角线的长度为最大长度L。另外，在图5的(b)所示那样的情况下，最大长度L成为图示那样的最小的外接圆的直径。

(2-2.关于热冲压时的重叠坯件的加热)

根据下述式(A)，因升温速度慢的重叠部与升温速度快的单张部的升温速度的差异而产生的翘曲因重叠部与单张部的温度差而产生。

下述式(A)中的线膨胀之差ΔL[mm]导致翘曲，ΔL由材料固有的线膨胀率α[1/℃]、材料的长度Ls[mm]、材料的温度差ΔT[℃]之积表示。因此，在本实施方式的坯件中，下述式(A)中的长度Ls与重叠部的最大长度L对应。

ΔL＝α×Ls×ΔT…式(A)

因此，如果重叠部的最大长度L短，则ΔL变小，翘曲也被抑制。但是，在重叠部的最大长度L小于100mm的情况下，在未重叠的部分的坯件内，从升温快的端部朝向升温慢的中央部产生温度差，因此产生翘曲。从该观点出发，重叠部的最大长度L设为100mm以上。由此，能够防止坯件的加热时的翘曲的产生。重叠部的最大长度L优选为200mm以上，更优选为400mm以上。另一方面，在重叠部的最大长度L超过1100mm的情况下，翘曲变大，热冲压加热时的生产率降低。从该观点出发，重叠部的最大长度L设为1100mm以下。由此，能够确保生产率，并且防止加热时的翘曲的产生。重叠部的最大长度L优选为1050mm以下，更优选为1000mm以下。

<关于第一钢板的面积S1、第二钢板的面积S2的关系>

加热中的坯件的翘曲通过第一钢板1中的第一钢板1与第二钢板2未重叠的部分(单张部)的自重而被抑制。因此，在本实施方式中，将第二钢板2的面积中的与第一钢板1重叠的部分的面积设为S2(cm²)，将第一钢板的面积S1与上述面积S2之差乘以第一钢板1的板厚t1而得到的值{(S1-S2)×(t1/10)}(单位：cm³)用作与上述单张部的自重对应的指标。在此，板厚t1(mm)除以10的理由是为了将板厚t1的单位从mm换算为cm。另外，关于面积S2，在第二钢板2中不存在从第一钢板1伸出的部分的情况下，第二钢板2的面积成为上述面积S2。

本发明的发明人等使用上述指标进行了专心研究，结果明确了：通过使指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值为400以上且950以下，能够抑制加热时的翘曲。在此，在以往的重叠坯件中，在汽车用钢板中要求重要的轻量化。因此，通过将承担加强作用的第二钢板的面积S2限制在最小限度，有时指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值超过950，或者，通过将第一钢板的面积S1或板厚t1限制在最小限度，有时指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值低于400。然而，为了应对近年来的碰撞安全性的要求的提高，需要增大S1、S2、t1各自的值，新产生坯件的翘曲的问题。因此，本发明的发明人等发现，通过使指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值为400以上且950以下，能够抑制加热时的翘曲。在指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值小于400的情况下，翘曲的抑制效果不足。通过使指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值为400以上，能够抑制加热时可能产生的翘曲。指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值优选为420，更优选为440。另一方面，在指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值超过950的情况下，坯件整体的尺寸变大，翘曲的高度变大。通过使指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值为950以下，能够减小加热时可能产生的翘曲的高度。指标{(S1-S2)×(t1/10)}的值优选为930以下，更优选为900以下。

<关于接合>

在将第一钢板1与第二钢板2重叠而接合的热冲压用重叠坯件中，上述接合优选为点焊。以下，对其理由进行说明。

在重叠部中，通过使第一钢板1与第二钢板2之间良好地接触而使传热提高。由此，能够抑制用作重叠坯件的情况下的课题、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，抑制翘曲。

作为接合的种类，能够选择点焊、缝焊、钎焊、激光焊接、等离子焊接、电弧焊接等。从使大面积的重叠部高效且良好地接触的方面考虑，优选能够使直至重叠部的内部为止以多个点接触、且对钢板-钢板间施加加压而直接接合的点焊。

此时，点焊的打点密度优选为1点/200cm²以上。在打点密度小于1点/200cm²的情况下，钢板彼此间的接触变得不充分，重叠部的升温的改善变得不充分。点焊的打点密度更优选为1点/40cm²以上。另一方面，关于点焊的打点密度，没有特别规定上限，但若密度过高，则焊接电流产生分流，焊接变得困难，因此优选为1点/1cm²以下。

上述点焊的打点密度(点/cm²)通过将对坯件进行了处置的第二钢板2内的点焊打点数量除以第二钢板2中的与第一钢板1重叠的部分的面积而求出。

<关于加热时的升温速度>

在本实施方式中，第一钢板1与第二钢板2重叠而成的合计板厚(t1+t2)(mm)的部分中的板温20℃～800℃为止的平均加热速度V(℃/s)与第一钢板1中的未与第二钢板2重叠的部分中的板温20℃～800℃为止的平均加热速度v1(℃/s)满足以下的式(1)和式(2)的关系式。以下，对其理由进行说明。

1.0≤V≤4.0…式(1)

(v1-V)≤3.0…式(2)

根据前述式(A)，因升温速度慢的重叠部与升温速度快的单张部的升温速度的差异而产生的翘曲因重叠部与未重叠的部分的温度差而产生。因此，为了减小重叠部与未重叠的部分的材料的温度差ΔT，通过抑制平均加热速度之差(v1-V)，翘曲变小。更详细而言，通过将平均加热速度之差(v1-V)设为3.0℃/s以下，例如如图5中示意性地所示，翘曲得到抑制，热冲压加热时的生产率降低得到改善。另一方面，在平均加热速度之差(v1-V)超过3.0℃/s时，例如如图6中示意性所示，翘曲变大，热冲压时的生产率降低。平均加热速度之差(v1-V)优选为2.8℃/s以下，进一步优选为2.6℃/s以下。需要说明的是，平均加热速度之差(v1-V)的下限没有特别限定，在工业上，平均加热速度之差(v1-V)的下限为0.5℃/s以上。

进而，重叠坯件从升温速度快的坯件面内的端部朝向升温速度慢的中央部逐渐被加热。因此，通过将重叠部的平均加热速度V设为1.0℃/s以上且4.0℃/s以下的范围而逐渐地进行加热，能够抑制单张部与重叠部之间的温度之差，改善翘曲。在重叠部的平均加热速度V超过4.0℃/s的情况下，产生过度地形成翘曲的问题。重叠部的平均加热速度V的上限优选为3.8℃/s以下，更优选为3.6℃/s以下。另一方面，在重叠部的平均加热速度V小于1.0℃/s的情况下，加热时的升温速度过慢，加热的生产率降低。重叠部的平均加热速度V的下限优选为1.2℃/s以上，更优选为1.4℃/s以上。

需要说明的是，上述重叠部的平均加热速度V[℃/秒]和单张部的平均加热速度v1[℃/秒]如下求出：在钢板上点焊K型热电偶而连接，测定加热温度从20℃到达800℃为止的板温，在加热开始后将780℃(＝800℃-20℃)除以板温从20℃到达800℃为止的时间[秒]。但是，由于在升温开始时刻室温高等理由，板温从加热前起超过20℃的情况下，例如为25℃的情况下，通过用775℃(＝800℃-25℃)除以从25℃到达800℃为止的时间[秒]来求出。

<关于加热时的时间和温度>

在本实施方式中，如图7所示，重叠坯件(图1的附图标记4)在由(加热时间、加热温度)定义的坐标平面中，以位于由点A(4分钟，930℃)、点B(10分钟，930℃)、点C(20分钟，870℃)、点D(8分钟，870℃)确定的图形ABCD内的加热温度和加热时间被加热。这里所说的加热温度是指被预热的加热炉的炉内的温度，被送入炉内的重叠坯件被加热至被预热的炉的温度。另外，这里所说的加热时间是指从将重叠坯件送入加热炉的炉内到送出为止的时间。

在将加热后的重叠坯件从加热炉送出时，从重叠坯件的输送的稳定性的方面考虑，也需要改善翘曲。然而，升温慢的重叠部与升温快的单张部的升温速度之差必须通过在炉内加热某一定的时间以上而使坯件内的温度在重叠部与单张部之间均匀化。因此，通过以位于图7所示的图形ABCD内的加热温度和加热时间对重叠坯件进行加热，能够改善将加热后的重叠坯件从加热炉送出时的翘曲。

在加热温度930℃下的加热时间小于4分钟的情况下，升温速度慢的重叠部与升温速度快的单张部的温度差未充分地均匀化，翘曲未充分地恢复，在加热后的重叠坯件的输送时无法稳定地抓住。加热时间优选为4.5分钟以上，更优选为5分钟以上。另外，在加热温度870℃下的加热时间小于8分钟的情况下，与上述同样地翘曲无法充分地恢复，在被加热的重叠坯件的输送时无法稳定地抓住。加热时间优选为8.5分钟以上，更优选为9分钟以上。

进而，在加热温度930℃下的加热时间超过10分钟的情况下，除了加热的生产率降低之外，Fe向镀覆中的扩散过度进行，热冲压成型体的耐腐蚀性降低。特别是，升温速度快的单张部的耐腐蚀性降低。因此，加热温度930℃下的加热时间优选为9.5分钟以下，更优选为9分钟以下。同样地，在加热温度870℃下的加热时间超过20分钟的情况下，升温速度快的单张部的耐腐蚀性降低。因此，870℃下的加热时间优选为18分钟以下，更优选为16分钟以下。

在加热温度超过930℃的情况下，重叠部与单张部的升温速度差变大，翘曲变大。加热温度的上限优选为920℃，更优选为910℃。另一方面，在加热温度小于870℃的情况下，重叠坯件的母材的γ化(奥氏体化)变得不充分，模具淬火后的硬度降低，另外，加热的速度变慢，生产率降低。加热温度的下限优选为875℃，更优选为880℃。

在本实施方式中，重叠坯件以位于图7所示的图形ABCD的范围内的加热温度和加热时间被加热。因此，例如，位于线段AD之间的点E(6分钟，900℃)、位于线段BC之间的点F(15分钟，900℃)、位于线段之间EF的点G(10分钟，900分钟)等也在本发明的范围内。

作为上述加热方法中使用的加热炉，可以利用辊底炉、多级炉。作为热源，能够例示利用电炉、燃气炉、远红外炉、近红外炉等的加热、通电加热、高频加热、感应加热等。

(2-3.关于从加热炉送出向冲压装置的输送)

加热后的重叠坯件从加热炉送出，向冲压装置输送。若加热后的重叠坯件在模具骤冷前冷却至650℃以下，则马氏体相变变得不充分。因此，从加热炉送出至向冲压装置转送为止的时间优选为20秒以内。

(2-4.关于热压工序)

通过用模具对加热后的重叠坯件进行压制加工，能够得到热冲压成型体。在利用模具进行压制加工时，通过利用模具对加热后的重叠坯件进行骤冷，从而进行马氏体相变。由此，能够得到以将载荷设为9.81N时的维氏硬度计硬度为300HV以上的成型体。关于模具中的骤冷速度，重叠部和单张部均优选为30℃/s以上，更优选为50℃/s以上。需要说明的是，在此所说的骤冷速度是指被加热的重叠坯件从离开加热炉起至冷却至400℃以下为止的平均冷却速度。

以上，详细地说明本实施方式的重叠热冲压成型体的制造方法。

(3.关于重叠热冲压成型体)

本实施方式的重叠热冲压成型体12具备板厚为t1(mm)的第一钢板、以及在第一钢板上重叠并接合、面积比第一钢板的面积小且板厚为t2(mm)的至少一张第二钢板。

重叠热冲压成型体12中的第一钢板和第二钢板各自的两面被Al-Fe系镀层包覆。

Al-Fe系镀层是通过热冲压时的加热而Fe在Al系镀层中扩散至表面的结果所形成的层(换言之，至少含有Al及Fe的合金镀层)。Al-Fe系镀层由作为Al和Fe的化合物层的θ相(FeAl₃)、η相(Fe₂Al₅)、ζ相(FeAl₂)、Fe₃Al、FeAl等相的组合构成。另外，镀覆中含有Si的情况下的Al-Fe系镀层还包含τ1相(Al₂Fe₃Si₃)、τ2相(Al₃FeSi)、τ3相(Al₂FeSi)、τ4相(Al₃FeSi₂)、τ5相(Al₈Fe₂Si)、τ6相(Al₉Fe₂Si₂)、τ7相(Al₃Fe₂Si₃)、τ8相(Al₂Fe₃Si₄)、τ10相(Al₄Fe_1.7Si)、τ11相(Al₅Fe₂Si)，作为Al和Fe的化合物层，主要由τ1相、η相(Fe₂Al₅)中的任一个或其多个相构成。特别是，镀覆中的Al与母材中的Fe相互扩散。将通过Al向母材中扩散而形成的、包含固溶有Al的Fe的BCC相或FeAl的相的层称为Al固溶Fe层，该层如图8所示是与母材邻接的层。在本实施方式的加热条件下，如图8所例示，除了至少含有Al和Fe的上述那样的化合物层之外，在位于母材侧的镀覆的最下层形成Al固溶Fe层。如图8所示，本实施方式的Al-Fe系镀层包含如上所述的Al与Fe的化合物层和Al固溶Fe层。

该Al-Fe系镀层的镀覆厚度优选第一钢板、第二钢板各自独立地为10μm～50μm。在Al-Fe系镀层的镀覆厚度小于10μm的情况下，重叠热冲压成型体的耐腐蚀性降低。另一方面，在Al-Fe系镀层的镀覆厚度超过50μm的情况下，会产生压制成型时的粉化变多的问题。Al-Fe系镀层的镀覆厚度更优选为15μm～45μm。

第一钢板的未与第二钢板重叠的部分的Al固溶Fe层的厚度D1(μm)与第二钢板的Al固溶Fe层的厚度D2(μm)之差(D1-D2)为6.0μm以下。已知Al-Fe系镀层的耐腐蚀性被Al-Fe的2元系合金(FeAl₃、Fe₂Al₅、FeAl₂)抑制，具有如果Al固溶Fe层变薄则Al-Fe的2元系合金变厚的关系。因此，差(D1-D2)超过6.0μm时，第一钢板的Al固溶Fe层变多，Al-Fe的2元系合金变薄，耐腐蚀性降低。进而，在第一钢板与第二钢板的重叠部，在Al-Fe系镀层的构造不同的情况下，有时发生异种金属接触腐蚀而耐腐蚀性降低。因此，发现将第一钢板与第二钢板的Al固溶Fe层的厚度之差(D1-D2)抑制为6μm以下对于重叠部的耐腐蚀性是重要的。差(D1-D2)的上限优选为5.5μm以下，更优选为5.0μm以下。差(D1-D2)的下限没有特别限定，在小于0.5μm时，效果饱和。

作为Al-Fe系镀层的镀覆厚度及Al固溶Fe层的厚度的确定方法，可以通过使用光学显微镜，在100μm×100μm的视野中对镀覆截面实施硝酸乙醇蚀刻处理，观察其截面，如图8所示测定镀覆厚度及与母材邻接的Al固溶Fe层的厚度来求出。更详细而言，在任意的多个部位(例如，3个部位)，通过上述方法观察镀覆截面，确定各观察部位的镀覆厚度、Al固溶Fe层的厚度。之后，计算所得到的厚度的平均值，将所得到的平均值作为镀覆厚度、Al固溶Fe层的厚度即可。

另外，着眼于在热冲压后在第一钢板与第二钢板重叠的部分的第一钢板中的、未与第二钢板接触的面(图1的附图标记1b)的Al-Fe系镀层中形成的、到达Al固溶Fe层的裂纹。通过使该裂纹的条数在与Al-Fe系镀层平行的每100μm长度中为5条以下(换言之，在与Al-Fe系镀层平行的每20μm长度中为1条以下)，耐腐蚀性得到改善。认为裂纹成为产生镀覆的红锈的原因，由于热冲压加热时的翘曲而产生裂纹。通过利用前述的本实施方式的重叠热冲压的制造方法来改善翘曲，也可抑制裂纹的产生。上述裂纹的条数在每100μm长度超过5条的情况下，红锈的产生成为问题。上述裂纹的条数优选每100μm长度为3条以下，进一步优选每100μm长度为2条以下。

如图8所例示的那样，作为在Al-Fe系镀层中形成的到达Al固溶Fe层的裂纹的测定方法，能够通过将镀覆截面用光学显微镜以100μm×100μm以上的视野实施硝酸乙醇蚀刻处理而观察截面，测定裂纹的条数来求出。如在图8中也示出的那样，Al固溶Fe层是在作为马氏体组织的母材的正上方形成的层。就图8的例子而言，每135μm存在2条裂纹，因此成为1.5条/100μm的裂纹。

以上，对本实施方式的重叠热冲压成型体详细地进行了说明。

实施例

以下，使用实施例对本发明进行更具体的说明。

<实施例1>

将具有化学成分以质量％计为C：0.21％、Si：0.20％、Mn：1.20％、P：0.010％、S：0.0020％、N：0.0030％、Al：0.04％、B：0.0020％、余量Fe及杂质的钢成分的板坯经过通常的热轧工序及冷轧工序制成冷轧钢板，利用森吉米尔式热浸镀铝处理生产线对两面进行镀铝处理，制成Al系镀覆钢板的供试材A。同样地，将具有化学成分以质量％计为C：0.21％、Si：0.20％、Mn：1.20％、P：0.010％、S：0.0080％、N：0.0030％、Al：0.04％、B：0.0020％、W：0.1％、Cr：0.3％、Mo：0.1％、V：0.1％、Ti：0.02％、Nb：0.02％、Ni：0.1％、Cu：0.1％、Co：0.1％、Sn：0.01％、Sb：0.01％、Mg：0.0010％、Ca：0.0020％、O：0.0020％、REM：0.0030％、余量Fe及杂质的钢成分的板坯经过热轧工序及冷轧工序而制成冷轧钢板，对两面进行镀铝处理，制成供试材B。进而，将使供试材A的C量为0.35％、0.27％、0.45％的材料分别作为供试材C、D、E。供试材A、B、C、D、E均在镀覆后，通过气体擦拭法调整镀覆附着量，之后冷却。作为镀铝处理时的镀浴组成，为89％Al-9％Si-2％Fe。Al系镀层的镀覆厚度为25μm。板厚如以下的表1所示，调整为1.0mm～4.0mm的厚度。

第一钢板设定为1200mm×300mm的尺寸，第二钢板以40mm×30mm～1196mm×100mm的尺寸切断，以成为以下的表1所示的合计板厚(t1+t2)及最大长度L的方式重叠而准备。在本实施例中，第二钢板以不存在从第一钢板伸出的部分的方式重叠。因此，在本实施例中，面积S2与第二钢板的尺寸一致。通过将这2个钢板如图1的打点(接合部3)所示那样进行点焊，制作热冲压用重叠坯件4。

如表1所示，在将如以上那样制作的重叠坯件在经预热的炉内加热一定时间的工序中，调查板温20℃～800℃间的平均加热速度，在保持为目标的温度及时间后，从加热炉送出并以输送时间10秒进行输送，立即用模具以载荷100ton进行冲压，同时在模具内进行冷却，由此得到帽形状的重叠热冲压成型体。此时的冷却速度为50℃/s。

在第一钢板的未重叠的部分(升温速度快的单张部)和重叠的第二钢板(升温速度慢的重叠部)上点焊K型热电偶，测定升温中的重叠坯件的板温。

另外，为了确认重叠坯件的加热中的翘曲，设置能够观察炉内的内部的间隙，实测升温中途的重叠坯件的翘曲的最大值。作为实测的方法，将高度40mm、50mm、70mm的块体设于炉内，在此基础上，在翘曲超过70mm的情况下，在量产中产生问题，因此判断为不合格(NG：No Good)，将翘曲为70mm以下且超过50mm的情况判断为合格3(G3：Good No3)，将翘曲为50mm以下且超过40mm的情况判断为合格2(G2：Good No2)，将翘曲为40mm以下判断为合格1(G1：Good No1)。另外，若在加热完成后送出坯件时残留翘曲，则在向压制机输送时产生生产率的问题。因此，即使在加热结束后翘曲残留40mm以上的情况下，在量产时也会产生问题，因此判断为不合格(NG：No Good)。将判断的结果示于表1。

各水平将本申请发明例(以下，仅记载为“发明例”。)作为A1～A16，将比较例作为a1～a8，示于表1。

需要说明的是，如上所述，钢板的板厚分别使用微规，利用JIS G 3314：2011所记载的方法进行测定。

[表1]

由上述表1可以明确，作为发明例的A1～A16抑制了升温中途的翘曲，为合格。然而，作为比较例的a1～a3、a5～a8在升温途中的翘曲大，不合格。比较例的a4在加热完成后翘曲残留40mm以上，为不合格。

<实施例2>

与实施例1同样地，将具有由供试材A、B、C、D、E的化学成分构成的钢成分的板坯经过通常的热轧工序及冷轧工序制成冷轧钢板，利用森吉米尔式热浸镀铝处理生产线对两面进行镀铝处理，制成Al系镀覆钢板的供试材。供试材A、B、C、D、E均在镀覆后，通过气体擦拭法调整镀覆附着量，之后冷却。作为此时的镀浴组成，为89％Al-9％Si-2％Fe。另外，Al系镀层的镀覆厚度为25μm。板厚如以下的表2所示，调整为1.0mm～4.0mm的厚度。

第一钢板设为1200mm×300mm的尺寸，第二钢板切断为40mm×30mm～1196mm×100mm的尺寸，以成为以下的表2所示的合计板厚(t1+t2)和最大长度L的方式重叠而准备。在本实施例中，第二钢板以不存在从第一钢板伸出的部分的方式重叠。因此，在本实施例中，面积S2与第二钢板的尺寸一致。通过将这2个钢板如图1的打点(接合部3)所示那样进行点焊，制作热冲压用重叠坯件4。

如表2中所示的那样，在将如以上那样制作的重叠坯件在预热后的炉内加热一定时间的工序中，调查板温20℃～800℃间的平均加热速度，在保持为目标的温度及时间后，从加热炉送出并以输送时间10秒进行输送，立即用模具以载荷100ton进行压制，同时在模具内进行冷却，由此得到了图9中所示那样的帽形状的重叠热冲压成型体。此时的冷却速度为50℃/s以上。

在第一钢板的未重叠的部分(升温速度快的单张部)和重叠的第二钢板(升温速度慢的重叠部)上点焊K型热电偶，测定升温中的重叠坯件的板温。

从本试验后的帽成型品以100mm×50mm尺寸切出头顶部(图1的附图标记7)，在对端面进行胶带保护的基础上，实施盐水喷雾试验(JIS Z 2371：2015)，由此评价耐腐蚀性。评价在第一钢板的未与第二钢板接触的面(图1的附图标记1b)实施。将24小时后红锈面积率超过50％的情况判断为不合格(NG：No Good)，将红锈面积率超过30％且为50％以下的情况判断为合格3(G2：Good No3)，将红锈面积率超过20％且为30％以下的情况判断为合格2(G2：Good No2)，将红锈面积率为20％以下的情况判断为合格1(G1：Good No1)。

另外，同样地，从头顶部也切出20mm×20mm尺寸，对Al-Fe系镀层的截面如上所述实施硝酸乙醇蚀刻处理，对于Al-Fe系镀层的截面，用光学显微镜观察100μm×100μm的视野，测定镀覆厚度及Al固溶Fe层的厚度。同时，观察镀层的构成，并且测定到达Al-Fe系镀层中的Al固溶Fe层的裂纹的每单位长度的条数。

将测定的结果示于表2。

到达Al固溶Fe层的裂纹的每100μm的条数超过5条为不合格(NG：No Good)，超过2条且5条以下为合格3(G3：Good No3)，2条以下为合格2(G2：Good No2)，1条以下为合格1(G1：Good No1)。

各水平将本申请发明例(以下，仅记载为“发明例”。)作为B1～B16，将比较例作为b1～b7，示于表2。

[表2]

在表2中，作为本申请的发明例的B1～B16显示出良好的耐腐蚀性，作为比较例的b1～b7的耐腐蚀性不合格。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于该例子。应了解，只要是具有本发明所属的技术领域中的通常知识的人，就能够在权利要求书所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。

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 第一钢板中的未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 第二钢板中的未与第一钢板接触的面

3 接合部

4 热冲压用重叠坯件

4a 热冲压用重叠坯件中的重叠部

4b 热冲压用重叠坯件中的单张部

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 Al系镀覆钢板的单侧的表面

14 Al系镀层

15 母材

Claims (10)

1.一种重叠热冲压成型体的制造方法，其使用将具有面积S1的第一钢板和具有比所述第一钢板的面积小的面积的至少一张第二钢板重叠并接合而成的重叠坯件来制造重叠热冲压成型体，其中所述面积S1的单位为cm²，

所述第一钢板和所述第二钢板是在母材上具有Al系镀层的Al系镀覆钢板，

该制造方法包括：

重叠坯件加热工序，利用加热炉加热所述重叠坯件；

加热坯件输送工序，将所述加热后的所述重叠坯件从所述加热炉送出并向压制装置输送；以及

热冲压工序，利用在所述压制装置设置的模具对所述加热后的重叠坯件进行压制加工，得到重叠热冲压成型体，

在所述重叠坯件加热工序中，

在将所述第一钢板的板厚设为t1，将所述第二钢板的板厚设为t2，将所述第一钢板与所述第二钢板重叠而成的合计板厚t1+t2的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为V，将所述第一钢板中的未与所述第二钢板重叠的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为v1时，

所述重叠的部分的合计板厚t1+t2为2.5mm以上且5.0mm以下，

所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为100mm以上且1100mm以下，

所述平均加热速度V、v1满足下述式(1)和式(2)的关系式，其中所述t1和所述t2的单位为mm，所述V和所述v1的单位为℃/s，

在将所述第二钢板的面积中的与所述第一钢板重叠的部分的面积设为S2时，所述面积S1、S2、所述板厚t1满足下述式(3)的关系式，其中所述S2的单位为cm²，

在由加热时间和加热温度定义的坐标平面中，以位于由点A、点B、点C以及点D确定的图形ABCD内的加热温度和加热时间对所述重叠坯件进行加热，其中所述点A的坐标为4分钟、930℃，所述点B的坐标为10分钟、930℃，所述点C的坐标为20分钟、870℃，所述点D的坐标为8分钟、870℃，

1.0≤V≤4.0 …式(1)

(v1-V)≤3.0 …式(2)

400≤(S1-S2)×(t1/10)≤950 …式(3)。

2.根据权利要求1所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，

所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为300mm以上。

3.根据权利要求1或2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的所述母材以质量％计含有

C：0.10％以上且0.50％以下、

Si：0.01％以上且2.00％以下、

Mn：0.30％以上且5.00％以下、

P：0.100％以下、

S：0.1000％以下、

N：0.0100％以下、

Al：0.500％以下、

B：0.0002％以上且0.0100％以下，

余量为Fe和杂质。

4.根据权利要求3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的所述母材代替余量的Fe的一部分而进一步以质量％计含有

W：0％以上且3.0％以下、

Cr：0％以上且2.0％以下、

Mo：0％以上且3.0％以下、

V：0％以上且2.0％以下、

Ti：0％以上且0.5％以下、

Nb：0％以上且1.0％以下、

Ni：0％以上且5.0％以下、

Cu：0％以上且3.0％以下、

Co：0％以上且3.0％以下、

Sn：0％以上且0.10％以下、

Sb：0％以上且0.10％以下、

Mg：0％以上且0.0050％以下、

Ca：0％以上且0.0050％以下、

O：0％以上且0.0070％以下、

REM：0％以上且0.0070％以下中的一种以上。

5.根据权利要求3或4所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，

所述第一钢板的所述母材的C含量C1和所述第二钢板的所述母材的C含量C2满足下述式(4)的关系式，其中所述C含量C1和所述C含量C2的单位为质量％，

0.03≤(C2-C1)≤0.30 …式(4)。

6.一种重叠热冲压成型体，其是具有面积S1的第一钢板和具有比所述第一钢板的面积小的面积的至少一张第二钢板层叠而成的，其中所述面积S1的单位为cm²，

在所述第一钢板和所述第二钢板的表面具有Al-Fe系镀层，

所述Al-Fe系镀层由Al和Fe的化合物层及Al固溶Fe层构成，

在将所述第一钢板和所述第二钢板的板厚分别设为t1、t2时，所述第一钢板与所述第二钢板重叠的部分的合计板厚t1+t2为2.5mm以上且5.0mm以下，其中所述t1和所述t2的单位为mm，

所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为100mm以上且1100mm以下，

在将所述第二钢板的面积中的与所述第一钢板重叠的部分的面积设为S2时，所述面积S1、S2、板厚t1满足下述式(3)的关系式，其中所述S2的单位为cm²，

在所述第一钢板和所述第二钢板重叠的部分中的、所述第一钢板未与所述第二钢板接触的面的所述Al-Fe系镀层中，到达至所述Al固溶Fe层的裂纹的条数在与所述Al-Fe系镀层平行的每100μm的长度中为5条以下，

所述第一钢板中的未与第二钢板重叠的部分的Al固溶Fe层的厚度D1和所述第二钢板的Al固溶Fe层的厚度D2满足下述式(5)的关系式，其中所述厚度D1和所述厚度D2的单位为μm，

400≤(S1-S2)×(t1/10)≤950 …式(3)

(D1-D2)≤6.0 …式(5)。

7.根据权利要求6所述的重叠热冲压成型体，其中，

所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为300mm以上。

8.根据权利要求6或7所述的重叠热冲压成型体，其中，

所述第一钢板和所述第二钢板的母材以质量％计含有

C：0.10％以上且0.50％以下、

Si：0.01％以上且2.00％以下、

Mn：0.30％以上且5.00％以下、

P：0.100％以下、

S：0.1000％以下、

N：0.0100％以下、

Al：0.500％以下、

B：0.0002％以上且0.0100％以下，

余量为Fe和杂质。

9.根据权利要求8所述的重叠热冲压成型体，其中，

所述第一钢板和所述第二钢板的母材代替余量的Fe的一部分而进一步以质量％计含有

W：0％以上且3.0％以下、

Cr：0％以上且2.0％以下、

Mo：0％以上且3.0％以下、

V：0％以上且2.0％以下、

Ti：0％以上且0.5％以下、

Nb：0％以上且1.0％以下、

Ni：0％以上且5.0％以下、

Cu：0％以上且3.0％以下、

Co：0％以上且3.0％以下、

Sn：0％以上且0.10％以下、

Sb：0％以上且0.10％以下、

Mg：0％以上且0.0050％以下、

Ca：0％以上且0.0050％以下、

O：0％以上且0.0070％以下、

REM：0％以上且0.0070％以下中的一种以上。

10.根据权利要求8或9所述的重叠热冲压成型体，其中，

所述第一钢板的所述母材的C含量C1和所述第二钢板的所述母材的C含量C2满足下述式(4)的关系式，其中所述C含量C1和所述C含量C2的单位为质量％，

0.03≤(C2-C1)≤0.30 …式(4)。

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