CN115298356A - 热压构件 - Google Patents

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Abstract

一种热压构件，是具备母材和设置于所述母材上的镀层的热压构件，所述镀层从所述镀层的表面起依次具有富Ni区域、富Al区域和富Fe区域，在所述镀层的所述表面～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为100nm的位置的区域中，Ni及Fe满足规定的含量，在沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为100nm的位置～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为500nm的位置的区域中，Ni及Fe满足规定的含量，在沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为500nm的位置～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为1000nm的位置的区域中，Ni和Fe满足规定的含量。

Description

热压构件
技术领域
本发明涉及热压构件(hot stamping member)。本申请基于在2020年5月13日向日本申请的专利申请2020-084583号主张优先权，将其内容援引于此。
背景技术
近年来，从环境保护及节省资源的观点出发，追求着汽车车身的轻量化，高强度钢板向汽车用构件的应用正在加速。汽车用构件通过压制成形而制造，但伴随着钢板的高强度化，不仅成形载荷增加，成形性也降低，因此，在高强度钢板中，向复杂形状的构件的成形性成为课题。为了解决这样的课题，在加热至钢板软质化的奥氏体域的高温后实施压制成形的热压技术的应用正在推进。热压作为通过在压制加工的同时在模具内实施淬火处理来兼顾地确保向汽车用构件的成形性和汽车用构件的强度的技术受到关注。
在对未实施镀覆等的裸材的钢板进行热压的情况下，为了抑制加热时的氧化皮的形成及表层脱碳，需要在非氧化气氛中进行热压。但是，即使在非氧化气氛中进行热压，由于从加热炉到压力机为止是大气气氛，因此也会在热压后的钢板的表面形成氧化皮。该钢板的表面的氧化皮，密合性差，会轻易地剥离，因此担心对其他工序造成不良影响。因而，需要采用喷丸(shot blasting)等来除去。喷丸存在对钢板的形状有影响这一问题。另外，存在因氧化皮除去工序而使热压工序的生产率降低这一问题。
为了改善钢板表面的氧化皮的密合性，有在钢板的表面形成Al镀层或Zn镀层的方法。通过形成Al镀层或Zn镀层，即使进行热压也会在钢板的表面形成密合性好的氧化皮，因此不需要除去氧化皮的工序。因而，热压工序的生产率被改善。
在对钢板实施镀Al的情况下，在热压时在Al镀层的表面发生Al与水的反应，产生氢。因而，存在向钢板的侵入氢量多这一问题。若氢向该钢板的侵入量多，则在热压后负荷应力时钢板会开裂(氢脆化)。
为了在赋予了Al镀层的钢板中降低侵入的氢量，例如，在专利文献1中公开了一种在钢板的表面区域中使镍富化的技术。
另外，在专利文献2中公开了一种利用包含镍和铬且重量比Ni/Cr为1.5～9之间的阻隔预涂层来被覆钢板的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2016/016707号
专利文献2：国际公开2017/187255号
专利文献3：日本国特开平11-269664号公报
专利文献4：日本国特开平4-246182号公报
发明内容
但是，在将专利文献1及专利文献2中所记载的钢板进行热压来制作热压构件的情况下，在热压构件的表面的Al和Ni之间存在电位差，因此存在进行热压构件的腐蚀这一问题。
本发明是鉴于上述的课题而完成的发明，其目的是提供即使在热压构件的表面具有含有Ni和Al的镀层也具有优异的耐蚀性的热压构件。
本发明人锐意研究的结果发现：通过在Al镀层表面设置Ni层，并控制热压时的热处理，能够抑制Fe向热压构件的最表面的扩散，抑制热压构件的腐蚀。另外发现：通过同样地控制热压时的热处理而使Al和Ni适当地合金化，能够抑制由Al和Ni的电位差所致的腐蚀。
本发明是基于上述的见解进一步推进研究而完成的，其要旨如下。
(1)本发明的一方式涉及的热压构件，是具备母材和设置于所述母材上的镀层的热压构件，
所述镀层从所述镀层的表面起依次具有：
Ni含量为50质量％以上的富Ni区域；
Ni含量小于50质量％、Al含量为10质量％以上、且Fe含量为50质量％以下的富Al区域；和
Al含量为10质量％以上、且Fe含量超过50质量％的富Fe区域，
在所述镀层的所述表面～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为100nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为50质量％以上，Fe含量为10质量％以下，
在沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为100nm的位置～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为500nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为5质量％以上，Fe含量为25质量％以下，
在沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为500nm的位置～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为1000nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为1质量％以上，Fe含量为30质量％以下。
(2)根据上述(1)所述的热压构件，也可以：
在所述镀层的所述表面～沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为20nm的位置的区域中，存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者，并且，Ni含量为30质量％以上。
(3)根据上述(1)或(2)所述的热压构件，也可以：
所述母材的化学组成以质量％计包含
C：0.01％以上且小于0.70％、
Si：0.005～1.000％、
Mn：0.15～3.00％、
sol.Al：0.00020％～0.50000％、
P：0.100％以下、
S：0.1000％以下、
N：0.0100％以下、
Cu：0～1.00％、
Ni：0～1.00％、
Nb：0～0.150％、
V：0～1.000％、
Ti：0～0.150％、
Mo：0～1.000％、
Cr：0～1.000％、
B：0～0.0100％、
Ca：0～0.010％、
REM：0～0.300％，并且，
余量为Fe及杂质。
(4)根据上述(3)所述的热压构件，
所述母材的所述化学组成以质量％计可以含有选自
Cu：0.005～1.00％、
Ni：0.005～1.00％、
Nb：0.010～0.150％、
V：0.005～1.000％、
Ti：0.010～0.150％、
Mo：0.005～1.000％、
Cr：0.050～1.000％、
B：0.0005～0.0100％、
Ca：0.001～0.010％、和
REM：0.001～0.300％
之中的1种或2种以上。
根据本发明的上述方式，能够提供即使在热压构件的表面具有含有Ni和Al的镀层也具有优异的耐蚀性的热压构件。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的镀层的深度方向的廓线(profile)。
图2是本发明的实施方式涉及的镀层的表面～镀层的1000nm位置的廓线。
具体实施方式
<热压构件>
本发明人锐意研究的结果判明：为了得到优异的耐蚀性，通过在形成为在Al镀层的表面具备Ni镀层的镀Al钢板的基础上，进一步适当地进行热压时的热处理，来控制热压构件的镀层的Al、Ni及Fe的深度方向的分布是重要的。
本发明人进一步进行锐意研究的结果，得到了下述的见解。
(A)通过热压构件具备镀层，且前述的镀层具备Ni含量为50质量％以上的富Ni区域、Ni含量小于50质量％、Al含量为10质量％以上、且Fe含量为50质量％以下的富Al区域、和Al含量为10质量％以上、且Fe含量超过50质量％的富Fe区域，能够抑制热压构件的腐蚀。
(B)通过在镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中将Ni含量的最大值设为50质量％以上、Fe含量设为10质量％以下，能够抑制热压构件的腐蚀。
(C)通过在沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域中将Ni含量的最大值设为5质量％以上、Fe含量设为25质量％以下，能够抑制热压构件的腐蚀。
(D)通过在沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中将Ni含量的最大值设为1质量％以上、Fe含量设为30质量％以下，能够抑制热压构件的腐蚀。
在本实施方式涉及的热压构件中，基于上述的见解来决定了热压构件的构成。本实施方式涉及的热压构件，通过上述记载的构成的协同作用(协合效果)，能得到作为本发明的目的的效果。本实施方式涉及的热压构件具备母材和设置于母材上的镀层。作为在Al镀层之上实施镀Ni的技术，有如专利文献3及4那样为了抑制电阻焊时的电极的磨损而在Al镀层之上实施镀Ni的技术。但是，将实施了镀Al的钢板进行热压而得到的热压构件会在表面即在Al镀层的表面形成Al氧化被膜。因而，若将镀Al钢板进行热压，则不会Al向焊接用电极(通常使用Cu-Cr合金)侧溶蚀(扩散)并在焊接用电极的顶端部生成Cu-Al-Fe系的金属间化合物。即使对将镀Al钢板进行热压而得到的热压构件进行电阻焊，焊接用电极也几乎不消耗。因而，没有将利用专利文献3及4在Al镀层之上实施镀Ni而得到的高价格的钢板用于热压的动机。因而，不存在能够通过将在Al镀层之上实施镀Ni而得到的钢板进行热压来制造的热压构件。再者，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围意指包含在“～”的前后记载的数值来作为下限值及上限值的范围。对于表示为“小于”、“超过”的数值，该值不包含于数值范围中。关于化学组成的％全部表示质量％。
(镀层)
使用图1来说明本实施方式涉及的热压构件的镀层的结构。图1是热压构件的镀层的深度廓线。图1的纵轴表示各元素的含量(质量％)，横轴表示从热压构件的最表面起算的深度(最表面：0μm)。在深度廓线中，检测到含量为5％以上的Fe的含量、Al的含量、Ni的含量、Si的含量、O的含量示于图1。在该例子中，Ni含量在深度0.1μm附近降低至10质量％左右，若进一步变深则Ni含量上升。其原因不明确，但可考虑下述的原因。由于会在热压构件的表面附近形成致密的Ni的氧化被膜，Al未向Ni的氧化被膜内扩散，因此表面成为高浓度的Ni区域。另一方面，在Ni氧化被膜的下面的区域中生成有Al的氧化物，氧增加，由此，若将检测元素设为100分数，则Ni的含量的减少显眼。由于与Ni相比，Al容易与氧反应，因此Al向表面扩散，其结果，Ni含量在深度0.1μm附近降低至10质量％左右，可想到若进一步变深则Ni含量上升。
热压构件的镀层的Ni含量成为50质量％以上的富Ni区域，为图1的区域A。Ni含量小于50质量％、Al含量为10质量％以上、且Fe含量为50质量％以下的富Al区域为图1的区域B。Al含量为10质量％以上、且Fe含量超过50质量％的富Fe区域为图1的区域C。通过在热压构件的最表面存在Ni含量成为50质量％以上的富Ni区域，并且，在镀层中依次存在富Ni区域、富Al区域及富Fe区域，能够抑制热压构件的腐蚀。热压构件的镀层的厚度，根据富Ni区域、富Al区域和富Fe区域的各区域的厚度的合计来计算出。
接着，使用图2来说明本实施方式涉及的热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的结构。图2的纵轴表示各元素的含量(质量％)，横轴表示从热压构件的最表面起算的深度(最表面：0μm)。在深度廓线中，检测到含量为5％以上的Fe的含量、Al的含量、Ni的含量、Si的含量、O的含量示于图2中。
本实施方式涉及的热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域为图2的区域D。热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域为图2的区域E。沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域为图2的区域F。以下对各区域进行说明。
“镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域”
在热压构件的镀层的表面～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为50质量％以上，Fe含量为10质量％以下。在镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，Al含量可以设为1质量％以上。
在热压构件的镀层的表面～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，Ni含量的最大值小于50质量％的情况下，热压构件的最表面的Al含量或Fe含量变得过度地多，热压构件的耐蚀性降低。因而，Ni含量的最大值为50质量％以上。更优选的Ni含量的最大值为70质量％以上。Ni含量可以设为90质量％以下。
在热压构件的镀层的表面～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，Fe含量超过10质量％的情况下，成为热压构件的腐蚀的原因的Fe在热压构件的最表面变得过度地多，热压构件的耐红锈性降低。因而，Fe含量为10质量％以下。更优选的Fe含量为5质量％以下。
在热压构件的镀层的表面～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，Al含量的最大值小于1质量％的情况下，有时未形成改善热压构件的耐白锈性的Ni与Al的金属间化合物。因而，Al含量的最大值优选设为1质量％以上。更优选的Al含量的最大值为5％以上。Al含量可以为80质量％以下。在镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，Cr含量可以设为6质量％以下、4质量％以下、2质量％以下或1质量％以下，Ni含量(质量％)与Cr含量(质量％)之比(Ni/Cr)可以为10以上、15以上、30以上或50以上。
“沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域”
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为5质量％以上，Fe含量为25质量％以下。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域中，Ni含量的最大值小于5质量％的情况下，不能形成改善热压构件的耐白锈性的Ni与Al的金属间化合物。因而，Ni含量的最大值为5质量％以上。更优选的Ni含量的最大值为10％以上。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域中，Fe含量超过25质量％的情况下，热压构件的最表面中的Fe含量变得过度地多。因而，Fe含量为25质量％以下。更优选的Fe含量为15质量％以下。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域中，余量(剩余部分)为Al、Si和杂质。作为杂质，可例示从钢原料或废料混入和/或在制造本实施方式涉及的热压构件的过程中混入、或者有意地添加，且在不损害热压构件的特性的范围内容许的元素。
“沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域”
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为1质量％以上，Fe含量为30质量％以下。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，Ni含量的最大值小于1质量％的情况下，有不能充分进行热压时的加热的可能性。因而，热压后的Ni镀层和Al镀层的密合性不充分，有剥离的可能性。因而，Ni含量的最大值为1质量％以上。更优选的Ni含量的最大值为5质量％以上。Ni含量的最大值可以为30质量％以下。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，Fe含量超过30质量％的情况下，热压构件的最表面的Fe含量变得过度地多。因而，Fe含量为30质量％以下。更优选的Fe含量为20质量％以下。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，余量为Al、Si和杂质。作为杂质，可例示从钢原料或废料混入和/或在制造本实施方式涉及的热压构件的过程中混入、或者有意地添加，且在不损害热压构件的特性的范围内容许的元素。
热压构件的镀层的各元素的深度廓线，能够通过辉光放电发射光谱分析(GDS)来测定。能够在放电条件为35W(恒功率模式)、测定时的Ar压力为600Pa、放电范围为Φ4mm的条件下进行测定。电极间距离可设为0.15mm～0.25mm，可以从样品背面施加高频或者从直接辉光、高频辉光等选择来施加，来进行测定。也可以在放电电压为30W～50W(恒功率模式)、测定时的Ar压力为500Pa～700Pa的条件下测定。也可以在放电范围为Φ2mm～Φ6mm的条件下测定。关于1处的测定时间，可以测定直到变得检测出90质量％以上的Fe为止的时间(设为α)，并进一步测定该时间的2成左右的时间(α×0.2)(合计α+0.2α)。通过从热压构件的最表面起直到母材的Fe元素稳定的区域为止进行测定，能够得到各元素的深度廓线。从镀层的表面起算的深度(nm)如以下那样求出。首先，根据从测定开始到结束为止所削的深度和测定时间来算出每单位时间所削的深度。接着，所得到的每单位时间所削的深度乘以测定时间，来计算从热压构件的镀层的表面起算的深度。在所得到的深度廓线中，将Ni含量成为50质量％以上的区域作为富Ni区域，将与富Ni区域接触、Ni含量小于50质量％、Al含量为10质量％以上、且Fe含量为50质量％以下的区域作为富Al区域，将与富Al区域接触、Al含量为10质量％以上、且Fe含量超过50质量％的区域作为富Fe区域。
“镀层的表面的Ni氧化物及Ni氢氧化物”
在热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中，可以存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者。这是因为，通过在镀层的表面存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者，化学转化性·电沉积涂装性变得良好。作为Ni氧化物，可列举NiO或Ni2O3。作为Ni氢氧化物，可列举NiOH或Ni(OH)2。
“在镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中，Ni含量为30质量％以上”
在热压构件的镀层的表面～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中，Ni含量优选为30质量％以上。若Ni含量为30质量％以上，则能够进一步抑制热压构件的最表面的Fe含量。更优选的Ni含量为40质量％以上。
Ni氧化物及Ni氢氧化物的存在的确认，能够通过X射线光电子能谱法测定(XPS测定)来进行。具体而言，在通过Ar溅射(加速电压20kV、溅射速率1.0nm/分钟)进行热压构件的溅射蚀刻后，进行XPS测定。在XPS测定中，使用アルバック·ファイ公司制的Quantum2000型，使用射线源Al Kα射线，设为输出15kV、25W、光斑(spot)尺寸100μm、扫描次数10次，在整个能量范围内扫描热压构件的最表面来进行测定。该Ar溅射蚀刻和XPS测定交替地进行，反复进行这些测定，直到从镀层起算在厚度方向上20nm位置为止。从镀层的表面起算的深度，根据溅射蚀刻时间和溅射速率来算出。溅射蚀刻速率按SiO2换算来进行。将在热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中在来源于Ni氧化物或Ni氢氧化物的2p轨道的854eV～857eV检测出峰的情况判定为在热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者。更具体而言，关于Ni氧化物、Ni氢氧化物的有无，采用上述的方法进行试样的XPS测定后，除去试样，然后测定背景(background)。其后，从试样的测定数据除去背景。将在除去背景后在854eV～857eV的Ni氧化物、Ni氢氧化物的峰对应部分检测出1000c/s以上的峰的情况判定为存在Ni氧化物、Ni氢氧化物。热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中的Ni含量，根据在上述的XPS测定中检测出的全部元素来计算从而求出。
“镀层的厚度”
热压构件的镀层的厚度，为富Ni区域、富Al区域和富Fe区域的厚度的合计。在热压构件的镀层的厚度小于5μm的情况下，有时不能得到充分的耐蚀性。因而，镀层的厚度优选为5μm以上。在镀层的厚度超过200μm的情况下，提高耐蚀性的效果饱和。因而，镀层的厚度优选设为200μm以下。富Ni区域的厚度优选为0.025μm以上。富Ni区域的厚度优选为2μm以下。若富Ni区域的厚度为0.025μm～2μm，则能够更加抑制热压构件的腐蚀。富Ni区域的厚度可以为0.03μm以上、0.04μm以上。富Ni区域可以为2μm以下、1μm以下、0.5μm以下、0.3μm以下、0.2μm以下或0.10μm以下、0.05μm以下。富Al区域的厚度优选为5μm以上。富Al区域的厚度优选为140μm以下。若富Al区域的厚度为5μm～140μm，则能够更加抑制热压构件的腐蚀。富Al区域的厚度可以为7μm以上、9μm以上或12μm以上。富Al区域的厚度可以为100μm以下、60μm以下、30μm以下、20μm以下或15μm以下。富Fe区域的厚度优选为2μm以上。富Al区域的厚度优选为150μm以下。若富Fe区域的厚度为2μm～150μm，则能够更加抑制热压构件的腐蚀。富Fe区域的厚度可以为3μm以上、5μm以上或8μm以上。富Fe区域的厚度可以为80μm以下、50μm以下、30μm以下或20μm以下。
(母材)
本实施方式涉及的热压构件的母材，优选：化学组成以质量％计包含C：0.01％以上且小于0.70％、Si：0.005％～1.000％、Mn：0.15％～3.00％、sol.Al：0.0002％～0.5000％、P：0.100％以下、S：0.1000％以下、N：0.0100％以下、Cu：0～1.00％、Ni：0～1.00％、Nb：0～0.150％、V：0～1.000％、Ti：0～0.150％、Mo：0～1.000％、Cr：0～1.000％、B：0～0.0100％、Ca：0～0.010％、REM：0％～0.300％，余量为Fe及杂质。
“C：0.01％以上且小于0.70％”
C是为了确保淬火性而重要的元素。若母材的C含量小于0.01％，则难以得到充分的淬火性，强度降低。因而，母材的C含量优选设为0.01％以上。母材的C含量可以为0.08％以上、0.18％以上或0.25％以上。另一方面，当母材的C含量为0.70％以上时，生成粗大的碳化物而变得容易产生脆性破坏。因而，C含量优选设为小于0.70％。母材的C含量优选为0.38％以下。
“Si：0.005％～1.000％”
Si是为了确保淬火性而含有的元素。当母材的Si含量小于0.005％时，不能得到上述效果。因而，母材的Si含量优选设为0.005％以上。更优选含有0.100％以上的Si。在含有Cu的情况下，为了抑制Cu的热脆性，Si含量优选为0.350％以上。另一方面，若钢中的Si含量超过1.000％，则奥氏体相变温度(Ac3等)变得非常高，有用于热压的加热所需的成本上升、在热压加热时铁素体残留从而热压构件的强度降低等的情况。因而，母材的Si含量优选设为1.000％以下。母材的Si含量优选为0.800％以下。在含有Cu的情况下，奥氏体相变温度变高，因此母材的Si含量优选为0.600％以下。Si含量可以为0.400％以下或0.250％以下。
“Mn：0.15％～3.00％”
Mn是有助于淬火性的元素。当母材的Mn含量小于0.15％时，淬火性低，热压构件的抗拉强度降低。因而，母材的Mn含量优选设为0.15％以上。母材的Mn含量优选为0.80％以上。另一方面，若将母材的Mn含量设为超过3.00％，则在钢中生成粗大的夹杂物而变得容易产生脆性破坏，因此母材的Mn含量优选设为3.00％以下。母材的Mn含量优选为2.00％以下。
“sol.Al：0.00020％～0.50000％”
Al是具有将钢液脱氧而使钢健全化(抑制在钢中产生气孔等缺陷)的作用的元素。当母材的sol.Al含量小于0.00020％时，不能充分地进行脱氧，不能得到上述效果，因此母材的sol.Al含量优选设为0.00020％以上。母材的sol.Al含量优选为0.00100％以上、或0.00200％以上。另一方面，若母材的sol.Al含量超过0.50000％，则在钢中生成粗大的氧化物，抗拉强度等降低。因而，母材的sol.Al含量优选设为0.50000％以下。母材的sol.Al含量优选为0.40000％以下、或0.30000％以下。再者，母材的sol.Al意指酸溶性Al，是指以固溶状态存在于钢中的固溶Al和作为AlN等的酸溶性析出物而存在于钢中的Al的总量。
“P：0.100％以下”
P是在晶界偏析而使晶界的强度降低的元素。若母材的P含量超过0.100％，则晶界的强度显著降低，热压构件的强度降低。因而，母材的P含量优选设为0.100％以下。母材的P含量优选为0.050％以下。更优选的母材的P含量为0.010％以下。母材的P含量的下限不特别限定，但若降低为小于0.0005％，则脱P成本大幅上升，在经济上不令人满意，因此在实际作业上母材的P含量的下限可以设为0.0005％。
“S：0.1000％以下”
S是在钢中形成夹杂物的元素。若母材的S含量超过0.1000％，则在钢中生成大量的夹杂物，热压构件的强度降低。因而，母材的S含量优选设为0.1000％以下。母材的S含量优选为0.0050％以下。母材的S含量的下限不特别限定，但若降低为小于0.00015％，则脱S成本大幅上升，在经济上不令人满意，因此在实际作业上母材的S含量的下限可以设为0.00015％。
“N：0.0100％以下”
N是杂质元素，是在钢中形成氮化物而使热压构件的韧性及抗拉强度劣化的元素。若母材的N含量超过0.0100％，则在钢中生成粗大的氮化物，热压构件的强度显著降低。因而，母材的N含量优选设为0.0100％以下。母材的N含量优选为0.0050％以下。母材的N含量的下限不特别限定，但若降低为小于0.0001％，则脱N成本大幅上升，在经济上不令人满意，因此在实际作业上母材的N含量的下限可以设为0.0001％。
本实施方式涉及的热压构件的母材，也可以取代一部分Fe而作为任意元素含有选自Cu、Ni、Nb、V、Ti、Mo、Cr、B、Ca和REM之中的1种或2种以上。不含有以下的任意元素的情况下的含量是0％。
“Cu：0～1.00％”
Cu具有在热压时扩散至热压构件的镀层从而减少热压构件的制造中的加热时侵入的氢的作用。因而，可以根据需要来含有Cu。另外，Cu是为了提高钢的淬火性、稳定地确保淬火后的热压构件的强度而有效的元素。在含有Cu的情况下，为了可靠地发挥上述效果，Cu含量优选设为0.005％以上。Cu含量更优选为0.150％以上。另一方面，即使超过1.00％地含有Cu，上述效果也饱和，因此Cu含量优选设为1.00％以下。Cu含量更优选为0.350％以下。
“Ni：0～1.00％”
Ni是为了抑制钢板制造时的由Cu引起的热脆性、确保稳定的生产而重要的元素，因此可以含有Ni。当Ni含量小于0.005％时，有时不能够充分地得到上述的效果。因此，Ni含量优选设为0.005％以上。Ni含量优选为0.05％以上。另一方面，若Ni含量超过1.00％，则热压用钢板的临界氢量(界限氢量：limit hydrogen amount)降低。因此，Ni含量设为1.00％以下。Ni含量优选为0.60％以下。
“Nb：0％～0.150％”
Nb是形成碳化物而有助于热压构件的抗拉强度的提高的元素。因而，可以根据需要来含有。在含有Nb的情况下，为了可靠地发挥上述效果，母材的Nb含量优选设为0.010％以上。Nb含量更优选为0.030％以上。另一方面，即使超过0.150％地含有Nb，上述效果也饱和，因此母材的Nb含量优选设为0.150％以下。母材的Nb含量更优选为0.100％以下。
“V：0～1.000％”
V是形成微细的碳化物，通过其细粒化效果、氢捕获效果来使钢材的临界氢量提高的元素。因而，可以含有V。为了得到上述的效果，优选含有0.005％以上的V，更优选含有0.050％以上的V。然而，若V含量超过1.000％，则上述的效果饱和，经济性降低。因此，含有的情况下的V含量设为1.000％以下。
“Ti：0～0.150％”
Ti是形成碳化物而有助于热压构件的抗拉强度的提高的元素。因而，可以根据需要来含有。在含有Ti的情况下，为了可靠地发挥上述效果，母材的Ti含量优选设为0.010％以上。母材的Ti含量优选为0.020％以上。另一方面，即使超过0.150％地含有，上述效果也饱和，因此母材的Ti含量优选设为0.150％以下。母材的Ti含量更优选为0.120％以下。
“Mo：0～1.000％”
Mo是通过固溶强化而有助于热压构件的强度的提高的元素，因此可以根据需要来含有。在含有Mo的情况下，为了可靠地发挥上述效果，母材的Mo含量优选设为0.005％以上。母材的Mo含量更优选为0.010％以上。另一方面，即使超过1.000％地含有，上述效果也饱和，因此母材的Mo含量优选设为1.000％以下。母材的Mo含量更优选为0.800％以下。
“Cr：0～1.000％”
Cr是通过固溶强化而有助于热压构件的强度的提高的元素，因此可以根据需要来含有。在含有Cr的情况下，为了可靠地发挥上述效果，母材的Cr含量优选设为0.050％以上。母材的Cr含量更优选为0.100％以上。另一方面，即使超过1.000％地含有，上述效果也饱和，因此母材的Cr含量优选设为1.000％以下。母材的Cr含量更优选为0.800％以下。
“B：0～0.0100％”
B是在晶界偏析而使晶界的强度提高的元素，因此可以根据需要来含有。在含有B的情况下，为了可靠地发挥上述效果，母材的B含量优选设为0.0005％以上。母材的B含量优选为0.0010％以上。另一方面，即使超过0.0100％地含有，上述效果也饱和，因此母材的B含量优选设为0.0100％以下。母材的B含量更优选为0.0075％以下。
“Ca：0～0.010％”
Ca是具有将钢液脱氧而使钢健全化的作用的元素。为了可靠地发挥该作用，优选将母材的Ca含量设为0.001％以上。另一方面，即使超过0.010％地含有，上述效果也饱和，因此母材的Ca含量优选设为0.010％以下。
“REM：0～0.300％”
REM是具有将钢液脱氧而使钢健全化的作用的元素。为了可靠地发挥该作用，优选将母材的REM含量设为0.001％以上。另一方面，即使超过0.300％地含有，上述效果也饱和，因此母材的REM含量优选设为0.300％以下。
再者，在本实施方式中，REM是指由Sc、Y及镧系元素组成的合计17种元素，REM的含量是指这些元素的含量的合计。
“余量为Fe及杂质”
构成本实施方式涉及的热压构件的母材的化学组成的余量为Fe及杂质。作为杂质，可例示从钢原料或废料混入和/或在制钢过程中混入、或者有意地添加，且在不损害本实施方式涉及的热压构件的特性的范围内容许的元素。
上述的母材的化学组成，采用一般的分析方法来测定即可。例如，使用ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry：电感耦合等离子体原子发射光谱法)来测定即可。再者，关于C及S，使用燃烧-红外线吸收法来测定即可，关于N，使用非活性气体熔融-热导率法来测定即可。关于表面的镀层，通过机械磨削来除去后进行化学组成的分析即可。关于sol.Al，使用将试样利用酸加热分解后的滤液，采用ICP-AES来测定即可。
(热压构件的厚度)
热压构件的厚度(板厚)不特别限定，例如优选为0.4mm以上。热压构件的厚度更优选为0.8mm以上、1.0mm以上或1.2mm以上。热压构件的厚度优选为6.0mm以下。热压构件的厚度更优选为5.0mm以下、4.0mm以下、3.2mm以下或2.8mm以下。
(抗拉强度)
可以将热压构件的抗拉强度设为1600MPa以上。根据需要也可以将抗拉强度的下限设为1650MPa、1700MPa、1750MPa或1800MPa，也可以将其上限设为2500MPa、2400MPa、2300MPa或2220MPa。关于热压构件的抗拉强度，能够从热压成形体的任意的位置制作JIS Z2241:2011中所记载的5号试样，并利用JIS Z 2241:2011中所记载的试验方法来测定。
<热压构件的制造方法>
接着，对热压构件的适宜的制造方法进行说明，但热压构件的制造方法不限定于下述的方法。热压构件能够通过将热压用钢板进行热压来制造。以下，对热压用钢板进行说明。
(热压用钢板)
热压用钢板具备钢板、Al-Si合金镀层及Ni镀层。通过钢板、Al-Si合金镀层及Ni镀层中的各成分在热压时扩散，能够得到本实施方式涉及的热压构件的镀层的构成。以下对各构成进行说明。
“钢板”
成为本实施方式涉及的热压用钢板的基材的钢板(母材)的化学组成，例如以质量％计可以为C：0.01％以上且小于0.70％、Si：0.005％～1.000％、Mn：0.15％～3.00％、sol.Al：0.0002％～0.5000％、P：0.100％以下、S：0.1000％以下、N：0.0100％以下、Cu：0～1.00％、Ni：0～1.00％、Nb：0～0.150％、V：0～1.000％、Ti：0～0.150％、Mo：0～1.000％、Cr：0～1.000％、B：0～0.0100％、Ca：0～0.010％、REM：0％～0.300％、以及余量：Fe及杂质。
“钢板的金属组织”
关于成为热压用钢板的基材的钢板(母材)的金属组织，在截面的面积率中，铁素体的面积率可以为20％以上。更优选的铁素体的面积率为30％以上。在截面的面积率中，铁素体可以为80％以下。更优选的铁素体的面积率为70％以下。在截面的面积率中，珠光体的面积率可以为20％以上。更优选的珠光体的面积率为30％以上。珠光体的面积率可以为80％以下。更优选的珠光体的面积率为70％以下。在截面的面积率中，剩余部分可以是贝氏体、马氏体或残余奥氏体。剩余部分的面积率可以为小于5％。
钢板(母材)的厚度例如为0.4mm以上。更优选的钢板(母材)的厚度为0.8mm以上、1.0mm以上或1.2mm以上。钢板(母材)的厚度优选为6.0mm以下。更优选的钢板(母材)的厚度为5.0mm以下、4.0mm以下、3.2mm以下或2.8mm以下。
“Al-Si合金镀层”
热压用钢板的Al-Si合金镀层作为钢板(母材)的上层而设置。Al-Si合金镀层是以Al及Si为主成分的镀层。在此，以Al及Si为主成分是指：至少Al含量为75质量％以上、Si含量为3质量％以上，并且，Al的含量和Si的含量的合计为95质量％以上。Al-Si合金镀层中的Al含量优选为80质量％以上。Al-Si合金镀层中的Al含量优选为95质量％以下。
Al-Si合金镀层中的Si含量为3质量％以上。更优选的是Al-Si合金镀层中的Si含量为6质量％以上。Al-Si合金镀层中的Si含量为20质量％以下。更优选的是Si含量为12质量％以下。若Al-Si合金镀层中的Si含量为3质量％以上，则能够抑制Fe-Al的合金化，能够抑制Al的扩散。在热压时，若Al-Si合金镀层中的Si含量为20质量％以下，则能够充分抑制Fe的扩散。Al的含量和Si的含量的合计可以为97质量％以上、98质量％以上或99质量％以上。Al-Si合金镀层中的余量是Fe及杂质。作为杂质，可列举在Al-Si合金镀层的制造中混入的成分、钢板(母材)中的成分等。
本实施方式涉及的热压用钢板的Al-Si合金镀层的平均厚度为7μm以上。原因是因为，若Al-Si合金镀层的平均厚度小于7μm，则有时不能够充分抑制热压时的氧化皮的形成。更优选的Al-Si合金镀层的平均厚度为12μm以上、15μm以上、18μm以上或22μm以上。关于上限，Al-Si合金镀层的平均厚度可以为148μm以下。原因是因为，若Al-Si合金镀层的平均厚度超过148μm，则除了上述的效果饱和以外，成本也变高。更优选的Al-Si合金镀层的平均厚度为100μm以下、60μm以下、45μm以下、37μm以下。
“Ni镀层”
热压用钢板的Ni镀层作为Al-Si合金镀层的上层而设置。若Ni镀层的平均厚度为200nm以下，则在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，有时不能够充分抑制Fe含量的扩散。因而，Ni镀层的平均厚度超过200nm。更优选的Ni镀层的平均厚度为280nm以上、350nm以上、450nm以上、560nm以上或650nm以上。若Ni镀层的平均厚度超过2500nm，则成本变高，因此Ni镀层的平均厚度可以为2500nm以下。更优选的Ni镀层的平均厚度为1500nm以下、1200nm以下或1000nm以下。
若Ni镀层中的Ni含量为90质量％以下，则在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，不能够充分抑制Fe的扩散。因而，Ni镀层中的Ni含量超过90质量％。更优选的Ni含量为92质量％以上或94质量％。更优选的Ni含量为96质量％以上、98质量％以上或99质量％以上。进一步优选的Ni含量为94质量％以上。Ni镀层的(将Ni除外后的)其余的化学组成不特别限定。在Ni镀层中也可以含有Cr，但Ni/Cr比值优选大于9，该比值更优选为15以上或30以上。Ni镀层中的Cr含量优选为6.0质量％以下，更优选为4.0质量％以下或3.0％质量％以下。进一步优选的是Ni镀层的Cr含量为2.0质量％以下。通过降低Cr含量，能够提高耐蚀性。
(热压用钢板的制造方法)
对热压用钢板的制造方法进行说明，但本实施方式涉及的热压构件所使用的热压用钢板的制造方法不限定于以下的方法。
通过将具有上述的化学组成的板坯进行热轧、冷却并卷取来得到成为热压用钢板的基材的钢板(母材)。供于热轧的板坯只要是采用常规方法制造出的板坯即可，例如可以是采用连续铸造板坯、薄板坯连铸机(thin slab caster)等一般的方法制造出的板坯。热轧、热轧后的冷却及卷取也采用一般的方法来进行即可，不特别限定。
在卷取后，可以根据需要来进一步进行冷轧。冷轧中的累积压下率不特别限定，但从钢板(母材)的形状稳定性的观点出发，优选设为40～60％。
“镀Al-Si合金”
对上述的热轧钢板原样地实施镀Al-Si合金、或者在实施冷轧后实施镀Al-Si合金，来形成Al-Si合金镀层。Al-Si合金镀层的形成方法不特别限定，能够使用热浸镀法、电镀法、真空蒸镀法、复合(cladding)法、喷镀法等。特别优选是热浸镀法。
在采用热浸镀法形成Al-Si合金镀层的情况下，通过将上述的钢板(母材)浸渍于以使得至少Si的含量成为3质量％以上、且Al的含量和Si的含量的合计成为95质量％以上的方式调整了成分的镀浴中来得到Al-Si合金镀层钢板。镀浴的温度优选为660℃～690℃的温度域。在施以Al-Si合金镀层之前，也可以将钢板(母材)升温至650℃～780℃附近后进行镀覆。通过镀浴的浸渍时间和擦拭来调整Al-Si合金镀层的平均厚度。
另外，在进行热浸镀的情况下，有时在镀浴中除了Al、Si以外作为杂质混入Fe。另外，只要Si的含量为3质量％以上、且Al的含量和Si的含量的合计成为95质量％以上，则也可以在镀浴中还含有Ni、Mg、Ti、Zn、Sb、Sn、Cu、Co、In、Bi、Ca、混合稀土合金(mischmetal)等。
“镀Ni”
通过在形成Al-Si合金镀层后形成Ni镀层来得到热压用钢板。Ni镀层可以采用电镀法、真空蒸镀法等来形成。在通过电镀来形成Ni镀层的情况下，能够通过将形成Al-Si合金镀层后的钢板浸渍于由硫酸镍、氯化镍和硼酸构成的镀浴中，阳极使用可溶性的Ni，适当控制电流密度及通电时间，以使得平均厚度超过200nm且为2500nm以下的方式形成Ni镀层。在镀Ni后，也可以进行累积压下率为0.5～2％左右的调质轧制(尤其是上述的镀覆原板是被冷轧了的钢板的情况)。
<热压工序>
通过将上述制造出的热压用钢板进行热压来得到热压构件。以下说明热压的条件的一例，但热压条件不限定于该条件。
将上述的热压用钢板放入加热炉中，以2.0℃/秒～10.0℃/秒的加热速度加热至Ac3点以上的温度(到达温度)。若加热温度为2.0℃/秒～10.0℃/秒，则能够防止Fe的表面扩散。若到达温度为Ac3点以上，则能够抑制回弹(spring back)，因此优选。再者，Ac3点(℃)用下述(1)式表示。
Ac3＝912-230.5×C+31.6×Si-20.4×Mn-14.8×Cr-18.1×Ni+16.8×Mo-39.8×Cu…(1)
再者，上述式中的元素符号是该元素的以质量％计的含量，在不含有的情况下代入0。
成为到达温度之后的保持时间优选设为5秒以上且300秒以下。若保持时间为5秒以上且300秒以下，则能够抑制Fe向热压表面的扩散，因此优选。
将保持后的钢板进行热压，冷却至室温而得到热压构件。从热压后(成型后)到室温为止的冷却速度优选为5℃/秒以上。若冷却速度为5℃/秒以上，则能够抑制Fe向热压构件最表面的扩散。
在450℃以上的温度域中的滞留时间(在加热-保持-冷却的期间在450℃以上的温度滞留的时间)为7.0分以内。更优选为3.5分以内，进一步优选为2.1分以内。在450℃以上的温度域中的滞留时间超过7.0分的情况下，存在Fe扩散至热压构件的最表面的情况。
另外，也可以根据需要而在热压后进行回火。例如，可以在250℃保持30分钟。
通过将采用上述的制造方法制造出的热压用钢板在包括大气等在内的环境中在上述的条件下进行热压，在从镀层的表面(从镀层起沿所述厚度方向)到20nm位置为止的区域中，能够使热压构件的表层附近的Ni与大气中的氧及水分等反应，能够在热压构件的镀层的表层附近形成Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者，并且，能够使热压构件的镀层的表层附近的Ni含量成为30质量％以上。
实施例
接着，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性及效果而采用的一条件例，本发明并不被该一条件例限定。在不脱离本发明的要旨、且实现本发明的目的的限度下，本发明能够采用各种条件。
(钢板的制造)
对于将表1A及1B中所示的化学组成的钢液进行铸造而制造出的板坯，加热至Ac3～1400℃的温度域来进行热轧，以表2A、2B、2C及2D中所记载的冷却条件冷却，以表2A、2B、2C及2D中所记载的卷取开始温度进行卷取，由此得到了热轧钢板(钢板)。再者，关于钢板No.91～No.102，在热轧后从3.2mm的厚度进行冷轧至厚度1.6mm，得到了冷轧钢板。关于其他的钢板，通过热轧来轧制至厚度1.6mm。
Figure BDA0003847140900000231
Figure BDA0003847140900000241
表2A
Figure BDA0003847140900000251
下划线表示在本发明的范围外。
表2B
Figure BDA0003847140900000261
下划线表示在本发明的范围外。
表2C
Figure BDA0003847140900000271
下划线表示在本发明的范围外。
表2D
Figure BDA0003847140900000281
下划线表示在本发明的范围外。
(镀Al-Si合金)
对上述制造出的钢板实施镀Al-Si合金，形成了Al-Si合金镀层。Al-Si合金的镀浴，以使得成为表2A、2B、2C及2D中所记载的Al含量及Si含量的方式调整了镀浴的成分。将采用上述的方法制造出的钢板浸渍于调整了成分的镀浴中，得到了表2A、2B、2C及2D中所记载的Al-Si合金镀层钢板。
在表2A、2B、2C及2D中的镀覆方法栏中记载为喷镀的情况下，采用以下的方法形成了Al-Si合金镀层。准备了将各元素配合好的喷镀材料(50μm～200μm左右的粉末)。喷镀方法使用了等离子弧喷镀法。利用氩气向等离子体中供给作为目标的粉末，所述等离子体是将工作气体设为Ar-H2气体来生成的等离子体。将喷镀枪与钢板的距离设定为100mm，以使得钢板的温度不超过200℃的方式使喷镀枪移动，反复进行喷镀，由此控制了Al-Si合金镀层的厚度。
在表2A、2B、2C及2D中的镀覆方法栏中记载为蒸镀的情况下，采用以下的方法形成了Al-Si合金镀层。从蒸镀金属源到钢板的距离设为0.6m，蒸镀中的真空度设为5.0×10-3Pa～2.0×10-5Pa，蒸镀方法设为电子束蒸镀，电子束照射条件设为电压10V(固定)、电流0.7～1.5A，钢板温度设为200℃。
(镀Ni)
接着，对Al-Si合金镀层钢板实施镀Ni，形成了Ni镀层。Ni镀浴，使用了包含硫酸镍200～400g/L、氯化镍20～100g/L、硼酸5～50g/L的瓦特浴(Watt bath)。以使得成为表2A、2B、2C及2D中所记载的Ni含量的方式调整硫酸镍、氯化镍及硼酸的比率，并调整为pH＝1.5～2.5、浴温45℃～55℃。阳极使用可溶性的Ni，电流密度设为2A/dm2，以使得成为表2A、2B、2C及2D中所记载的平均厚度的方式控制通电时间来得到了热压用钢板。再者，表2A、2B、2C及2D中的记载为蒸镀的情况，不是采用电镀而是采用蒸镀来形成了Ni镀层。蒸镀镀覆在蒸镀中的真空度为5.0×10-3～2.0×10-5Pa的条件下实施，用于蒸镀的热源使用了电子束(电压10V、电流1.0A)。
(热压)
接着，在表3A、3B及3C中所记载的条件下将热压用钢板进行热压，得到了热压构件。关于实验No.9、No.79及No.96，进行了回火。具体而言，将热压后的热压构件放入250℃的加热炉中，保持30分钟，来进行了回火。
表3A
Figure BDA0003847140900000311
下划线表示在本发明的范围外。
表3B
Figure BDA0003847140900000321
下划线表示在本发明的范围外。
表3C
Figure BDA0003847140900000331
下划线表示在本发明的范围外。
(Al-Si合金镀层的平均厚度)
热压用钢板的Al-Si合金镀层的平均厚度如以下那样测定。将采用上述的制造方法得到的热压用钢板在板厚方向上切断。其后，研磨热压用钢板的截面，将研磨了的热压用钢板的截面利用场发射型电子探针显微分析仪(FE-EPMA)从热压用钢板的表面到钢板中进行线分析，测定了检测出的成分中的Al浓度及Si浓度。测定条件设为加速电压15kV、束直径(beam diameter)100nm左右、每1点的照射时间1000ms、测定间距60nm。在包含Ni镀层、Al-Si合金镀层及钢板的范围中进行了测定。将Al含量为75质量％以上、Si浓度为3质量％以上、且Al浓度和Si浓度的合计为95质量％以上的区域判定为Al-Si合金镀层，Al-Si合金镀层的厚度为上述的区域的板厚方向的长度。在各分离开5μm间隔的5个位置测定了Al-Si合金镀层的厚度，将求出的值的算术平均值作为Al-Si合金镀层的平均厚度。将评价结果在表2A、2B、2C及2D中示出。
(Al-Si合金镀层中的Al含量及Si含量测定)
关于热压用钢板的Al-Si合金镀层中的Al含量及Si含量，通过按照JIS K 0150(2005)中所记载的试验方法制取试样，测定Al-Si合金镀层的厚度的1/2位置的Al含量及Si含量，来得到热压用钢板中的Al-Si合金镀层中的Al含量及Si含量。将得到的结果在表2A、2B、2C及2D中示出。
(Ni镀层的平均厚度)
热压用钢板的Ni镀层的平均厚度，通过交替地反复进行Ar溅射蚀刻和X射线光电子能谱法(XPS)测定来进行测定。具体而言，通过Ar溅射(加速电压20kV、溅射速率1.0nm/分钟)进行了热压构件的溅射蚀刻后，进行了XPS测定。该Ar溅射蚀刻和XPS测定交替地进行，从在XPS测定中Ni的2p轨道的结合能852.5eV～852.9eV的峰出现起直到消失为止，反复进行了这些测定。Ni镀层的厚度，根据从开始溅射而初次Ni的含量成为10原子％以上的位置起直到Ni的含量变得小于10原子％的位置为止的上述的范围的峰出现起直到消失为止的溅射蚀刻时间和溅射蚀刻速率来算出。溅射蚀刻速率按SiO2换算来进行。Ni镀层4的平均厚度为在2处进行测定后所得到的算术平均值。将评价结果在表2A、2B、2C及2D中示出。
(Ni镀层的Ni含量)
关于Ni镀层中的Ni含量，将在Ni镀层的平均厚度的测定中得到的Ni镀层的板厚方向的中心位置处的Ni浓度作为Ni含量。Ni含量为在上述位置的2处测定出的值的算术平均值。将得到的结果在表2A、2B、2C及2D中示出。
(镀层的深度廓线)
热压构件的镀层的各元素的深度廓线，通过采用GDS进行测定而得到。关于条件，将电极间距离设为0.19mm，从样品背面施加了高频。在放电电压为35W(恒功率模式)、测定时的Ar压力为600Pa、放电范围为Φ4mm的条件下进行了测定。1处的测定时间为约12分左右，蚀刻了约50μm。镀层的深度采用上述的方法算出。通过从热压构件的表面起直到母材的Fe元素稳定的区域为止进行测定，来得到各元素的深度廓线。
在热压构件的镀层的表面～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域中，将Fe含量为5质量％以下的情况记为I，将Fe含量为10质量％以下的情况记为II，将Fe含量超过10质量％的情况记为III。另外，将Ni含量的最大值为70质量％以上的情况记为I，将Ni含量的最大值为50质量％以上且小于70质量％的情况记为II，将Ni含量的最大值小于50质量％的情况记为III，将Al含量的最大值为5质量％以上的情况记为I，将Al含量的最大值为1质量％以上且小于5质量％的情况记为II，将Al含量的最大值小于1质量％的情况记为III。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域中，将Fe含量为15质量％以下的情况记为I，将Fe含量为25质量％以下的情况记为II，将Fe含量超过25质量％的情况记为III。另外，将Ni含量的最大值为10质量％以上的情况记为I，将Ni含量的最大值为5质量％以上且小于10质量％的情况记为II，将Ni含量的最大值小于5质量％的情况记为III。
在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，将Fe含量为20质量％以下的情况记为I，将Fe含量为20质量％以上且30质量％以下的情况记为II，将Fe含量超过30质量％的情况记为III。另外，将Ni含量的最大值为5质量％以上的情况记为I，将Ni含量的最大值为1质量％以上且小于5质量％的情况记为II，将Ni含量的最大值小于1质量％的情况记为III。
关于表4A、4B及4C中的从表面起直到1000nm为止的区域的判定，将在各区域中全部为I或II的情况判为合格而记为G。在Fe含量、Ni含量的判定中，将哪怕其中1个有III的情况判为不合格而记为B。
将结果在表4A、4B及4C中示出。关于No.85，由于因急速加热而外观变得不良，因此未测定。再者，表4A、4B及4C中的区域(0-100nm)意指镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置的区域。表4A、4B及4C中的区域(100-500nm)意指沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置的区域。表4A、4B及4C中的区域(500-1000nm)意指沿厚度方向距镀层的表面为500nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域。
(镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中的Ni氧化物及Ni氢氧化物)
镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中的Ni氧化物及Ni氢氧化物的存在的确认，通过X射线光电子能谱法测定(XPS测定)来进行。具体而言，在通过Ar溅射(加速电压20kV、溅射速率1.0nm/分钟)进行热压构件的溅射蚀刻后，进行XPS测定。在XPS测定中，使用アルバック·ファイ公司制的Quantum2000型，使用射线源Al Kα射线，设为输出15kV、25W、光斑尺寸100μm、扫描次数10次，在整个能量范围内扫描热压构件的最表面来进行测定。该Ar溅射蚀刻和XPS测定交替地进行，反复进行这些测定，直到从镀层起算在厚度方向上20nm位置为止。从镀层的表面起算的深度，根据溅射蚀刻时间和溅射速率来算出。将在热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中在来源于Ni氧化物或Ni氢氧化物的2p轨道的854eV～857eV检测出峰的情况判定为在镀层的表面存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者。溅射蚀刻速率按SiO2换算来进行。另外，热压构件的镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中的Ni含量，根据在XPS测定中检测出的全部元素来计算从而求出。关于No.85，由于因急速加热而外观变得不良，因此未进行测定。
(从表面起直到20nm位置为止的区域的判定)
在镀层的表面～沿厚度方向距镀层的表面为20nm的位置的区域中，将存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者、且Ni含量为30质量％以上的情况记为G，将其以外的情况记为B。将结果在表4A、4B及4C中示出。关于No.85，由于因急速加热而外观变得不良，因此未进行判定。
(各富有区域的判定)
根据热压构件的镀层的各元素的深度廓线的GDS测定结果，将从镀层的表面起依次具备镀层的富Ni区域(Ni含量：50质量％以上)、富Al区域(Ni含量：小于50质量％，Al含量：10质量％以上，Fe含量：50质量％以下)、富Fe区域(Al含量：10质量％以上，Fe含量：超过50质量％)的各区域的情况(各富有区域的判定)记为G，将不具备这些各区域的情况记为B。关于No.85，由于因急速加热而外观变得不良，因此未进行判定。
(耐蚀性)
热压构件的耐蚀性，基于JIS H 8502:1999的8.1，利用中性盐水喷雾循环试验(CCT)进行了评价。但是，关于上述标准中的8.1.2b)，变更为：氯化钠以在每1升试验液中成为10g的方式进行溶解。具体而言，在CCT 3循环、CCT 9循环、CCT 15循环、CCT 30循环取出热压构件，评价了基底的金属光泽的维持率。将直到CCT 30循环为止维持60％以上的基底金属光泽的情况记为A，将直到CCT 15循环为止维持60％以上的基底金属光泽的情况记为B，将直到CCT 9循环为止维持60％以上的基底金属光泽的情况记为C，将直到CCT 3循环为止维持60％以上的基底金属光泽的情况记为D，将直到CCT3循环为止不能够维持60％以上的基底金属光泽的情况记为E。将A～D判为合格，将E判为不合格。将结果在表4A～4C中示出。再者，关于实验No.85，由于外观不良，因此未进行耐蚀性试验。
Figure BDA0003847140900000391
Figure BDA0003847140900000401
Figure BDA0003847140900000411
如表4A、4B及4C所示，本发明例涉及的实验No.2～53、55～59、61、62、64～69、73～83、86～88、91～98、100、101，显示了优异的耐蚀性。另外，本发明例涉及的实验No.2～53、55～59、61、62、64～69、73～83、86～88、91～98、100、101，从镀层的表面起依次具备镀层的富Ni区域(Ni含量：50质量％以上)、富Al区域(Ni含量：小于50质量％，Al含量：10质量％以上，Fe含量：50质量％以下)、富Fe区域(Al含量：10质量％以上，Fe含量：超过50质量％)的各区域。
实验No.1，由于热压用钢板的Ni镀层的厚度未超过200nm，因此不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.1的耐蚀性低。
实验No.54，由于热压用钢板的Al-Si合金镀层的Si含量小于3％，因此Fe与Al的合金化过度地进行。因而，实验No.54的耐蚀性低。
实验No.60，由于热压用钢板的Al-Si合金镀层的Si超过了20％，因此Fe与Al的合金层的主体成为FeAl5Si，Fe-Al的合金层呈棒状地生长。因而，Fe变得容易扩散至热压构件的表面。因此，实验No.60的耐蚀性低。
实验No.63，由于热压用钢板的Al-Si合金镀层的厚度小于7μm，因此不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.63的耐蚀性低。
实验No.70，由于热压用钢板的Ni镀层的Ni含量未超过90％，因此在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.70的耐蚀性低。
实验No.71，由于热压用钢板没有Ni镀层，因此不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.71的耐蚀性低。
实验No.72，热压用钢板的Ni镀层的厚度未超过200nm。因而，不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.72的耐蚀性低。
实验No.84，由于热压时的加热速度为1.2℃/秒，因此不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.84的耐蚀性低。
实验No.85，由于热压时的加热速度为10.8℃/秒，因此外观差。
实验No.89，由于热压时的保持时间及在450℃以上的温度域中的加热经过时间长，因此不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.89的耐蚀性低。
实验No.90，由于没有Al-Si合金镀层，因此没有富Al区域，另外，不能够充分抑制Fe的扩散。因而，实验No.90的耐蚀性低。
实验No.99，由于Ni镀层的Ni含量为90质量％，因此在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，不能够充分抑制Fe的扩散。因而，耐蚀性低。
实验No.102，由于Ni镀层的Ni含量为88质量％，因此在热压构件的沿厚度方向距镀层的表面为100nm的位置～沿厚度方向距镀层的表面为1000nm的位置的区域中，不能够充分抑制Fe的扩散。因而，耐蚀性低。
产业上的可利用性
根据本发明，即使在热压构件的表面具有含有Ni和Al的镀层，耐蚀性也优异，因此产业上的可利用性高。

Claims (4)

1.一种热压构件，其特征在于，是具备母材和设置于所述母材上的镀层的热压构件，
所述镀层从所述镀层的表面起依次具有：
Ni含量为50质量％以上的富Ni区域；
Ni含量小于50质量％、Al含量为10质量％以上、且Fe含量为50质量％以下的富Al区域；和
Al含量为10质量％以上、且Fe含量超过50质量％的富Fe区域，
在所述镀层的所述表面～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为100nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为50质量％以上，Fe含量为10质量％以下，
在沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为100nm的位置～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为500nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为5质量％以上，Fe含量为25质量％以下，
在沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为500nm的位置～沿厚度方向距所述镀层的所述表面为1000nm的位置的区域中，Ni含量的最大值为1质量％以上，Fe含量为30质量％以下。
2.根据权利要求1所述的热压构件，其特征在于，
在所述镀层的所述表面～沿所述厚度方向距所述镀层的所述表面为20nm位置的区域中，存在Ni氧化物和Ni氢氧化物中的至少一者，并且，Ni含量为30质量％以上。
3.根据权利要求1或2所述的热压构件，其特征在于，
所述母材的化学组成以质量％计包含
C：0.01％以上且小于0.70％、
Si：0.005～1.000％、
Mn：0.15～3.00％、
sol.Al：0.00020％～0.50000％、
P：0.100％以下、
S：0.1000％以下、
N：0.0100％以下、
Cu：0～1.00％、
Ni：0～1.00％、
Nb：0～0.150％、
V：0～1.000％、
Ti：0～0.150％、
Mo：0～1.000％、
Cr：0～1.000％、
B：0～0.0100％、
Ca：0～0.010％、
REM：0～0.300％，并且，
余量为Fe及杂质。
4.根据权利要求3所述的热压构件，其特征在于，
所述母材的所述化学组成以质量％计含有选自
Cu：0.005～1.00％、
Ni：0.005～1.00％、
Nb：0.010～0.150％、
V：0.005～1.000％、
Ti：0.010～0.150％、
Mo：0.005～1.000％、
Cr：0.050～1.000％、
B：0.0005～0.0100％、
Ca：0.001～0.010％、和
REM：0.001～0.300％
之中的1种或2种以上。
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