CN118103543A

CN118103543A - 热压部件

Info

Publication number: CN118103543A
Application number: CN202280066956.4A
Authority: CN
Inventors: 田中稔; 佐藤林太; 西池辽人; 水野大辅
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2024-05-28
Also published as: JP7243948B1; JPWO2023074114A1; EP4382630A1

Abstract

本发明提供一种涂装后耐腐蚀性、特别是应用锆系化学转化处理的情况下的涂装后耐腐蚀性优异、并且微裂纹减少的热压部件。一种热压部件，具有钢板、配置在上述钢板的至少一个表面上的含有FeAl、Fe₂Al₅和Zn的镀层以及配置在上述镀层上的含Zn氧化物层，上述FeAl中的Zn固溶量小于10质量％。

Description

热压部件

技术领域

本发明涉及一种热压部件。特别是涉及一种腐蚀性优异且微裂纹减少的热压部件。

背景技术

近年来，在汽车领域，坯料钢板的高性能化且轻型化得到促进，具有防锈性的高强度镀锌钢板或者电镀锌钢板的使用越来越多。然而，在大多数情况下，伴随着钢板的高强度化，该冲压成型性降低，因此很难获得复杂的部件形状。例如汽车用途中，作为需要防锈性且难成型部件，可举出底盘等悬挂部件、B柱等骨架用结构部件。

在这样的背景下，进行热成型而非冷成型的热压技术的应用越来越多。热压是指将钢板加热到奥氏体单相的温度区域(900℃左右)后，在高温状态下加压成型，同时通过与模具接触进行快速冷却(淬火)的成型方法。在加热而软质化的状态下进行冲压成型，接着，通过淬火使其高强度化，因此通过热压，能够兼得钢板的高强度化和冲压成型性。

然而，锌系镀覆钢板的热压中存在弯曲加工部产生由液态金属脆化(LiquidMetal Embrittlement，LME)导致的开裂的问题。即热压中，在加热到比一般的Zn系镀层的熔点高的温度下的状态进行冲压成型。因此因加热而液化的锌侵入母材钢板而引起液态金属脆化，结果在受到拉伸应力的弯曲加工部产生开裂(裂纹)。

因此，从防止由液态金属脆化导致的裂纹的观点考虑，提出了将具备熔点高的Zn－Ni合金镀层的钢板用作热压用钢板。

例如专利文献1中公开了将具有包含7～15质量％的Ni的Zn－Ni合金镀层的钢板加热到800℃以上进行热压的热压部件的制造方法。

另外，专利文献2中公开了将具有包含13质量％以上的Ni的Zn－Ni合金镀层的钢板加热到Ac3相变点～1200℃的温度范围进行热压的热压部件的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013―503254号公报

专利文献2：日本特开2011－246801号公报

专利文献3：日本特表2014－505791号公报

发明内容

认为专利文献1、2公开的方法中使用熔点比Zn高的Zn－Ni合金镀层，因此能够抑制由热压时的液态金属脆化导致的裂纹产生。

然而，在上述的方法中，虽然可抑制在加工部产生的液态金属脆裂(微裂纹)，但利用电子显微镜详细观察时，存在在平坦部观察到50μm以下左右的微细的开裂(微裂纹)的情况。考虑微裂纹是由在热压加工时产生的锌蒸气侵入母材钢板而产生的。这里，“平坦部”是指非加工部的部分、即在热压后的部件中没有实施弯曲加工的平坦的部位。这样的微裂纹不会影响材料强度，但可成为涂装缺陷的起点，因此有可能损害外观、耐腐蚀性。

因此在专利文献3中，为了制造没有微裂纹的热压部件，提出了在热压前使用喷射空气等将钢板快速中间冷却到450～700℃。然而，对于专利文献3中提出的方法，用于实施快速中间冷却的追加设备的导入是必不可少的，存在制造成本增加的问题。

另外，根据专利文献1、2，由于专利文献1、2中公开的方法中得到的热压部件由于镀层含有Zn，因此由于Zn的牺牲防腐蚀效果，耐腐蚀性也优异。

然而，专利文献1中评价的耐腐蚀性是无涂装的耐腐蚀性，并不是实际的部件的使用状况的耐腐蚀性。即通常不考虑汽车用途等中要求防锈性的部件在不进行涂装的情况下使用，实际上在实施了化学转化处理、涂装的状态下使用。

另一方面，在专利文献2中评价的耐腐蚀性在实施了磷酸锌系化学转化处理后进行电泳涂装的情况下的涂装后耐腐蚀性，认为与实际的使用状态比较接近。

然而，近年来，从降低环境负荷的观点考虑，代替现有的磷酸锌系化学转化处理，锆系化学转化处理开始普及。因此，即使对热压部件实施锆系化学转化处理后进行电泳涂装的情况下，也要求具有优异的涂装后耐腐蚀性。

另外，根据本发明人等的研究，上述专利文献1、2公开的方法中得到的热压部件虽然应用磷酸锌系化学转化处理的情况下的涂装后耐腐蚀性优异，但是应用锆系化学转化处理的情况下的涂装后耐腐蚀性并不充分。

本发明鉴于上述的实际状况而完成，目的在于提供一种涂装后耐腐蚀性、特别是应用锆系化学转化处理的情况下的涂装后耐腐蚀性优异，并且微裂纹减少的热压部件。

本发明为了解决上述课题而完成，主旨如下。

1.一种热压部件，具有：钢板，

镀层，配置在上述钢板的至少一个面上，含有FeAl、Fe₂Al₅以及Zn，以及

含Zn氧化物层，配置在上述镀层上；

上述FeAl中的Zn固溶量小于10质量％。

2.根据上述1所述的热压部件，其中，上述含Zn氧化物层的厚度为0.10μm～5.0μm。

3.根据上述1或2所述的热压部件，其中，上述镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比为5.0～100。

4.根据上述1或2所述的热压部件，其中，上述镀层中的Zn的面积率为0.10％～5.0％以下。

5.根据上述3所述的热压部件，其中，上述镀层中的Zn的面积率为0.10％～5.0％。

本发明的热压部件在涂装后耐腐蚀性、特别是应用锆系化学转化处理的情况下的涂装后耐腐蚀性优异，并且微裂纹减少。另外，本发明的热压部件能够在不经过专利文献3中提出的快速中间冷却这样的特殊的工序的情况下制造，因此从制造成本方面是有利的。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式详细地进行说明。应予说明，以下的说明表示本发明的优选的一个实施方式，本发明并不限定于以下的说明。另外，Zn固溶量、钢板的成分组成以及镀层的组成中的单位“％”只要没有特别说明，就表示“质量％”。

本发明的热压部件具有作为母材的钢板、配置在上述钢板上的镀层、以及配置在上述镀层上的含Zn氧化物层。以下，对各部分进行说明。

[钢板]

本发明中，如后所述通过控制镀层的组成、存在于FeAl中的Zn固溶量来解决上述课题。因此，作为上述钢板，可以没有特别限定地使用任意的钢板。

然而，从用作汽车用部件等的观点考虑，优选热压部件的强度高。特别是为了得到超过1470MPa级的热压部件，优选使用具有下述的成分组成的钢板。

以质量％计含有C：0.20～0.35％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～3.0％、P：0.02％以下、S：0.01％以下、Al：0.1％以下以及N：0.01％以下、剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成的成分组成。

另外，上述成分组成可以进一步任意地含有选自Nb：0.05％以下、Ti：0.05％以下、B：0.0050％以下、Cr：0.3％以下以及Sb：0.03％以下中的至少一种。

以下，对上述优选成分组成中的各元素的作用效果和优选的含量进行说明。

C：0.20～0.35％

C是具有通过形成马氏体等组织来提高强度的作用的元素。从得到超过1470MPa级的强度的观点考虑，优选将C含量设定为0.20％以上。另一方面，如果C含量超过0.35％，则点焊部的韧性恶化。因此，C含量优选设定为0.35％以下。

Si:0.1～0.5％

Si是将钢强化而得到良好的材质有效的元素。为了得到上述效果，优选将Si含量设定为0.1％以上。另一方面，如果Si含量超过0.5％时，铁素体稳定化，因此淬透性降低。因此，Si含量优选设定为0.5％以下。

Mn：1.0～3.0％

Mn是对钢的高强度化有效的元素。从确保优异的机械特性、强度的观点考虑，优选将Mn含量设定为1.0％以上。另一方面，Mn含量过量时，退火时的表面稠化增加，影响镀层与钢板的密合性。因此，从提高镀层的密合性的观点考虑，优选将Mn含量设定为3.0％以下。

P：0.02％以下

P含量过量时，伴随着铸造时P向奥氏体晶界偏析的晶界脆化，导致局部延展性恶化。并且其结果是钢板的强度和延展性的平衡降低。因此，从提高钢板的强度和延展性的平衡的观点考虑，优选将P含量设定为0.02％以下。另一方面，对于P含量的下限，没有特别限定，可以为0％。然而，过度的减少会导致制造成本的增加，因此P含量优选设定为0.001％以上。

S：0.01％以下

S成为MnS等夹杂物，导致耐冲击性恶化、沿焊接部的金属流动方向的开裂。因此，S含量优选极力减少，具体而言优选设定为0.01％以下。另外，从确保良好的拉伸凸缘性的观点考虑，更优选设定为0.005％以下。另一方面，对于S含量的下限，没有特别限定，可以为0％。然而，过度的减少会导致制造成本的增加，因此S含量优选设定为0.0001％以上。

Al：0.1％以下

Al是作为脱氧剂起作用的元素。然而，如果Al含量超过0.1％，则淬透性降低。因此，Al含量优选设定为0.1％以下。另一方面，Al含量的下限没有特别限定，但从提高作为脱氧剂的效果的观点考虑，Al含量优选设定为0.01％以上。

N：0.01％以下

N含量超过0.01％时，热压前加热时生成AlN，淬透性降低。因此，N含量优选设定为0.01％以下。另一方面，N含量的下限没有特别限定，可以为0％。然而，过度的减少导致制造成本的增加，因此N含量优选设定为0.001％以上。

Nb：0.05％以下

Nb是对钢的强化有效的成分，但过量含有时，形状固定性降低。因此，在添加Nb的情况下，将Nb含量设定为0.05％以下。另一方面，Nb含量的下限没有特别限定，可以为0％。

Ti：0.05％以下

Ti与Nb同样地是对钢的强化有效的成分，过量含有时形状固定性降低。因此，在添加Ti的情况下，将Ti含量设定为0.05％以下。另一方面，Ti含量的下限没有特别限定，可以为0％。

B：0.0050％以下

B是具有抑制铁素体从奥氏体晶界生成和生长的作用的元素。然而，过量的B的添加会极大地损害成型性。因此，在添加B的情况下，从提高成型性的观点考虑，优选将B含量设定为0.0050％以下。另一方面，B含量的下限没有限定，从提高B的添加效果的观点考虑，优选设定为0.0002％以上。

Cr：0.3％以下

Cr是对钢的强化和提高淬透性有用的元素。然而，Cr是昂贵的元素，因此在添加Cr的情况下，为了降低合金成本，优选将Cr含量设定为0.3％以下。另一方面，Cr含量的下限没有特别限定，但从提高Cr的添加效果的观点考虑，优选设定为0.1％以上。

Sb：0.03％以下

Sb是具有在热压中防止钢板表层的脱碳的效果的元素。然而，如果Sb过量，则导致轧制载荷增加，因此生产率降低。因此，在添加Sb的情况下，从进一步提高生产率的观点考虑，优选将Sb含量设定为0.03％以下。另一方面，Sb含量的下限没有特别限定，从提高Sb的添加效果的观点考虑，优选设定为0.003％以上。

[镀层和含Zn氧化物层]

本发明的热压部件具有镀层。上述镀层可以设置于钢板的至少一个面，也可以设置于两面。上述镀层含有FeAl、Fe₂Al₅和Zn。FeAl和Fe₂Al₅是Fe与Al反应形成的金属间化合物。另外，Zn是具有牺牲防腐蚀效果的元素。并且，在上述镀层的表面存在含Zn氧化物层。

具有上述层结构的本发明的热压部件典型的是能够通过对Zn－Al合金镀覆钢板进行热压而制造。如果对具备Zn－Al合金镀层的镀覆钢板实施热压，镀层中包含的Zn等成分向基底钢板侧扩散，另一方面，基底钢板中包含的Fe等成分向镀层侧扩散。同时，镀层中的Zn和加热气氛中存在的氧结合，在镀层的表面形成含Zn氧化物层。此时，Al与Fe的亲和性比与Zn的亲和性高，因此镀层中包含的Al优先与Fe发生反应而形成FeAl系金属间化合物(FeAl、Fe₂Al₅等)。Zn主要固溶于FeAl系金属间化合物的相，一部分以金属Zn的形式残留。

以下对具有上述层结构的本发明的热压部件具备优异的涂装后耐腐蚀性的原因进行说明。通常将在镀层中具有不包含Al的Zn系合金镀层的钢板供于热压的情况下，在Zn系合金镀层的表面形成超过高低差10μm的大凹凸。本发明人等推测其原因如下。即，如果通过热压前的加热使钢板的温度上升，则伴随着温度上升，在Zn系合金镀层的表面形成表层氧化物层。结果，如果钢板的温度超过镀层的熔点，则位于表层氧化物层与钢板之间的镀层熔融而成为液体。并且，如果钢板的温度上升，则表层氧化物层也进一步生长。此时，表层氧化物层不仅在厚度方向上生长，而且在与镀层表面平行的方向上也生长。其结果是表层氧化物层生长而在表面形成凹凸，增加表面积。这是因为位于表层氧化物层与钢板之间的镀层是能够流动的液体，因此表层氧化物层能够改变其形状。

如此制造的热压部件在表面具有大的凹凸。对该热压部件实施锆系化学转化处理和电泳涂装的情况下，电泳涂装不会追随热压部件表面的凹凸，电泳涂装的膜厚在凸部变得极薄。因此，如果评价涂装后耐腐蚀性，则特别是未实施交叉切割的一般部红锈的产生很显著。

与此相对，将Zn－Al合金镀覆钢板供于热压的情况下，Fe优先与Al反应而形成FeAl系金属间化合物(FeAl、Fe₂Al₅等)。该FeAl系金属间化合物的熔点高于Zn系合金镀层，为1000℃以上，因此镀层不会因热压前的加热而熔融。因此，与镀层不含有Al的情况相比，能够得到表面平坦的热压部件。

对如此制造的热压部件实施锆系化学转化处理和电泳涂装评价涂装后耐腐蚀性时，电泳涂装的膜厚变得均匀，因此在未实施交叉切割的一般部不产生局部的红锈，能够得到优异的涂装后耐腐蚀性。

另外，随着加热镀层的表面形成大的凹凸的情况下，存在表层氧化物层无法追随其自身的变形，剥离的情况。表层氧化物层剥离的部分与锆系化学转化处理液的反应性比存在表层氧化物层的部分差，因此存在锆系化学转化处理被膜的覆盖率降低，在未覆盖化学转化处理被膜的部分产生红锈的情况。

与此相对，在表层氧化物层平坦的情况下，不会因加热时的变形发生剥离，因此锆系化学转化处理被膜能够均匀地覆盖热压部件的整面，不产生由上述的表层氧化物层的剥离导致的红锈。

上述热压部件的镀层可以是含有FeAl、Fe₂Al₅以及Zn的镀层，但优选FeAl、Fe₂Al₅和Zn的合计量占镀层整体的89％以上，更优选为90％以上。FeAl、Fe₂Al₅和Zn的合计量占镀层整体的上限并不特别限定，例如可以为100％，也可以为99.9％以下。

另外，上述热压部件的镀层可以具有由Fe、Al和余量的Zn构成的成分组成，可以在上述成分组成中进一步任意地包含Si。更优选上述镀层具有由Fe：20～80％、Al：10～50％、Si：0.1～11％以及余量的Zn和不可避免的杂质构成的成分组成。Al含量进一步优选为20～50％。

热压部件的镀层的成分组成可以通过将该镀层溶解于盐酸水溶液，通过ICP－AES(电感耦合等离子体发射光谱法)对得到的溶解液中包含的元素进行定量而求出。更详细而言，可以利用实施例记载的方法进行测定。

FeAl中的Zn固溶量：小于10％

本发明人等的研究结果发现在热压部件的镀层中包含的FeAl中的Zn固溶量小于10％的情况下，该热压部件的微裂纹减少。因此，在本发明中，将FeAl中的Zn固溶量设定为小于10％。

在FeAl中的Zn固溶量小于10％的情况下微裂纹减少的原因如下考虑。

首先，如上所述，微裂纹由热压加工时的Zn的蒸发所产生。因此，从减少微裂纹的观点考虑，优选减少镀层中包含的Zn。然而，如果单纯地减少镀层整体中包含的Zn的总量，则Zn的牺牲防腐蚀效果降低，因此存在得不到足够的耐腐蚀性的危险。

这里，着眼于进行热压后的镀层的相结构，在镀层存在作为FeAl系金属间化合物的相的FeAl和Fe₂Al₅。并且，引起微裂纹的Zn主要固溶于FeAl系金属间化合物的相，仅一部分以金属Zn的形式残留。因此，为了抑制对耐腐蚀性的影响同时减少微裂纹，优选减少固溶在FeAl系金属间化合物的相中的Zn的量。

另一方面，研究了热压后的镀层中的FeAl和Fe₂Al₅的分布，结果发现Al与Fe之间的亲和性很高，Fe₂Al₅更多地分布于靠近母材钢板一侧，FeAl更多地分布于镀层的表面侧(与母材钢板相反的一侧)。微裂纹因Zn从镀层表面蒸发而产生，因此如果考虑上述的分布，则在FeAl系金属间化合物中，认为固溶于FeAl的Zn的量主要影响微裂纹的产生。因此，通过减少FeAl中的Zn固溶量，能够最大限度降低对耐腐蚀性的影响，同时能够有效地减少微裂纹。

另外，如后所述，在本发明的优选的实施方式之一，可以将镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比设定为5.0以上。通过将FeAl中的Zn固溶量的减少和FeAl的比率的增加组合，能够进一步提高微裂纹的减少效果。

因此，在本申请发明中，将FeAl中的Zn固溶量设定为小于10％。另一方面，FeAl中的Zn固溶量的下限不特别限定，可以为0％。然而，从容易制造的观点考虑，FeAl中的Zn固溶量优选为1.0％以上，更优选为2.0％以上。

上述FeAl中的Zn固溶量可以通过电子探针显微分析仪(EPMA)进行测定。具体而言，通过EPMA测定热压部件的FeAl中的任意50个位置的Zn固溶量，将其平均值作为FeAl中的Zn固溶量。

应予说明，减少FeAl中的Zn固溶量的方法没有特别限定，如后所述，通过促进Fe从热压加工时的基底钢板向镀层中的扩散，能够增大FeAl的生成量，其结果是能够相对减少FeAl中的Zn固溶量。

含Zn氧化物层的厚度：0.10～5.0μm

上述含Zn氧化物层的厚度没有特别限定，可以为任意的厚度。然而，含Zn氧化物层具有在冲压成型时提高镀层表面与模具之间的滑动特性的功能。因此，含Zn氧化物层过薄时，滑动性降低，冲压成型时产生镀层的剥离，结果存在耐腐蚀性降低的情况。因此，从进一步提高涂装后耐腐蚀性的观点考虑，优选将含Zn氧化物层的厚度设定为0.10μm以上。

另一方面，如果含Zn氧化物层过厚，则存在微裂纹增加的情况。认为这是因为过度地生长的含Zn氧化物层的一部分剥离，容易从剥离的位置产生成为微裂纹的原因的Zn蒸气。另外，含Zn氧化物层剥离的位置成为涂装缺陷的起点，因此导致涂装后耐腐蚀性的降低。因此，从进一步减少微裂纹以及进一步提高涂装后耐腐蚀性的观点考虑，优选将含Zn氧化物层的厚度设定为5.0μm以下。

上述含Zn氧化物层的厚度可以通过利用扫描式电子显微镜(SEM)观察热压部件的截面进行测定。具体而言，使用SEM以500倍观察热压部件的截面，测定任意20个位置的含Zn氧化物层的厚度，将其平均值作为含Zn氧化物层的厚度。

FeAl/Fe₂Al₅比：5.0～100

如上所述，本发明中，通过减少FeAl中的Zn固溶量来减少微裂纹。另一方面，Zn不仅能够固溶于FeAl也能够固溶于Fe₂Al₅。因此，通过提高镀层中的FeAl与Fe₂Al₅的比，并且将FeAl中的Zn固溶量降低到小于10％，能够进一步减少作为镀层整体的Zn固溶量。因此，从进一步减少微裂纹的观点考虑，优选将镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比设定为5.0以上。另一方面，在FeAl/Fe₂Al₅比超过100的情况下，存在涂装后耐腐蚀性恶化的情况。认为这是因为在FeAl与含Zn氧化物层之间的界面发生含Zn氧化物层剥离，结果与化学转化液体的反应性局部降低。因此，从进一步提高涂装后耐腐蚀性的观点考虑，优选将镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比设定为100以下。

上述FeAl/Fe₂Al₅比可以通过X射线衍射(XRD)测定。具体而言，通过XRD测定获得衍射图案，将上述衍射图案中的归属于FeAl的峰的强度与归属于Fe₂Al₅的峰的强度的比设定为FeAl/Fe₂Al₅比。这里，归属于Fe₂Al₅的峰的面间距d为2.19，归属于FeAl的峰的面间距d为2.05。另外，上述XRD测定的条件可以为X射线源：Cu－Kα，管电压：40kV，管电流：30mA。

Zn面积率：0.10％～5.0％

如上所述，Zn是具有牺牲防腐蚀效果的元素，镀层中包含的Zn的比例增加，耐腐蚀性提高。因此从进一步提高涂装后耐腐蚀性的观点考虑，优选将镀层中的Zn的面积率设定为0.10％以上。另外，如果Zn的面积率为0.10％以上，则抑制划痕、钢板端面上的红锈产生的效果也提高。

另一方面，如果金属Zn的比例增加，则热压时产生的Zn蒸气的量也增加，因此容易产生微裂纹。因此，为了进一步减少微裂纹，优选金属Zn量少。然而，在镀层共存有FeAl相的情况下，产生的Zn蒸气被捕捉于FeAl相，因此能够允许某种程度的金属Zn量。因此，从进一步减少微裂纹的观点考虑，优选将镀层中的Zn的面积率设定为5.0％以下。

上述Zn的面积率可以通过EPMA测定。具体而言，在基于EPMA的测定中，将Zn固溶量比70％高的镀层中的区域设定为金属Zn区域，将上述金属Zn区域的面积与镀层的总面积的比例设定为Zn的面积率。

上述热压部件中的镀层的附着量没有特别限定，优选钢板每单面为40g/m²以上，更优选为50g/m²以上，进一步优选为60g/m²以上。另外，上述镀层的附着量优选钢板每单面为400g/m²以下，更优选为300g/m²以下，进一步优选为200g/m²以下。

上述热压部件中的镀层的每单面的附着量可以使用盐酸水溶液溶解除去热压部件的镀层，根据其前后的重量的差求出。更详细而言，可以利用实施例中记载的方法进行测定。

应予说明，热压部件中的镀层的附着量通常比热压前的镀覆钢板中的镀层的附着量多。这是因为在热压工序中，构成镀层的金属和母材钢板的金属相互扩散的缘故。特别是热压后的镀层的Fe浓度显著高于热压前的镀层的Fe浓度。Fe的扩散量根据热压时的加热条件等而变化。

[制造方法]

接下来，对本发明的热压部件的优选的制造方法进行说明。

本发明的热压部件是对基底钢板实施镀覆而制成镀覆钢板，接着，可以通过对上述镀覆钢板实施热压而制造。

作为基底钢板，可以没有特别限定地使用任意的钢板。优选的钢板的成分组成如前所述。上述基底钢板优选为热轧钢板或者冷轧钢板。

对上述基底钢板的镀覆可以利用任意的方法进行，但优选利用热浸镀法进行。以下，对利用热浸镀法制成镀覆钢板的情况进行说明。

首先，在热浸镀之前，对基底钢板实施退火。进行上述退火时，将气氛中的H₂/H₂O分压比设为小于500。由此从基底钢板的表层产生脱碳，表层的铁素体组织增加，从而促进在后续的热压工序中的镀层和基底钢板的扩散。如果Fe从基底钢板向镀层中的扩散被促进，则与Fe₂Al₅相比，FeAl的比例增加。另一方面，存在于镀层中的Zn量基本上不变化，因此固溶在FeAl中的Zn量相对降低。

接下来，对上述退火后的基底钢板实施喷丸。通过实施喷丸对基底钢板的表面导入应变，其结果是后续的热压工序中的镀层和基底钢板的扩散被促进。如上所述，如果Fe从基底钢板向镀层中的扩散被促进，则与Fe₂Al₅相比，FeAl的比例增加。另一方面，存在于镀层中的Zn量基本上不变化，因此固溶在FeAl中的Zn量相对降低。

可以调整喷丸的条件以使最终得到的热压部件的FeAl中的Zn固溶量成为所希望的值。例如如果增加喷射弹丸材料时的空气压力，则喷丸的扩散促进的效果提高，其结果是FeAl中的Zn固溶量变低。因此，上述空气压力优选设定为0.10MPa以上。

然后，对上述喷丸后的基底钢板实施热浸镀，制成在基底钢板的表面具备热浸镀层的热浸镀钢板。上述热浸镀层可以是包含Al的Zn系合金镀层。具体而言，上述热浸镀层可以具有由Fe、Al和余量的Zn构成的成分组成，在上述成分组成中可以进一步任意地包含Si。更优选上述热浸镀层具有由Al：20～80％、Si：0.1～11％以及余量的Zn和不可避免的杂质构成的成分组成。Al含量进一步优选为30～70％。

热浸镀钢板的热浸镀层的成分组成可以通过在添加了六亚甲基四胺作为抑制剂的盐酸水溶液中溶解上述热浸镀层，对得到的溶解液中包含的元素利用ICP－AES进行定量而求得。更详细而言，可以利用实施例记载的方法进行测定。

上述热浸镀层的附着量没有特别限定，优选钢板每单面为20g/m²以上，更优选为30g/m²以上，进一步优选为50g/m²以上。另外，上述热浸镀层的附着量优选钢板每单面为300g/m²以下，更优选为250g/m²以下，进一步优选为200g/m²以下。如前所述，如果进行热压，则由于Fe从母材钢板扩散，镀层的附着量增大。因此，通过将热压前的热浸镀钢板的热浸镀层的附着量设定为上述范围，能够使热压部件中的镀层的附着量在上述的优选范围。

上述热浸镀钢板中的热浸镀层的每单面的附着量可以通过使用添加了六亚甲基四胺作为抑制剂的盐酸水溶液将热浸镀钢板的热浸镀层溶解除去，根据其前后的重量之差求得。更详细而言，能够利用实施例所记载的方法进行测定。

接下来，通过对上述热浸镀钢板进行热压而制成热压部件。上述热压中，首先，将热浸镀钢板加热到Ac3相变点以上、1000℃以下的加热温度，保持1.0分钟以上，然后使用模具进行加压。通过在上述条件下进行加热和保持，能够得到上述的具有层结构的热压部件。

加热温度比Ac3相变点低时，存在无法得到作为热压部件所需要的强度的情况。另一方面，如果加热温度超过1000℃，则操作成本增大。

另外，如果保持时间小于1.0分钟，则无法将FeAl中的Zn固溶量设定为小于10％。另一方面，保持时间的上限没有特别限定，优选设定为10.0分钟以下。从实现上述的含Zn氧化物层的厚度、FeAl/Fe₂Al₅比和Zn面积率的观点考虑，更优选将保持时间设定为5.0分钟以下。

实施例

以下，使用实施例对本发明的作用·效果进行说明。应予说明，本发明并不限于以下的实施例。

按照以下的顺序，制成热浸镀钢板，通过对上述热浸镀钢板进行热压而制成热压部件。

·热浸镀钢板的制作

作为基底钢板使用具有如下的成分组成的板厚1.4mm的冷轧钢板，即，以质量％计含有C：0.25％、Si：0.25％、Mn：1.9％、P：0.005％、S：0.001％、Al：0.03％、N：0.004％、Nb：0.02％、Ti：0.02％、B：0.002％、Cr：0.2％、Sb：0.008％，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。

对上述基底钢板在表1、2所示的条件下依次实施退火、喷丸以及热浸镀而得到热浸镀钢板。在上述喷丸中，将平均粒度0.5mm的钢球用作弹丸材料，在表1、2所示的空气压力下向钢板表面以角度60°喷射弹丸材料。

按照以下的顺序对得到的各热浸镀钢板中的热浸镀层的成分组成和热浸镀层的附着量进行测定。将测定结果示于表1、2。

(热浸镀层的成分组成)

首先，将作为评价对象的热浸镀钢板进行冲裁加工，采取48mmφ的试样。然后，对上述试样的一个面(与测定成分组成的面相反的一侧的面)进行遮蔽。接着，在20g/L的重铬酸铵水溶液中浸渍上述试样60分钟，将表面氧化物层溶解。进一步在添加了六亚甲基四胺1mL作为抑制剂的17％盐酸水溶液中浸渍上述试样60分钟，溶解热浸镀层。对溶解了上述热浸镀层的盐酸水溶液中的金属成分(Al、Si、Fe、Zn)利用ICP－AES进行定量，求出热浸镀层中包含的各元素的质量。将得到的各元素的质量除以热浸镀层的总质量而得到热浸镀层中包含的各元素的含量(质量％)。热浸镀层的总质量根据热浸镀层的附着量(g/m²)和热浸镀层的面积(m²)进行计算。应予说明，表1、2中仅示出了Al、Si和Fe的含量，但剩余部分为Zn和不可避免的杂质。

(热浸镀层的附着量)

首先，对作为评价对象的热压部件进行冲裁加工，采取48mmφ的试样3个。然后，对各试样的一个面(与测定附着量的面相反的一侧的面)进行遮蔽。接着，在20g/L的重铬酸铵水溶液中浸渍各试样60分钟溶解表面氧化物层后，测定各试样的重量。并且在添加了六亚甲基四胺1mL作为抑制剂的17％盐酸水溶液中浸渍各试样60分钟，溶解热浸镀层后，再次测定各试样的重量。将热浸镀层的溶解前后的重量差除以上述试样的面积，由此算出各试样中的每单位面积的热浸镀附着量。并且，将3个试样中的镀覆附着量的平均值作为该热浸镀钢板中的热浸镀层的每单面的附着量。

·热压部件的制作

接着，从得到的热浸镀钢板采取150mm×300mm的试验片，在表1、2所示的条件下加热上述试验片。上述加热中使用电炉。

经过规定的保持时间后，将试验片从电炉中取出，立即使用帽型模具在成型开始温度700℃下进行热压而得到热压部件。应予说明，得到的热压部件的形状为上表面的平坦部长度100mm、侧面的平坦部长度50mm、下表面的平坦部长度50mm。另外，模具的弯曲半径R在上表面的两肩、下表面的两肩均为7R。

按照以下的步骤对得到的各热压部件中的、镀层的成分组成和镀层的附着量进行测定。将测定结果示于表3、4。

(镀层的成分组成)

首先，对作为评价对象的热压部件进行冲裁加工，采取48mmφ的试样。然后，将上述试样的一个面(与测定成分组成的面相反的一侧的面)进行遮蔽。接着，向20g/L的重铬酸铵水溶液中浸渍上述试样60分钟，溶解表面氧化物层。进一步在17％盐酸水溶液中浸渍上述试样60分钟，溶解镀层。对溶解了上述镀层的盐酸水溶液中的金属成分(Al、Si、Fe、Zn)利用ICP－AES进行定量，求出镀层中包含的各元素的质量。将得到的各元素的质量除以镀层的总质量而得到镀层中包含的各元素的含量(质量％)。镀层的总质量根据镀层的附着量(g/m²)和镀层的面积(m²)进行计算。将测定结果示于表3、4。应予说明，表3、4中仅示出了Al、Si和Fe的含量，但剩余部分为Zn和不可避免的杂质。

(镀层的附着量)

首先，对作为评价对象的热压部件进行冲裁加工，采取48mmφ的试样3个。然后，对各试样一个面(与测定附着量的面相反一侧的面)进行遮蔽。接着，在20g/L的重铬酸铵水溶液中浸渍各试样60分钟，溶解表面氧化物层后，测定各试样的重量。并且，将各试样浸渍于17％盐酸水溶液中60分钟而溶解镀层后，再次测定各试样的重量。将镀层的溶解前后的重量差除去上述试样的面积而算出各试样中的每单位面积的镀覆附着量。并且，将3个试样中的镀覆附着量的平均值作为该热压部件中的镀层的每单面的附着量。

并且，对于得到的各热压部件，按照以下的方法测定FeAl中的Zn固溶量、含Zn氧化物层的厚度、镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比以及镀层中的Zn的面积率。将测定结果示于表3、4。

(FeAl中的Zn固溶量)

从热压部件的上表面的平坦部采取截面观察用的试验片，利用EPMA进行分析，由此测定FeAl中的Zn固溶量。具体而言，对FeAl中的任意的50个位置的Zn固溶量进行分析，将该平均值作为FeAl中的Zn固溶量。

(含Zn氧化物层的厚度)

从热压部件的上表面的平坦部采取截面观察用的试验片，进行截面观察，由此测定含Zn氧化物层的厚度。具体而言，对热压部件的截面使用SEM以500倍进行观察，测定任意的20个位置的含Zn氧化物层的厚度，将该平均值作为含Zn氧化物层的厚度。

(镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比)

使用从热压部件切出的样品，测定镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比。具体而言，由通过XRD测定(X射线源：Cu－Kα，管电压：40kV，管电流：30mA)得到的衍射图案，测定归属于FeAl(d＝2.05)和Fe₂Al₅(d＝2.19)的峰强度，将该强度比作为镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比。

(镀层中的Zn的面积率)

利用EPMA对与Zn固溶量的测定中使用的试验片相同的截面观察用的试验片进行分析，测定镀层中的Zn的面积率。具体而言，将镀层中的Zn固溶量高于70％的区域设定为金属Zn区域，将上述金属Zn区域的面积与镀层的总面积的比例作为Zn的面积率。

并且，为了评价得到的热压部件的特性，按照以下的条件评价涂装后耐腐蚀性和微裂纹的量。

(涂装后耐腐蚀性)

从得到的热压部件的上表面的平坦部切出70mm×150mm的试验片，通过对上述试验片实施锆系化学转化处理和电泳涂装，由此制成耐腐蚀性试验片。上述锆系化学转化处理使用Nihon Parkerizing公司制PLM2100以标准条件进行。上述电泳涂装使用关西涂料社制GT100V以涂装膜厚成为10μm的方式进行。电泳涂装的烧结条件在170℃下保持20分钟。

将得到的耐腐蚀性试验片供于腐蚀试验(SAE－J2334)，进行30个循环后的腐蚀状况的评价，按照以下的基准，判定涂装后耐腐蚀性。如果是◎、○、△中的任意一个，则视为合格。将评价结果示于表3、4。

◎：没有产生一般部的红锈

○：1处≤红锈产生部位＜3处

△：3处≤红锈产生部位＜10处

×：10处≤红锈产生部位

(微裂纹)

从得到的热压部件的侧面平坦部的中央(从下面起25mm)在C方向10个部位采取10mm×10mm的样品用于截面SEM观察。对上述样品进行SEM观察(倍率×1000)调查有无微裂纹，按照以下的基准进行评价。将评价结果示于表3、4。如果平均微裂纹深度小于100μm(评分2～4)，则判断具有作为本发明目标的微裂纹耐性。

评分4：平均微裂纹深度小于10μm

评分3：平均微裂纹深度为10μm以上且小于50μm

评分2：平均微裂纹深度为50μm以上且小于100μm

评分1：平均微裂纹深度小于100μm以上

根据表3、4所示的结果可知，在满足本发明的条件的热压部件即使应用锆系化学转化处理的情况下，涂装后耐腐蚀性也优异，并且微裂纹减少。

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Claims

1.一种热压部件，具有：钢板，

镀层，配置在所述钢板的至少一个表面上，含有FeAl、Fe₂Al₅以及Zn，以及

配置在所述镀层上的含Zn氧化物层，

所述FeAl中的Zn固溶量小于10质量％。

2.根据权利要求1所述的热压部件，其中，所述含Zn氧化物层的厚度为0.10μm～5.0μm。

3.根据权利要求1或2所述的热压部件，其中，所述镀层中的FeAl/Fe₂Al₅比为5.0～100。

4.根据权利要求1或2所述的热压部件，其中，所述镀层中的Zn的面积率为0.10％～5.0％。

5.根据权利要求3所述的热压部件，其中，所述镀层中的Zn的面积率为0.10％～5.0％。