ES2899474T3 - Componente de alta resistencia moldeado por estampación en caliente que tiene excelente resistencia a la corrosión después del metalizado - Google Patents

Componente de alta resistencia moldeado por estampación en caliente que tiene excelente resistencia a la corrosión después del metalizado Download PDF

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Kazuhisa Kusumi
Masayuki Abe
Masao Kurosaki
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Abstract

Una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente que tiene excelentes propiedades anticorrosivas posteriores al pintado, que comprende una capa de metalizado de aleación que comprende una fase de compuesto intermetálico de Al-Fe en la superficie de una chapa de acero, estando compuesta dicha capa de metalizado de aleación por fases de una pluralidad de compuestos intermetálicos, una longitud media de intersección lineal de granos de cristal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % en masa entre dichas fases de la pluralidad de compuestos intermetálicos es de 3 a 20 μm, en la que la longitud media de intersección lineal se define y mide como se describe en la descripción, el valor promedio de espesor de dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe es de 10 a 50 μm, y la relación entre el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor de dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe cumple la siguiente relación: 0 < desviación típica de espesor/valor promedio de espesor <= 0,15; en la que dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe contiene, en % en masa, Si: de un 2 a un 7 %.

Description

DESCRIPCIÓN
Componente de alta resistencia moldeado por estampación en caliente que tiene excelente resistencia a la corrosión después del metalizado
Campo técnico
La presente invención se refiere a una pieza de aluminio metalizada de alta resistencia que es excelente en cuanto a propiedades anticorrosivas posteriores al pintado, que se produce mediante conformación por presión a alta temperatura, es decir, mediante estampación en caliente, y resulta apropiada para elementos en los que se requiere resistencia, tales como por ejemplo, piezas de automóvil y otros elementos estructurales, más específicamente se refiere a una pieza de alta resistencia que se forma mediante estampación en caliente en la que se evita la propagación de fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio cuando se somete a estampación en caliente una chapa de acero metalizado en aluminio de alta resistencia y que es excelente en cuanto a propiedades anticorrosivas posteriores al pintado, y un método de producción de la misma.
Antecedentes de la técnica
En los últimos años, en aplicaciones de chapa de acero para uso en automoción (por ejemplo, columnas de automóvil, vigas de impacto para puertas, vigas de parachoques, etc.) y similares, se ha deseado una chapa de acero de alta resistencia y elevada aptitud de conformación. Como medio para hacer frente a esto, existe el acero TRIP (plasticidad inducida por transformación) que utiliza la transformación de martensita de austenita residual. Cuando se usa este acero TRIP, es posible producir una chapa de acero de alta resistencia que es excelente en cuanto a aptitud de conformación y que tiene una resistencia de clase 1000 MPa o similar, pero garantizar la aptitud de conformación con una chapa de acero de resistencia muy elevada de resistencia incluso mayor, por ejemplo, 1500 MPa o más, resulta complicado.
A la vista de esta situación, el método de conformación que más interés ha suscitado recientemente como método para garantizar una alta resistencia y una elevada aptitud de conformación ha sido la estampación en caliente (también denominada prensado en caliente, estampación en caliente, templado en troquel, templado en prensa, etc.). La estampación en caliente provoca el calentamiento de la chapa de acero a 800 °C o una región de austenita superior, la posterior conformación mediante un troquel cuando está caliente, para mejorar así la aptitud de conformación de la chapa de acero de alta resistencia y, tras la conformación, el enfriamiento en el troquel de prensa para el templado de la misma, obteniéndose de este modo una pieza moldeada de calidad deseada.
La estampación en caliente resulta prometedora como método de conformación de elementos de resistencia muy elevada, pero generalmente incluye una etapa de calentamiento de la chapa de acero en la atmósfera. En este instante, se forman óxidos (incrustaciones) sobre la superficie de la chapa de acero, por lo que es necesario una etapa posterior de eliminación de incrustaciones. En este sentido, en una etapa posterior, surge el problema de la necesidad de medidas desde el punto de vista de la capacidad de desincrustación y la carga ambiental, etc.
Como técnica para aliviar este problema, se ha propuesto la utilización de una chapa de acero metalizada en aluminio como chapa de acero para el uso de elementos de estampación en caliente con el fin de evitar la formación de incrustaciones en el momento del calentamiento (por ejemplo, véanse los documentos PLT 1 y 2).
La chapa de acero metalizada en aluminio resulta eficaz para la producción eficiente de una pieza moldeada de alta resistencia mediante estampación en caliente. La chapa de acero metalizada en aluminio generalmente se conforma a presión y a continuación se pinta. La capa de metalizado de aluminio después del calentamiento en el momento de la estampación en caliente cambia a un compuesto intermetálico hasta la superficie. Este compuesto es extremadamente frágil. Si se somete a una operación de conformación severa mediante estampación en caliente, la capa de metalizado de aluminio se fisura de forma fácil. Además, las fases de este compuesto intermetálico tienen un potencial más electropositivo que la chapa de acero matriz, por lo que existe el problema de que la corrosión del material de chapa de acero se inicie a partir de las fisuras como puntos de partida y la propiedad anticorrosiva posterior al pintado se vea disminuida.
Para evitar la disminución de la propiedad anticorrosiva posterior al pintado debido a la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio, la adición de Mn a este compuesto intermetálico resulta extremadamente eficaz, por lo que se ha propuesto una chapa de acero metalizada en aluminio que mejora la propiedad anticorrosiva posterior al pintado mediante la adición de un 0,1 % o más de Mn en la capa de metalizado de aluminio (por ejemplo, véase el documento PLT 3).
La técnica que se describe en el documento PLT 3 añade elementos específicos de ingrediente en la capa de metalizado de aluminio para evitar la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio, pero no es una técnica que evite la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio sin adición de elementos específicos de ingrediente en la capa de metalizado de aluminio.
Además, se ha propuesto una chapa de acero metalizada en aluminio en la que, si se añaden elementos al acero de matriz de la chapa de acero metalizada en aluminio para dar Ti 0,1Mn 0,1 Si 0,1Cr> 0,25, estos elementos favorecen la difusión entre Al-Fe de modo que incluso si se forman fisuras en la capa de metalizado de aluminio, se produce una reacción Fe-Al alrededor de ellas y, por tanto, se evita que el material de la chapa de acero quede expuesto, mejorando así la resistencia a la corrosión (por ejemplo, véase el documento PLT 4).
Sin embargo, la técnica que se describe en el documento PLT 4 no intenta evitar la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio. El documento WO02/103073 A2 se refiere a una chapa metalizada con sistema de aluminio aleado de alta resistencia y resume la divulgación del documento PLT 1 al documento PLT 4.
Lista de citas
Bibliografía de patentes
PLT 1: Publicación de Patente Japonesa N°. 2003-181549A.
PLT 2: Publicación de Patente Japonesa N°. 2003-49256A.
PLT 3: Publicación de Patente Japonesa N°. 2003-34855A.
PLT 4: Publicación de Patente Japonesa N°. 2003-34846A.
Sumario de la invención
Problema técnico
La presente invención se llevó a cabo teniendo en cuenta esta situación y tiene como objeto la provisión de una pieza de alta resistencia por estampación en caliente en la que se evita la propagación de fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio cuando se somete a estampación en caliente y en la que la propiedad anticorrosiva después del pintado resulta excelente, incluso sin añadir elementos especiales de ingrediente que eviten la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio. Además, tiene como objeto la formación de una película lubricante en la superficie de la capa de metalizado de aluminio para mejorar la aptitud de conformación en el momento de estampación en caliente de la chapa de acero metalizada en aluminio y evitar la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio.
Solución al problema
Los inventores dedicaron una investigación profunda para resolver los problemas anteriores y completaron la presente invención. En general, la chapa de acero metalizada en aluminio para uso de elementos sometidos a estampación en caliente se forma con una capa de metalizado de aluminio en una o ambas superficies de la chapa de acero por medio de inmersión en caliente, etc. La capa de metalizado de aluminio puede contener, en % en masa, Si: de un 2 a un 7 % según sea necesario y está compuesta por un equilibrio de Al e impurezas inevitables.
Cuando la capa de chapa de aluminio de la chapa de acero metalizada en aluminio antes del estampación en caliente contiene Si, está compuesta por una capa de Al-Si y una capa de Fe-Al-Si a partir de la capa superficial. Para someter a estampación en caliente una chapa de acero metalizada en aluminio, en primer lugar, se calienta la chapa de acero metalizada en aluminio a una temperatura elevada para hacer de la chapa de acero una fase de austenita. Además, la chapa de acero metalizada en aluminio que se convierte en austenita se somete a conformación por medio de prensado en caliente y a continuación se enfría la chapa de acero metalizada en aluminio conformada. La chapa de acero metalizada en aluminio se puede preparar a alta temperatura para reblandecerla una vez y facilitar la posterior conformación mediante prensado. Además, la chapa de acero se puede calentar y enfriar de manera que se temple y se obtenga una resistencia mecánica de aproximadamente 1500 MPa o superior.
En la etapa de calentamiento de esta chapa de acero metalizada en aluminio para uso en elementos sometidos a estampación en caliente, dentro de la capa de metalizado de aluminio (cuando se incluye Si), Al-Si y Fe de la chapa de acero se difunden mutuamente, cambiando así como un todo a un compuesto de Al-Fe (compuesto intermetálico). En este momento, en el compuesto de Al-Fe, también se forma parcialmente una fase que contiene Si. Este compuesto (compuesto intermetálico) es extremadamente frágil. Si se conforma bajo condiciones severas de estampación en caliente, se forman fisuras en la capa de metalizado de aluminio. Además, estas fases tienen un potencial más electropositivo que la chapa de acero de matriz, por lo que la corrosión del material de chapa de acero comienza a partir de las fisuras en forma de puntos de partida y la parte conformada reduce su propiedad anticorrosiva posterior al pintado. Por tanto, la supresión de las fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio después de la estampación en caliente mejora la propiedad anticorrosiva de la pieza posterior al pintado que se forma mediante estampación en caliente.
En la estampación en caliente, no es posible evitar la formación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio, pero los inventores tomaron nota del hecho de que si fuera posible detener la propagación de fisuras en la capa de metalizado de aluminio que se forman en la estampación en caliente en el interior de la capa de metalizado de aluminio, las fisuras no alcanzarían la chapa de acero de matriz. Descubrieron que esto permitiría evitar la corrosión del material de chapa de acero y con ello un efecto perjudicial sobre la propiedad anticorrosiva después del pintado de la pieza sometida a estampación en caliente. Los inventores dedicaron una investigación profunda a detener la propagación de fisuras de la capa de metalizado de aluminio para fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio. Como resultado de ello, descubrieron que si se controla la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal de una fase de compuesto intermetálico que contiene Al en un 40 a un 65 % entre los granos de cristal de la pluralidad de fases de compuesto intermetálico basadas en Al-Fe que se forman en la superficie de la chapa de acero (en lo sucesivo, a veces denominada simplemente "longitud media de intersección lineal ") de 3 a 20 gm, es posible detener la propagación de fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio. Además, descubrieron que mediante la formación adicional de una película lubricante que contiene ZnO en la superficie de la capa de metalizado de aluminio, es posible garantizar una propiedad lubricante en el momento de la estampación en caliente y evitar defectos superficiales y formación de fisuras. Además, descubrieron una composición de chapa de acero que resulta apropiada para estampación en caliente.
Además, los inventores descubrieron que el espesor de la capa de metalizado de aleación de Al-Fe tiene un efecto sobre el estado de las salpicaduras en el momento de la soldadura por puntos y descubrieron que para obtener una aptitud estable de soldadura por puntos, es importante reducir la desviación de espesor de metalizado (desviación típica), hacer que el valor promedio de espesor de la capa de metalizado de aleación de Al-Fe sea de 10 a 50 gm, y hacer que la relación entre el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor (desviación típica de espesor/valor promedio de espesor) sea de 0,15 o menos.
La presente invención se completó basándose en estos descubrimientos y se define en las reivindicaciones.
Efectos ventajosos de la invención
Según la presente invención, es posible detener las fisuras formadas en la capa de metalizado (capa de aleación) de la chapa de acero metalizada en aluminio en el momento de la estampación en caliente sin permitir la propagación en las fronteras de grano de cristal de la capa de metalizado. Por este motivo, las fisuras no alcanzan la superficie de la pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente y se puede mejorar la propiedad anticorrosiva posterior al pintado de la pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente. Además, en la presente invención, la superficie de la capa de metalizado de la chapa de acero metalizada en aluminio se forma de manera adicional con una capa de película superficial lubricante que contiene ZnO y a continuación la chapa se somete a estampación en caliente para obtener la parte conformada. Debido a esto, es posible mejorar la facilidad de trabajo en el momento de la estampación en caliente y es posible evitar la formación de fisuras, por lo que se puede aumentar la productividad. Además, al reducir la desviación de espesor de metalizado, se puede estabilizar la aptitud de soldadura por puntos. Además, utilizando una chapa de acero que tiene los ingredientes de acero descritos a continuación, es posible obtener una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente que tiene una resistencia a la tracción de 1000 MPa o más.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una microfotografía de polarización de la estructura de una capa de metalizado de aluminio en la sección transversal de una pieza sometida a estampación en caliente.
La Figura 2 es un diagrama de fase ternario de Al-Fe-Si (isoterma de 650 °C).
Las Figuras 3(a) a (d) son microfotografías de polarización de la estructura de una capa de metalizado de aluminio. (a) muestra el caso de un espesor de metalizado de 40 g/m por lado y una tasa de aumento de temperatura en estampación en caliente de 5 °C. (b) muestra el caso de un espesor de metalizado de 40 g/m por lado y una tasa de aumento de temperatura en estampación en caliente de 20 °C. (c) muestra el caso de un espesor de metalizado de 80 g/m por lado y una tasa de aumento de temperatura en estampación en caliente de 5 °C. (d) muestra el caso de un espesor de metalizado de 80 g/m por lado y una tasa de aumento de temperatura en estampación en caliente de 20 °C. Además, (a) es una vista que muestra el método de hallar la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal mediante el método del segmento lineal. Es una vista que muestra la longitud media de intersección lineal hallada dibujando una línea paralela a la superficie de la capa de metalizado, contando el número de fronteras de grano que pasan a través de esta línea y dividiendo la longitud medida entre el número de fronteras de grano. En (a), la longitud media de intersección lineal fue de 12,3 gm.
La Figura 4 es una vista que muestra los efectos de las condiciones de metalizado de aluminio y las condiciones de calentamiento en el momento del estampación en caliente sobre la longitud media de intersección lineal de una fase de compuesto intermetálico que contiene Al: de un 40 a un 65 %. La abscisa muestra el parámetro de Larson-Miller (LMP) de las condiciones de calentamiento en el momento de la estampación en caliente.
La Figura 5 es una microfotografía de polarización de la estructura de la capa de metalizado de aluminio de la Figura 3 en el que se trazan los límites de los granos de cristal para mostrarlos de forma clara.
La Figura 6 es una vista que muestra la relación entre la cantidad de deposición de Zn sobre la superficie de la chapa de acero metalizada en aluminio y el coeficiente dinámico de fricción.
Descripción de realizaciones
La pieza sometida a estampación en caliente de la presente invención se convierte en una pieza de alta resistencia por medio de metalizado de la superficie de la chapa de acero con Al, tratamiento térmico de la chapa de acero metalizada en aluminio obtenida para hacer que la capa de metalizado de aluminio forme una aleación hasta la superficie, y a continuación estampación en caliente de la misma.
El método de metalizado de aluminio de la chapa de acero metalizada en aluminio para uso de elementos estampación en caliente que se usa en la presente invención no está particularmente limitado. Por ejemplo, se puede usar el método de inmersión en caliente, primero y principal, y también el método de electrometalizado, el método de deposición a vacío, el método de revestimiento, etc., pero actualmente el método de metalizado que prevalece industrialmente es el método de inmersión en caliente. Este método resulta deseable. Normalmente, en el metalizado de aluminio de la chapa de acero, se puede utilizar un baño de metalizado de aluminio que contiene de un 7 a un 15 % en masa de Si, pero no necesariamente Si tiene que estar presente. Si actúa para evitar el crecimiento de la capa de aleación del metalizado de aluminio en el momento del metalizado. Si se limita a aplicaciones de estampación en caliente, apenas resulta necesario evitar el crecimiento de la capa de aleación, pero en el método de inmersión en caliente, se usa un único baño para generar productos destinados a diversas aplicaciones, por lo que en aplicaciones donde se requiere facilidad de trabajo del metalizado de aluminio, se debe evitar el crecimiento de la capa de aleación, por lo que normalmente se incluye Si. En la presente invención, la cantidad de Si presente en la capa de metalizado de aluminio antes de que la capa de metalizado de aluminio experimente aleación, como se explica más adelante, es el factor que determina la longitud media de intersección lineal de la aleación de Al-Fe. En la presente invención, el baño de metalizado de aluminio incluye Si: de un 7 a un 15 %. Al calentar la capa de metalizado de aluminio para generar la aleación en el momento de la estampación en caliente, se produce la difusión de Fe desde el material de la chapa de acero a la capa de metalizado y la concentración de Si en el Al-Fe disminuye, en comparación con el interior de la capa de metalizado de aluminio antes de la estampación en caliente. Si el baño de metalizado de aluminio contiene de un 7 a un 15 % de Si, la capa de aleación de Al-Fe después de la estampación en caliente contiene Si en una cantidad de un 2 a un 7 %.
La chapa de acero de la pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente de la presente invención tiene una capa de aleación de Al-Fe formada mediante aleación del metalizado de aluminio en la superficie, debido al recocido en el momento de la estampación en caliente. Esta capa de aleación de Al-Fe tiene un valor promedio de espesor de 10 a 50 pm. Si el espesor de esta capa de aleación de Al-Fe es de 10 pm o más, después de la etapa de calentamiento, se puede garantizar una propiedad anticorrosiva suficiente posterior al pintado para la chapa de acero metalizada en aluminio destinada a uso como elemento sometido a estampación en caliente de calentamiento rápido. Cuanto mayor sea el grosor, mejor en términos de resistencia a la corrosión, pero cuanto mayor sea el grosor de la capa de aleación de Fe-Al, más fácil será que la capa superficial se desprenda en el momento de la estampación en caliente, por lo que el límite superior del valor promedio de espesor es de 50 pm o menos.
Además, la desviación de espesor de la capa de aleación de Al-Fe de una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente afecta a la estabilidad de aptitud de soldadura por puntos. Según estudios de los inventores, el espesor de la capa de aleación de Al-Fe afecta al valor de la corriente de salpicadura. Cuanto menor sea la desviación de espesor, menor será la corriente de salpicadura como tendencia general. Por este motivo, si la desviación de espesor de la capa de aleación de Al-Fe es grande, el valor de la corriente de salpicadura varía fácilmente y, como resultado, el intervalo de corriente de soldadura adecuada se ve reducido. Por tanto, es necesario controlar de manera apropiada la desviación de espesor de la capa de aleación de Al-Fe. Se comprobó que era necesario establecer la relación entre el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor (desviación típica de espesor/valor promedio del espesor) de la capa de metalizado de aleación de Al-Fe en 0,15 o menos. Más preferentemente, la relación es de 0,1 o menos. Al hacer esto, se obtiene una aptitud estable de soldadura por puntos.
Se midió el espesor de la capa de metalizado de aleación de Al-Fe de una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente y se calculó la desviación típica de espesor mediante el siguiente procedimiento. En primer lugar, el acero se sometió a laminado en caliente, a continuación a laminado en frío y se revistió con Al mediante una línea de inmersión en caliente. Se calentó y templó la anchura completa de la chapa de acero. Después de eso, en las posiciones a 50 mm de los dos bordes en la dirección de la anchura, el centro de la anchura y las posiciones intermedias de las posiciones a 50 mm de los dos bordes y el centro, se tomaron muestras de ensayo de 20x30 mm, en un total de cinco ubicaciones. Se cortaron las piezas de ensayo, se examinaron las secciones transversales y se midieron los espesores en la parte frontal y trasera. En las secciones transversales de las piezas de ensayo, se midió el espesor de 10 puntos cualesquiera. Se calcularon el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor. En la medición de espesor en este instante, se pulió cada sección transversal, a continuación se sometió a ataque químico con Nital a una concentración de un 2 a un 3 % para clarificar la interfaz entre la capa de aleación Al-Fe y la chapa de acero y medir el espesor de la capa de metalizado de aleación.
Cuando la capa de metalizado de aluminio de la chapa de acero metalizada en aluminio antes de la estampación en caliente contiene Si, la capa está compuesta por las dos capas de Al-Si y Fe-Al-Si en orden desde la capa superficial. Si esta capa de Al-Si se calienta en la etapa de estampación en caliente a 900 °C aproximadamente, Fe se difunde desde la chapa de acero, la capa de metalizado en su totalidad cambia a una capa de compuesto Al-Fe, y se forma también una capa que contiene parcialmente Si en el compuesto Al-Fe.
Se sabe que cuando se calienta una chapa de acero metalizada en aluminio para someter a aleación la capa de metalizado de aluminio antes de la estampación en caliente, generalmente la capa de aleación de Fe-Al tiene una estructura de cinco capas. Entre estas cinco capas, en orden a partir de la capa superficial de la chapa de acero revestida, la primera capa y la tercera capa comprenden principalmente Fe2Al5 y FeAl2. En esas capas, las concentraciones de Al son aproximadamente de un 50 % en masa. La concentración de Al en la segunda capa es aproximadamente de un 30 % en masa. Se puede considerar que la cuarta capa y la quinta capa son capas correspondientes a FeAl y aFe. Las concentraciones de Al en la cuarta capa y la quinta capa son respectivamente del de un 15 a un 30 % en masa y de un 1 a un 15 % en masa, es decir, intervalos amplios de composición. El equilibrio fue Fe y Si en cada capa. Estas capas de aleación tuvieron resistencias a la corrosión que dependían sustancialmente del contenido de Al. Cuanto mayor sea el contenido de Al, mejor es la resistencia a la corrosión. Por tanto, la primera y la tercera capa son las mejores en cuanto a resistencia a la corrosión. Nótese que, debajo de la quinta capa, se encuentra la chapa de acero de martensita. Se trata de una estructura endurecida formada principalmente por martensita. Además, la segunda capa es una capa que contiene Si que no se puede explicar a partir del diagrama de fase binario de Fe-Al. La composición detallada no está clara. Los inventores suponen que esta es una fase en la que Fe2Al5 y los compuestos de Fe-Al-Si se mezclan de manera fina.
Cuando se calienta de forma rápida y se somete a estampación en caliente dicha chapa de acero metalizada en aluminio, la estructura de la capa de aleación obtenida de Al-Fe, aunque depende de las condiciones de calentamiento en el instante de la estampación en caliente, no presenta una estructura tan evidente de cinco capas. Se piensa que, dado que se trata de un calentamiento rápido, esto se debe a que la cantidad de difusión de Fe en la capa de metalizado es pequeña.
La capa de aleación Al-Fe está formada por la difusión de Fe del material de chapa de acero al interior del metalizado de aluminio, por lo que tiene una distribución de concentración en la que la concentración de Fe es elevada y la concentración de Al es baja en el lado de la chapa de acero de la capa de metalizado de aluminio y, además, la concentración de Fe disminuye y la concentración de Al aumenta hacia el lado de la superficie de la capa de metalizado.
Si se examina la capa de metalizado de aluminio de una pieza sometida a estampación en caliente, dado que la fase de aleación de Al-Fe es dura y frágil, se forman fisuras en la capa de metalizado de la pieza sometida a estampación en caliente. La Figura 1 es una microfotografía de polarización de la estructura de una capa de metalizado de aluminio en la sección transversal de una pieza sometida a estampación en caliente. Como se muestra en la Figura 1, se sabe que las fisuras de gran tamaño atraviesan los granos de cristal y alcanzan la matriz, de modo que las fisuras de pequeño tamaño se detienen en las fronteras de los granos de cristal (mostrados por la flecha).
Por tanto, los inventores tomaron nota del fenómeno de la detención de fisuras en las fronteras de los granos de cristal y estudiaron en profundidad la detención de la propagación de fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio. Como resultado de ello, descubrieron que al controlar, entre los granos de cristal de la pluralidad de capas de compuesto intermetálico formadas principalmente por Al-Fe que se forman en la superficie del acero, la capa promedio de intersección de los granos de cristal de una capa de compuesto intermetálico que contiene Al: de un 40 a un 65 % hasta un intervalo de 3 a 20 gm, es posible detener la propagación de fisuras que se forman en la capa de metalizado de aluminio. Como se explica a continuación, la "longitud media de intersección lineal " a la que se hace referencia en este caso significa la longitud medida en una dirección paralela a la superficie de la chapa de acero. En este caso, el metalizado de aluminio sometido a aleación está compuesto de forma natural y principal por Al y Fe, pero el metalizado de aluminio también contiene Si, por lo que está compuesto principalmente por Al-Fe y contiene una pequeña cantidad de Al-Fe-Si.
Los inventores estudiaron los factores dominantes que afectan a la longitud media de intersección lineal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 %, después de lo cual encontraron que la longitud media de intersección lineal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % se ve muy afectada por el espesor de metalizado, la historia térmica (tasa de aumento de temperatura y tiempo de retención), las condiciones de metalizado de aluminio (cantidad de Si, temperatura del baño y temperatura de la chapa cuando se sumerge) y otras condiciones de fabricación de las piezas de alta resistencia sometidas a estampación en caliente. Específicamente, el efecto del tipo de capa de aleación después del metalizado de aluminio es particularmente notable. El historial térmico se puede controlar mediante el parámetro de Larson-Miller (LMP) que se explica a continuación.
Para reducir la longitud media de intersección lineal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % después de la aleación hasta un valor de 3 a 20 gm más fino, es preferible formar p-AlFeSi como capa de aleación inicial en el momento del metalizado de aluminio. p— AlFeSi es un compuesto que tiene una estructura cristalina monoclínica y también se dice que tiene una composición de AlsFeSi. Además, para formar p-AlFeSi como capa de aleación después del metalizado de aluminio, resulta eficaz hacer que la cantidad de Si en el baño sea de un 7 a un 15 % y la temperatura del baño sea de 650 °C o menos, o hacer que la temperatura del baño sea de 650 a 680 °C y la temperatura de la chapa tras la entrada sea de 650 °C o menos. Esto se debe a que a la concentración de Si y temperatura de esta zona, p-AlFeSi se convierte en una fase estable.
El motivo por el cual la longitud media de intersección lineal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % se vuelve pequeña cuando se forma p-AlFeSi en forma de capa de aleación después del metalizado de aluminio se puede deducir a partir del diagrama de fases ternario de Al-Fe-Si que se muestra en la Figura 2. Se piensa que una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % es una fase que comprende principalmente Fe2Al5. La fase de un compuesto en una capa de aleación que se forma por medio de metalizado de aluminio es una fase que se equilibra con una fase líquida de Al-Si y puede adoptar tres formas de una fase a, una fase p y una fase de FeAl3. Por ejemplo, cuando se forma una fase de FeAh, si Fe difunde en este compuesto, se cree que la fase de FeAl3 se transforma en una fase de Fe2Al5.
A diferencia de esto, para que la fase p se transforme en fase hasta Fe2Al5 , es necesario pasar por numerosas transformaciones tales como fase p -> fase a -> fase FeAh -> fase Fe2Al5. Al pasar por las transformaciones, los granos de cristal se forman de nuevo, por lo que, cuanto mayores sean las transformaciones que se atraviesan, menor tiende a ser la longitud media de intersección lineal. Es decir, la longitud media de intersección lineal se vuelve más pequeña con la fase a que con la FeAh fase y con la fase p que con la fase a.
El método de medición de longitud media de intersección lineal en una capa de metalizado de aleación consiste en pulir cualquier sección transversal de una pieza sometida a estampación en caliente, a continuación someter a ataque químico con Nital de concentración de un 2 a un 3 % en volumen y examinar el resultado al microscopio. Para el examen, se utiliza un microscopio de polarización. Se ajusta el ángulo de polarización para que el contraste de los granos de cristal sea más claro. En este momento, la capa de compuesto cuyo contraste aparece claro en el lado de la capa superficial consecutivamente desde la capa de un compuesto cuyo contraste aparece oscuro, es una fase de Al: de un 40 a un 65 %. Esta fase tiene la propiedad de detener la propagación de fisuras y es una fase que afecta a la propiedad anticorrosiva posterior al pintado y la facilidad de trabajo de metalizado. Como se muestra en las Figuras 3(a) a (b), en particular cuando el espesor de metalizado es fino (40 g/m2 por lado), debido al efecto de la fase de contraste oscura, la longitud media de intersección lineal de la fase Al: de un 40 a un 65 % resulta difícil de medir. Por tanto, en la presente descripción, la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal en la capa de metalizado de aleación se define como la longitud media de intersección lineal que se mide en la dirección paralela a la superficie de la chapa de acero. La longitud media de intersección lineal se calcula mediante el método del segmento lineal. Como se muestra en la Figura 3(a), la longitud media de intersección lineal se calcula trazando una línea paralela a la superficie de la chapa de acero en la capa de metalizado, contando el número de fronteras de grano por los que pasa esta línea y dividiendo la longitud medida entre el número de fronteras de grano. Es posible calcular el tamaño de grano a partir de esta longitud media de intersección lineal, pero el cálculo del tamaño de grano requiere que se conozca la forma de los granos. En la chapa de acero, se puede suponer que los granos de cristal son esféricos, pero se desconoce la forma de cristal de grano de los compuestos intermetálicos que se forman en la superficie de la presente invención, por lo que se utilizó la longitud media de intersección lineal.
Nótese que, en la medición real, en las microfotografías de polarización de las Figuras 3(a) a (d), los fronteras de grano no están claras, por lo que, como se muestra en las Figuras 5(a) y (b), se trazaron las fronteras de grano de cristal en las microfotografías de polarización de las Figuras 3(a) y (c), con el fin de aclarar las fronteras de grano de cristal.
Se explica el motivo para limitar la longitud media de intersección lineal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % después de que la capa de metalizado de aluminio se someta a aleación a un valor de 3 a 20 pm. Es preferible un tamaño de grano pequeño como propiedad de detención de la propagación de fisuras de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 %, pero es necesario calentar la chapa de acero para uso como elemento de estampación en caliente hasta la región de austenita. Por este motivo, esta chapa de acero generalmente se calienta a 850 °C o más, de manera que la capa de metalizado de aluminio que se somete a aleación en esta etapa de calentamiento termina con granos de cristal que crecen hasta 3 pm o más. Por tanto, hacer que el tamaño de grano del cristal sea menor de 3 pm resulta extremadamente complicado. Si la longitud media de intersección lineal excede los 20 pm y el tamaño de grano se vuelve más grande, la capa de metalizado de aluminio disminuye su facilidad de trabajo y el fenómeno de pulverización se vuelve más importante. Además, la propiedad de detención de la propagación de fisuras de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % deja de funcionar y no es posible detener las fisuras por medio de los granos de cristal.
Por tanto, en la presente invención, la longitud media de intersección lineal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % se limitó a un valor de 3 a 20 pm, preferentemente de 5 a 17 pm.
A continuación, se explican los efectos de las condiciones de metalizado de aluminio y las condiciones de calentamiento en el momento de la estampación en caliente sobre la longitud media de intersección lineal.
La Figura 4 es una vista que muestra los efectos de las condiciones de metalizado de aluminio y las condiciones de calentamiento en el momento de la estampación en caliente sobre la longitud media de intersección lineal. En la Figura 4, la abscisa muestra el parámetro de Larson-Miller (LMP) de las condiciones de calentamiento en el momento de la estampación en caliente.
El parámetro de Larson-Miller (LMP) se expresa como LMP = T(20+logt)
(en la que, T: temperatura absoluta (K), t: tiempo (horas)). En este caso, T es la temperatura de calentamiento de la chapa de acero, mientras que "t" es el tiempo de retención en el horno de calentamiento tras alcanzar la temperatura deseada. LMP es un indicador que se usa en general para tratar la temperatura y el tiempo de manera unificada en el tratamiento térmico y en fenómenos como la formación de cristales que se ven afectados por la temperatura y el tiempo. Este parámetro también se puede usar para el crecimiento de granos de cristal. En la presente invención, LMP resume los efectos de temperatura y tiempo sobre la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal, por lo que las condiciones de tratamiento térmico en el momento de la estampación en caliente únicamente se pueden describir con este parámetro.
Se explican los símbolos que se describen en la Figura 4. A y B muestran las condiciones de metalizado de aluminio. A significa un baño de Si al 7 % de una temperatura de baño de 660 °C, mientras que B significa un baño de Si al 11 % de una temperatura de baño de 640 °C. Estas son condiciones típicas en las que se producen una fase a—AlFeSi y una fase p—AlFeSi en el momento del metalizado de aluminio. Además, "5 °C/s" y "50 °C/s" significan las tasas de aumento de temperatura en el momento de la estampación en caliente. 5 °C/s corresponde al calentamiento habitual del horno, mientras que 50 °C/s corresponde al calentamiento por infrarrojos, calentamiento óhmico y otros calentamientos rápidos. En este caso, la "tasa de aumento de temperatura" significa la tasa promedio de aumento de temperatura desde el comienzo del incremento de temperatura hasta una temperatura 10 °C más baja que la temperatura deseada. Si se comparan las condiciones A y B del metalizado de aluminio, la tendencia es que la formación de una fase a—AlFeSi en el momento de las condiciones A, es decir, el metalizado de aluminio, proporciona una longitud media de intersección lineal mayor que las condiciones B. Se comprendió que resulta necesario limitar el intervalo de condiciones de calentamiento en el momento de la estampación en caliente a un intervalo más estrecho (LMP = de 20000 a 23000). Si LMP es inferior a 20000, la difusión de la capa de metalizado de Al-Si con la chapa de acero resulta insuficiente y queda una capa de Al-Si no aleada, por lo que esto no resulta preferido. Además, en las condiciones de metalizado A de la Figura 4, comparando las tasas de aumento de temperatura de 5 °C/s y 50 °C/s, se muestra que incluso con un intervalo tan estrecho, si se incrementa la tasa de aumento de temperatura en la estampación en caliente, la estructura se vuelve más fina. Preferentemente, la tasa de aumento de temperatura es de 4 a 200 °C/s (s) en el intervalo. Si la tasa de aumento de temperatura es inferior a 4 °C/s, esto significa que la etapa de calentamiento lleva tiempo y significa que la productividad de la estampación en caliente se ve disminuida. Además, si es superior a 200 °C/s, el control de la distribución de temperatura en la chapa de acero se vuelve complicado. Ambos no son los preferidos. El establecimiento de condiciones apropiadas de metalizado de aluminio y condiciones de estampación en caliente permite que la longitud media de intersección lineal sea de 3 a 20 pm.
Como se ha explicado anteriormente, al hacer que la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % en la capa de los compuestos intermetálicos formada principalmente por Al-Fe que se forma en la superficie del acero sea de 3 a 20 pm, es posible detener la propagación de fisuras que se forman en la capa de metalizado debido a la estampación en caliente dentro de la capa de metalizado. Debido a esto, es posible suprimir la corrosión de la matriz de chapa de acero debido a las fisuras en la capa de metalizado y es posible obtener piezas para automoción de alta resistencia que presentan excelentes propiedades anticorrosivas posteriores al pintado y otras piezas sometidas a estampación en caliente.
Las piezas de alta resistencia sometidas a estampación en caliente de la presente invención pueden tener además una película superficial que contenga ZnO en la superficie de la capa de metalizado de aleación formada principalmente por Al-Fe.
La pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente de la presente invención tiene compuestos intermetálicos de Al-Fe extremadamente duros formados en la capa de metalizado de la superficie de la chapa de acero en el momento de la estampación en caliente. Por este motivo, se forman defectos de procesado en la superficie de la pieza conformada debido al contacto con el troquel en el momento de la conformación por prensado en la estampación en caliente. Existe el problema de que estos defectos de procesado son la causa de fisuras en la capa de metalizado. Los inventores descubrieron que mediante la formación de una película superficial con excelente lubricidad en la superficie de la capa de metalizado de aluminio, resulta posible suprimir los defectos de procesado de una pieza conformada y la aparición de fisuras en la capa de metalizado y descubrieron que es posible mejorar la aptitud de conformación en el momento de la estampación en caliente y la resistencia a la corrosión de una pieza conformada.
Los inventores llevaron a cabo estudios profundos sobre una película superficial con lubricidad adecuada para estampación en caliente y, como resultado de ello, descubrieron que al proporcionar una capa de película superficial lubricante que contiene ZnO (óxido de cinc) a la superficie de la capa de metalizado de aluminio, resulta posible evitar los defectos de procesado de manera eficaz en la superficie de la pieza conformada y las fisuras en la capa de metalizado.
Se incluye ZnO en la capa de película superficial en un lado de la chapa de acero metalizada en aluminio en una cantidad, convertida en masa de Zn, de 0,3 a 7 g/m2. Más preferentemente, se incluye en una cantidad de 0,5 a 4 g/m2. Si el contenido de ZnO es, convertido a masa de Zn, de 0,1 g/m2 o más, se pueden exhibir de manera eficaz un efecto de mejora de la lubricidad y un efecto de prevención de la segregación (efecto que permite un espesor uniforme de la capa de metalizado de aluminio),etc. Por otro lado, cuando el contenido de ZnO supera, convertido en masa de Zn, 7 g/m2, el espesor total de la capa de metalizado de aluminio y la capa de película superficial se vuelve demasiado grueso y disminuye la aptitud de soldadura o la adhesión de pintura.
La Figura 6 es una vista que muestra la relación entre la cantidad de deposición de Zn sobre la superficie de la chapa de acero metalizada en aluminio y el coeficiente de fricción dinámica. El contenido de ZnO en la capa de película superficial se modificó para evaluar la lubricidad en el momento de la estampación en caliente. Esta lubricidad se evaluó mediante el siguiente ensayo. En primer lugar, se calentaron a 900 °C diferentes materiales de ensayo de la chapa de acero metalizada en aluminio que tenía una capa de película de ZnO (150x200 mm), a continuación se enfriaron a 700 °C. Los materiales de ensayo se sometieron a cargas desde arriba a través de bolas de acero. Además, las bolas de acero se deslizaron sobre los materiales de ensayo . En este momento, la carga de extracción se midió mediante una celda de carga. La relación de la carga de extracción/carga de entrada se convirtió en el coeficiente de fricción dinámica. Los resultados se muestran en la Figura 6. Si el coeficiente de fricción dinámica es menor que 0,65, se evalúa como bueno. Se aprende que en una región donde la cantidad de deposición de Zn es generalmente de 0,7 g/m2 o más, el coeficiente de fricción dinámica se mantiene bajo de manera eficaz y es posible mejorar la lubricidad en caliente.
Se puede formar una capa de película superficial que contiene ZnO, por ejemplo, aplicando una pintura que contiene ZnO y calentando o secando después de la aplicación para favorecer el curado, permitiendo así la formación sobre la capa de metalizado de aluminio. Como método de aplicación de pintura de ZnO, por ejemplo, se puede mencionar el método de mezcla de un aglutinante orgánico predeterminado y una dispersión de polvo de ZnO y aplicación a la superficie de la capa de metalizado de aluminio, un método de pintura en polvo, etc. mencionado. Como método de calentamiento y secado después de la aplicación, por ejemplo, se puede mencionar un horno de aire caliente, un horno de calentamiento por inducción, un horno de rayos de infrarrojo próximo u otro método que combine los mismos. En este momento, dependiendo del tipo de aglutinante que se use para la aplicación, en lugar de calentar y secar después de la aplicación, por ejemplo, resulta posible el curado por medio de rayos ultravioleta o haces de electrones, etc. Como aglutinante orgánico predeterminado, por ejemplo, se puede mencionar una poli(resina de uretano) o una poli(resina de éster), etc. Sin embargo, el método de formación de la capa de película superficial de ZnO no se limita a estos ejemplos y ésta se puede conformar según varios métodos.
Dicha capa de película superficial que contiene ZnO puede mejorar la lubricidad de una chapa de acero metalizada en aluminio en el momento de la estampación en caliente, por lo que se pueden suprimir los defectos de procesado de la capa de metalizado y las fisuras de la capa de metalizado en la superficie de la pieza conformada.
ZnO tiene un punto de fusión de aproximadamente 1975 °C o más, en comparación con la capa de metalizado de aluminio (el punto de fusión del aluminio es de aproximadamente 660 °C), etc. Por tanto, incluso cuando se procesa una chapa de acero por ejemplo, a 800 °C o más, tal como cuando se procesa una chapa de acero metalizada por medio de un método de estampación en caliente etc., la capa de película superficial que contiene este ZnO no se funde. Por tanto, incluso si el calentamiento de la chapa de acero metalizada en aluminio hace que la capa de metalizado de aluminio se funda, se mantiene el estado en el que la capa de película superficial de ZnO cubre la capa de metalizado de aluminio, de modo que es posible evitar que el espesor de la capa de metalizado de aluminio fundida se vuelva no uniforme. Nótese que, el espesor no uniforme de la capa de metalizado de aluminio de una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente aparece de forma fácil, por ejemplo, en caso de calentar en un horno, donde el blanco se encuentra orientado en sentido vertical con respecto a la dirección de la gravedad o en caso de calentar por medio de calentamiento óhmico o por inducción. No obstante, la capa de película superficial puede evitar el espesor no uniforme de la capa de metalizado de aluminio cuando dicho calentamiento tiene lugar y se permite la formación de una capa de metalizado de aluminio más gruesa.
De esta manera, una capa de película superficial de ZnO exhibe los efectos de mejora de la lubricidad y uniformización del espesor de la capa de metalizado de aluminio, etc., por lo que es posible mejorar la aptitud de conformación en el momento de la conformación en prensa en la estampación en caliente y la resistencia a la corrosión después de la conformación en prensa.
Además, la capa de metalizado de aluminio puede tener un espesor uniforme, por lo que se puede calentar rápidamente mediante calentamiento óhmico o calentamiento por inducción, lo que permite una tasa más elevada de aumento de temperatura. Esto resulta eficaz para hacer que la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal de una fase de compuesto intermetálico que contiene Al: de un 40 a un 65% en masa sea de 3 a 20 pm.
Además, esta capa de película superficial de ZnO nunca provoca una disminución de la aptitud de soldadura por puntos, adhesión de pintura, propiedad anticorrosiva posterior al pintado y otras prestaciones. La propiedad anticorrosiva posterior al pintado se mejora aún más impartiendo una capa de película superficial.
A continuación, los inventores estudiaron la composición de los ingredientes de la chapa de acero para obtener la chapa de acero metalizada en aluminio para uso en elementos sometidos a estampación en caliente calentados de forma rápida, con excelente resistencia a la corrosión y excelente productividad. Como resultado de ello, dado que la estampación en caliente se llevó a cabo con prensado y templado simultáneo por medio del troquel, obtuvieron los ingredientes para la chapa de acero que se explican a continuación desde el punto de vista de la chapa de acero metalizada en aluminio para uso en elementos sometidos a estampación en caliente que contienen ingredientes que permiten una templado sencillo y, por tanto, dando lugar a piezas sometidas a estampación en caliente que tienen una resistencia elevada de 1000 MPa o más después de la estampación en caliente.
A continuación, se explican los motivos para limitar los ingredientes de la chapa de acero. Nótese que el % de los ingredientes hace referencia % en masa.
C: de un 0,1 a un 0,5 %
La presente invención proporciona una pieza sometida a estampación en caliente que tiene una resistencia elevada de 1000 MPa o más después de la conformación. Para obtener una resistencia elevada, el acero se debe enfriar de forma rápida después de la estampación en caliente para transformarlo en una estructura principalmente de martensita. Desde el punto de vista de mejora de la templabilidad, es necesaria una cantidad de C de al menos un 0,1 %. Por otro lado, si la cantidad de C es demasiado grande, la tenacidad de la chapa de acero disminuye notablemente, por lo que la facilidad de trabajo disminuye. Por este motivo, la cantidad de C es preferentemente de 0,5 % o menos.
Si: de un 0,01 a un 0,7 %
Si favorece una reacción entre Al y Fe en el metalizado y tiene el efecto de aumentar la resistencia térmica de la chapa de acero metalizada en aluminio. Sin embargo, Si forma una película de óxido estable durante el recocido de recristalización de la chapa de acero laminada en frío en la superficie de la chapa de acero, por lo que es un elemento que impide las propiedades del metalizado de aluminio. Desde este punto de vista, el límite superior de la cantidad de Si es de un 0,7 %. Sin embargo, si la cantidad de S es inferior a un 0,01 %, la propiedad de fatiga se ve deteriorada, por lo que no resulta preferido. Por tanto, la cantidad de Si es de un 0,01 a un 0,7 %.
Mn: de un 0,2 a un 2,5 %
Mn es bien conocido como elemento que aumenta la templabilidad de la chapa de acero. Además, también es un elemento que es necesario para evitar la fragilización en caliente debido a la entrada inevitable de S. Por este motivo, se debe añadir un 0,2 % o más. Además, Mn aumenta la resistencia térmica de la chapa de acero después del metalizado de aluminio. Sin embargo, si se añade más de un 2,5 % de Mn, la pieza que se somete a estampación en caliente después del templado experimenta una disminución de propiedades de impacto, por lo que un 2,5 % se convierte en el límite superior.
Al: de un 0,01 a un 0,5 %
Al resulta apropiado como elemento desoxidante, por lo que se puede incluir un 0,01 % o más. Sin embargo, si se incluye una cantidad grande, se forman óxidos bastos y las propiedades mecánicas de la chapa de acero se ven deterioradas, por lo que el límite superior de la cantidad de Al es de un 0,5 %.
P: de un 0,001 a un 0,1 %
P es un elemento de impureza que se incluye inevitablemente en la chapa de acero. Sin embargo, P es un elemento de fortalecimiento de disolución. Puede aumentar la resistencia de la chapa de acero de forma relativamente rentable, por lo que el límite inferior de la cantidad de P es de un 0,001 %. Sin embargo, si se aumenta imprudentemente la cantidad de adición, la tenacidad del material de alta resistencia se reduce y aparecen otros efectos perjudiciales, por lo que el límite inferior de la cantidad de P se establece en un 0,1 %.
S: de 0,001 a un 0,1 %
De manera inevitable, S es un elemento que se incluye. Forma inclusiones de MnS en el acero. Si MnS está presente en cantidad grande, MnS forma puntos de inicio de fractura, impide la ductilidad y la tenacidad y se convierte en una causa de deterioro de la facilidad de trabajo. Por tanto, la cantidad de S es preferentemente lo más baja posible. El límite superior de la cantidad de S se establece en un 0,1 % o menos, pero reducir la cantidad de S más de lo necesario no resulta deseable, desde el punto de vista del coste de fabricación, por lo que el límite inferior se establece en un 0,001 %.
N: de un 0,001 % a un 0,05 %
N se une fácilmente con Ti o B, por lo que se debe controlar para no disminuir los efectos deseados de estos elementos. Se permite una cantidad de N de un 0,05 % o menos. Preferentemente, la cantidad de N es de un 0,01 % o menos. Por otro lado, una reducción mayor de lo necesario introduce una carga masiva en la etapa de fabricación del acero, por lo que un 0,001 % debe ser el objetivo en cuanto al límite inferior de la cantidad de N.
A continuación, se explican los ingredientes que pueden estar presentes en el acero de forma selectiva.
Cr: de más de 0,4 % a un 3 %
Cr también es un elemento que generalmente aumenta la templabilidad. Se usa de la misma manera que Mn, pero también tiene un efecto por separado cuando se aplica una capa de metalizado de aluminio a la chapa de acero. Si Cr está presente, por ejemplo, cuando se somete el acero a recocido después de aplicar la capa de metalizado de aluminio para someter la capa de metalizado de aluminio a aleación, la capa de metalizado y la matriz de chapa de acero experimentan aleación de forma sencilla entre sí. Cuando se somete la chapa de acero con metalizado de aluminio a recocido en recipiente cerrado, se forma AlN en la capa de metalizado de aluminio. AlN evita la aleación de la capa de metalizado de aluminio, lo que se traduce en el desprendimiento del metalizado, pero la adición de Cr dificulta la formación de AlN y facilita la aleación de la capa de metalizado de aluminio. Para obtener estos efectos, la cantidad de Cr es superior a un 0,4 %. Sin embargo, incluso si se añade Cr en una cantidad superior a un 3 %, el efecto se satura. Además, el coste también aumenta. Además, la propiedad de metalizado de aluminio disminuye. Por tanto, el límite superior de la cantidad de Cr es de un 3 %.
Mo: de un 0,005 a un 0,5 %
Mo, igual que Cr, tiene el efecto de evitar la formación de AlN, que provoca el desprendimiento de la capa de metalizado formada en la interfaz de la capa de metalizado y la matriz de chapa de acero cuando se somete la capa de metalizado de aluminio a recocido en recipiente cerrado. Además, es un elemento útil desde el punto de vista de la templabilidad de la chapa de acero. Para obtener estos efectos es necesaria una cantidad de Mo de un 0,005 %. Sin embargo, incluso si añade más de un 0,5 %, el efecto se satura, por lo que el límite superior de la cantidad de Mo es de un 0,5 %.
B: de un 0,0001 a un 0,01 %
B también es un elemento útil desde el punto de vista de la templabilidad de la chapa de acero y exhibe su efecto a un 0,0001 % o más. Sin embargo, incluso si se añade más de un 0,01 %, el efecto se satura y, además, se producen defectos de colada y fisuración de la chapa de acero en el momento del laminado en caliente, etc. y, de lo contrario, la capacidad de fabricación disminuye, por lo que el límite superior de la cantidad de B es un 0,01 %. Preferentemente, la cantidad de B es de un 0,0003 a un 0,005 %.
W: de un 0,01 a un 3 %
W es un elemento útil desde el punto de vista de la templabilidad de la chapa de acero y exhibe su efecto a un 0,01 % o más. Sin embargo, incluso si se añade más de un 3 %, el efecto se satura y, además, el coste también aumenta, por lo que el límite superior de la cantidad de W es de un 3 %.
V: de un 0,01 a un 2 %
V, como W, es un elemento útil desde el punto de vista de la templabilidad de la chapa de acero y exhibe su efecto a un 0,01 % o más. Sin embargo, incluso si V se añade en una cantidad superior a un 3 %, el efecto se satura y, además, el coste también aumenta, por lo que el límite superior de la cantidad de V es de un 2 %.
Ti: de un 0,005 a un 0,5 %
Ti se puede añadir desde el punto de vista de fijación de N. En % de masa, Ti se debe añadir en una cantidad de aproximadamente 3,4 veces la cantidad de N, pero N, incluso si se encuentra en una cantidad reducida, está presente en 10 ppm aproximadamente, por lo que el límite inferior de la cantidad de Ti es de un 0,005 %. Además, incluso si se añade Ti en exceso, se provoca una disminución de la templabilidad de la chapa de acero o también una disminución de la resistencia, por lo que el límite superior de la cantidad de Ti es un 0,5 %.
Nb: de un 0,01 a un 1 %
Nb, como el Ti, se puede añadir desde el punto de vista de fijación de N. En % de masa, Nb se debe añadir en una cantidad de aproximadamente 6,6 veces la cantidad de N, pero N, incluso si se encuentra en una cantidad reducida, está presente en 10 ppm aproximadamente, por lo que el límite inferior de la cantidad de Nb es de un 0,01 %. Además, incluso si se añade Nb en exceso, se provoca una disminución de la templabilidad de la chapa de acero o también una disminución de la resistencia, por lo que el límite superior de la cantidad de Nb es un 1 %, preferentemente un 0,5 %.
Además, como ingredientes en la chapa de acero, incluso si se incluyen además Ni, Cu, Sn, Sb, el efecto de la presente invención no se ve impedido. Ni es un elemento útil desde el punto de vista no solo de la templabilidad de la chapa de acero, sino también de la tenacidad a baja temperatura, que a su vez se traduce en una mejora de la resistencia al impacto. Presenta este efecto a un 0,01 % o más de Ni. Sin embargo, incluso si se añade Ni en más de un 5 %, el efecto se satura y el coste aumenta, por lo que se puede añadir Ni dentro del intervalo de un 0,01 a un 5 %. Cu también es un elemento útil desde el punto de vista no solo de la templabilidad de la chapa de acero, sino también de la tenacidad. Presenta este efecto a un 0,1 % o más de Cu. Sin embargo, incluso si se añade Cu en más de un 3 %, el efecto se satura y el coste aumenta. No solo eso, se produce un deterioro de las propiedades de la plancha y fisuras y defectos en la chapa de acero en el momento del laminado en caliente, por lo que se debe añadir Cu dentro de un intervalo de un 0,01 a un 3 %. Además, Sn y Sb son elementos que resultan eficaces para mejorar la capacidad de humectación y unión del metalizado con respecto a la chapa de acero. Se puede añadir una cantidad de un 0,005 % a un 0,1 %. Si ambas cantidades son inferiores a un 0,005 %, no se puede reconocer ningún efecto, mientras que si se añade más de un 0,1 %, se provocan fácilmente defectos en el momento de la producción y, además, se provoca una disminución de la tenacidad, por lo que los límites superiores de la cantidad de Sn y la cantidad de Sb son de un 0,1 %.
Además, los otros ingredientes no se prescriben de forma particular. A veces, Zr, As y otros elementos entran desde la chatarra de hierro, pero si se encuentran en el intervalo habitual, no afectan las propiedades del acero que se usa para la presente invención.
A continuación, se explica el método de producción de una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente.
La chapa de acero metalizada en aluminio para uso en elementos sometidos a estampación en caliente que se utiliza en la presente invención se produce tomando chapa de acero laminada en frío que se ha obtenido mediante laminado en caliente de acero, a continuación sometiendo a laminado en frío y metalizado en una línea de inmersión en caliente con una temperatura de recocido de 670 a 760 °C y un tiempo de horno reductor de 60 segundos o menos para tratar la chapa de acero metalizada en aluminio que contiene Si: de un 7 a un 15 %. Resulta eficaz hacer que la velocidad de laminado con endurecimiento tras el metalizado de aluminio sea de un 0,1 a un 0,5 %.
La temperatura de recocido de la línea de inmersión en caliente tiene un efecto sobre la forma de la chapa de acero. Si se aumenta la temperatura de recocido, la chapa de acero se deforma fácilmente en la dirección C. Como resultado de ello, en el momento del metalizado de aluminio, la diferencia en las cantidades de deposición de revestimiento de metalizado en la parte central de la chapa de acero en la dirección de anchura y cerca de los bordes se hace mucho mayor. Desde este punto de vista, preferentemente la temperatura de recocido es de 760 °C o menos. Además, si la temperatura de recocido es demasiado baja, la temperatura de la chapa cuando se sumerge en el baño de metalizado de aluminio disminuye demasiado y se generan fácilmente defectos de escoria, por lo que el límite inferior de la temperatura de recocido es de 670 °C.
El tiempo de horno reductor afecta las propiedades del metalizado de aluminio. Si, Cr, Al y otros elementos que se oxidan más fácilmente que Fe, experimentan oxidación de forma sencilla en el horno reductor en la superficie de la chapa de acero y obstruyen la reacción entre el baño de metalizado de aluminio y la chapa de acero. En particular, si el tiempo de horno reductor es prolongado, este efecto se vuelve notable, por lo que el tiempo de horno es preferentemente de 60 segundos o menos. Nótese que el límite inferior del tiempo del horno no está particularmente definido, pero es preferentemente de 30 segundos o más.
Después del metalizado de aluminio, para el ajuste de forma, etc., la chapa se lamina mediante laminado con endurecimiento, pero la velocidad de laminado en este momento afecta a la aleación de la capa de metalizado de aluminio en el momento de la estampación en caliente. Debido al laminado, se introduce tensión en la chapa de acero y la capa de metalizado. Se cree que ese es el resultado. Si la velocidad de laminado es alta, la capa de aleación después de la estampación en caliente tiende a reducirse en cuanto a tamaño de grano de cristal, pero no resulta preferido que la velocidad de laminado sea demasiado baja, ya que la capa de aleación que se produce presenta fisuras. Por este motivo, la velocidad de laminado es preferentemente de un 0,1 a un 0,5 %.
Además, después del metalizado de aluminio, se puede realizar un recocido en recipiente cerrado para provocar la aleación de la capa de metalizado de aluminio. En este momento, con el fin de favorecer la aleación, se prepara el acero para que preferentemente incluya Cr, Mo, etc. El recocido en recipiente cerrado se realiza, por ejemplo, a 650 °C durante aproximadamente 10 horas.
La chapa de acero revestida en aluminio obtenida de este modo se puede calentar de forma rápida en la siguiente etapa de estampación en caliente a una tasa de aumento de temperatura de 50 °C/s o mayor. Además, el calentamiento rápido resulta eficaz para hacer que la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal en la fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % en la capa de aleación Al-Fe sea de 3 a 20 pm. El sistema de calentamiento no está particularmente limitado. Se puede utilizar calentamiento habitual en horno o un tipo de sistema de calentamiento por infrarrojos que utiliza calor radiante. Además, también es posible usar calentamiento óhmico o calentamiento por inducción de alta frecuencia u otro sistema de calentamiento que use electricidad y permita un calentamiento rápido mediante una tasa de aumento de temperatura de 50 °C/s o mayor.
El límite superior de la tasa de aumento de temperatura no está particularmente definido, pero cuando se utiliza el calentamiento óhmico anterior o el calentamiento por inducción de alta frecuencia u otro sistema de calentamiento, debido al rendimiento de los sistemas, el valor de 300 °C/s aproximadamente representa el límite superior.
Además, en esta etapa de calentamiento, la temperatura máxima de la chapa es preferentemente de 850 °C o más. La temperatura máxima de la chapa es de 850 °C o más para calentar la chapa de acero hasta la región de austenita y favorecer una aleación suficiente de la capa de metalizado de aluminio hasta la superficie.
A continuación, la chapa de acero metalizada en aluminio en caliente se somete a estampación en caliente hasta obtener una forma predeterminada entre un par de troqueles de conformación superior e inferior. Después de la conformación, se mantiene en estado estacionario en el punto muerto inferior de la prensa durante varios segundos para el templado por enfriamiento mediante contacto con los troqueles de conformación y, de este modo, obtener la parte de alta resistencia sometida a estampación en caliente de la presente invención.
La pieza sometida a estampación en caliente se soldó, se sometió a conversión química, se pintó por electrodeposición, etc., para obtener el producto final. Normalmente, se utiliza pintura por electrodeposición catiónica. El espesor de película pasa a ser de 1 a 30 pm aproximadamente. Después de la pintura de electrodeposición, en ocasiones, también se aplica una pintura intermedia, una pintura de revestimiento y otras pinturas.
Ejemplos
A continuación, se utilizan ejemplos para explicar la presente invención con más detalle.
Ejemplo 1
Después de las etapas habituales de laminado en caliente y laminado en frío, se cubrió una chapa de acero laminada en frío con ingredientes de acero tal como se muestra en la Tabla 1 (espesor de chapa 1,4 mm) con un metalizado de aluminio por inmersión en caliente que contenía Si. Para el metalizado de aluminio por inmersión en caliente, se utilizó un tipo de línea de horno no oxidante-horno reductor. Después del metalizado, se usó limpieza con gas para ajustar la cantidad de deposición de revestimiento de metalizado a un total, para los dos lados, de 160 g/m2, y a continuación se enfrió la chapa. En este momento, como composición de baño de metalizado, había (A): Al-7 % Si-2 % Fe, temperatura de baño 660 °C, y (B): Al-11 % Si-2 % Fe, temperatura de baño 640 °C. Las condiciones de baño de metalizado corresponden a las fases en las condiciones de metalizado de aluminio A y B de la Figura 4. Cabe señalar que Fe en el baño es inevitable, Fe que se suministra desde el equipo de metalizado y los flejes del baño. Además, la temperatura de recocido fue de 720 °C y el tiempo de horno reductor fue de 45 segundos. Generalmente, el aspecto de la chapa de acero metalizada fue bueno sin defectos no metalizados, etc.
Se evaluó la propiedad anticorrosiva posterior al pintado de la pieza de ensayo preparada de este modo. La estampación en caliente se realizó utilizando un medio de calentamiento habitual de horno. La tasa de aumento de temperatura de la chapa de acero metalizada en aluminio fue de aproximadamente 5 °C/s. Se calentó al aire una pieza de ensayo de 250x300 mm de gran tamaño. Se aumentó la temperatura de la pieza durante aproximadamente 3 minutos, a continuación se mantuvo durante aproximadamente 1 minuto, posteriormente se sacó del horno y se enfrió a aproximadamente 700 °C de temperatura, se conformó con forma de sombrero y se enfrió en el troquel. En este momento, la tasa de enfriamiento fue de aproximadamente 200 °C/s. Como se muestra en la Tabla 2, la temperatura de calentamiento de la pieza de ensayo se modificó de varias formas para controlar la estructura de la capa de metalizado de aluminio después de la aleación.
La parte de pared vertical de la parte con forma de sombrero se cortó a 50 x 100 mm y se evaluó para determinar las propiedades anticorrosivas posteriores al pintado. La disolución de conversión química PB-SX35 fabricada por Parkerizing se usó para la conversión química, a continuación se pintó con pintura de electrodeposición catiónica Powernix 110 fabricada por Nippon Paint para proporcionar un espesor de aproximadamente 20 pm. Después de eso, se utilizó un dispositivo de corte para cortar en transversal esta película, a continuación se llevó a cabo un ensayo de corrosión con composite definido por Society of Automobile Engineers de Japón (JASO M610-92) durante 180 ciclos (60 días). Se midió el grado de formación de ampollas a partir del corte transversal (formación máxima de ampollas en el corte transversal (anchura máxima de ampolla en un lado). En este momento, la anchura de ampolla de la chapa de acero inoxidable general, es decir, GA (chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente) (cantidad de depósito de 45 g/m2 en un lado) fue de 5 mm.
La propiedad anticorrosiva posterior al pintado se evaluó como "muy buena" con una anchura de ampolla de 4 mm o menos, como "buena" con una anchura de ampolla de más de 4 mm a 6 mm y como "mala" con una anchura de ampolla de más de 6 mm.
En cuanto a la evaluación de la aptitud de soldadura por puntos, esta se debe realizar mediante una chapa plana, por lo que se utilizó un troquel en forma de plancha de 400x500 mm. Se utilizó el medio de calentamiento habitual en horno, se calentó una chapa de acero metalizada en aluminio de 400x500 mm a una tasa de aumento de temperatura de aproximadamente 5 °C/s al aire, se evaluó la temperatura de la chapa durante aproximadamente 3 minutos, a continuación se mantuvo durante aproximadamente 1 minuto, posteriormente se sacó del horno, se enfrió al aire hasta aproximadamente 700 °C de temperatura y se templó en el troquel. Se cortaron 30 mm de los dos bordes de la chapa de acero metalizada en aluminio, se metalizó con Al en una línea de inmersión en caliente, y se cortó la dirección de la anchura. El resto se utilizó para los ensayos. Después de la estampación en caliente, se templó la pieza, luego se cortó una pieza de ensayo de soldadura de 30x50 mm y se midió para un intervalo de corriente de soldadura adecuado a una presión de 500 kgf (4.903,3 N) y electrificación durante 10 ciclos (60 Hz). En este momento, la corriente límite inferior fue de 4Vt ("t" es el espesor de la chapa), mientras que la corriente límite superior se convirtió en salpicadura. El valor de corriente límite superior - valor de corriente inferior se convirtió en el intervalo apropiado de corriente de soldadura.
La aptitud de soldadura por puntos se evaluó como "buena" cuando estaba por encima del intervalo de corriente de soldadura adecuado de 2 kA y "pobre" cuando el intervalo de corriente de soldadura adecuado fue de 2 kA o menos.
Además, después del ataque químico con Nital, la pieza de ensayo se examinó en corte transversal y se calcularon el valor promedio del espesor, la desviación típica de espesor (desviación en el espesor de metalizado) y la relación entre el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor (desviación típica/promedio) para el espesor de metalizado. Además, se examinó la estructura de la capa de aleación y se midió la longitud media de intersección lineal de los granos de cristal de una fase que contenía Al: de un 40 a un 65 % en masa. En este momento, la pieza de ensayo se cortó a partir de la parte de pestaña con escasa deformación en la parte con forma de sombrero.
Téngase en cuenta que el valor promedio de espesor de metalizado y la desviación típica de espesor de placa se determinaron tomando muestras de piezas de ensayo de 20x30 mm en posiciones a 50 mm de los dos bordes de la chapa de acero en la dirección de la anchura, el centro y las posiciones intermedias entre las posiciones a 50 mm de los dos bordes y el centro, es decir, un total de cinco posiciones. Las piezas de ensayo se cortaron, se examinaron en sección transversal, se calculó el espesor en la parte delantera y trasera, se midió el espesor en 10 puntos y se calcularon el valor promedio de grosor y la desviación típica.
Las condiciones de metalizado de aluminio, estampación en caliente, longitud media de intersección lineal, valor promedio de espesor y los resultados de la evaluación de propiedad anticorrosiva y aptitud de soldadura posterior al pintado se describen en la Tabla 2.
Además, simultáneamente, la dureza de la sección transversal se midió con un medidor de dureza Vicker (carga 1 kgf (9,80 N)), pero se obtuvieron valores de dureza de 420 o más en todos las posiciones medidas.
Tabla 1
Figure imgf000014_0001
Tabla 2
Figure imgf000014_0002
Como muestran los resultados de evaluación de la Tabla 2, las piezas de ensayo de las condiciones de metalizado de aluminio A y B se sometieron a estampación en caliente en las mismas condiciones, pero se apreciaron diferencias en las estructuras de capa de aleación obtenidas (longitudes medias de intersección lineal). Los ejemplos con longitudes medias de intersección lineal de alto valor cayeron relativamente en cuanto a propiedad anticorrosiva posterior al pintado. Se cree que la razón son las fisuras del metalizado.
Es decir, los ejemplos de la invención fueron todos excelentes en cuanto a propiedades anticorrosivas y aptitud de soldadura por puntos posterior al pintado, pero en los ejemplos comparativos donde las longitudes medias de intersección lineales no cumplieron con los requisitos de la presente invención (Nos. 4, 5, 10), la propiedad anticorrosiva posterior al pintado fue inferior. Las muestras metalizadas con Al en las condiciones de A se usaron para calentamiento rápido y templado en un troquel de placa plana. El método de calentamiento utilizó un horno de calentamiento de infrarrojo próximo. La tasa de aumento de la temperatura en ese momento fue de 50 °C/s. La temperatura máxima de la chapa y las condiciones de retención también se modificaron para investigar las estructuras de las capas de metalizado en ese momento. Los resultados y los resultados de la Tabla 2 se resumen en la Figura 4. Se muestra que la longitud media de intersección lineal depende de las condiciones de metalizado y calentamiento.
Ejemplo 2
Se utilizaron chapas de acero laminadas en frío de los diversos ingredientes de acero (A a I) que se muestran en la Tabla 3 (espesor de chapa de 1 a 2 mm) para el metalizado de aluminio igual que en el Ejemplo 1. En este ejemplo, se modificaron la temperatura de recocido y el tiempo de horno reductor. Como composición de baño de metalizado de aluminio, en % en masa, se usó Si: un 9 % y Fe: un 2 %. La temperatura de baño fue de 660 °C y la deposición posterior al metalizado se ajustó mediante el método de limpieza con gas a un total de las dos superficies de 160 g/m2.
Después de esto, se usó un método similar al Ejemplo 1 para hacer que la temperatura de calentamiento en el momento de la estampación en caliente fuese de 950 °C para el templado. Después de eso, se evaluaron la propiedad anticorrosiva posterior al pintado y la aptitud de soldadura por puntos. El método de evaluación fue el mismo que en el Ejemplo 1. La dureza de Vicker fue 420 o más en todos los casos.
Tabla 3
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Tabla 4
Figure imgf000015_0002
En el Ejemplo 2, se modificaron los ingredientes del acero usado, el espesor de chapa y los componentes del baño de metalizado de aluminio. Como se muestra en los resultados de evaluación de la Tabla 4, se observó una tendencia en la que si el espesor de chapa aumenta, la desviación típica de espesor de metalizado aumenta y, además, si la temperatura de recocido aumenta, la desviación típica del espesor de metalizado se vuelve más grande. Si la desviación típica es grande, el intervalo adecuado de corriente de soldadura es estrecho y se generan fácilmente salpicaduras en la soldadura por puntos. Además, en un sistema de ingredientes con alto contenido de Si, tal como los Ingredientes de Acero G, si el tiempo de horno reductor es prolongado (65 segundos), se considera que se generan defectos que no son de metalizado y la propiedad anticorrosiva posterior al pintado disminuye.
Es decir, como se muestra en los resultados de evaluación de la Tabla 4, los ejemplos de la invención fueron todos excelentes en cuanto a propiedades anticorrosivas posteriores al pintado y aptitud de soldadura por puntos, pero en un ejemplo comparativo donde la relación entre el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor (desviación típica/promedio) excede 0,15 (N°. 4), la aptitud de soldadura por puntos resultó inferior. Además, en un ejemplo comparativo en el que el tiempo de reducción de horno fue prolongado y la desviación típica/promedio excedió 0,15 (N°. 10), tanto la propiedad anticorrosiva posterior al pintado como la aptitud de soldadura por puntos fueron inferiores.
Ejemplo 3
Las chapas de acero metalizadas en aluminio de los números 2 y 5 de la Tabla 4 del Ejemplo 2 se sometieron a recocido en recipiente cerrado para generar aleación de las capas de metalizado de aluminio. En este momento, el N°. 2 correspondía a los Ingredientes de Acero A y el N°. 5 a los Ingredientes de Acero B. Estos diferían en las cantidades de Cr en el acero. En este momento, en el N°. 2 (Ingredientes de Acero A), en el momento del recocido en recipiente cerrado, se formó AlN cerca de la interfaz de la capa de metalizado de aluminio y no fue posible generar de forma suficiente aleación de la chapa de acero y la capa de metalizado de aluminio. En el N°. 5 (Ingredientes de Acero B), la aleación resultó posible. Usando el N°. 5, se usó un medio de calentamiento óhmi
temperatura a una velocidad de aumento de temperatura de 200 °C/s hasta 950 °C, a continuación se enfrió la chapa sin retención. El recocido en recipiente cerrado hizo que la capa de metalizado de aluminio experimentara aleación, por lo que incluso después del calentamiento óhmico, el espesor de la capa de aleación de Al-Fe fue constante. La propiedad anticorrosiva posterior al pintado y la aptitud de soldadura por puntos se evaluaron mediante métodos similares al Ejemplo 1, después de lo cual se evaluó la propiedad anticorrosiva posterior al pintado como "muy buena" y la aptitud de soldadura por puntos como "buena", es decir, se mostraron propiedades excelentes. También se demostró que la dureza de Vicker fue de 482.
Ejemplo 4
El acero de la Tabla 1 del Ejemplo 1 se usó para el metalizado de aluminio en las condiciones de metalizado de aluminio B del Ejemplo 1. En este momento, la cantidad de deposición de revestimiento de metalizado se ajustó a un total de los dos lados de 80 a 160 g/m2. Además, después del metalizado de aluminio, se revistió una mezcla de una disolución acuosa de ZnO finamente dispersa (suspensión Nanotech fabricada por C.I. Kasei) y una resina soluble en agua a base de uretano mediante un dispositivo de revestimiento de rodillos y se secó a 80 °C. En este momento, las cantidades de deposición de la película de ZnO, convertido en Zn, fueron de 0,5 a 3 g/m2. Estas piezas de ensayo se sometieron a estampación en caliente y se templaron.
Como condiciones de estampación en caliente en este momento, además del calentamiento de horno que se muestra en el Ejemplo 1, también se usó un horno de calentamiento por infrarrojos. El tiempo de retención en el caso del calentamiento del horno fue de 60 segundos, mientras que en el caso del calentamiento por infrarrojos fue también de 60 segundos. Téngase en cuenta que la tasa de aumento de temperatura en el calentamiento por infrarrojos fue de aproximadamente 19 °C/s. La pieza de ensayo preparada de este modo se evaluó mediante el mismo método que en el Ejemplo 1. Los resultados de la evaluación en este momento se muestran en la Tabla 5. La dureza de Vicker fue 420 o más en todos los casos.
Tabla 5
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Las piezas de ensayo a las que se proporcionó una película de ZnO exhibieron una excelente propiedad anticorrosiva posterior al pintado incluso con una pequeña cantidad de deposición. Además, la aptitud de soldadura por puntos también resultó excelente.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Una pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente que tiene excelentes propiedades anticorrosivas posteriores al pintado, que comprende una capa de metalizado de aleación que comprende una fase de compuesto intermetálico de Al-Fe en la superficie de una chapa de acero,
    estando compuesta dicha capa de metalizado de aleación por fases de una pluralidad de compuestos intermetálicos, una longitud media de intersección lineal de granos de cristal de una fase que contiene Al: de un 40 a un 65 % en masa entre dichas fases de la pluralidad de compuestos intermetálicos es de 3 a 20 pm, en la que la longitud media de intersección lineal se define y mide como se describe en la descripción,
    el valor promedio de espesor de dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe es de 10 a 50 pm, y la relación entre el valor promedio de espesor y la desviación típica de espesor de dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe cumple la siguiente relación:
    0 < desviación típica de espesor/valor promedio de espesor < 0,15;
    en la que dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe contiene, en % en masa, Si: de un 2 a un 7 %.
  2. 2. - La pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente que es excelente en cuanto a propiedad anticorrosiva posterior al pintado como se establece en la reivindicación 1, caracterizada porque dicha relación entre el valor promedio de espesor y desviación típica de espesor es 0,1 o menos.
  3. 3. - La pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente que es excelente en cuanto a propiedad anticorrosiva posterior al pintado como se establece en la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque se deposita una capa de película superficial que contiene ZnO sobre la superficie de dicha capa de metalizado de aleación de Al-Fe.
  4. 4.- La pieza de alta resistencia sometida a estampación en caliente que es excelente en cuanto a propiedad anticorrosiva posterior al pintado como se establece en la reivindicación 3, caracterizada porque el contenido de ZnO de dicha capa de película superficial es, convertido en masa de Zn, de 0,3 a 7 g/m2 por lado.
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