JP2003183802A - 耐熱性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板及び高強度自動車部品 - Google Patents
耐熱性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板及び高強度自動車部品Info
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- JP2003183802A JP2003183802A JP2001383852A JP2001383852A JP2003183802A JP 2003183802 A JP2003183802 A JP 2003183802A JP 2001383852 A JP2001383852 A JP 2001383852A JP 2001383852 A JP2001383852 A JP 2001383852A JP 2003183802 A JP2003183802 A JP 2003183802A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、自動車の足回り等の高強度を要求
される部品を製造するための耐熱性、塗装後耐食性に優
れた高強度Ａｌ系めっき鋼板及びこれで製造された自動
車部品を提供する。 【解決手段】 鋼成分として質量％でＣ：０．１〜０．
５％を含有し、所定量のＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ａｌ，更
にＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏの１または２以上の元素をＴｉ＋
０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏを満足するように含有す
る鋼に、Ｍｎ，Ｃｒを合計で０．１％以上を含有するＦ
ｅ，Ａｌ系被覆を有する高強度Ａｌ系めっき鋼板。 【効果】 本発明による鋼板は高強度で、優れた特性を
有し、自動車の軽量化に寄与することができる。
される部品を製造するための耐熱性、塗装後耐食性に優
れた高強度Ａｌ系めっき鋼板及びこれで製造された自動
車部品を提供する。 【解決手段】 鋼成分として質量％でＣ：０．１〜０．
５％を含有し、所定量のＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ａｌ，更
にＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏの１または２以上の元素をＴｉ＋
０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏを満足するように含有す
る鋼に、Ｍｎ，Ｃｒを合計で０．１％以上を含有するＦ
ｅ，Ａｌ系被覆を有する高強度Ａｌ系めっき鋼板。 【効果】 本発明による鋼板は高強度で、優れた特性を
有し、自動車の軽量化に寄与することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の足回り等
の高強度を要求される部品を製造するための鋼素材を提
供するものである。
の高強度を要求される部品を製造するための鋼素材を提
供するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題を発端とした低燃費
化の動きから自動車用鋼板に対しては高強度化に対する
要望が強い。しかし、一般に高強度化は加工性、成形性
の低下を伴い、高強度、高成形性を両立する鋼板が要望
されている。これに対応するものの１つが、残留オース
テナイトのマルテンサイト変態を利用したＴＲＩＰ（Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌａ
ｃｉｔｉｃｉｔｙ）鋼であり、近年用途が拡大しつつあ
る。しかし、この鋼により、成形性の優れた１０００Ｍ
Ｐａ級の高強度鋼板は製造することは可能であるが、更
に高強度、例えば１５００ＭＰａというような超高強度
鋼で成形性を確保することは困難である。
化の動きから自動車用鋼板に対しては高強度化に対する
要望が強い。しかし、一般に高強度化は加工性、成形性
の低下を伴い、高強度、高成形性を両立する鋼板が要望
されている。これに対応するものの１つが、残留オース
テナイトのマルテンサイト変態を利用したＴＲＩＰ（Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌａ
ｃｉｔｉｃｉｔｙ）鋼であり、近年用途が拡大しつつあ
る。しかし、この鋼により、成形性の優れた１０００Ｍ
Ｐａ級の高強度鋼板は製造することは可能であるが、更
に高強度、例えば１５００ＭＰａというような超高強度
鋼で成形性を確保することは困難である。
【０００３】そこで、高強度、高成形性を両立する別の
形として最近注目を浴びているのがホットプレスであ
る。これは鋼板を８００℃以上の高温に加熱した状態で
成形することにより高強度鋼板の成形性の課題を無く
し、成型後の冷却により所望の材質を得るというもので
ある。しかし、大気中での加熱を伴うため、表面に酸化
物が生成してこれを後工程で除去する必要がある。これ
を改善するものとして０．１５〜０．５％の炭素を含有
する鋼板にアルミめっきして加熱時の酸化抑制を図る技
術が特開２０００−３８６４０号公報に開示されてい
る。
形として最近注目を浴びているのがホットプレスであ
る。これは鋼板を８００℃以上の高温に加熱した状態で
成形することにより高強度鋼板の成形性の課題を無く
し、成型後の冷却により所望の材質を得るというもので
ある。しかし、大気中での加熱を伴うため、表面に酸化
物が生成してこれを後工程で除去する必要がある。これ
を改善するものとして０．１５〜０．５％の炭素を含有
する鋼板にアルミめっきして加熱時の酸化抑制を図る技
術が特開２０００−３８６４０号公報に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した発明は、高強
度の成形部品を効率良く製造するのに有効であるが、ア
ルミめっき層は加熱条件によってはめっき剥離を起こす
可能性がある。これは、加熱によりめっき層−鋼板界面
に空孔（ボイド）が生成し、ここを起点としてめっきが
剥離するものである。温度が高いほど、また時間が長い
ほど剥離は起こりやすくなる。また、加熱雰囲気にも依
存し、大気雰囲気よりも窒素雰囲気の方が剥離が起こり
やすい。これは窒素がボイドを伝わって内部に浸透し、
ボイド内部の表面にＡＩＮを生成して剥離に至るためで
ある。
度の成形部品を効率良く製造するのに有効であるが、ア
ルミめっき層は加熱条件によってはめっき剥離を起こす
可能性がある。これは、加熱によりめっき層−鋼板界面
に空孔（ボイド）が生成し、ここを起点としてめっきが
剥離するものである。温度が高いほど、また時間が長い
ほど剥離は起こりやすくなる。また、加熱雰囲気にも依
存し、大気雰囲気よりも窒素雰囲気の方が剥離が起こり
やすい。これは窒素がボイドを伝わって内部に浸透し、
ボイド内部の表面にＡＩＮを生成して剥離に至るためで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな課題を克服するためにアルミめっき鋼板の加工後の
耐熱性への影響因子を詳細に検討した結果、次の知見を
得た。すなわち、母材鋼へのＴｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏの
添加が有効であり、またこれらの成分を、Ｔｉ＋０．５
Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏ＞０．４となるように添加する
ことで、飛躍的に優れた耐熱性、特に加熱後の耐めっき
剥離性が得られた。これらの元素はＡｌ−Ｆｅ間の拡散
係数の差異を小さくすることで、めっき層−鋼板界面の
ボイド生成を抑制していると推定している。
うな課題を克服するためにアルミめっき鋼板の加工後の
耐熱性への影響因子を詳細に検討した結果、次の知見を
得た。すなわち、母材鋼へのＴｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏの
添加が有効であり、またこれらの成分を、Ｔｉ＋０．５
Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏ＞０．４となるように添加する
ことで、飛躍的に優れた耐熱性、特に加熱後の耐めっき
剥離性が得られた。これらの元素はＡｌ−Ｆｅ間の拡散
係数の差異を小さくすることで、めっき層−鋼板界面の
ボイド生成を抑制していると推定している。
【０００６】また、このアルミめっき鋼板を加熱すると
表面まで合金化してＦｅ−Ａｌを主体とする１〜５種類
の相となるが、このときこの金属間化合物にＭｎ，Ｃｒ
が合計で０．１％以上含有されていると塗装後耐食性が
向上するという知見も得られた。これらの元素はＦｅ，
Ａｌの耐食性を向上させる元素であり、またこれらが含
有されることで金属間化合物の電位が変化している可能
性、あるいは化成処理時のリン酸塩皮膜が変化している
可能性が有るが、現段階ではどの作用が支配的かは不明
である。
表面まで合金化してＦｅ−Ａｌを主体とする１〜５種類
の相となるが、このときこの金属間化合物にＭｎ，Ｃｒ
が合計で０．１％以上含有されていると塗装後耐食性が
向上するという知見も得られた。これらの元素はＦｅ，
Ａｌの耐食性を向上させる元素であり、またこれらが含
有されることで金属間化合物の電位が変化している可能
性、あるいは化成処理時のリン酸塩皮膜が変化している
可能性が有るが、現段階ではどの作用が支配的かは不明
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の限定理由について
説明する。まず、鋼板の成分について説明する。 Ｃ：本発明は成型後に１０００ＭＰａ以上の高強度を有
するものであり、ホットプレス後に急冷してマルテンサ
イトを主体とする組織に変態させるものであり、そのた
めにはＣ量０．０５％以上が好ましく、高強度を安定し
て得るためには０．１％以上であることがより好まし
い。一方、Ｃ量を０．７％超に増大させても強度が飽和
してしまうことに加え、溶接割れを生じやすくするた
め、上限を０．７％に定める。
説明する。まず、鋼板の成分について説明する。 Ｃ：本発明は成型後に１０００ＭＰａ以上の高強度を有
するものであり、ホットプレス後に急冷してマルテンサ
イトを主体とする組織に変態させるものであり、そのた
めにはＣ量０．０５％以上が好ましく、高強度を安定し
て得るためには０．１％以上であることがより好まし
い。一方、Ｃ量を０．７％超に増大させても強度が飽和
してしまうことに加え、溶接割れを生じやすくするた
め、上限を０．７％に定める。
【０００８】Ｓｉ：Ｓｉは低すぎると疲労特性の低下を
惹起するため、０．０５％以上の添加が望ましい。しか
し、Ｓｉは再結晶焼鈍中に安定な酸化皮膜を鋼板表面に
形成し、アルミめっき性を阻害する元素でもある。この
意味からＳｉの上限を１％とするのが望ましい。 Ｍｎ：この元素は鋼板の焼入れ性を高める元素としてよ
く知られている。また、不可避的に混入するＳに起因す
る熱間脆性を防ぐために必要な元素でもある。この理由
から０．５％以上の添加が望ましい。また、Ｍｎはアル
ミめっき後の耐熱性も向上させる。しかし、３％を超え
てＭｎを添加すると焼入れ後の衝撃特性が低下するため
ここを上限とするのが望ましい。
惹起するため、０．０５％以上の添加が望ましい。しか
し、Ｓｉは再結晶焼鈍中に安定な酸化皮膜を鋼板表面に
形成し、アルミめっき性を阻害する元素でもある。この
意味からＳｉの上限を１％とするのが望ましい。 Ｍｎ：この元素は鋼板の焼入れ性を高める元素としてよ
く知られている。また、不可避的に混入するＳに起因す
る熱間脆性を防ぐために必要な元素でもある。この理由
から０．５％以上の添加が望ましい。また、Ｍｎはアル
ミめっき後の耐熱性も向上させる。しかし、３％を超え
てＭｎを添加すると焼入れ後の衝撃特性が低下するため
ここを上限とするのが望ましい。
【０００９】Ｔｉ：Ｔｉはアルミめっきの耐熱性への影
響が最も大きい。本用途のような９００℃を超すような
高温域で使用するには、耐熱性という意味から添加が好
ましく、その効果を奏するには０．０１％が望ましい。
しかし、ＴｉはＣとＴｉＣを形成して強度に寄与するＣ
量を減じてしまうため、Ｔｉの添加に見合う分だけＣ量
を増大させてやる必要がある。また、Ｔｉの効果は０．
８％程度で飽和するため、ここを上限とするのが望まし
い。
響が最も大きい。本用途のような９００℃を超すような
高温域で使用するには、耐熱性という意味から添加が好
ましく、その効果を奏するには０．０１％が望ましい。
しかし、ＴｉはＣとＴｉＣを形成して強度に寄与するＣ
量を減じてしまうため、Ｔｉの添加に見合う分だけＣ量
を増大させてやる必要がある。また、Ｔｉの効果は０．
８％程度で飽和するため、ここを上限とするのが望まし
い。
【００１０】Ｃｒ：ＣｒもＭｎ，Ｔｉと同様に、アルミ
めっき後の耐熱性向上に寄与する。しかし、Ｓｉと同様
安定な酸化皮膜を鋼板表面に形成してアルミめっき性を
低下させる。また、比較的高価な元素でもあり、添加す
る際には上限を３％とするのが望ましい。 Ｍｏ：この元素もＭｎ，Ｔｉ，Ｃｒと同様に、アルミめ
っき後の耐熱性向上に寄与し、添加が望ましい。しか
し、比較的高価な元素であること、効果が飽和すること
から上限を１％とするのが望ましい。
めっき後の耐熱性向上に寄与する。しかし、Ｓｉと同様
安定な酸化皮膜を鋼板表面に形成してアルミめっき性を
低下させる。また、比較的高価な元素でもあり、添加す
る際には上限を３％とするのが望ましい。 Ｍｏ：この元素もＭｎ，Ｔｉ，Ｃｒと同様に、アルミめ
っき後の耐熱性向上に寄与し、添加が望ましい。しか
し、比較的高価な元素であること、効果が飽和すること
から上限を１％とするのが望ましい。
【００１１】本発明においては、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍ
ｏといったアルミめっき後の耐熱性向上元素を、Ｔｉ＋
０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏ＞０．４の関係を満たす
ように添加することが望ましい。Ｔｉ，Ｃｒが特に加熱
時のめっき剥離への効果が大きい。また、Ｍｎは比較的
多量に添加することが可能で、やはり耐熱性への寄与が
大きい。本発明においては、更に鋼中にＰ，Ｓ，Ａｌを
添加するものとするが、Ｐ，Ａｌは鋼の延性、疲労強度
を阻害することから、Ｓは靱性を阻害することからそれ
ぞれ上限を設ける。更に、必要に応じてＮｉ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｎ，Ｃｕ，Ｂ，Ｓｎ，Ｓｂの１種または２種以上を
含有することも可能である。Ｎｉ，Ｃｕは鋼の耐食性に
寄与し、Ｂは焼入れ性を向上させる。
ｏといったアルミめっき後の耐熱性向上元素を、Ｔｉ＋
０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏ＞０．４の関係を満たす
ように添加することが望ましい。Ｔｉ，Ｃｒが特に加熱
時のめっき剥離への効果が大きい。また、Ｍｎは比較的
多量に添加することが可能で、やはり耐熱性への寄与が
大きい。本発明においては、更に鋼中にＰ，Ｓ，Ａｌを
添加するものとするが、Ｐ，Ａｌは鋼の延性、疲労強度
を阻害することから、Ｓは靱性を阻害することからそれ
ぞれ上限を設ける。更に、必要に応じてＮｉ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｎ，Ｃｕ，Ｂ，Ｓｎ，Ｓｂの１種または２種以上を
含有することも可能である。Ｎｉ，Ｃｕは鋼の耐食性に
寄与し、Ｂは焼入れ性を向上させる。
【００１２】以下に、本発明のめっき層に関して説明す
る。アルミめっきを合金化させた後に塗装されて使用さ
れることが多いが、このときの塗装後耐食性に金属間化
合物中のＭｎ，Ｃｒ量が影響する。これらの元素が０．
１％以上で良好な塗装後耐食性を発揮する。Ｍｎ，Ｃｒ
の添加方法は鋼成分を拡散させる方法と、めっき浴に添
加する方法があるが、どちらの方法であっても０．１％
以上で効果を発揮する。金属間化合物はめっき付着量、
鋼成分、加熱条件等により、１〜５相の相が混在し得る
ことが分かっているが、特に表面近傍の相の影響が大き
いため、分析に際しては断面から表面５μｍ以内を５点
程度ＥＰＭＡ定量分析等の手法で測定し、平均値を算出
することで判断するのが好ましい。
る。アルミめっきを合金化させた後に塗装されて使用さ
れることが多いが、このときの塗装後耐食性に金属間化
合物中のＭｎ，Ｃｒ量が影響する。これらの元素が０．
１％以上で良好な塗装後耐食性を発揮する。Ｍｎ，Ｃｒ
の添加方法は鋼成分を拡散させる方法と、めっき浴に添
加する方法があるが、どちらの方法であっても０．１％
以上で効果を発揮する。金属間化合物はめっき付着量、
鋼成分、加熱条件等により、１〜５相の相が混在し得る
ことが分かっているが、特に表面近傍の相の影響が大き
いため、分析に際しては断面から表面５μｍ以内を５点
程度ＥＰＭＡ定量分析等の手法で測定し、平均値を算出
することで判断するのが好ましい。
【００１３】後述するように、溶融アルミめっきにはＳ
ｉを添加するのが一般的であり、このとき更にＳｉが金
属間化合物中に含有される。その量は１〜２０％程度
で、１〜５相の金属間化合物中のＳｉ量はかなりバラツ
キを持ち得る。１〜５相のＦｅ−Ａｌ系被覆としては、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系金属間化合物、Ｆｅ2 Ａｌ5 ，Ｆｅ
Ａｌ3 ，Ｆｅ3 Ａｌ，ＦｅＡｌ，Ａｌ固溶フェライト等
種々の組成があり得るが、いずれの組成をとってもＭｎ
＋Ｃｒが０．１％以上となることで安定した塗装後耐食
性が得られる。複数の相が存在する際に、どの相を分析
するかについてであるが、今回Ｍｎ，Ｃｒが塗装後耐食
性に寄与するとの知見が得られ、腐食現象はマクロな事
象であることを考慮すると、複相存在する際にもランダ
ムに５点程度分析してその平均を算出することで、全体
的な情報を得られ、これで判断できるものと考えられ
る。また、加熱後断面組織を観察する際には２〜３％の
ナイタールでエッチングするものとする。これは特に加
熱時間が長くなって生成するＡｌ固溶フェライトと母材
の界面がエッチング無しでは観察できないためである。
ｉを添加するのが一般的であり、このとき更にＳｉが金
属間化合物中に含有される。その量は１〜２０％程度
で、１〜５相の金属間化合物中のＳｉ量はかなりバラツ
キを持ち得る。１〜５相のＦｅ−Ａｌ系被覆としては、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系金属間化合物、Ｆｅ2 Ａｌ5 ，Ｆｅ
Ａｌ3 ，Ｆｅ3 Ａｌ，ＦｅＡｌ，Ａｌ固溶フェライト等
種々の組成があり得るが、いずれの組成をとってもＭｎ
＋Ｃｒが０．１％以上となることで安定した塗装後耐食
性が得られる。複数の相が存在する際に、どの相を分析
するかについてであるが、今回Ｍｎ，Ｃｒが塗装後耐食
性に寄与するとの知見が得られ、腐食現象はマクロな事
象であることを考慮すると、複相存在する際にもランダ
ムに５点程度分析してその平均を算出することで、全体
的な情報を得られ、これで判断できるものと考えられ
る。また、加熱後断面組織を観察する際には２〜３％の
ナイタールでエッチングするものとする。これは特に加
熱時間が長くなって生成するＡｌ固溶フェライトと母材
の界面がエッチング無しでは観察できないためである。
【００１４】アルミめっきの付着量は耐食性、溶接性、
加工性等に影響する。付着量が小さすぎると塗装後耐食
性が不十分であり、また多すぎると溶接性、加工性が低
下する。加工性については加熱後のプレス時に脆性な金
属間化合物が剥離しやすくなる。アルミめっきの方法に
ついては特に限定するものではなく、溶融めっき法をは
じめとして電気めっき法、真空蒸着法、クラッド法等が
可能である。現在工業的に最も普及しているのは溶融め
っき法であり、通常めっき浴としてＡｌ−１０％Ｓｉを
使用することが多く、これに不可避的不純物のＦｅが混
入している。これに加えてＣｒ，Ｍｎを添加することで
塗装後耐食性が向上することは前述した。これ以外の添
加元素として、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，
Ｎｉ，Ｃｏ，Ｉｎ，Ｂｉ，ミッシュメタル等がありうる
が、めっき層がＡｌを主体とする限り、適用可能であ
る。
加工性等に影響する。付着量が小さすぎると塗装後耐食
性が不十分であり、また多すぎると溶接性、加工性が低
下する。加工性については加熱後のプレス時に脆性な金
属間化合物が剥離しやすくなる。アルミめっきの方法に
ついては特に限定するものではなく、溶融めっき法をは
じめとして電気めっき法、真空蒸着法、クラッド法等が
可能である。現在工業的に最も普及しているのは溶融め
っき法であり、通常めっき浴としてＡｌ−１０％Ｓｉを
使用することが多く、これに不可避的不純物のＦｅが混
入している。これに加えてＣｒ，Ｍｎを添加することで
塗装後耐食性が向上することは前述した。これ以外の添
加元素として、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，
Ｎｉ，Ｃｏ，Ｉｎ，Ｂｉ，ミッシュメタル等がありうる
が、めっき層がＡｌを主体とする限り、適用可能であ
る。
【００１５】本発明において、アルミめっきのめっき前
処理，後処理等については特に限定するものではない。
めっき前処理としてＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅプレめっき
等もありうるが、これも適用可能である。また、めっき
後処理としては一次防錆、潤滑性を目的としてクロメー
ト処理、樹脂被覆処理等ありうるが、有機樹脂は加熱す
ると消失してしまうため好ましくない。クロメート処理
も近年の６価クロム規制を考慮すると、電解クロメート
等の３価の処理皮膜が好ましい。その他、無機系のクロ
メート以外の後処理も適用可能である。潤滑性を狙って
アルミナ、シリカ、ＭｏＳ2 等を予め処理することも可
能である。上記の鋼板を自動車部品に加工して使用する
場合、１〜２００μｍ程度の厚みの塗装膜を付与する。
処理，後処理等については特に限定するものではない。
めっき前処理としてＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅプレめっき
等もありうるが、これも適用可能である。また、めっき
後処理としては一次防錆、潤滑性を目的としてクロメー
ト処理、樹脂被覆処理等ありうるが、有機樹脂は加熱す
ると消失してしまうため好ましくない。クロメート処理
も近年の６価クロム規制を考慮すると、電解クロメート
等の３価の処理皮膜が好ましい。その他、無機系のクロ
メート以外の後処理も適用可能である。潤滑性を狙って
アルミナ、シリカ、ＭｏＳ2 等を予め処理することも可
能である。上記の鋼板を自動車部品に加工して使用する
場合、１〜２００μｍ程度の厚みの塗装膜を付与する。
【００１６】
【実施例】次に、実施例で本発明をより詳細に説明す
る。 （実施例１）通常の熱延、冷延工程を経た、表１に示す
ような鋼成分の酸洗鋼板（板厚１．８ｍｍ）、冷延鋼板
（板厚１．２ｍｍ）を材料として、溶融アルミめっきを
行った。表１の番号１，３，５，７，９は冷延鋼板であ
り、残りは熱延鋼板である。溶融アルミめっきは無酸化
炉−還元炉タイプのラインを使用し、めっき後ガスワイ
ピング法でめっき付着量を片面４０ｇ／ｍ2 に調節し、
その後冷却し、ゼロスパングル処理を施した。この際の
めっき浴組成としてはＡｌ−１０％Ｓｉ−２％Ｆｅであ
った。浴中のＦｅは浴中のめっき機器やストリップから
供給される不可避のものである。めっき外観は不めっき
等なく良好であった。このようにして製造した溶融アル
ミめっき鋼板の焼入れ性，耐熱性を評価した。評価方法
を以下に記す。
る。 （実施例１）通常の熱延、冷延工程を経た、表１に示す
ような鋼成分の酸洗鋼板（板厚１．８ｍｍ）、冷延鋼板
（板厚１．２ｍｍ）を材料として、溶融アルミめっきを
行った。表１の番号１，３，５，７，９は冷延鋼板であ
り、残りは熱延鋼板である。溶融アルミめっきは無酸化
炉−還元炉タイプのラインを使用し、めっき後ガスワイ
ピング法でめっき付着量を片面４０ｇ／ｍ2 に調節し、
その後冷却し、ゼロスパングル処理を施した。この際の
めっき浴組成としてはＡｌ−１０％Ｓｉ−２％Ｆｅであ
った。浴中のＦｅは浴中のめっき機器やストリップから
供給される不可避のものである。めっき外観は不めっき
等なく良好であった。このようにして製造した溶融アル
ミめっき鋼板の焼入れ性，耐熱性を評価した。評価方法
を以下に記す。
【００１７】アルミめっき鋼板を窒素雰囲気下、９５０
℃で３０分間加熱した後、鋼製のダイ間に挟んで冷却し
た。冷却速度は約１００℃／秒であった。この鋼板のめ
っき剥離を目視で評価した。また、鋼板の断面ビッカー
ス硬度を荷重１００ｇで測定した。次に、Ａｌ、鋼板、
Ｚｎめっき共用の化成処理を施し、カチオン系電着塗料
（日本ペイントパワーニクス１１０）を２０μｍ塗装、
焼付けし、クロスカット後塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ２
３７１）を２０日行い、クロスカットからの腐食深さを
測定した。なお、クロスカットの深さが約５０μｍであ
った。従って、記述した値から５０μｍを減じた値が真
の腐食量ということになる。更に、Ｆｅ−Ａｌ金属間化
合物のＭｎ，Ｃｒ濃度分析のため、焼入れ後試料を断面
研磨後表面から５μｍ以内の範囲でＥＰＭＡ定量分析を
５点行い、Ｍｎ，Ｃｒ量を測定した。これらの評価結果
を表２に示す。
℃で３０分間加熱した後、鋼製のダイ間に挟んで冷却し
た。冷却速度は約１００℃／秒であった。この鋼板のめ
っき剥離を目視で評価した。また、鋼板の断面ビッカー
ス硬度を荷重１００ｇで測定した。次に、Ａｌ、鋼板、
Ｚｎめっき共用の化成処理を施し、カチオン系電着塗料
（日本ペイントパワーニクス１１０）を２０μｍ塗装、
焼付けし、クロスカット後塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ２
３７１）を２０日行い、クロスカットからの腐食深さを
測定した。なお、クロスカットの深さが約５０μｍであ
った。従って、記述した値から５０μｍを減じた値が真
の腐食量ということになる。更に、Ｆｅ−Ａｌ金属間化
合物のＭｎ，Ｃｒ濃度分析のため、焼入れ後試料を断面
研磨後表面から５μｍ以内の範囲でＥＰＭＡ定量分析を
５点行い、Ｍｎ，Ｃｒ量を測定した。これらの評価結果
を表２に示す。
【００１８】〔耐熱性の評価基準〕
○：剥離無し
△：エッジからの部分剥離あり
×：剥離
〔塗装後耐食性の評価基準〕
○：腐食深さ８０μｍ以下
×：腐食深さ８０μｍ超
（いづれもクロスカットの深さを含む値）
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】Ｎｏ．９のようにＣが低すぎると強度が低
下するビッカース硬度は一般に３倍するとその材料の強
度（ＭＰａ）に近い値となるが、この場合、６００ＭＰ
ａクラスの強度しか得られない。また、Ｎｏ．１０のよ
うにＭｎ，Ｂ等の焼入れ元素の添加量が少ないとＣが高
くても焼入れ効果が得られず、やはり強度がやや低下す
る傾向であった。一方、Ｎｏ．１１のようにＴｉ* ：Ｔ
ｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏが低い系では加熱後
めっき剥離が発生し、耐熱性がやや劣る傾向であった。
鋼中元素の添加量が適正に制御された、Ｎｏ．１〜８に
ついては、強度、耐熱性、塗装後耐食性共に良好な結果
が得られた。
下するビッカース硬度は一般に３倍するとその材料の強
度（ＭＰａ）に近い値となるが、この場合、６００ＭＰ
ａクラスの強度しか得られない。また、Ｎｏ．１０のよ
うにＭｎ，Ｂ等の焼入れ元素の添加量が少ないとＣが高
くても焼入れ効果が得られず、やはり強度がやや低下す
る傾向であった。一方、Ｎｏ．１１のようにＴｉ* ：Ｔ
ｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏが低い系では加熱後
めっき剥離が発生し、耐熱性がやや劣る傾向であった。
鋼中元素の添加量が適正に制御された、Ｎｏ．１〜８に
ついては、強度、耐熱性、塗装後耐食性共に良好な結果
が得られた。
【００２２】（実施例２）実施例１の表１中のＮｏ．７
の鋼を使用して、Ａｌ−１０％Ｓｉ−２％Ｆｅをベース
としてめっき浴中にＭｎ，Ｃｒを添加しためっきを行っ
た。めっき付着量は片面６０ｇ／ｍ2 であり、良好なめ
っき外観が得られた。これらを９００℃で２分加熱後で
金型焼入れした。冷却温度は約１００℃／ｓｅｃであっ
た。このときの浴中Ｍｎ，Ｃｒ量と、実施例１と同じ方
法で評価した結果を表３にまとめる。Ｎｏ．１のよう
に、金属間化合物中のＭｎ，Ｃｒ量が少ないと、塗装後
耐食性は不良であるが、浴中にＭｎ，Ｃｒを添加するに
従って、耐食性は向上する。このときの金属間化合物中
のＭｎ，Ｃｒ量と塗装後耐食性の関係を図１に示す。Ｍ
ｎ，Ｃｒにより、塗装後耐食性が向上していくことがわ
かる。
の鋼を使用して、Ａｌ−１０％Ｓｉ−２％Ｆｅをベース
としてめっき浴中にＭｎ，Ｃｒを添加しためっきを行っ
た。めっき付着量は片面６０ｇ／ｍ2 であり、良好なめ
っき外観が得られた。これらを９００℃で２分加熱後で
金型焼入れした。冷却温度は約１００℃／ｓｅｃであっ
た。このときの浴中Ｍｎ，Ｃｒ量と、実施例１と同じ方
法で評価した結果を表３にまとめる。Ｎｏ．１のよう
に、金属間化合物中のＭｎ，Ｃｒ量が少ないと、塗装後
耐食性は不良であるが、浴中にＭｎ，Ｃｒを添加するに
従って、耐食性は向上する。このときの金属間化合物中
のＭｎ，Ｃｒ量と塗装後耐食性の関係を図１に示す。Ｍ
ｎ，Ｃｒにより、塗装後耐食性が向上していくことがわ
かる。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、耐熱性、
特に加工後の耐熱性に優れたホットプレス用アルミめっ
き鋼板を提供する。従って、本発明は、今後の自動車軽
量化に大きく寄与するものと思われ、産業上の寄与は大
きい。
特に加工後の耐熱性に優れたホットプレス用アルミめっ
き鋼板を提供する。従って、本発明は、今後の自動車軽
量化に大きく寄与するものと思われ、産業上の寄与は大
きい。
【図１】金属間化合物中のＭｎ−Ｃｒ量の塗装後耐食性
への影響を示す図である。
への影響を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２２Ｃ 38/60 Ｃ２２Ｃ 38/60
Ｃ２３Ｃ 2/40 Ｃ２３Ｃ 2/40
(72)発明者 末廣 正芳
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日
本製鐵株式会社八幡製鐵所内
(72)発明者 宮腰 寿拓
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日
本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA23 AB05 AB08 AB09
AB48 AE03 AE23
Claims (7)
- 【請求項１】 鋼板表面に、Ｍｎ，Ｃｒを合計で０．１
％以上含有するＦｅ−Ａｌ系被覆を有することを特徴と
する塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板。 - 【請求項２】 質量％で、Ｃ：０．０５〜０．７％を含
有する鋼板の表面に、Ｍｎ，Ｃｒを合計で０．１％以上
含有するＦｅ−Ａｌ系被覆を有することを特徴とする塗
装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板。 - 【請求項３】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．７％、 Ｓｉ：０．０５〜１％、 Ｍｎ：０．５〜３％、 Ｐ ：０．１％以下、 Ｓ ：０．１％以下、 Ａｌ：０．２％以下に加え、 Ｔｉ：０．０１〜０．８％、 Ｃｒ：３％以下、 Ｍｏ：１％以下 から選ばれた１種または２種以上の元素を含有し、かつ
下記の式を満たす鋼の表面にＭｎ，Ｃｒを合計で０．１
％以上含有するＦｅ−Ａｌ系被覆を有することを特徴と
する耐熱性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっ
き鋼板。Ｔｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｃｒ＋０．５Ｍｏ＞０．４ - 【請求項４】 鋼中に更に質量％で、 Ｎ ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．１％以下、 Ｖ：０．１％以下、 Ｎｉ：１％以下、 Ｃｕ：１％以下、 Ｂ ：０．０００３〜０．０３％、 Ｓｎ：０．１％以下、 Ｓｂ：０．１％以下 から選ばれた１種または２種以上の元素を含有すること
を特徴とする請求項３に記載の耐熱性、塗装後耐食性に
優れた高強度アルミ系めっき鋼板。 - 【請求項５】 Ｆｅ−Ａｌ系被覆に更に、Ｓｉを１〜２
０％含有することを特徴とする請求項１〜４に記載の耐
熱性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼
板。 - 【請求項６】 めっき付着量が両面で４０〜２００ｇ／
ｍ2 であることを特徴とする請求項１〜５に記載の耐熱
性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板。 - 【請求項７】 請求項１〜６に記載の鋼をプレス成型に
より成形した高強度自動車部品。
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
| JP2001383852A JP2003183802A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 耐熱性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板及び高強度自動車部品 |
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| KR1020087029007A KR20080108163A (ko) | 2001-06-15 | 2002-06-14 | 고강도 알루미늄계 합금 도금 강판의 열간 프레스 방법 |
| AU2002309283A AU2002309283B2 (en) | 2001-06-15 | 2002-06-14 | High-strength Alloyed Aluminum-system Plated Steel Sheet and High-strength Automotive Part Excellent in Heat Resistance and After-painting Corrosion Resistance |
| PCT/JP2002/005978 WO2002103073A2 (en) | 2001-06-15 | 2002-06-14 | High-strength alloyed aluminum-system plated steel sheet and high-strength automotive part excellent in heat resistance and after-painting corrosion resistance |
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| KR1020077027723A KR20070119096A (ko) | 2001-06-15 | 2002-06-14 | 고강도 알루미늄계 합금 도금 강판 |
| CNB028120361A CN100370054C (zh) | 2001-06-15 | 2002-06-14 | 镀有铝合金体系的高强度钢板以及具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度汽车零件 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003183802A true JP2003183802A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27593738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001383852A Pending JP2003183802A (ja) | 2001-06-15 | 2001-12-18 | 耐熱性、塗装後耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板及び高強度自動車部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003183802A (ja) |
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| JP2011512455A (ja) * | 2008-01-15 | 2011-04-21 | アルセロールミタル・フランス | プレス加工された製品を製造する方法およびその方法から準備されたプレス加工された製品 |
| JP2012041610A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Jfe Steel Corp | 熱間プレス用鋼板、その製造方法およびそれを用いた熱間プレス部材の製造方法 |
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| US9289855B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-03-22 | Shiloh Industries, Inc. | Sheet metal piece having weld notch and method of forming the same |
| US9604311B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-03-28 | Shiloh Industries, Inc. | Welded blank assembly and method |
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| WO2020162513A1 (ja) | 2019-02-05 | 2020-08-13 | 日本製鉄株式会社 | 被覆鋼部材、被覆鋼板およびそれらの製造方法 |
| US10821546B2 (en) | 2012-11-30 | 2020-11-03 | Shiloh Industries, Inc. | Method of forming a weld notch in a sheet metal piece |
-
2001
- 2001-12-18 JP JP2001383852A patent/JP2003183802A/ja active Pending
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| US10626902B2 (en) | 2006-04-19 | 2020-04-21 | Arcelormittal France | Steel part |
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| US9597750B2 (en) | 2006-04-19 | 2017-03-21 | Arcelormittal France | Method for manufacturing a welded component with very high mechanical characteristics from a coated lamination sheet |
| US10480554B2 (en) | 2006-04-19 | 2019-11-19 | Arcelormittal France | Steel part |
| US9669491B2 (en) | 2006-04-19 | 2017-06-06 | Arcelormittal France | Method of forming a steel part and steel part |
| US10473130B2 (en) | 2006-04-19 | 2019-11-12 | Arcelormittal France | Steel part |
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| US10352342B2 (en) | 2006-04-19 | 2019-07-16 | Arcelormittl France | Steel part |
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