JP2017029987A

JP2017029987A - 熱間プレス用鋼板、熱間プレス部材および重ね合わせ熱間プレス部材

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Publication number: JP2017029987A
Application number: JP2015149093A
Authority: JP
Inventors: 中島　清次; Seiji Nakajima; 清次中島; 安藤　聡; Satoshi Ando; 聡安藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: JP6380277B2

Abstract

【課題】低コストでかつ耐食性に優れた熱間プレス用鋼板および熱間プレス部材、ならびに、低コストでかつ耐食性に優れ、重ね合わせ内部における表面割れの発生を防止できる重ね合わせ熱間プレス部材を提供する。【解決手段】片面または両面の少なくとも一部に亜鉛系めっき層が施され、鋼板両面からなる全領域の中に、めっき付着量が0g/m2または0g/m2超10g/m2未満の低付着量領域、めっき付着量が10g/m2以上45g/m2未満の中付着量領域、めっき付着量が45g/m2以上90g/m2以下の高付着量領域のうちから選ばれる2つ以上の付着量領域を有している熱間プレス用鋼板。この熱間プレス用鋼板を用いて製造される熱間プレス部材。重ね合わせ熱間プレス部材は、板厚方向に重ね合わせして接合された2枚以上の鋼板を熱間プレス加工することにより製造され、2枚以上の鋼板のうちの少なくとも1枚が上記熱間プレス用鋼板である。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の足廻り部材や車体構造部材などへの適用に好適な熱間プレス部材、重ね合わせ熱間プレス部材、および熱間プレス部材を製造するために用いられる熱間プレス用鋼板に関する。

従来から、自動車の足廻り部材や車体構造部材などの多くは、所定の強度を有する鋼板をプレス加工して製造されている。近年、地球環境の保全という観点から、自動車車体の軽量化が熱望され、使用する鋼板を高強度化して、その板厚を低減する努力が続けられている。しかし、鋼板の高強度化に伴ってそのプレス加工性が低下するため、鋼板を所望の部材形状に加工することが困難になる場合が多くなっている。

上記を受けて、特許文献１には、加熱された鋼板をダイとパンチからなる金型を用いて加工すると同時に急冷することにより加工の容易化と高強度化の両立を可能にした熱間プレスと呼ばれる加工技術が提案されている。しかし、この熱間プレスでは、熱間プレス前に鋼板を９５０℃前後の高い温度に加熱するため、鋼板表面にはスケール（鉄酸化物）が生成し、そのスケールが熱間プレス時に剥離して、金型を損傷させる、または熱間プレス後の部材表面を損傷させるという問題がある。また、部材表面に残ったスケールは、外観不良や塗装密着性の低下の原因にもなる。このため、通常は酸洗やショットブラストなどの処理を行うことにより、部材表面のスケールが除去される。しかし、これは製造工程を複雑にし、生産性の低下を招く。

さらに、自動車の足廻り部材や車体構造部材などは優れた耐食性も必要とされる。しかし、上述のような工程により製造された熱間プレス部材ではめっき層などの防錆皮膜が設けられていないため、耐食性が甚だ不十分である。

以上から、熱間プレス前の加熱時にスケールの生成を抑制するとともに、熱間プレス後の部材の耐食性を向上させることが可能な熱間プレス技術が要望されており、表面にめっき層などの皮膜を設けた鋼板やそれを用いた熱間プレス方法が提案されている。

例えば、特許文献２には、ＺｎまたはＺｎベース合金で被覆された鋼板を熱間プレスし、Ｚｎ−Ｆｅベース化合物またはＺｎ−Ｆｅ−Ａｌベース化合物を表面に設けた耐食性に優れる熱間プレス部材の製造方法が開示されている。

また、特許文献３には、耐スケール性、塗装密着性、塗装後耐食性、耐水素侵入性に優れた熱間プレス部材として、鋼板の表層にＮｉ拡散領域、Ｚｎ−Ｎｉ合金のγ相に相当する金属間化合物層、およびＺｎＯ層を有する熱間プレス部材が開示されている。

一方、自動車の衝突安全性をさらに高めるため、優れた耐食性を確保することに加えて、車体構造部材のさらなる高強度化が近年求められている。この要求に応えるため、例えば特許文献４〜６に開示されているような、２枚の鋼板を重ね合わせて接合したブランク材を熱間プレスして製造される重ね合わせ熱間プレス部材が提案されている。

英国特許第１４９０５３５号公報特許第３６６３１４５号公報特許第４８４９１８６号公報特開２０１１−８８４８４号公報特開２０１４−２００８４０号公報特開２０１３−１８４２２１号公報

上述したとおり、自動車の足廻り部材や車体構造部材などは優れた耐食性も必要とされており、これらの部材を熱間プレスで製造する場合には、亜鉛系めっき鋼板を用いることが耐食性の向上に極めて有効である。しかし、実際の自動車の車体において高度な耐食性が必要な部位は、走行時に水が掛かるなどの影響により厳しい腐食環境となる車体下部（アンダーボディ）であり、車体上部（アッパーボディ）では軽度な耐食性で十分である。このため、自動車の車体を冷間プレスにより製造する場合には、車体下部に亜鉛系めっき鋼板を用いて高度な耐食性を確保し、車体上部には冷延鋼板や熱延鋼板などの非めっき鋼板を使用して、軽度な耐食性は塗装により確保し、同時に材料コストの低減を図るという材料構成を採用することが一般的である。この考え方を熱間プレス部材に当てはめると、車体下部には亜鉛系めっき鋼板を用い、車体上部には非めっき鋼板を用いて熱間プレス部材を製造すればよい。ただし、非めっき鋼板を熱間プレスした場合、ショットブラストなどスケール除去工程が必要となるため、スケール発生を回避するために必要な付着量すなわち付着量が少ないめっき皮膜を施しためっき鋼板を車体上部に用いてもよい。

ところで、車体を構成する部品の中には、例えばセンターピラー材のように、車体の上部から下部までを一体成形して製造される部材がある。このような部材を熱間プレスにより製造する場合、非めっき鋼板や、スケール発生を回避し得る程度の付着量のめっき鋼板を用いると、車体下部における耐食性が不足するため不適当である。一方、付着量が多い亜鉛系めっき鋼板を用いれば、車体下部における耐食性を満足することは可能であるが、軽度な耐食性でよい車体上部まで付着量が多い亜鉛系めっき層で覆われるため、性能が過剰であるだけでなく、大幅なコストアップを招くことになる。従って、特許文献２や特許文献３に開示されている亜鉛系めっき鋼板を用いた場合、めっき付着量が少ない場合は車体下部における耐食性が不十分となり、めっき付着量が多い場合は車体下部における耐食性は確保可能であるが大幅なコストアップを招くという問題がある。

上述の問題を解消するために、高度な耐食性を必要とする車体下部にめっき付着量が多い亜鉛系めっき鋼板を用い、軽度な耐食性でよい車体上部にスケール発生を回避可能なめっき付着量が少ない亜鉛系めっき鋼板を用い、両者の鋼板を事前にレーザー溶接等により接合して１枚のブランクとしてから熱間プレスを行う、いわゆるテーラードブランクと呼ばれる方法が考えられる。しかしながら、事前にレーザー溶接等の接合工程が必要となるため、やはり大幅なコストアップを招くという問題がある。

一方、自動車の衝突安全性をさらに高めるため、特許文献４〜６において、２枚の鋼板を重ね合わせて接合したブランク材を熱間プレスして製造される重ね合わせ熱間プレス部材が提案されており、亜鉛系めっき鋼板が適用可能であることが記載されている。特に、特許文献６では、亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせて熱間プレスを行う場合、重ね合わせ内部において亜鉛が蒸発等により消費され難く、プレス成形前の高温加熱によって亜鉛の液相が残存するため「表面割れ」が発生すること、これを防ぐために重ね合わせ内部に０．０３〜２．０mmの隙間を形成することが有効であることが記載されている。しかし、特許文献６に記載の方法では、複数の鋼板を重ね合わせる前に、事前に隙間を形成するための突出部を形成しておく必要があり、大幅なコストアップを招くという問題がある。また、重ね合わせ熱間プレス部材が車体上部から車体下部までを一体成形して製造される部材である場合、上述したとおり、車体下部における耐食性が不足するか、または車体上部のめっき付着量が過多であるため大幅なコストアップを招くという問題がある。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決することを目的としてなされたものである。熱間プレス前のレーザー溶接等の接合工程によるコストアップ、熱間プレス後のショットブラスト等のスケール除去工程によるコストアップ、および過剰なめっき付着量を有するめっき皮膜を施すことによる材料のコストアップ、などの一連の大幅なコストアップを解消することが可能であり、車体下部などの高度な耐食性が必要な部位には高度な耐食性を付与することが可能であり、車体上部などの軽度な耐食性でよい部分にはスケール防止機能のみを付与することが可能であり、重ね合わせ熱間プレス部材を製造する際には重ね合わせ内部において表面割れの発生を回避することが可能な、低コストで、かつ、耐食性に優れた熱間プレス用鋼板および熱間プレス部材、ならびに、低コストで、かつ、耐食性に優れ、重ね合わせ内部における表面割れの発生を防止できる重ね合わせ熱間プレス部材を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行った。熱間プレス部材の素材（熱間プレス用鋼板）として亜鉛系めっき鋼板を用いた場合、めっき層の主成分である亜鉛の一部が、加熱により、蒸発したり下地鋼板中へ拡散したり酸化亜鉛を形成したりして消費され、加熱前よりも亜鉛の量が減少する。そこで、本発明者らは、熱間プレス工程においてスケール発生を防止するために必要な加熱前のめっき付着量、熱間プレス部材となった後に高度な耐食性を確保するために必要な加熱前のめっき付着量について検討を行った。その結果、スケール発生防止機能を確保するためには１０g/m^２以上４５g/m^２未満のめっき付着量が、高度な耐食性を確保するためには４５g/m^２以上９０g/m^２以下のめっき付着量が、加熱前の亜鉛系めっき層においてそれぞれ必要であることが明らかとなった。

一方、一つの熱間プレス部材の中に、スケール発生防止機能が必要な部分と高度な耐食性が必要な部分が存在する場合、従来技術では、図２に示すように、めっき付着量が異なる複数の鋼板をレーザー溶接等の手段により接合した後、ブランキングおよび熱間プレス加工を行う必要があり、接合工程が大幅なコストアップを招いていた。このような課題に対して、本発明者らは、図１に示すように、熱間プレス用鋼板として、めっき付着量の異なる領域を有する鋼板を用い、この鋼板をブランキングおよび熱間プレス加工するだけで所望の特性を所望の位置に付与することができることを着想し、本発明を完成するに至った。

また、重ね合わせ熱間プレス部材を製造する際の重ね合わせ内部における表面割れの発生メカニズムおよび防止方法についても鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を得た。重ね合わせ内部においては酸素供給が乏しいため酸化亜鉛はほとんど形成せず亜鉛が蒸発し易いこと、この蒸発した亜鉛が引張応力を受けた下地鋼板の粒界に侵入し表面割れを発生させることが推定された。さらに、亜鉛の蒸発は、重ね合わせ内部を形成する、対向する一方の鋼板のめっき層と他方の鋼板のめっき層の両者から生じるため、両めっき層の合計めっき付着量が多いほど表面割れが激しくなることも知見した。このため、表面割れを防止するためには、両めっき層の合計めっき付着量を低減することが有効である。特に、重ね合わせ内部となる部分のめっき付着量が０g/m^２または０g/m^２超１０g/m^２未満である熱間プレス用鋼板同士を重ね合わせることにより表面割れを防止することが可能である。ただし、鋼板の全面がこのような０g/m^２または０g/m^２超１０g/m^２未満である付着量のめっき層で被覆されていた場合、スケール発生防止機能や耐食性を確保することができない。そのため、重ね合わせの内側の部分のみ上記付着量とし、他の部分には所望のめっき付着量の領域を有することにより所望の特性をすべて満足することが可能となる。

なお、以下において、めっき付着量が０g/m^２または０g/m^２超１０g/m^２未満を低付着量、めっき付着量が１０g/m^２以上４５g/m^２未満を中付着量、めっき付着量が４５g/m^２以上９０g/m^２以下を高付着量と称する。

本発明は上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
［１］片面または両面の少なくとも一部に亜鉛系めっき層が施された鋼板であって、鋼板両面からなる全領域の中に、めっき付着量が０g/m^２または０g/m^２超１０g/m^２未満の低付着量領域、めっき付着量が１０g/m^２以上４５g/m^２未満の中付着量領域、めっき付着量が４５g/m^２以上９０g/m^２以下の高付着量領域のうちから選ばれる２つ以上の付着量領域を有していることを特徴とする熱間プレス用鋼板。
［２］前記亜鉛系めっき層は、１０〜２５質量%のNiを含み、残部がZnおよび不可避的不純物からなるZn-Ni合金めっき層であることを特徴とする上記［１］に記載の熱間プレス用鋼板。
［３］上記［１］または［２］に記載の熱間プレス用鋼板を用いて製造される熱間プレス部材。
［４］板厚方向に重ね合わせして接合された２枚以上の鋼板を熱間プレス加工することにより製造される重ね合わせ熱間プレス部材であって、前記２枚以上の鋼板のうちの少なくとも１枚が上記［１］または［２］に記載の熱間プレス用鋼板であることを特徴とする重ね合わせ熱間プレス部材。
なお、本明細書において、鋼の成分を示す％、めっきの成分を示す％は、すべて質量％である。

本発明によれば、低コストで、かつ、耐食性に優れた熱間プレス用鋼板および熱間プレス部材が得られる。また、低コストで、かつ、耐食性に優れ、重ね合わせ内部における表面割れの発生を防止できる重ね合わせ熱間プレス部材が得られる。
本発明により製造される熱間プレス部材および重ね合わせ熱間プレス部材は、自動車の足廻り部材や車体構造部材に好適である。

本発明による熱間プレス用鋼板およびこれを用いた熱間プレス部材とその製造工程の一例を模式的に示した図である。従来技術による熱間プレス用鋼板およびこれを用いた熱間プレス部材とその製造工程の一例を模式的に示した図である。本発明による熱間プレス用鋼板およびこれを用いた重ね合わせ熱間プレス部材とその製造工程の一例を模式的に示した図である。従来技術による熱間プレス用鋼板およびこれを用いた重ね合わせ熱間プレス部材とその製造工程の一例を模式的に示した図である。従来技術による熱間プレス用鋼板およびこれを用いた重ね合わせ熱間プレス部材とその製造工程の一例を模式的に示した図である。従来技術による熱間プレス用鋼板およびこれを用いた重ね合わせ熱間プレス部材とその製造工程の一例を模式的に示した図である。

１）亜鉛系めっき鋼板
本発明の熱間プレス部材では、鋼板表面に亜鉛系めっき層を有する亜鉛系めっき鋼板を熱間プレス用鋼板として用いる。本発明の熱間プレス用鋼板すなわち亜鉛系めっき鋼板は、鋼板の片面または両面の少なくとも一部に亜鉛系めっき層が施された鋼板である。亜鉛系めっき層としては、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層、溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき層、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき層、電気亜鉛めっき層、電気亜鉛−ニッケル合金めっき層などが例示されるが、これらに限定されるものではなく、亜鉛を含む公知の亜鉛系めっき層すべてが適用可能である。

本発明の熱間プレス用鋼板においては、鋼板両面からなる全領域の中に、片面あたりのめっき付着量（以下、単に付着量と称することもある）が０g/m^２または０g/m^２超１０g/m^２未満の低付着量領域、めっき付着量が１０g/m^２以上４５g/m^２未満の中付着量領域、めっき付着量が４５g/m^２以上９０g/m^２以下の高付着量領域のうちから選ばれる２つ以上の付着量領域を有する。めっき付着量が０g/m^２または０g/m^２超１０g/m^２未満の低付着量領域は、重ね合わせ熱間プレス部材を製造する際の重ね合わせ内部における表面割れの防止に有効であり、重ね合わせ内部に対向する部分が低付着量領域であることが好ましい。めっき付着量が１０g/m^２以上４５g/m^２未満の中付着量領域は、スケール発生防止機能を有し、これにより熱間プレス後のスケール除去工程が不要となると同時に、過剰なめっき付着量による材料のコストアップを回避することが可能である。中付着量領域は、高度な耐食性を必要としない、例えば車体上部に相当する領域に配置することが好ましい。めっき付着量が４５g/m^２以上９０g/m^２以下の高付着量領域は、高度な耐食性を発現することが可能であり、例えば車体下部などの高度な耐食性が要求される領域に配置することが好ましい。

なお、めっき付着量は、湿式分析法により求めることができる。具体的には、例えば、６質量％塩酸水溶液にインヒビターとしてヘキサメチレンテトラミンを１g/l添加した水溶液に、付着面積既知の試験片のめっき層全体を溶解し、このときの質量減少量からめっき層の付着量を求めればよい。

本発明の熱間プレス用鋼板においては、亜鉛系めっき層が、１０〜２５質量％のＮｉを含み、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなるＺｎ-Ｎｉ合金めっき層であることが好ましい。めっき層中のＮｉ含有率が１０〜２５質量％であると、めっき層の相構造がγ相となり、このγ相は融点が８８１℃と高温であるため、亜鉛の蒸発、下地鋼板中への拡散、酸化亜鉛の形成などによる亜鉛の消費量を低減することが可能となる。その結果、耐食性、スケール発生防止機能、重ね合わせ熱間プレス部材製造時の表面割れ防止機能のいずれも向上させることができる。なお、γ相は、Ｎｉ_２Ｚｎ_１１、ＮｉＺｎ_３、Ｎｉ_５Ｚｎ_２１のいずれかの結晶構造を有し、Ｘ線回折法により確認することが可能である。また、Ｚｎ-Ｎｉ合金めっき層の下層に、例えばＮｉを主体とするめっき層などの下地めっき層を設けてもよい。

本発明の熱間プレス用鋼板において、鋼板両面からなる全領域の中に、低付着量領域、中付着量領域、高付着量領域のうちから選ばれる２種以上の付着量領域を有する方法は何ら限定されるものではない。溶融亜鉛めっき法で製造する場合には、ワイピングガスの流量やノズル位置等の調整により異なる付着量領域を配置することが可能である。電気めっき法で製造する場合には、電流密度を領域により変化させたり、鋼板や陽極を部分的にマスキングするなどの方法により異なる付着量領域を配置することが可能である。また、コスト的には不利であるが、均一な付着量の亜鉛系めっき層を形成した後に、部分的にめっき層を溶解したり研削除去したりすることも可能である。
２）下地鋼板
本発明の熱間プレス用鋼板は、めっき層の下地鋼板として、例えば、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する熱延鋼板や冷延鋼板を用いることができる。このような成分組成を有する熱延鋼板や冷延鋼板を下地鋼板として用いた場合、例えば９８０ＭＰａ以上の強度を有する等、要求される高強度が得られる熱間プレス部材を得ることができる。
各成分組成の限定理由を、以下に説明する。

Ｃ：０．１５〜０．５０％
Ｃは、鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス部材の引張強度（以下、ＴＳと称することもある）を９８０ＭＰａ以上にするには、その量を０．１５％以上とする必要がある。一方、Ｃ量が０．５０％を超えると、熱間プレス用鋼板（以下、素材の鋼板と称することもある）のブランキング加工性が著しく低下する。したがって、Ｃ量は０．１５〜０．５０％とする。

Ｓｉ：０．０５〜２．００％
Ｓｉは、Ｃと同様に、鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス部材のＴＳを９８０ＭＰａ以上にするには、その量を０．０５％以上とする必要がある。一方、Ｓｉ量が２．００％を超えると、熱間圧延時に赤スケールと呼ばれる表面欠陥の発生が著しく増大するとともに、圧延荷重が増大したり、熱延鋼板の延性の劣化を招く。さらに、Ｓｉ量が２．００％を超えると、ＺｎやＡｌを主体としためっき皮膜を鋼板表面に形成するめっき処理を施す際に、めっき処理性に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、Ｓｉ量は０．０５〜２．００％とする。

Ｍｎ：０．５〜３．０％
Ｍｎは、フェライト変態を抑制して焼入れ性を向上させるのに効果的な元素であり、また、Ａｃ_３変態点を低下させるので、熱間プレス前の加熱温度を低下するにも有効な元素である。このような効果の発現のためには、その量を０．５％以上とする必要がある。一方、Ｍｎ量が３．０％を超えると、偏析して素材の鋼板および熱間プレス部材の特性の均一性が低下する。したがって、Ｍｎ量は０．５〜３．０％とする。

Ｐ：０．１０％以下
Ｐ量が０．１０％を超えると、偏析して素材の鋼板および熱間プレス部材の特性の均一性が低下するとともに、靭性も著しく低下する。したがって、Ｐ量は０．１０％以下とする。

Ｓ：０．０５％以下
Ｓ量が０．０５％を超えると、熱間プレス部材の靭性が低下する。したがって、Ｓ量は０．０５％以下とする。

Ａｌ：０．１０％以下
Ａｌ量が０．１０％を超えると、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ａｌ量は０．１０％以下とする。

Ｎ：０．０１０％以下
Ｎ量が０．０１０％を超えると、熱間圧延時や熱間プレス前の加熱時にＡｌＮの窒化物を形成し、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ｎ量は０．０１０％以下とする。

残部はＦｅおよび不可避的不純物である。さらに上記成分組成に加え、以下の理由により、Ｃｒ：０．０１〜１．０％、Ｔｉ：０．０１〜０．２０％、Ｂ：０．０００５〜０．０８００％のうちから選ばれた少なくとも一種や、Ｓｂ：０．００３〜０．０３０％が、個別にあるいは同時に含有されることが好ましい。

Ｃｒ：０．０１〜１．０％
Ｃｒは、鋼を強化するとともに、焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果の発現のためには、Ｃｒ量を０．０１％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｒ量が１．０％を超えると、著しいコスト高を招くため、その上限は１．０％とすることが好ましい。

Ｔｉ：０．０１〜０．２０％
Ｔｉは、鋼を強化するとともに、細粒化により靭性を向上させるのに有効な元素である。また、次に述べるＢよりも優先して窒化物を形成して、固溶Ｂによる焼入れ性の向上効果を発揮させるのに有効な元素でもある。よって、Ｔｉ量は０．０１％以上とすることが好ましい。しかし、Ｔｉ量が０．２０％を超えると、熱間圧延時の圧延荷重が極端に増大し、また、熱間プレス部材の靭性が低下するので、その上限は０．２０％とすることが好ましい。

Ｂ：０．０００５〜０．０８００％
Ｂは、熱間プレス時の焼入れ性や熱間プレス後の靭性向上に有効な元素である。こうした効果の発現のためには、Ｂ量を０．０００５％以上とすることが好ましい。一方、Ｂ量が０．０８００％を超えると、熱間圧延時の圧延荷重が極端に増大し、また、熱間圧延後にマルテンサイト相やベイナイト相が生じて鋼板の割れなどが生じるので、その上限は０．０８００％とすることが好ましい。

Ｓｂ：０．００３〜０．０３０％
Ｓｂは、熱間プレス前に熱間プレス用鋼板を加熱してから熱間プレスの一連の処理によって冷却するまでの間に鋼板表層部に生じる脱炭層を抑制する効果を有する。このような効果の発現のためにはその量を０．００３％以上とする必要がある。一方、Ｓｂ量が０．０３０％を超えると、圧延荷重の増大を招き、生産性を低下させる。したがって、Ｓｂ量は０．００３〜０．０３０％とすることが好ましい。
３）熱間プレス工程
本発明の熱間プレス用鋼板を用いて熱間プレス部材を製造するための熱間プレス工程は何ら限定されるものではなく、公知の熱間プレス工程が適用可能である。例えば、本発明の熱間プレス用鋼板に対して、Ａｃ３変態点〜１０００℃の温度範囲に加熱し、次いで、熱間プレス加工を行い、引き続き金型や水などの冷媒を用いて冷却を行うことにより熱間プレス部材が製造される。製造する熱間プレス部材が重ね合わせ熱間プレス部材でない場合は、熱間プレス用鋼板を予め冷間プレス加工してからＡｃ３変態点〜１０００℃の温度範囲に加熱し、その後金型や水などの冷媒を用いて部材の冷却を行う方法を用いてもよい。このとき、金型を用いて冷却する場合には、冷却と同時に追加の熱間プレス加工を行ってもよい。

なお、上記加熱温度とは鋼板の最高到達温度のことをいう。また、上記加熱を行う方法としては、電気炉やガス炉などによる加熱、火炎加熱、通電加熱、高周波加熱、誘導加熱などを例示できる。

本発明の熱間プレス用鋼板を用いて重ね合わせ熱間プレス部材を製造するには、重ね合わせる２枚以上の鋼板のうちの少なくとも１枚を本発明の熱間プレス用鋼板とする。例えば、図３に示すように、２枚以上の鋼板を所望の形状にブランキングした後、これらを板厚方向に重ね合わせ、スポット溶接やろう付けなどの方法により接合し、これを熱間プレス加工する方法が挙げられる。なお、重ね合わせる熱間プレス用鋼板は、同じ成分組成や板厚を有していてもよいし、成分組成および/または板厚が異なっていてもよい。

下地鋼板として、質量％で、Ｃ：０．２３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：１．２％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００５％、Ｃｒ：０．２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｂ：０．００２２％、Ｓｂ：０．００８％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、板厚１．６ｍｍ、板幅１２００ｍｍの冷延鋼板を用いた。この冷延鋼板の両面に、実機の電気亜鉛めっきラインにて電気Ｚｎ-Ｎｉ合金めっき（Ｎｉ含有率：１２質量％）を施した。このとき、冷延鋼板のオモテ面およびウラ面のめっき付着量が、それぞれ３０g/m^２の領域と、それぞれ６０g/m^２の領域が鋼板の板幅の方向に分布する図１に示すような配置とするように、複数の陽極のうちの半数の陽極について、付着量が３０g/m^２の領域に対向する部分にマスキングを行い、電流が流れなくすることによりめっき付着量を調整した。

以上により得られた亜鉛系めっき鋼板（熱間プレス用鋼板）から、１２００mm（板幅）×６００mmの鋼板を切り出し、図１に示すように、ブランキングした後に、熱間プレスを行い、熱間プレス部材を製造した。なお、熱間プレスは、ブランキングされた鋼板を９００℃に加熱後、直ちに金型に搬送し、熱間プレス加工を行うと同時に金型を用いて５０℃/sの冷却速度で冷却することにより行った。

以上により得られる熱間プレス部材は、車体上部に相当する領域ではめっき付着量が３０g/m^２であり熱間プレス時にスケール発生がなく、車体下部に相当する領域ではめっき付着量が６０g/m^２であり高い耐食性を有することができる。

比較例として、板幅方向に付着量の分布を有しないこと以外は上記実施例と同様である、めっき付着量が３０g/m^２の亜鉛系めっき鋼板（熱間プレス用鋼板）と、めっき付着量が６０g/m^２の亜鉛系めっき鋼板（熱間プレス用鋼板）の２種類を製造した。次いで、図２に示すように、めっき付着量が３０g/m^２の熱間プレス鋼板とめっき付着量が６０g/m^２の熱間プレス鋼板から、それぞれ切り出した鋼板を、レーザー溶接にて接合した後に、ブランキングおよび一連の熱間プレスを行い、熱間プレス部材を製造した。なお、熱間プレス部材を製造するに際し、ブランキングおよび一連の熱間プレスの条件は実施例１と同様である。比較例では、一つの熱間プレス部材を製造するために二つの熱間プレス鋼板を準備する必要がある。また、熱間プレスを行う前に高コストなレーザー溶接を行う必要がある。さらに、レーザー溶接部近傍における硬度低下や、亜鉛の蒸発による耐食性低下などの品質低下を招く場合もある。

実施例１と同様の方法により、実機の電気亜鉛めっきラインにて、板幅方向にめっき付着量が異なる領域を有する電気Ｚｎ-Ｎｉ合金めっき鋼板（Ｎｉ含有率：１２質量％）を製造した。このとき、アウター材およびインナー材のオモテ面およびウラ面におけるめっき付着量は、それぞれ図３に示すような配置とし、電気Ｚｎ-Ｎｉ合金めっき鋼板から鋼板を切り出して熱間プレスの供試材とした。なお、図３において、電気亜鉛めっきラインの板幅方向のオペレーター側（操作側）が図の上側であり、熱間プレス部材における車体上部側（トップ部）に相当し、電気亜鉛めっきラインの板幅方向のドライブ側（機械側）が図の下側であり、熱間プレス部材における車体下部側（ボトム部）に相当し、両者の中央の領域が熱間プレス部材における重ね部（ミドル部）に相当する。トップ部、ミドル部、ボトム部の板幅は、それぞれ３５０ｍｍ、５００ｍｍ、３５０ｍｍとした。

図３に示す工程により、まずアウター材およびインナー材のブランキングを行い、両者を重ね合わせてスポット溶接により接合し、これを熱間プレスすることにより重ね合わせ熱間プレス部材を製造した。

比較例として、図４〜図６に示すとおり、付着量が異なる領域を有さない従来技術の電気Ｚｎ-Ｎｉ合金めっき鋼板を用いた重ね合わせ熱間プレス部材を製造した。

以上の図３〜図６に示す方法により製造された重ね合わせ熱間プレス部材について、重ね部内部の表面割れ、車体下部に相当する位置であるボトム部の耐食性の評価を行った。

重ね部内部の表面割れは、重ね合わせ熱間プレス部材のアウター材とインナー材を解体後、インナー材の引張応力負荷位置に発生するクラックの発生有無および深さを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により断面観察することにより評価し、以下の基準により判定して、○を合格、△または×を不合格とした。ＳＥＭによる断面観察は５００倍で５視野を観察し、クラックの発生の有無、クラックの最大深さを測定した。
○：クラックの発生なし
△：最大深さが２０μm以下のクラックが発生
×：最大深さが２０μmを超えるクラックが発生
ボトム部の耐食性は、重ね合わせ熱間プレス部材のボトム部（鋼板が重ね合わされていない１枚部）から試験片を切り出し、JASO M６０９に規定される複合腐食サイクル試験を１２０サイクル行うことにより評価を行い、以下の基準により判定して、○を合格、×を不合格とした。
○：最大腐食深さ＜０.２mm
×：最大腐食深さ≧０.２mm
図３〜図６に対応する重ね合わせ熱間プレス部材No.１〜４の、重ね部内部の表面割れ、ボトム部の耐食性の評価結果を表１に示す。

本発明例の重ね合わせ熱間プレス部材である部材No.１は、重ね合わせ部内部のめっき付着量が０g/m^２であるため表面割れは発生しなかった。一方、比較例である部材No.２〜４は、重ね合わせ部内部にめっき層が存在するためいずれも表面割れが発生した。また、本発明例の重ね合わせ熱間プレス部材である部材No.１は、ボトム部のめっき付着量を６０g/m^２としているため耐食性が良好であった。一方、ボトム部のめっき付着量を３０g/m^２としている部材No.２は耐食性に劣っていた。

１鋼板

Claims

片面または両面の少なくとも一部に亜鉛系めっき層が施された鋼板であって、
鋼板両面からなる全領域の中に、めっき付着量が0g/m²または0g/m²超10g/m²未満の低付着量領域、めっき付着量が10g/m²以上45g/m²未満の中付着量領域、めっき付着量が45g/m²以上90g/m²以下の高付着量領域のうちから選ばれる2つ以上の付着量領域を有していることを特徴とする熱間プレス用鋼板。
前記亜鉛系めっき層は、10〜25質量%のNiを含み、残部がZnおよび不可避的不純物からなるZn-Ni合金めっき層であることを特徴とする請求項1に記載の熱間プレス用鋼板。
請求項1または2に記載の熱間プレス用鋼板を用いて製造される熱間プレス部材。
板厚方向に重ね合わせして接合された2枚以上の鋼板を熱間プレス加工することにより製造される重ね合わせ熱間プレス部材であって、前記2枚以上の鋼板のうちの少なくとも1枚が請求項1または2に記載の熱間プレス用鋼板であることを特徴とする重ね合わせ熱間プレス部材。