JP2017518438A - 高い生産率でのプレス焼き入れおよび被覆鋼部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 熱処理用の鋼板またはブランク基材が提供される工程、
− 板またはブランクの主面の少なくとも一方上に、鋼基材と接触するアルミニウムまたはアルミニウム合金の少なくとも1つの層を含むプレコートが行われる工程、次いで
− プレコート上に、重合層3が堆積される工程であって、重合層3は2から30μmの間の厚さを有し、ケイ素を含まず、且つその窒素含有率が層に対して表わした、1重量%未満であるポリマーから構成され、重合層3は、層に対して表わした、3から30重量%の間の量の炭素顔料を含有する工程、次いで
− ブランクまたは板が加熱され、鋼基材とプレコートとの間の相互拡散を得、鋼上に部分的にまたは完全にオーステナイト構造を得る工程、次いで
− ブランクまたは板がホットスタンピングされ、部品を得る工程、次いで
− 部品がスタンピング工具内でそれを保持することによって冷却され、鋼基材の微細構造が、部品の少なくとも一部において、マルテンサイトおよび/またはベイナイトを含むようになる工程
を含む方法である。
− 少なくとも2つのブランクを溶接することによって作製される溶接ブランクであって、
− 厚さe7を有する、上記の特徴の1つによる少なくとも1つのブランク7、
− 厚さe8を有し、ブランク7のプレコートと同一のプレコートのアルミニウムまたはアルミニウム合金の層で被覆された鋼基材から構成される少なくとも1つのブランク8を含み、
− ブランク7および8の厚さは
− 溶接ブランクが加熱され、鋼基材とプレコートとの間の相互拡散がもたらされ、鋼上に部分的または完全にオーステナイト構造を付与する工程、次いで
− 溶接ブランクがスタンピングされ、ホットスタンピングされた溶接ブランクを得る工程、次いで
− ホットスタンピングされた溶接ブランクが、これをスタンピング工具内で保持することによって冷却され、ホットスタンピングされた溶接ブランクの基材の少なくとも一部にマルテンサイトおよび/またはベイナイトを得る工程
を含む方法である。
− 0.07から0.5%の間、好ましくは0.09から0.38重量%の間、非常に好ましくは0.15から0.25重量%の間の炭素含有率。この元素は、焼き入れ性およびオーステナイト化処理に続く冷却後に得られる機械的強度に大きな役割を果たす。0.07重量%の含有率未満では、焼き入れ適性が低下し、プレス焼き入れ後の機械的引張強度が不十分である。0.15%Cの含有率は最も高い熱間加工区域に十分な焼き入れ性を保証することができる。0.5重量%の含有率より高いと、特に最大の厚さを有する部品に対し、焼き入れ中に欠陥の形成のリスクが増加する。また、プレス焼き入れ後の部品の屈曲時に延性を保証することが困難となる。部品の微細構造が完全にマルテンサイトである場合に、0.09から0.38%の間の炭素含有率により約1000から2050MPaの間の引張強度Rmを得ることができる。
− 水相中の分散液またはエマルジョンの形態の樹脂から始まる。具体的には、アクリル型の樹脂を用いることができる。
− 非水性溶媒中の溶液の形態の樹脂から始まる。具体的には、エポキシ型の樹脂、例えば、エポキシ−フェノールまたはアクリル樹脂を用いることができる。
− 基材板にロール圧接された熱可塑性ポリマーフィルムから始まる。具体的には、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンまたはポリブチレンテレフタレートまたはポリプロピレンフィルムを用いることができる。
1mm厚のブランクは重量パーセントで以下の組成、即ち、0.228%のC、1.189%のMn、0.014%のP、0.001%のS、0.275%のSi、0.028%のAl、0.034%のTi、0.003%のB、0.177%のCrを有し、残部は鉄および加工に起因する不純物である鋼製で提供された。これらのブランクは各表面上に9重量%のケイ素、3重量%の鉄を含み、残部はアルミニウムおよび不可避的不純物である24μm厚のプレコートを含む。これらのブランクのいくつかの上に、2つの表面の全体に、以下の表に示す異なる条件下で、ロールコーティングによって水相中のポリマーおよび炭素顔料からなる層を堆積した。アクリルフェノキシ樹脂は、堆積層の上に、0.2%未満の窒素を含む。これらのロール被覆された層中の炭素顔料の重量パーセントは、以下の表1に示す。堆積層は、5分間70℃で釜を通過させることによって乾燥させた。
条件I2(AlSiプレコートおよび本発明による塗装)およびR2(AlSiプレコート単独)に応じて、製造された、ホットスタンピングおよびプレス焼き入れ部品の腐食の異なる形に対する耐性を評価した。
両面に、9%のSiおよび3%のFeを含み、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物である23μmの厚さのプレコートを含む1.5mmおよび2mm厚の22MnB5鋼製のブランクを得た。ブランクのいくつかに、ポリマーおよび炭素顔料からなる層を、表1に示した本発明に応じる条件I2の下で両主面全体にロールコーティングによって堆積した。他のブランクは塗装されなかった(条件R)。
両面に、9%のSiおよび3%のFeを含み、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物である23μmの厚さのプレコートを含む1.2および2.5mm厚の22MnB5鋼製のブランクを得た。プレコートは金属間合金の薄い層で構成され、その大部分は鋼基材と接触した約4μm厚の、Fe2Al3、Fe2Al5およびFexAlySizからなる。この金属間層は19μm厚のAl−Si系金属合金の層によって覆われている。
Claims (22)
- 熱処理のための鋼基材(1)を含み、その主面の少なくとも一方の少なくとも一部上が、アルミニウムまたはアルミニウム合金の層を少なくとも1つ含むプレコート(2)によって覆われ、前記プレコートの少なくとも一部上が、重合層(3)によって覆われ、前記重合層が、2μmから30μmの間の厚さを有し、ケイ素を含まず且つ前記層に対して表した窒素含有率が1重量%より大きいポリマーから構成されるものである、板またはプレコートブランクにおいて、前記重合層が、前記層に対して表わした、3から30重量%の間の量の炭素顔料を含む、板またはプレコートブランク。
- 前記ポリマーの元素が、C、H、O、Nからなるリストから選択されることを特徴とする請求項1に記載の板またはブランク。
- 前記重合層が、水相中の分散体またはエマルジョンの形態の樹脂から得られることを特徴とする請求項1から2のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記重合層が、非水性溶媒中の溶液の形態の樹脂から得られることを特徴とする請求項1から2のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記重合層が、前記基材にロール圧接されたフィルムで構成されることを特徴とする請求項1から2のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記重合層が、アクリル型の樹脂から得られることを特徴とする請求項3に記載の板またはブランク。
- 前記重合層が、エポキシまたはアクリル型の樹脂から得られることを特徴とする請求項4に記載の板またはブランク。
- 前記重合層が、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンまたはポリブチレンテレフタレートまたはポリプロピレンのフィルムから構成されることを特徴とする請求項5に記載の板またはブランク。
- 前記顔料が、少なくとも部分的に活性炭で構成されることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記顔料が、少なくとも部分的に黒鉛で構成されることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記重合層中の活性炭の量が、前記層に対して5重量%未満であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の層が、前記プレコートの厚さの50%超過を構成することを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- 前記プレコートが、金属間合金の層(4)であって、金属アルミニウム合金の層(5)によって覆われ、前記基材(1)と接触するものを含むことと、前記板の少なくとも1つのプレコートされた表面上において、この重合層および前記金属合金層が区域(6)には存在せず、前記区域が、前記板またはブランクの周囲に位置することと、を特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の板またはブランク。
- オーステナイト化によって、続いて、アルミニウムまたはアルミニウム合金の層を少なくとも1つ有するプレコートを含む板またはブランクをスタンピング工具内で保持することによるホットスタンピングおよび焼き入れによって得られる部品(9)であって、この部品の基材(10)の微細構造はマルテンサイトおよび/またはベイナイトを含み、この基材が、その主面の少なくとも1つ上で、この鋼基材とこのプレコートとの間の相互拡散により生じるコーティング(11)によって覆われており、このコーティング(11)が酸化物層(12)によって覆われているものにおいて、この片の表面下0から0.01μmの間の酸素の平均重量含有率が25%未満であることと、前記表面下0.1から0.2μmの間の酸素の平均重量百分率が10%未満であることと、を特徴とする部品。
- プレス焼き入れ部品を製造するための方法であって、連続して以下の工程:
− 熱処理用に板または鋼基材ブランクが提供される工程、
− 前記板またはブランクの主面の少なくとも一方上に、前記鋼基材と接触するアルミニウムまたはアルミニウム合金の層を少なくとも1つ有するプレコートが適用される工程、次いで
− このプレコート上に、重合層(3)が堆積される工程であって、前記重合層が、2から30μmの間の厚さを有し、ケイ素を含まず且つこの層に対して表す窒素含有率が1重量%未満であるポリマーから構成され、この重合層が、この層に対して表わした、3から30重量%の間の量の炭素顔料を含有するものである工程、次いで
− 前記ブランクまたは板が加熱され、前記鋼基材と前記プレコートとの間の相互拡散を得、且つ前記鋼に対して部分的にまたは完全にオーステナイト構造を与える工程、次いで
− 前記ブランクまたは板がホットスタンピングされ、部品を得る工程、次いで
− 前記鋼基材の微細構造が、片の少なくとも一部において、マルテンサイトおよび/またはベイナイトを含むように、ホットスタンピング工具内で前記部品を保持することによってそれが冷却される工程
を含む方法。 - この板またはブランクの厚さが、1から2mmの間であり、50から500℃の間のこのブランクまたはこの板の加熱速度が15から35℃/秒の間であることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の層が、前記プレコートの厚さの50%超過を占めることを特徴とする請求項17または18に記載の方法。
- このポリマーの元素が、C、H、O、Nからなるリストから選択されることを特徴とする請求項17から19のいずれか一項に記載の方法。
- ホットスタンピングされ且つプレス焼き入れされた溶接ブランクを製造する方法であって、連続して、以下の工程:
− 少なくとも2つのブランクを溶接することによって作製される溶接ブランクであって、
− 厚さe7を有する、請求項1から13のいずれか一項に従う少なくとも1つのブランク(7)、
− 厚さe8を有し、上記のブランク(7)のプレコートと同一のプレコートのアルミニウムまたはアルミニウム合金の層で被覆された鋼基材から構成される少なくとも1つのブランク(8)を有し、
− ブランク(7)および(8)の厚さが、
− 前記溶接ブランクが加熱され、前記鋼基材と前記プレコートとの間の相互拡散を得、且つ前記鋼に対して部分的または完全にオーステナイト構造を与える工程、次いで
− 前記溶接ブランクがスタンピングされ、ホットスタンピングされた溶接ブランクを得る工程、次いで
− 前記ブランクが、スタンピング工具内でそれを保持することによって冷却され、前記ホットスタンピングされた前記溶接ブランクの基材の少なくとも一部にマルテンサイトおよび/またはベイナイトを得る工程
を含む方法。
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