JP2023500650A - プレス硬化方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、以下のステップ：Ａ．亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングでプレコーティングされた熱処理用鋼板の提供ステップと、Ｂ．１０～５５０ｎｍの厚さにわたって、ニッケル、クロム、マグネシウム、アルミニウム及びイットリウムの中から選択される少なくとも１つの元素を含む水素バリアプレコーティングの堆積ステップと、Ｃ．プレ合金化された鋼板を得るためのプレコーティングされた鋼板のバッチ焼鈍ステップであって、バッチ焼鈍後の冷却が２９．０℃．ｈ－１以下の速度で実行される、ステップと、Ｄ．ブランクを得るためのプレ合金化された鋼板の切断ステップと、Ｅ．鋼中に完全オーステナイト微細構造を得るためのブランクの熱処理ステップと、Ｆ．ブランクのプレスツールへの移送ステップと、Ｇ．部品を得るためのブランクの熱間成形ステップと、Ｈ．マルテンサイト若しくはマルテンサイト－ベイナイトであるか、又は体積分率で少なくとも７５％の等軸フェライト、５～２０体積％のマルテンサイト及び１０体積％以下の量のベイナイトで作製される鋼中の微細構造を得るためのステップＧ）で得られた部品の冷却ステップと、を含むプレス硬化方法に関する。
Description
本発明は、防食目的のためのプレコーティングでコーティングされた鋼板であって、水素吸収をより良好に抑制する水素バリアプレコーティング及び遅れ破壊に対する優れた耐性を有する部品によって直接上部が覆われる、鋼板を提供することを含む、プレス硬化方法に関する。本発明は、自動車車両の製造に特によく適している。
プレス硬化用のコーティングされた鋼板は、「プレコーティング」と呼ばれることがあり、この接頭語は、プレコーティングの性質の変質がスタンピング前の熱処理中に起こることを示す。２つ以上のプレコーティングが存在し得る。本発明は、２つのプレコーティングを開示する。
特に自動車分野における特定の用途では、衝撃の場合に金属構造体をさらに軽量化及び強化すること、並びに良好な延伸性も必要であることが知られている。この目的のために、改善された機械的特性を有する鋼が通常使用され、そのような鋼は、コールド及びホットスタンピングによって形成される。
しかしながら、遅れ破壊に対する感受性は、特に特定の冷間成形又は熱間成形操作後に機械的強度とともに増加することが知られており、これは、変形後に高い残留応力が残りやすいためである。鋼板中に存在する可能性のある原子状水素と組み合わせて、これらの応力は、遅れ破壊、すなわち変形自体の一定時間後に発生する破壊をもたらしやすい。水素は、マトリックス／介在物界面、双晶境界及び粒界などの結晶格子欠陥への拡散によって徐々に蓄積し得る。後者の欠陥では、水素が一定時間後に臨界濃度に達すると有害になり得る。この遅れは、残留応力分布場及び水素拡散の動力学から生じ、室温での水素拡散係数は低い。加えて、粒界に局在する水素は、それらの凝集を弱め、遅れ粒間亀裂の出現を促進する。
いくつかの部品は、アルミニウム系のコーティングされた鋼板をプレ合金化し、次いでプレコーティングされた合金化鋼板を熱間成形することによって生成される。通常、これらの部品は、バッチ焼鈍中及びホットスタンピング中の水素吸収に関して非常に悪い挙動を有する。実際、バッチ焼鈍は、数時間実行されるため、バッチ焼鈍中に大量の水素を特に吸収する可能性がある。
欧州特許出願公開第３３９６０１０明細書は、熱間成形用のＡｌ－Ｆｅ合金でコーティングされた鋼板を製造する方法を開示しており、Ａｌ－Ｆｅ合金でコーティングされた鋼板は、水素遅れ破壊及びコーティング層分離に対する高い耐性並びに高い溶接性を有し、方法は、
－母鋼板の表面上にＡｌ－Ｓｉコーティング層を形成することと、
－露点が－１０℃未満の雰囲気が存在する加熱炉内で、Ａｌ－Ｓｉでコーティングされた母鋼板を、１℃／ｈｒ～５００℃／ｈｒの加熱速度で、４５０℃～７５０℃の範囲の熱処理最高温度に加熱することと、
－Ａｌ－Ｓｉでコーティングされた母鋼板を熱処理最高温度で１時間～１００時間維持することにより、母鋼板の表面上にＡｌ－Ｆｅ合金コーティング層を形成することと、
を含む。
－母鋼板の表面上にＡｌ－Ｓｉコーティング層を形成することと、
－露点が－１０℃未満の雰囲気が存在する加熱炉内で、Ａｌ－Ｓｉでコーティングされた母鋼板を、１℃／ｈｒ～５００℃／ｈｒの加熱速度で、４５０℃～７５０℃の範囲の熱処理最高温度に加熱することと、
－Ａｌ－Ｓｉでコーティングされた母鋼板を熱処理最高温度で１時間～１００時間維持することにより、母鋼板の表面上にＡｌ－Ｆｅ合金コーティング層を形成することと、
を含む。
バッチ焼鈍工程の雰囲気及び熱処理条件は、水素遅れ破壊を防止するためのＡｌ－Ｆｅの特定の微細構造及び特徴を得るように調整される。
実際、この特許出願は、水素遅れ破壊及びコーティング層分離に対する高い耐性並びに高い溶接性を有する、熱間成形用のアルミニウム－鉄（Ａｌ－Ｆｅ）合金でコーティングされた鋼板を開示し、Ａｌ－Ｆｅ合金でコーティングされた鋼板は、母鋼板及び母鋼板と酸化物層との間に形成された合金コーティング層を備え、該合金コーティング層が、
母鋼板上に形成され、かつビッカース硬さが２００Ｈｖ～８００ＨｖのＡｌ－Ｆｅ合金層Ｉと、
Ａｌ－Ｆｅ合金層Ｉ上に形成され、かつビッカース硬さが７００Ｈｖ～１２００ＨｖのＡｌ－Ｆｅ合金層ＩＩＩと、
Ａｌ－Ｆｅ合金層ＩＩＩ中に鋼板の長さ方向に連続又は不連続に形成され、かつビッカース硬さが４００Ｈｖ～９００ＨｖのＡｌ－Ｆｅ合金層ＩＩと、を備え、
酸化物層の表面から０．１μｍの深さにおける平均酸素含有量は、２０重量％以下である。
母鋼板上に形成され、かつビッカース硬さが２００Ｈｖ～８００ＨｖのＡｌ－Ｆｅ合金層Ｉと、
Ａｌ－Ｆｅ合金層Ｉ上に形成され、かつビッカース硬さが７００Ｈｖ～１２００ＨｖのＡｌ－Ｆｅ合金層ＩＩＩと、
Ａｌ－Ｆｅ合金層ＩＩＩ中に鋼板の長さ方向に連続又は不連続に形成され、かつビッカース硬さが４００Ｈｖ～９００ＨｖのＡｌ－Ｆｅ合金層ＩＩと、を備え、
酸化物層の表面から０．１μｍの深さにおける平均酸素含有量は、２０重量％以下である。
しかしながら、実際には、特定の微細構造及び特徴を有するアルミニウム－鉄合金でコーティングされた鋼板を得ることは非常に困難である。実際、広範囲の露点及び加熱速度が開示されている。したがって、特定のＡｌ－Ｆｅ合金コーティングが全範囲で得られず、正しいパラメータを見つけるための重要な研究努力をもたらすリスクがある。
したがって、本発明の目的は、プレ合金化されたアルミニウム系鋼板への、つまり、プレス硬化部品への水素吸収が防止される、容易に実施可能なプレス硬化方法を提供することである。熱間成形を含む該プレス硬化方法によって得られる遅れ破壊に対する優れた耐性を有する部品を利用可能にすることを目的とする。
この目的は、以下のステップ：
Ａ．防食目的のための亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングでプレコーティングされた熱処理用鋼板の提供ステップと、
Ｂ．１０～５５０ｎｍの厚さにわたる水素バリアプレコーティングの堆積ステップと、
Ｃ．プレ合金化された鋼板を得るためのプレコーティングされた鋼板のバッチ焼鈍ステップであって、バッチ焼鈍後の冷却が２９．０℃．ｈ－１以下の速度で実行される、ステップと、
Ｄ．ブランクを得るためのプレ合金化された鋼板の切断ステップと、
Ｅ．鋼中に完全オーステナイト微細構造を得るためのブランクの熱処理ステップと、
Ｆ．ブランクのプレスツールへの移送ステップと、
Ｇ．部品を得るためのブランクの熱間成形ステップと、
Ｈ．マルテンサイト若しくはマルテンサイト－ベイナイトであるか、又は体積分率で少なくとも７５％の等軸フェライト、５～２０体積％のマルテンサイト及び１０体積％以下の量のベイナイトで作製される鋼中の微細構造を得るためのステップＧ）で得られた部品の冷却ステップと、
を含むプレス硬化方法を提供することによって達成される。
Ａ．防食目的のための亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングでプレコーティングされた熱処理用鋼板の提供ステップと、
Ｂ．１０～５５０ｎｍの厚さにわたる水素バリアプレコーティングの堆積ステップと、
Ｃ．プレ合金化された鋼板を得るためのプレコーティングされた鋼板のバッチ焼鈍ステップであって、バッチ焼鈍後の冷却が２９．０℃．ｈ－１以下の速度で実行される、ステップと、
Ｄ．ブランクを得るためのプレ合金化された鋼板の切断ステップと、
Ｅ．鋼中に完全オーステナイト微細構造を得るためのブランクの熱処理ステップと、
Ｆ．ブランクのプレスツールへの移送ステップと、
Ｇ．部品を得るためのブランクの熱間成形ステップと、
Ｈ．マルテンサイト若しくはマルテンサイト－ベイナイトであるか、又は体積分率で少なくとも７５％の等軸フェライト、５～２０体積％のマルテンサイト及び１０体積％以下の量のベイナイトで作製される鋼中の微細構造を得るためのステップＧ）で得られた部品の冷却ステップと、
を含むプレス硬化方法を提供することによって達成される。
実際、いかなる理論にも束縛されるものではないが、本発明者らは、驚くべきことに、鋼板が水素バリアプレコーティングでプレコーティングされ、バッチ焼鈍後の冷却が２９．０℃．ｈ－１以下の速度で実行される場合、鋼板への水素の吸収が減少することを見出した。実際、水素バリアプレコーティングのおかげで、熱力学的に安定な酸化物が水素バリアプレコーティングの表面上に低い動力学で形成されると考えられる。これらの熱力学的に安定な酸化物は、Ｈ２吸収を減少させる。さらに、雰囲気が酸化性であるため、防食目的のための亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングも外部酸化物を形成し、これはプレコーティングされた鋼板の表面上により厚い酸化物層をもたらすと思われる。最後に、バッチ焼鈍の徐冷により、バッチ焼鈍中にいずれにせよ吸収され得る少量の水素を放出することが可能になると思われる。
ステップＡ）において、使用される鋼板は、欧州規格ＥＮ １００８３に記載されている熱処理用鋼で作製される。それは、熱処理前又は熱処理後に、５００ＭＰａを超える、有利には５００～２０００ＭＰａの引張抵抗を有することができる。
鋼板の重量組成は、好ましくは以下：０．０３％≦Ｃ≦０．５０％、０．３％≦Ｍｎ≦３．０％、０．０５％≦Ｓｉ≦０．８％、０．０１５％≦Ｔｉ≦０．２％、０．００５％≦Ａｌ≦０．１％、０％≦Ｃｒ≦２．５０％、０％≦Ｓ≦０．０５％、０％≦Ｐ≦０．１％、０％≦Ｂ≦０．０１０％、０％≦Ｎｉ≦２．５％、０％≦Ｍｏ≦０．７％、０％≦Ｎｂ≦０．１５％、０％≦Ｎ≦０．０１５％、０％≦Ｃｕ≦０．１５％、０％≦Ｃａ≦０．０１％、０％≦Ｗ≦０．３５％の通りであり、残りは鉄及び鋼の製造からの不可避の不純物である。
例えば、鋼板は、以下の組成：０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、１．１０％≦Ｍｎ≦１．４０％、０％≦Ｃｒ≦０．３０％、０％≦Ｍｏ≦０．３５％、０％≦Ｐ≦０．０２５％、０％≦Ｓ≦０．００５％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％を有する２２ＭｎＢ５であり、残りは鉄及び鋼の製造からの不可避の不純物である。
鋼板は、以下の組成：０．２４％≦Ｃ≦０．３８％、０．４０％≦Ｍｎ≦３％、０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％、０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％、０％≦Ｃｒ≦２％、０．２５％≦Ｎｉ≦２％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．１０％、０％≦Ｎｂ≦０．０６０％、０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％、０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％、０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％、０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％を有するＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）２０００であり得、チタン及び窒素の含有量は、Ｔｉ／Ｎ＞３．４２を満たし、炭素、マンガン、クロム、及びケイ素の含有量は、以下を満たすことが理解され、
組成物は、任意に、以下：０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％、０．００１％≦Ｗ≦０．３０％、０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％のうちの１つ以上を含み、残りは鉄及び鋼の製造からの不可避の不純物である。
例えば、鋼板は、以下の組成：０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％、０．８０％≦Ｍｎ≦２．００％、０％≦Ｓｉ≦０．３０％、０％≦Ｓ≦０．００５％、０％≦Ｐ≦０．０３０％、０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％、０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％、０．０３０％≦Ｔｉ≦０．０８０％、０％≦Ｎ≦０．００９％、０％≦Ｃｕ≦０．１００％、０％≦Ｎｉ≦０．１００％、０％≦Ｃｒ≦０．１００％、０％≦Ｍｏ≦０．１００％、０％≦Ｃａ≦０．００６％を有するＤｕｃｔｉｂｏｒ（Ｒ）５００であり、残りは鉄及び鋼の製造からの不可避の不純物である。
鋼板は、所望の厚さに応じて熱間圧延及び任意に、冷間圧延によって得ることができ、これは例えば０．７ｍｍ～３．０ｍｍであり得る。
任意に、ステップＡ）において、水素バリアプレコーティングは、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｚｒ又はＢｉから選択される任意元素を含み、各追加の元素の重量含有率は、０．３重量％に及ばない。
好ましくは、ステップＡ）において、水素バリアプレコーティングは、ニッケル、クロム、アルミニウム、マグネシウム及びイットリウムの中から選択される少なくとも１つの元素を含む。
好ましくは、ステップＡ）において、水素バリアプレコーティングは、ニッケル及びクロムからなり、すなわち、水素バリアプレコーティングは、ニッケル、クロム及び不可避の不純物を含む。有利には、重量比Ｎｉ／Ｃｒは、１．５～９である。実際、いかなる理論にも束縛されるものではないが、この特定の比は、オーステナイト化処理中の水素吸収をさらに減少させると考えられる。
別の好ましい実施形態では、水素バリアプレコーティングは、ニッケル及びアルミニウムからなり、すなわち、水素バリアプレコーティングは、Ｎｉ、Ａｌ及び不可避の不純物を含む。
別の好ましい実施形態では、水素バリアプレコーティングは、５０重量％又は７５重量％又は９０重量％のクロムからなる。より好ましくは、それはクロムからなり、すなわち水素バリアプレコーティングは、Ｃｒ及び任意元素のみを含む。
別の好ましい実施形態では、水素バリアプレコーティングは、ニッケル、アルミニウム及びイットリウムからなり、すなわち、水素バリアプレコーティングは、Ｎｉ、Ａｌ及びＹ並びに不可避の不純物を含む。
別の好ましい実施形態では、水素バリアプレコーティングは、５０重量％又は７５重量％又は９０重量％のマグネシウムからなる。より好ましくは、それはマグネシウムからなり、すなわち水素バリアプレコーティングは、Ｍｇ及び不可避の不純物のみを含む。
好ましくは、ステップＡ）において、水素バリアプレコーティングは、１０～５５０ｎｍ、より好ましくは１０～９０又は１５０～２５０ｎｍの厚さを有する。例えば、水素バリアプレコーティングの厚さは、５０、２００又は４００ｎｍである。
いかなる理論にも束縛されるものではないが、水素バリアプレコーティングが１０ｎｍ未満である場合、水素バリアプレコーティングが鋼板を十分に覆わないため、鋼中に水素を吸収するリスクがあると思われる。水素バリアプレコーティングが５５０ｎｍを超える場合、水素バリアプレコーティングがより脆くなり、水素バリアプレコーティングの脆性に起因して水素吸収が始まるリスクがあると思われる。
好ましい実施形態では、防食目的のための亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングは、アルミニウムをベースとし、１５％未満のＳｉ、５．０％未満のＦｅ、任意に０．１～８．０％のＭｇ、及び任意に０．１～３０．０％のＺｎを含み、残りはＡｌである。例えば、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングは、ＡｌｕＳｉ（Ｒ）である。
別の好ましい実施形態では、防食目的の亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングは、亜鉛をベースとし、６．０％未満のＡｌ、６．０％未満のＭｇを含み、残りはＺｎである。例えば、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングは、以下の製品：Ｕｓｉｂｏｒ（Ｒ）ＧＩを得るための亜鉛コーティングである。
防食目的のための亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングはまた、不純物及び残留元素、最大５．０重量％、好ましくは３．０重量％の含有量のそのような鉄を含むことができる。
好ましくは、ステップＡ）のプレコーティングは、物理蒸着、電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき又はロールコーティングによって堆積される。好ましくは、水素バリアプレコーティングは、電子ビーム誘起堆積又はロールコーティングによって堆積される。好ましくは、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングは、溶融亜鉛めっきによって堆積される。
任意に、プレコーティングの堆積後、スキンパスを実現することができ、コーティングされた鋼板を加工硬化し、その後の成形を容易にする粗さを与えることを可能にする。例えば接着結合又は耐食性を改善するために、脱脂及び表面処理を施すことができる。
好ましくは、ステップＣ）において、バッチ焼鈍は、４５０～７５０℃、好ましくは５５０～７５０℃の温度で実行される。
好ましくは、ステップＣ）において、バッチ焼鈍の雰囲気は、空気又は不活性である。
有利には、ステップＣ）において、バッチ焼鈍の加熱速度は、５０００℃．ｈ－１以上、より好ましくは１００００～１５０００℃．ｈ－１又は２００００～３５０００℃．ｈ－１である。
ステップＣ）において、冷却速度は、２９．０℃．ｈ－１以下、より好ましくは２７℃．ｈ－１以下、有利には１５～２７℃．ｈ－１である。実際、いかなる理論にも束縛されるものではないが、２９．０℃．ｈ－１を超えると、冷却は、水素を放出させるのに十分なほど遅くはないと考えられる。
好ましくは、ステップＣ）において、バッチ焼鈍は、１～１００時間の間実行される。
その後、プレ合金化された鋼板を切断してブランクを得る。
炉内でブランクに熱処理を施す。好ましくは、ステップＣ）及び／又はＥ）において、雰囲気は、不活性であるか、又は１体積％の酸素からなる雰囲気の酸化力以上及び５０体積％の酸素からなる雰囲気の酸化力以下の酸化力を有する。雰囲気は、特に、Ｎ２若しくはＡｒ、又は窒素若しくはアルゴンとガス酸化剤との混合物、例えば酸素、ＣＯとＣＯ２との混合物又はＨ２とＨ２Ｏとの混合物などで作製され得る。不活性ガスを添加せずに、ＣＯとＣＯ２との混合物又はＨ２とＨ２との混合物を使用することも可能である。
好ましくは、ステップＣ）及び／又はＥ）において、雰囲気は、１０体積％の酸素からなる雰囲気の酸化力以上及び３０体積％の酸素からなる雰囲気の酸化力以下の酸化力を有する。例えば、雰囲気は、空気であり、すなわち約７８％のＮ２、約２１％のＯ２並びに希ガス、二酸化炭素及びメタンなどの他のガスからなる。
好ましくは、ステップＣ）及び／又はＥ）において、露点は、－３０℃～＋３０℃、より好ましくは－２０℃～＋２０℃、有利には－１５℃～＋１５℃である。実際、いかなる理論にも束縛されるものではないが、露点が上記範囲にある場合、熱力学的に安定な酸化物の層は、熱処理中のＨ２吸収をよりさらに減少させると考えられる。
好ましくは、熱処理は、８００～９７０℃の温度で実行される。より好ましくは、熱処理は、通常８４０～９５０℃、好ましくは８８０～９３０℃のオーステナイト化温度Ｔｍで実行される。有利には、該ブランクは、１～１２分、好ましくは３～９分の滞留時間ｔｍの間維持される。熱間成形前の熱処理中に、プレコーティングは、腐食、摩耗、摩擦及び疲労に対して高い耐性を有する合金層を形成する。
周囲温度では、鋼への水素の吸収機構は、高温、特にオーステナイト化処理とは異なる。実際、通常、高温では、炉内の水は、鋼板の表面で水素及び酸素に解離する。いかなる理論にも束縛されるものではないが、水素バリアプレコーティング及びバッチ焼鈍後の徐冷は、水素バリアプレコーティング表面での水解離を防止することができると考えられる。これにより、コーティングを通る水素拡散を防止することができ、いずれにせよ吸着された水素を放出可能にすることができる。
次いで、熱処理後、ブランクを熱間成形ツールに移送し、６００～８３０℃の温度で熱間成形する。熱間成形は、ホットスタンピング又はロール成形であり得る。好ましくは、ブランクは、ホットスタンプされる。次いで、部品は、熱間成形ツールで、又は特定の冷却ツールへの移送後に冷却される。
冷却速度は、熱間成形後の最終微細構造が主にマルテンサイトを含み、好ましくはマルテンサイト、又はマルテンサイト及びベイナイトを含有し、又は少なくとも７５％の等軸フェライト、５～２０％のマルテンサイト及び１０％以下の量のベイナイトで作製されるように、鋼組成に応じて制御される。
これにより、本発明による遅れ破壊に優れた耐性を有する硬化部品が熱間成形により得られる。好ましくは、部品は、水素バリアプレコーティングでコーティングされた可変厚さを有する鋼板と、熱力学的に安定な酸化物を含む酸化物層とを備え、そのような水素バリアプレコーティングは、鋼板との拡散によって合金化される。
より好ましくは、部品は、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングによって直接上部が覆われる可変厚さを有する鋼板を備え、このコーティング層は、水素バリアプレコーティング及び熱力学的に安定な酸化物を含む酸化物層によって直接上部が覆われ、そのような水素バリアプレコーティングは、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングとの拡散によって合金化され、このプレコーティングは鋼板と合金化される。
実際、いかなる理論にも束縛されるものではないが、鋼からの鉄は、熱処理中にバリアプレコーティングの表面に拡散すると思われる。
好ましくは、熱力学的に安定な酸化物は、それぞれＣｒ２Ｏ３、ＦｅＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３又はそれらの混合物を含むことができる。
亜鉛をベースとするプレコーティングが存在する場合、酸化物は、ＺｎＯも含むことができる。アルミニウムをベースとするプレコーティングが存在する場合、酸化物は、Ａｌ２Ｏ３及び／又はＭｇＡｌ２Ｏ４も含むことができる。
好ましくは、酸化物層の厚さは、１０～５５０ｎｍである。
好ましくは、部品は、フロントレール、シートクロス部材、サイドシル部材、ダッシュパネルクロス部材、フロントフロアリーンフォース、リアフロアクロス部材、リアレール、Ｂピラー、ドアリング又はショットガンである。
自動車用途では、リン酸塩処理ステップ後、部品は、ｅコーティング浴に浸漬される。通常、ホスフェート層の厚さは、１～２μｍであり、ｅコーティング層の厚さは、１５～２５μｍであり、好ましくは２０μｍ以下である。電気泳動層は、腐食に対する追加の保護を保証する。ｅコーティングステップ後、他の塗料層、例えば、塗料のプライマーコート、ベースコート層及びトップコート層を堆積させることができる。
部品上にｅコーティングを施す前に、電気泳動の付着を確実にするために、部品を予め脱脂し、リン酸塩処理する。
ここで、本発明を、情報のみを目的として行われた試行において説明する。それらは、限定的ではない。
すべての試料について、使用される鋼板は、２２ＭｎＢ５である。鋼の組成は以下の通りである：Ｃ＝０．２２５２％、Ｍｎ＝１．１７３５％、Ｐ＝０．０１２６％、Ｓ＝０．０００９％、Ｎ＝０．００３７％、Ｓｉ＝０．２５３４％、Ｃｕ＝０．０１８７％、Ｎｉ＝０．０１９７％、Ｃｒ＝０．１８０％、Ｓｎ＝０．００４％、Ａｌ＝０．０３７１％、Ｎｂ＝０．００８％、Ｔｉ＝０．０３８２％、Ｂ＝０．００２８％、Ｍｏ＝０．００１７％、Ａｓ＝０．００２３％、ｅｔ Ｖ＝０．０２８４％。
すべての鋼板を、以下「ＡｌｕＳｉ（Ｒ）」と呼ばれる防食目的を有する第１のプレコーティングでコーティングする。このプレコーティングは、９重量％のケイ素、３重量％の鉄を含み、残りはアルミニウムである。それは、溶融亜鉛めっきによって堆積される。
次いで、２つの試行品を、マグネトロンスパッタリングによって堆積させた８０％のＮｉ及び２０％のＣｒを含む第２のプレコーティングでコーティングした。
［実施例１］：水素試験：
この試験を使用して、プレス硬化方法のオーステナイト化熱処理中に吸収される水素の量を決定する。
この試験を使用して、プレス硬化方法のオーステナイト化熱処理中に吸収される水素の量を決定する。
試行品１は、ＡｌｕＳｉ（Ｒ）（２５μｍ）である第１のプレコーティングでコーティングされた鋼板である。次いで、６５０℃の温度で５時間のバッチ焼鈍を実行した。加熱速度は、１０８００℃．ｈ－１であった。バッチ焼鈍の雰囲気は、空気であった。バッチ焼鈍後の冷却は、３６００℃．ｈ－１の速度で実行した。
試行品２は、ＡｌｕＳｉ（Ｒ）（２５μｍ）である第１のプレコーティング及び８０％のＮｉ及び２０％のＣｒを含む第２のプレコーティングでコーティングされた鋼板である。次いで、６５０℃の温度で５時間のバッチ焼鈍を実行した。加熱速度は、１０８００℃．ｈ－１であった。バッチ焼鈍の雰囲気は、空気であった。バッチ焼鈍後の冷却は、３６００℃．ｈ－１の速度で実行した。
試行品３は、ＡｌｕＳｉ（Ｒ）（２５μｍ）である第１のプレコーティングでコーティングされた鋼板である。次いで、６５０℃の温度で５時間のバッチ焼鈍を実行した。加熱速度は、１０８００℃．ｈ－１であった。バッチ焼鈍の雰囲気は、空気であった。バッチ焼鈍後の冷却は、２５℃．ｈ－１の速度で実行した。
試行品４は、ＡｌｕＳｉ（Ｒ）（２５μｍ）である第１のプレコーティング並びに８０％のＮｉ及び２０％のＣｒを含む第２のプレコーティングでコーティングされた鋼板である。次いで、６５０℃の温度で５時間のバッチ焼鈍を実行した。加熱速度は、１０８００℃．ｈ－１であった。バッチ焼鈍の雰囲気は、空気であった。バッチ焼鈍後の冷却は、２５℃．ｈ－１の速度で実行した。
その後、すべての試行品を切断し、３分間の滞留時間中に９００℃の温度で加熱した。熱処理中の雰囲気は、空気であった。ブランクをプレスツールに移行し、可変厚さを有する部品を得るためにホットスタンピングした。次いで、温水への浸漬試行によって部品を冷却し、マルテンサイト変態による硬化を得た。
最後に、熱処理中に試行によって吸収された水素量を、ＴＤＡ又は熱脱着分析装置を使用して熱脱着によって測定した。この目的のために、各試行品を石英室に入れ、窒素流下で、赤外線炉内でゆっくりと加熱した。放出された水素／窒素混合物を漏れ検出器でピックアップし、質量分析計で水素濃度を測定した。結果を以下の表１に示す：
本発明による試行品４は、比較例と比較して有意に少量の水素を放出する。
Claims (15)
- プレス硬化方法であって、以下のステップ：
Ａ．亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングでプレコーティングされた熱処理用鋼板の提供ステップと、
Ｂ．１０～５５０ｎｍの厚さにわたる水素バリアプレコーティングの堆積ステップと、
Ｃ．プレ合金化された鋼板を得るための前記プレコーティングされた鋼板のバッチ焼鈍ステップであって、前記バッチ焼鈍後の冷却が２９．０℃．ｈ－１以下の速度で実行される、ステップと、
Ｄ．ブランクを得るための前記プレ合金化された鋼板の切断ステップと、
Ｅ．鋼中に完全オーステナイト微細構造を得るための前記ブランクの熱処理ステップと、
Ｆ．前記ブランクのプレスツールへの移送ステップと、
Ｇ．部品を得るための前記ブランクの熱間成形ステップと、
Ｈ．マルテンサイト若しくはマルテンサイト－ベイナイトであるか、又は体積分率で少なくとも７５％の等軸フェライト、５～２０体積％のマルテンサイト及び１０体積％以下の量のベイナイトで作製される鋼中の微細構造を得るためのステップＧ）で得られた前記部品の冷却ステップと、
を含む、プレス硬化方法。 - ステップＢ）において、水素バリアプレコーティングが、ニッケル、クロム、マグネシウム、アルミニウム及びイットリウムの中から選択される少なくとも１つの元素を含む、請求項１に記載のプレス硬化方法。
- ステップＢ）において、水素バリアプレコーティングが、ニッケル及びクロム、又はニッケル及びアルミニウム、又はクロム、又はニッケル及びアルミニウム及びイットリウム、又はマグネシウムからなる、請求項１又は２に記載のプレス硬化方法。
- ステップＡ）において、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングが、亜鉛をベースとし、かつ６．０％未満のＡｌ、６．０％未満のＭｇを含み、残りがＺｎである、請求項１～３のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＡ）において、亜鉛系又はアルミニウム系プレコーティングが、アルミニウムをベースとし、かつ１５％未満のＳｉ、５．０％未満のＦｅ、任意に０．１～８．０％のＭｇ及び任意に０．１～３０．０％のＺｎを含み、残りがＡｌである、請求項１～３のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＣ）において、バッチ焼鈍が、４５０～７５０℃の温度で実行される、請求項１～５のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＣ）において、バッチ焼鈍の雰囲気が、空気又は不活性である、請求項１～６のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＢ）において、バッチ焼鈍の加熱速度が、５０００℃．ｈ－１以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＣ）において、冷却速度が、２７℃．ｈ－１以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＣ）において、バッチ焼鈍が、１～１００時間の間実行される、請求項１～９のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＣ及びＥ）において、雰囲気が、互いに独立して、不活性であるか、又は１体積％の酸素からなる雰囲気の酸化力以上及び５０体積％の酸素からなる雰囲気の酸化力以下の酸化力を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＥ）において、雰囲気が、－３０～＋３０℃の露点を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
- ステップＥ）において、熱処理が、８００～９７０℃の温度で実行される、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＥ）において、熱処理が、１～１２分の滞留時間中に実行される、請求項１～１３のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
- ステップＨ）中に、６００～８３０℃の温度でブランクを熱間成形する、請求項１～１４のいずれか一項に記載のプレス硬化方法。
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