JP2023503151A - 優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品及びその製造方法 - Google Patents

優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品を開示し、それが、基材層及び基材層の少なくとも一つ表面にめっきされるアルミめっき層を含み、熱成形部品の表面の平均粗度Ｒａは、１．０～３．０μｍであり、ピークとピークバレー的高さＲｔは、８～３０μｍであり、粗さのピークカウントはＲｐｃ≧５０である。なお、本発明は、さらに以下のステップを含む上記の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の製造方法を開示する：（１）基材をアルミニウムめっき液に浸入し、表面にアルミめっき層を備える板を得る；（２）レベリング；（３）ブランキング：板を、部品の希望の形状を有するビレットに打抜またはカットされる；（４）熱処理；（５）輸送と熱プレス：熱いビレットを、迅速に金型へ輸送し、冷却プレス成形を行い、熱成形部品を形成する。

Description

本発明は材料及びその製造方法に関し、特に熱成形材料及びその製造方法に関する。
近年、自動車産業における熱成形部品の適用が非常に重要になり、特に自動車の安全構造部品では、一部の高強度で複雑な形状の部品にかけがえのない利点がある。熱成形部品に使用される材料は、コーティング層を有するものとコーティング層を有しないものに分けられ、コーティング層の主な目的は、熱プレス成形過程中に、鋼板の表面が酸化するのを防ぐことである。成形品は直接塗装・溶接が可能であるが、現在、コーティング層のない材料は、熱成形後に、表面に発生した酸化物層を除去するために、表面ショットピーニングを行う必要があり、そうしないと、その後の部品のコーティングと溶接に影響がある。ホットディップアルミニウムコーティング層の表面は通常、熱成形後にリン酸化することはできず、電気泳動後の塗装フィルム付着力は、完全にコーティングの表面形態に依存する。既存の材料は、塗装フィルム付着力が使用過程での使用に適合しないという問題を抱える。
例えば、公開番号ＣＮ１０４６５１５９０Ａ、発行日２０１５年５月２７日、「プレス製品の製造方法及びそれから製造されるプレス製品」という中国特許は、アルミニウムまたはアルミニウム合金でコーティングされた熱成形材料および製造方法を開示し、コーティング層の厚さと５層構造を具体的に制御し、熱成形部品の溶接性能を確保する。
別の例として、公開番号ＣＮ１０８５８８６１２Ａ、発行日２０１８年９月２８日、「熱プレス成形部件、熱プレス成形用プレコート鋼板及熱プレス成形プロセス」という中国特許は、熱プレス成形部件を開示した。この特許に開示される技術的解決策では、コーティング層の厚さを減らすと同時に、コーティング層の保護効果も低下、その結果、熱成形プロセスの変動が、部件の表面特性に影響を及ぼしやすくなり、それによってその後の性能に影響を与える。
更に別の例として、公開番号ＣＮ１０１５８３４８６、発行日２００９年１１月１８日、「コーティングされた鋼帯、その調製方法、その使用方法、それから調製されたプレスビレット、それから調製されたプレス製品とそのようなプレス製品をを含む製品」という中国特許は、コーティングされた鋼帯の熱プレス製品及び方法を開示した。この特許に開示されている技術的解決策には、加熱、転送、冷却を含むが、熱プレス過程を含まなく、その結果、プレス製品の品質が、収縮、亀裂などの不安定になり、加熱過程中の炉の雰囲気が制御されないため、加熱過程中の炉内雰囲気が変化し、特に酸素含有量が大きく変化し、製品の外観や色が変化しやすくなる；実際の生産では、同じ入荷材料の同じプロセスの下で、得られたプレス製品の外観と色がかなり異なることがわかる。
本発明の目的の１つは、優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品を提供することであり、当該熱成形部品は、塗装性、塗装フィルム付着力、及び耐食性に優れ、フロントドアとリアドアの左右のクラッシュバー／ビーム、フロントバンパーとリアバンパー、Ａピラー補強、Ｂピラー補強、フロアセンターチャネルなどの自動車部品に非常に適する。
上記の目的を達成するために、本発明は、優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品を提案し、それが、基材層及び基材層の少なくとも一つ表面にめっきされるアルミめっき層を含み、熱成形部品の表面の平均粗度Ｒａは、１．０～３．０μｍであり、ピークとピークバレー的高さＲｔは、８～３０μｍであり、粗さのピークカウントはＲｐｃ≧５０である。
本発明の技術策では、アルミめっき層は、アルミニウム相とアルミニウム－シリコン相を含み、加熱過程中では、アルミめっき層におけるアルミニウムが、基材層へ拡散し、同時に基材層における鉄が、アルミめっき層へ拡散し、Ａｌ８Ｆｅ２Ｓｉ相を形成する；新しい相の形成が、表面粗さの大幅な増加につながる；鉄とアルミニウムのさらなる拡散により、Ｆｅ２Ａｌ５相が形成され、表面粗さは基本的に維持される；最終、アルミめっき層にＦｅＡｌ合金を完全に形成し、表面粗さは、逆に、わずかに減少する。
熱処理された熱成形部品の表面は、主に、Ｆｅ２Ａｌ５とＦｅＡｌ合金からなり、同時に、表面の酸化によって発生する珪の酸化物、アルミニウムの酸化物及び鉄の酸化物が、リン酸塩溶液との反応を起きなく、即、正常のリン酸塩フィルムを形成できないので、熱成形部品の塗装フィルム付着力は、完全に表面の凹凸のある構造に依存し、即、熱成形部品の粗さは、塗装フィルム付着力に大きな影響を与える。
アルミめっき層の表面粗さが大きいほど、粗さのピークカウントＲｐｃ値が大きくなり、鉄とアルミニウムの拡散経路が異なり、新しい相形成の速度が異なり、その結果、熱処理後の成形品の表面粗さが大きいほど、塗装フィルムへの付着力が向上する。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、アルミめっき層は、基材層と隣接する拡散層和アルミめっき層の表面にある合金層を含み、ただし、拡散層の厚さとアルミめっき層の総厚さの比の値は、０．０８－０．５である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、拡散層の厚さ≦１６μｍ；アルミめっき層の総厚さ≦６０μｍである。
さらに、本発明上記の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、拡散層の厚さは、５～１６μｍである；アルミめっき層の総厚さは２０～６０μｍである。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、熱成形部品の表面の平均粗さＲａは、１．５～２．５μｍである。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、熱成形部品の表面のピークとピークバレーの高さＲｔは、１０～２５μｍである。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、熱成形部品表面の粗さのピークカウントＲｐｃは、５０～２５０、例えば８０～１８０である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の表面には、Ｆｅ２Ａｌ５とＦｅＡｌ合金を含有する。さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の表面には、さらに、珪の酸化物、アルミニウムの酸化物と鉄の酸化物を含有する。さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の表面は、主に、Ｆｅ２Ａｌ５とＦｅＡｌ合金からなり、同時に、珪の酸化物、アルミニウムの酸化物と鉄の酸化物を含有する。なお、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の表面には、Ｆｅ２Ａｌ５の含有量は、４０ｗｔ％より高い。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、アルミめっき層の化学組成重量パーセントは、Ｓｉ：４～１４％、Ｆｅ：０～４％、Ｍｇ：０～１０％、Ｚｎ：０～２０％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である。さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、アルミめっき層の化学組成重量パーセントは、Ｓｉ：４～１４％、Ｆｅ：２～４％、Ｍｇ：０～１０％、Ｚｎ：０～２０％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、アルミめっき層の重量平均値は、片側あたり２０～１２０ｇ／ｍ２である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、アルミめっき層の重量平均値は、片側あたり３０～１００ｇ／ｍ２である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、基材層の化学組成質量パーセントは：
Ｃ：０．０１～０．８％、Ｓｉ：０．０５～１．０％、Ｍｎ：０．１～５％、Ｐ≦０．３％、Ｓ≦０．１％、Ａｌ≦０．３％、Ｔｉ≦０．５％、Ｂ：０．０００５～０．１％、Ｃｒ：０．０１～３％、Ｎｂ≦０．５％、Ｖ≦０．５％、残部はＦｅ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、基材層の各化学組成質量パーセントは、さらに以下の少なくとも１つを満たす：
Ｃ：０．０５～０．６％、
Ｓｉ：０．０７～０．８％、
Ｍｎ：０．３～４％、
Ｐ≦０．２％、
Ｓ≦０．０８％、
Ａｌ≦０．２％、
Ｔｉ≦０．４％、
Ｂ：０．０００５～０．０８％、
Ｃｒ：０．０１～２％、
Ｎｂ≦０．３％、
Ｖ≦０．３％。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、基材層の各化学組成質量パーセントは、さらに以下の少なくとも１つを満たす：
Ｃ：０．１５～０．５％、
Ｓｉ：０．１～０．５％、
Ｍｎ：０．５～３％、
Ｐ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｔｉ≦０．２％、
Ｃｒ：０．０１～１％。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の基材層では、Ａｌ含有量は、０．０３－０．０９％で、Ｔｉ含有量は、０．０１－０．２％で、好ましく０．０１－０．１％である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の基材層では、Ｃｒ含有量は、０．１－０．８％である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の基材層では、含有する場合、Ｎｂの含有量は、０．００１－０．１％である；含有する場合、Ｖの含有量は、０．００１－０．０１％である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、基材層の化学組成質量パーセントは、Ｃ：０．０２～０．８％、Ｓｉ：０．０５～０．５％、Ｍｎ：０．１～３％、Ｐ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ａｌ：０．０４－０．０９％、Ｔｉ：０．０２－０．２％、Ｂ：０．０００５～０．０９％、Ｃｒ：０．１５～０．８％、Ｎｂは、０％又は０．００１－０．１％、Ｖは、０％又は０．００２－０．００８％、残部はＦｅ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品では、その降伏強度は４００～１４００ＭＰａで、引張強度は、５００～２１００ＭＰａで、伸び≧４％である。
好ましく、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の基材の微細組織では、マルテンサイの体積百分比≧７０％、好ましく８５≧％、より好ましく≧９５％である。
したがって、本発明の別の目的は、上記の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の製造方法を提供し、当該製造方法によって、塗装フィルム付着力に優れた熱成形部品を得られる。
上記の目的を達成するために、本発明は、上記の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の製造方法を提案し、当該製造方法は、以下のステップを含む：
（１）基材をアルミニウムめっき液に浸入し、表面にアルミめっき層を備える板を得る；
（２）レベリング：粗さＲａが０．５～３．０μｍのレベリングローラーを使用して板をレベリングし、レベリング率を２．０％以下に制御して、板の表面の熱放射率が０．１～０．８に、板の表面粗さＲａが０．３～２．０μｍに、板の表面粗さのピークカウントＲｐｃが３０～１５０になるようにする；
（３）ブランキング：板を、部品の希望の形状を有するビレットに打抜またはカットされる；
（４）熱処理：ビレットを、加熱炉に入れ、加熱・保温し、加熱炉の温度は、８８０～９６０℃で、加熱炉内の雰囲気は、空気または窒素であり、加熱炉中のビレットの滞留時間は、２．５～１０ｍｉｎである；
（５）輸送と熱プレス：熱いビレットを、迅速に金型へ輸送し、冷却プレス成形を行い、上記の熱成形部品を形成する。
本発明の製造方法では、ステップ（４）において、加熱炉の温度が低すぎたり、加熱炉内のビレットの滞留時間が短すぎたりすると、鉄やアルミニウムの拡散が不十分になり、表面粗さが低くなりすぎることを引き、最終的な熱成形部品の粗さに影響する。加熱炉の温度が高すぎたり、加熱炉内でのビレットの滞留時間が長すぎたりすると、鉄やアルミニウムが過度に拡散し、ＦｅＡｌ合金が完全に形成されてしまい、最終的な熱間成形部品の粗さを低下しつつ、拡散過程中に元素の移動によって形成された細孔は、表面の導電率に影響を与え、電気泳動には、穴の収縮を引き起こし、塗装性に影響を及ぼす。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（１）において、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：５～１１％、Ｆｅ：２～４％、Ｚｎ：０～１５％、Ｍｇ：０～８％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（１）において、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：８～１１％、Ｆｅ：２～４％、Ｚｎ：０～１１％、Ｍｇ：０～８％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（１）において、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：５～１１％、Ｆｅ：２～４％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（１）において、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：５～１１％、Ｆｅ：２～４％、任意的にＺｎ：２～１５％、任意的にＭｇ：０．５～８％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（４）において、ビレットを加熱する昇温過程では、めっき層に亜鉛とアルミニウムをプレアロイし、めっき層の損傷やひび割れを防ぐため、４００～６００℃の範囲まで昇温する際に、加熱速率は、１０℃／ｓ超えない。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（５）において、ビレットは、２０ｓ以内に、金型に輸送される。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（５）の熱プレス過程において、金型を型締めた後に、プレッシャーを保持しつつ４～２０ｓ焼入れを続いて、ビレット表面に加えられるプレッシャー≧８ＭＰａである。いくつの実施形態において、保持されるプレッシャーは、１０～２０ＭＰａである。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（５）において、金型の材料は、７００℃での熱拡散率は、３．８ｍｍ２／ｓより高いことを満たす。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（５）において、熱成形部品は良好な成形性を確保し、亀裂やネッキングなどのプレス欠陥の発生を減らすために、プレス際の金型の型締め速度は、３０～１５０ｍｍ／ｓである。
さらに、本発明の製造方法では、ステップ（５）では、熱成形部品の内部構造を必要な構造に変換しながら、冷却過程の熱成形部品のサイズを適切に維持するために、ビレットを３０～１５０℃／ｓの冷却速度で５０～２００℃に冷却する。
本発明には、上記の方法で製造して得られる熱成形部品を含む。
先行技術と比較して、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品及びその方法は、以下の利点および有益な効果を有する：
本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品は、塗装性、塗装フィルム付着力、及び耐食性に優れ、フロントドアとリアドアの左右のクラッシュバー／ビーム、フロントバンパーとリアバンパー、Ａピラー補強、Ｂピラー補強、フロアセンターチャネルなどの自動車部品に非常に適する。
また、本発明の製造方法も、上記の利点と有益な効果を有する。
以下、具体的な実施例に基づいて、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品及びその製造方法をさらに解釈・説明するが、該解釈・説明は本発明の技術方案を不当に制限するものではない。
実施例１～１０及び比較例１
実施例１－１０の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品と比較例１は、以下のステップで製造される：
（１）基材をアルミニウムめっき液に浸入し、表面にアルミめっき層を備える板を得る。
（２）レベリング：粗さＲａが０．５～３．０μｍのレベリングローラーを使用して板をレベリングし、レベリング率を２．０％以下に制御して、板の表面の熱放射率が０．１～０．８に、板の表面粗さＲａが０．３～２．０μｍに、板の表面粗さのピークカウントＲｐｃが３０～１５０になるようにする。
（３）ブランキング：板を、部品の希望の形状を有するビレットに打抜またはカットされる。
（４）熱処理：ビレットを、加熱炉に入れ、加熱・保温し、加熱炉の温度は、８８０～９６０℃で、加熱炉内の雰囲気は、空気または窒素であり、加熱炉中のビレットの滞留時間は、２．５～１０ｍｉｎであり、ビレットを加熱する昇温過程では、加熱速率は、１０℃／ｓ超えない；
（５）輸送と熱プレス：熱いビレットを、迅速（例えば２０秒間）に金型へ輸送し、冷却プレス成形を行い、熱成形部品を形成する。熱プレス過程において、金型を型締めた後に、プレッシャーを保持しつつ４～２０ｓ焼入れを続いて、ビレット表面に加えられるプレッシャー≧８ＭＰａであり、金型の材料は、７００℃での熱拡散率は、３．８ｍｍ２／ｓより高いことを満たし、プレス際の金型の型締め速度は、３０～１５０ｍｍ／ｓであり、ビレットを３０～１５０℃／ｓの冷却速度で５０～２００℃に冷却する。
ここで、各実施例と比較例の製造方法は、以下のとおり。
実施例１
レベリングロールで、１．２ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：８．５％、Ｆｅ：２．６％、Ｚｎ：１５％、Ｍｇ：４％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９５０℃であり、滞留時間は、３．５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、２℃／ｓであり、輸送時間は、４ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１０ＭＰａであり、型締め速度は、５０ｍｍ／ｓであり、冷却速度は、５０℃／ｓであり、２００℃まで冷却し、７００℃での金型の熱拡散率は、４ｍｍ２／ｓである。
実施例２
レベリングロールで、０．９ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：５％、Ｆｅ：２．４％、Ｚｎ：８％、Ｍｇ：８％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９４０℃であり、滞留時間は、５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、５℃／ｓであり、輸送時間は、６ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、１５ｓであり、保持されるプレッシャーは、２０ＭＰａであり、型締め速度は、１５０ｍｍ／ｓであり、冷却速度は、１５０℃／ｓであり、５０℃まで冷却し、７００℃での金型の熱拡散率は、５ｍｍ２／ｓである。
実施例３
レベリングロールで、１．０ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：９．０％、Ｆｅ：２．７％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、４００－６００℃での加熱速率は、５℃／ｓであり、加熱炉温度は、９３０℃であり、滞留時間は、７ｍｉｎであり、金型まで輸送する時間は、８ｓ以内であり、７００℃前後での金型の熱拡散率は、７ｍｍ２／ｓである。型締め速度は、７０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、６ｓであり、保持されるプレッシャーは、１２ＭＰａであり、冷却速度は、１００℃／ｓであり、１００℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９６％超である。
実施例４
レベリングロールで、２．８ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：８．８％、Ｆｅ：２．７％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９２０℃であり、滞留時間は、７ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、１０℃／ｓであり、金型まで輸送する時間は、８ｓ以内であり、型締め速度は、７０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、６ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、冷却速度は、６０℃／ｓであり、６０℃まで冷却し、７００℃での金型の熱拡散率は、６ｍｍ２／ｓである。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９８％超である。
実施例５
レベリングロールで、１．１ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、Ｚｎ：２％、Ｍｇ：１％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９３５℃であり、滞留時間は、４．５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、４℃／ｓであり、金型まで輸送する時間は、７ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、４ｍｍ２／ｓであり、１００℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
実施例６
レベリングロールで、１．５ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、Ｍｇ：０．５％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９３５℃であり、滞留時間は、５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、６℃／ｓであり、金型まで輸送する時間は、７ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、４ｍｍ２／ｓであり、１２０℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
実施例７
レベリングロールで、１．８ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９４５℃であり、滞留時間は、２．５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、７℃／ｓであり、金型まで輸送する時間は、７ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、６．８ｍｍ２／ｓであり、１４０℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
実施例８
レベリングロールで、２．０ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９４０℃であり、滞留時間は、３ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、３℃／ｓであり、炉内の雰囲気の酸素含有量は、２２％であり、金型まで輸送する時間は、７ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、７ｍｍ２／ｓであり、１１０℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
実施例９
レベリングロールで、２．４ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９３５℃であり、滞留時間は、５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、８℃／ｓであり、炉内の雰囲気の酸素含有量は、２２％であり、金型まで輸送する時間は、７ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、４ｍｍ２／ｓであり、１００℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
実施例１０
レベリングロールで、２．８ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９５０℃であり、滞留時間は、２．５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、４℃／ｓであり、炉内の雰囲気の酸素含有量は、２０％であり、金型まで輸送する時間は、１５ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、５ｍｍ２／ｓであり、８０℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
比較例１
レベリングロールで、１．５ｍｍのアルミ合金めっき層付き鋼板をレベリングし、表２に示す表面粗さを有する熱処理と熱プレスの前の板を得、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：１０％、Ｆｅ：３．５％、残部はＡｌ及び不可避の不純物であり、ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は、９３５℃であり、滞留時間は、５ｍｉｎであり、４００～６００℃の範囲での加熱速率は、６℃／ｓであり、金型まで輸送する時間は、７ｓ以内であり、上型と下型の型締め速度は、８０ｍｍ／ｓであり、プレッシャーを保持する時間は、５ｓであり、保持されるプレッシャーは、１５ＭＰａであり、７００℃での金型の熱拡散率は、４ｍｍ２／ｓであり、１２０℃まで冷却した。得られた熱成形部品基材の微細組織中のマルテンサイトの割合は９５％超である。
表１には、実施例１－１０の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の基材層及び比較例１の基材層の各化学元素の質量パーセントを示した。
Figure 2023503151000001
本願の実施効果を検証し、かつ従来技術と比較してこの場合の優れた効果を証明するために、実施例１～６の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品及び比較例１の比較とする熱成形部品を試験し、テスト結果を表２に示す。
Figure 2023503151000002
＊塗装フィルム付着力のテスト方法：
ＧＢ ／ Ｔ ９２８６－１９９８ １００グリッド法を参照し、ナイフを使用して表面に１００グリッドを作成し、形成されたグリッドの中央にテープで貼り付けてからスムーズに引き抜き、塗装フィルムのはがれ現象を観察し、クロスカットのグリッド内の状態の対応する基準を計算して評価判断を行う。
塗装性の評価方法はＧＭＷ１６１７０基準を参考する。
耐食性の試験方法はＧＭＷ１４８７２を参照する。
表２から、本願の各実施例の降伏強度は４００～１３５０ＭＰａで、引張強度は５００～２０００ＭＰａで、伸びは４～１９％であることが分かる。
また、表２から、比較例１の比較熱成形部品の熱プレス後の完成品の表面粗さＲａは、１．８μｍ未満、Ｒｔは、１２μｍ未満、Ｒｐｃは９０未満であり、かつ比較例１の熱成形部品は、塗装性が悪く、塗装フィルム付着力が要求を満たしなく、その性能は、本願の各の実施例の熱成形部品よりもはるかに劣っている。また、表２から、熱処理・熱プレス前の材料の表面粗さが大きいほど、熱処理・熱プレス後の製品の粗さが大きくなり、塗装フィルム付着力が向上することがわかる。
つまり、本発明の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品は、塗装性、塗装フィルム付着力、及び耐食性に優れ、フロントドアとリアドアの左右のクラッシュバー／ビーム、フロントバンパーとリアバンパー、Ａピラー補強、Ｂピラー補強、フロアセンターチャネルなどの自動車部品に非常に適する。
また、本発明の製造方法も、上記の利点と有益な効果を有する。
本発明の保護の範囲における従来技術部分は、本出願書類に記載の実施例に限定されるものではなく、本発明の方案と矛盾しない先行技術（先行の特許文献、先行の公開出版物、先行の公開使用などを含むが、それらに限定されない）は、全て本発明の保護の範囲に取り入れられることを説明すべきである。
また、本願における各技術特徴の組み合わせは、本願の特許請求の範囲に記載の組み合わせ、若しくは具体的な実施例に記載の組み合わせに限定されるものではなく、互いに矛盾していない限り、本願の記載の技術特徴は全て任意の形態で自由に組み合わせる若しくは結合することができる。
さらに、以上に挙げられた実施例は、本発明の具体的な実施例に過ぎないことも、注意すべきである。本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、当業者が本発明の開示内容から直接的に導き出すことができる、又は容易に想到することができる類似の変化若しくは変形はいずれも、本発明の保護範囲に含まれることは、明らかである。

Claims (20)

  1. 基材層及び基材層の少なくとも一つ表面にめっきされるアルミめっき層を含み、熱成形部品の表面の平均粗度Ｒａは、１．０～３．０μｍであり、ピークとピークバレー的高さＲｔは、８～３０μｍであり、粗さのピークカウントはＲｐｃ≧５０であることを特徴とする優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  2. 上記のアルミめっき層は、基材層と隣接する拡散層和アルミめっき層の表面にある合金層を含み、ただし、拡散層の厚さとアルミめっき層の総厚さの比の値は、０．０８－０．５であることを特徴とする請求項１に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  3. 上記の拡散層の厚さ≦１６μｍ；上記のアルミめっき層の総厚さ≦６０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  4. 上記のアルミめっき層の化学組成重量パーセントは、Ｓｉ：４～１４％、Ｆｅ：０～４％、Ｍｇ：０～１０％、Ｚｎ：０～２０％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物；好ましく、上記のアルミめっき層の化学組成重量パーセントは、Ｓｉ：４～１４％、Ｆｅ：２～４％、Ｍｇ：０～１０％、Ｚｎ：０～２０％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物であることを特徴とする請求項１に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  5. 上記のアルミめっき層の重量平均値は、片側あたり２０～１２０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  6. 上記のアルミめっき層の重量平均値は、片側あたり３０～１００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項５に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  7. 上記の基材層の化学組成質量パーセントは、Ｃ：０．０１～０．８％、Ｓｉ：０．０５～１．０％、Ｍｎ：０．１～５％、Ｐ≦０．３％、Ｓ≦０．１％、Ａｌ≦０．３％、Ｔｉ≦０．５％、Ｂ：０．０００５～０．１％、Ｃｒ：０．０１～３％、Ｎｂ≦０．５％、Ｖ≦０．５％、残部はＦｅ及び他の不可避の不純物であることを特徴とする請求項１に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  8. 上記の基材層の各化学組成質量パーセントは、さらに以下の少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項７に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品：
    Ｃ：０．０５～０．６％、
    Ｓｉ：０．０７～０．８％、
    Ｍｎ：０．３～４％、
    Ｐ≦０．２％、
    Ｓ≦０．０８％、
    Ａｌ≦０．２％、
    Ｔｉ≦０．４％、
    Ｂ：０．０００５～０．０８％、
    Ｃｒ：０．０１～２％、
    Ｎｂ≦０．３％、
    Ｖ≦０．３％。
  9. 上記の基材層の各化学組成質量パーセントは、さらに以下の少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項７又は８に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品：
    Ｃ：０．１５～０．５％、
    Ｓｉ：０．１～０．５％、
    Ｍｎ：０．５～３％、
    Ｐ≦０．１％、
    Ｓ≦０．０５％、
    Ａｌ≦０．１％、
    Ｔｉ≦０．２％、
    Ｃｒ：０．０１～１％。
  10. 降伏強度は４００～１４００ＭＰａで、引張強度は、５００～２１００ＭＰａで、伸び≧４％であることを特徴とする請求項１に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  11. 優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の表面は、、Ｆｅ２Ａｌ５とＦｅＡｌ合金からなり、或いは、主にＦｅ２Ａｌ５とＦｅＡｌ合金からなり、同時に、珪の酸化物、アルミニウムの酸化物と鉄の酸化物を含有することを特徴とする請求項１に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  12. 上記の優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の基材層の微細組織では、マルテンサイの体積百分比≧９５％であることを特徴とする請求項９に記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品。
  13. 以下のステップを含むことを特徴とする請求項１－１２のいずれか一つに記載された優れた塗装フィルム付着力を有する熱成形部品の製造方法：
    （１）基材をアルミニウムめっき液に浸入し、表面にアルミめっき層を備える板を得る；
    （２）レベリング：粗さＲａが０．５～３．０μｍのレベリングローラーを使用して板をレベリングし、レベリング率を２．０％以下に制御して、板の表面の熱放射率が０．１～０．８に、板の表面粗さＲａが０．３～２．０μｍに、板の表面粗さのピークカウントＲｐｃが３０～１５０になるようにする；
    （３）ブランキング：板を、部品の希望の形状を有するビレットに打抜またはカットされる；
    （４）熱処理：ビレットを、加熱炉に入れ、加熱・保温し、加熱炉の温度は、８８０～９６０℃で、加熱炉内の雰囲気は、空気または窒素であり、加熱炉中のビレットの滞留時間は、２．５～１０ｍｉｎである；
    （５）輸送と熱プレス：熱いビレットを、迅速に金型へ輸送し、冷却プレス成形を行い、上記の熱成形部品を形成する。
  14. 上記のステップ（１）において、アルミニウムめっき液の化学成分質量パーセント含有量は、Ｓｉ：５～１１％、Ｆｅ：２～４％、Ｚｎ：０～１５％、Ｍｇ：０～８％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物である；好ましく、Ｓｉ：８～１１％、Ｆｅ：２～４％、Ｚｎ：０～１１％、Ｍｇ：０～８％、残部はＡｌ及び他の不可避の不純物であることを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
  15. 上記のステップ（４）において、ビレットを加熱する昇温過程では、４００～６００℃の範囲まで昇温する際に、加熱速率は、１０℃／ｓ超えないことを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
  16. 上記のステップ（５）において、ビレットは、２０ｓ以内に、金型に輸送されることを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
  17. 上記のステップ（５）の熱プレス過程において、上記の金型を型締めた後に、プレッシャーを保持しつつ４～２０ｓ焼入れを続いて、ビレット表面に加えられるプレッシャー≧８ＭＰａであることを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
  18. 上記のステップ（５）において、上記の金型の材料は、７００℃での熱拡散率は、３．８ｍｍ２／ｓより高いことを満たすことを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
  19. 上記のステップ（５）において、プレス際の金型の型締め速度は、３０～１５０ｍｍ／ｓであることを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
  20. 上記のステップ（５）においてビレットを３０～１５０℃／ｓの冷却速度で５０～２００℃に冷却することを特徴とする請求項１３に記載された製造方法。
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