JP5888430B2 - 熱間プレス用鋼板、熱間プレス部材及び熱間プレス部材の製造方法 - Google Patents

熱間プレス用鋼板、熱間プレス部材及び熱間プレス部材の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、自動車の足廻り部材や車体構造部材などを熱間プレスで製造するのに適した熱間プレス用鋼板、当該熱間プレス用鋼板を用いて製造した熱間プレス部材、及び当該熱間プレス用鋼板を用いる熱間プレス部材の製造方法に関する。
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ている。そこで、自動車車体に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。
そのため、特許文献1には、ダイとパンチからなる金型を用いて、加熱された鋼板を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)が生成する。このスケールが生成すると、スケールが熱間プレス時に剥離して金型を損傷させる、またはそのスケールが熱間プレス後の部材表面を損傷させるという問題が生じる。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って部材表面のスケールは除去される。しかし、上記酸洗等の処理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に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。
このようなことから、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、熱間プレス後の熱間プレス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いる。この要望に対しては、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、合金化溶融Znめっき鋼板を700〜1000℃で2〜20分加熱してから熱間プレスを行い、Fe−Zn固溶相を含むめっき層を表面に設けた加工性、溶接性、耐食性に優れる熱間プレス成形品(部材)が開示されている。また、特許文献4にはNiを主体とするめっき層Iの上層にZn−Niめっき層を形成させ、更にその上層にSi、Ti、Al、Zrなどを含有する化合物層を形成することにより、加熱後の塗装密着性、穴あき耐食性に優れた熱間プレス用鋼板が開示されている。
英国特許第1490535号公報 特許第3663145号公報 特許第4039548号公報 特許第4883240号公報
しかしながら、特許文献2や3に記載の熱間プレス部材では、化成処理皮膜や電着塗膜が付き回らない部位で起きやすい穴あき腐食に対する耐食性(以後、穴あき耐食性と呼ぶ)に劣るという問題がある。
また、特許文献4に記載された熱間プレス用鋼板を用いれば、優れた穴あき耐食性を有する熱間プレス部材が得られるものの、この熱間プレス部材の穴あき耐食性をさらに向上でき、加えて合わせ目耐食性を確保できれば、腐食環境の厳しい部位にさらに好ましく熱間プレス部材を使用できる。
本発明は、厳しい環境での穴あき耐食性および合わせ目耐食性に優れる熱間プレス部材を製造するために必要な熱間プレス用鋼板、当該熱間プレス用鋼板を用いて製造した熱間プレス部材及び当該熱間プレス用鋼板を用いる熱間プレス部材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記を目的とする熱間プレス用鋼板について鋭意検討を行った結果、以下(i)に基づき、下記(ii)に記載の知見を得た。
(i)特許文献2や3に記載のZnまたはZnベース合金めっき層を設けた鋼板を用いて製造した熱間プレス部材が穴あき耐食性に劣る原因は、熱間プレス前の加熱時にめっき層のZnが、下地鋼板に拡散してFe−Zn固溶相中に取り込まれたり、めっき層表面において多量の酸化亜鉛を形成したりするため、Znが本来有する犠牲防食効果が著しく低下したことによる。
(ii)亜鉛めっき層上に、特定のシリコーン樹脂を主体とするSi含有化合物層を形成することで、熱間プレス前の加熱時に亜鉛めっき層のZnとSi含有化合物とが複合化合物(ZnSiO)を形成し、優れた穴あき耐食性および合わせ目耐食性向上効果が得られる。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、下地鋼板上に亜鉛めっき層と、Si含有化合物層をこの順で有し、Si含有化合物層は炭素数が4以上の有機官能基を有するシリコーン樹脂を含有する熱間プレス用鋼板を提供する。
本発明の熱間プレス用鋼板においては、Si含有化合物層がさらにシランカップリング剤を含有し、シリコーン樹脂とシランカップリング剤の配合比が質量比(シリコーン樹脂/シランカップリング剤)で5/5以上であることが好ましい。
本発明の熱間プレス用鋼板においては、下地鋼板上にめっき層Iと、めっき層IIをこの順で有し、めっき層Iは60質量%以上のNiを含み、残部がZnおよび不可避的不純物からなり、付着量が0.01〜5g/mであり、めっき層II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り、付着量が10〜90g/mであることが好ましい。
本発明の熱間プレス用鋼板においては、下地鋼板が質量%で、Cを0.15〜0.5%、Siを0.05〜2.0%、Mnを0.5〜3%、Pを0.1%以下、Sを0.05%以下、Alを0.10%以下、Nを0.010%以下含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることが好ましい。
本発明の熱間プレス用鋼板においては、下地鋼板がさらに質量%で、Crを0.01〜1%、Tiを0.20%以下、Bを0.0005〜0.08%のうちから選ばれた少なくとも一種を含有することが好ましい。
本発明の熱間プレス用鋼板においては、下地鋼板がさらに質量%で、Sbを0.003〜0.03%を含有することが好ましい。
本発明の熱間プレス部材は、本発明の熱間プレス用鋼板を加熱後、熱間プレスしてなる熱間プレス部材であり、熱間プレス部材の表面を、X線回折強度を測定した際に、2θ=36.1deg付近にZnSiOの回折ピークが出現し、回折ピークのピーク強度が0.20kcps以上である。
本発明の熱間プレス部材の製造方法は、本発明の熱間プレス用鋼板を、Ac変態点〜1000℃の温度範囲で加熱後、熱間プレスする。
本発明の熱間プレス部材の製造方法においては、Ac変態点〜1000℃の温度範囲に熱間プレス用鋼板を加熱するとき、100℃/s以上の平均昇温速度で加熱することが好ましい。
本発明の熱間プレス用鋼板によれば、厳しい環境での穴あき耐食性および合わせ目耐食性に優れる熱間プレス部材が得られる。本発明の熱間プレス用鋼板を用いて製造した熱間プレス部材及び本発明の方法で製造した熱間プレス部材は、自動車の足廻り部材や車体構造部材に好適である。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
1)熱間プレス用鋼板
本発明の熱間プレス用鋼板は、下地鋼板の表面に形成される亜鉛めっき層と、亜鉛めっき層上に形成されたSi含有化合物層と、を有する。以下、Si含有化合物層、亜鉛めっき層、下地鋼板、熱間プレス用鋼板の製造方法について説明する。
1−1)Si含有化合物層
Si含有化合物層は、炭素数が4以上の有機官能基を有するシリコーン樹脂を含有する。シリコーン樹脂とは、樹脂骨格中にシロキサン単位を有する樹脂である。シリコーン樹脂には、シロキサン単位のみからなるものだけでなく、シロキサン単位とシロキサン以外の単位(例えば、C、H、N、O等を含む有機化合物単位)を有するものも含まれる。
上記有機官能基としては、例えばフェニル基、グリシドキシプロピル基、スチリル基、メタクリロキシプロピル基、アクリロキシプロピル基、アミノエチル−アミノプロピル基、ウレイドプロピル基等が挙げられる。また、有機官能基として、エポキシ変性、アルキド変性、ポリエステル変性、アクリル変性などにより変性させた、炭素数4以上のものも使用可能である。
このようなシリコーン樹脂は、後述する亜鉛めっき層のZnとの反応によりZnSiOを形成する。一方、炭素数3以下の有機官能基を有するシリコーン樹脂、シランカップリング剤、無機系Si含有化合物(例えば、リチウムシリケート、珪酸ソーダ、コロイダルシリカ等)を用いても、ZnSiOがほとんど形成しない。このため、炭素数3以下の有機官能基を有するシリコーン樹脂等を用いても、厳しい腐食環境での穴あき耐食性向上効果および合わせ目耐食性向上効果がほとんど得られない。また、Si含有化合物の代わりに、Ti含有化合物、Al含有化合物、Zr含有化合物等を使用しても、複合化合物自体を形成しないか、又は複合化合物を形成したとしても、その複合化合物はSiを含む複合化合物のような穴あき耐食性および合わせ目耐食性向上効果を示さない。
熱間プレス用鋼板にZnSiOが形成され得ることは、熱間プレス用鋼板を加熱後、熱間プレスしてなる熱間プレス部材の表面のX線回折強度を、X線回折法により測定することで確認できる。「熱間プレス用鋼板を加熱」の加熱の程度は、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際の加熱と同程度である。具体的には、上記加熱の程度は、最高到達鋼板温度がAc変態点〜1000℃の温度範囲で、最高到達鋼板温度での保持時間が300秒以下であることが好ましい。
熱間プレス用鋼板を加熱後、熱間プレスしてなる熱間プレス部材の表面のX線回折強度を、X線回折法により測定し、2θ=36.1deg付近にZnSiOの回折ピークが出現すること、且つ回折ピークのピーク強度が0.20kcps以上になることを確認することで、熱間プレス用鋼板にZnSiOが形成されていることが確認できる。X線回折強度の測定は、X線としてCu−Kα線を使用し、グラファイト単結晶モノクロメータによるKβ線を除去した条件で行う。
2θ=36.1deg付近にZnSiOの回折ピークが出現し、このピーク強度が0.20kcps以上の場合、より好ましくは0.30kcps以上検出された場合に、穴あき耐食性向上効果が顕著である。一方、0.20kcps未満の場合では穴あき耐食性および合わせ目耐食性向上効果がほとんど得られない。
なお、「熱間プレス用鋼板を加熱」の加熱において、最高到達鋼板温度がAc変態点〜1000℃、最高到達鋼板温度での保持時間が300秒以下の範囲から選択した加熱条件で熱間プレス用鋼板を加熱したときに、上記ピーク強度が0.20kcps以上の条件を満たさないものがあったとしても、上記範囲から選択した別の加熱条件で上記条件を満たすのであれば、その熱間プレス用鋼板は本発明の熱間プレス用鋼板である。
また、上記の通り、熱間プレス用鋼板は加熱されれば、Si含有化合物層にZnSiOが形成される。一度加熱されSi含有化合物層がZnSiOを含む熱間プレス用鋼板、加熱前のZnSiOがSi含有化合物層に形成されていない熱間プレス用鋼板のいずれも本発明の熱間プレス用鋼板である。
Si含有化合物層の厚みは特に限定されず、適宜設定可能である。塗装密着性を高める観点から、Si含有化合物層の厚みを0.1μm以上にすることが好ましい。また、Si含有化合物層の厚みが3.0μm以下であれば、Si含有化合物層が脆くなって塗装密着性の低下を招く場合がないので、さらに好ましい。より好ましくは0.4〜2.0μmである。
Si含有化合物層に含まれるシリコーン樹脂の含有量は特に限定されない。穴あき耐食性および合わせ目耐食性向上効果を充分に高める観点から、シリコーン樹脂の含有量は50質量%以上100質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、80質量%以上100質量%以下である。
Si含有化合物層は、本発明の効果を害さない範囲で上記シリコーン樹脂以外のその他の成分を含んでもよい。例えば、本発明ではSi含有化合物層がシランカップリング剤を含有することが好ましい。Si含有化合物層がシランカップリング剤を含有することで、シランカップリング剤以外のSi含有化合物(例えばリチウムシリケートなど)、Ti含有化合物またはZr含有化合物を含有する場合と比較して、ZnSiOが形成しやすく、穴あき耐食性向上効果が得られる。
Si含有化合物層がシランカップリング剤を含有する場合、シリコーン樹脂に対する添加比率である質量比(シリコーン樹脂/シランカップリング剤)は、5/5以上であることが好ましい。上記質量比が5/5以上であれば、熱間プレス等での加熱後にZnSiOの形成量を充分多くでき、厳しい腐食環境でも極めて優れた穴あき耐食性、合わせ目耐食性を示す熱間プレス部材になる。また、シランカップリング剤についても、炭素数が4以上の有機官能基を有するものを使用することが、穴あき耐食性および合わせ目耐食性を高める観点から好ましい。
シランカップリング剤以外のその他の成分としては、無機系Si含有化合物、Ti含有化合物、Al含有化合物、Zr含有化合物等が挙げられる。
また、Si含有化合物層には、無機系固形潤滑剤を好ましく含有させることができる。無機系固形潤滑剤を含有させることにより、熱間プレス時の動摩擦係数が低下し、プレス加工性を向上させることができる。
無機系固形潤滑剤としては、金属硫化物(二硫化モリブデン、二硫化タングステンなど)、セレン化合物(セレン化モリブデン、セレン化タングステンなど)、グラファイト、フッ化物(フッ化黒鉛、フッ化カルシウムなど)、窒化物(窒化ホウ素、窒化ケイ素など)、ホウ砂、雲母、金属スズ、アルカリ金属硫酸塩(硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなど)のうちから選ばれた少なくとも一種が挙げられる。
Si含有化合物層における、無機系固形潤滑剤の含有量は、0.1〜20質量%とすることが好ましい。無機系固形潤滑剤の含有量が0.1質量%以上であれば潤滑効果が得られ、20質量%以下であれば塗装密着性が低下しないためである。
1−2)亜鉛めっき層
上記ZnSiOに含まれるZnは亜鉛めっき層に含まれていたZnである。したがって、亜鉛めっき層はZnを含むものであればめっきの種類は特に限定されない。例えば、純亜鉛めっき、合金化亜鉛めっき、亜鉛−ニッケル合金めっき、亜鉛−アルミ合金めっき等のいずれの種類も使用可能である。
また、亜鉛めっき層は単層であっても複層であってもよい。複層の場合には最表層に亜鉛が含まれていればよい。本発明においては亜鉛めっき層が、下地鋼板上にめっき層Iとめっき層IIをこの順で有することが好ましい。めっき層Iとめっき層IIの詳細は下記の通りである。
めっき層Iは、60質量%以上のNiを含み、残部がZnおよび不可避的不純物からなり、付着量が0.01〜5g/mである。
本発明では、めっき層Iが60質量%以上のNiを含み、残部がZnおよび不可避的不純物からなることで、めっき層のZnが下地鋼板に拡散することを抑制でき、優れた穴あき耐食性を熱間プレス部材に付与できる。めっき層IのNi量は100質量%であることが好ましいが、100質量%未満の場合は、残部は犠牲防食効果を有するZnおよび不可避的不純物とする。なお、このように、本発明における亜鉛めっき層が複層の場合に、最表層以外の層に亜鉛が含まれていなくてもよい。
また、めっき層Iの片面当たりの付着量が、0.01g/m以上であればZnの下地鋼板への拡散を抑制する効果が十分に発揮され、5g/m以下であると生産コストが上昇しすぎることによる不利益はほとんど無い。
めっき層IIは、めっき層表面における多量の酸化亜鉛形成を抑制し、優れた穴あき耐食性を熱間プレス部材に付与するために、めっき層I上に形成される。
めっき層II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めっき層とする。めっき層IIのNi量を10〜25質量%とすることにより、めっき層IIはNiZn11、NiZn、NiZn21のいずれかの結晶構造を有し、めっき層II中に融点が881℃と高いγ相が形成される。その結果、加熱時における亜鉛めっき層表面での酸化亜鉛形成反応を最小限に抑制することができる。さらに、熱間プレス完了後にも、めっき層IIにはγ相が残存するため、熱間プレス後の鋼板は、Znの犠牲防食効果により優れた穴あき耐食性を発揮する。なお、Ni量が10〜25質量%におけるγ相の形成は、Ni−Zn合金の平衡状態図とは必ずしも一致しない。これは電気めっき法などで行われるめっき層の形成反応が非平衡で進行するためと考えられる。
NiZn11、NiZn、NiZn21のγ相は、X線回折法やTEM(Transmission Electron Microscopy)を用いた電子線回折法により確認できる。
また、めっき層IIのNi量を10〜25質量%とすることにより上述のとおりγ相がめっき層IIに形成される。また、電気めっきの条件等によっては多少のη相がめっき層II中に混在することがある。このとき、加熱時における亜鉛めっき層表面での酸化亜鉛形成反応を最小限に抑制するために、η相の量は5質量%以下であることが好ましい。η相の量は、めっき層IIの全質量に対するη相の質量比で定義され、例えばアノード溶解法などにより定量することができる。
めっき層IIの片面当たりの付着量は、10g/m以上であればZnの犠牲防食効果が十分に発揮され、90g/mであると生産コストが上昇しすぎることによる不利益はほとんど無い。
1−3)下地鋼板
下地鋼板に含まれる成分、各成分の含有量等は特に限定されない。980MPa以上の引張強度(TS)を有する熱間プレス部材を得るには、下地鋼板として、例えば、質量%で、C:0.15〜0.5%、Si:0.05〜2.0%、Mn:0.5〜3%、P:0.1%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。各成分元素の限定理由を以下に説明する。ここで、成分の含有量を表す「%」は、特に断らない限り「質量%」を意味する。
C:0.15〜0.5%
Cは、鋼の強度を向上させる元素である。熱間プレス部材のTS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0.5%以下であれば、素材の鋼板のブランキング加工性が一定水準以上にある。したがって、C量は0.15〜0.5%とする。
Si:0.05〜2.0%
Siは、C同様、鋼の強度を向上させる元素である。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2.0%以下であれば、熱間圧延時に赤スケールと呼ばれる表面欠陥の発生が非常に少なく、圧延荷重が増大することもほとんどなく、熱延鋼板の延性が充分になる。さらに、Si量が2.0%以下であれば、Zn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しにくい。したがって、Si量は0.05〜2.0%とする。
Mn:0.5〜3%
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る。また、MnはAc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させる有効な元素である。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%以下であれば、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しにくい。したがって、Mn量は0.5〜3%とする。
P:0.1%以下
P量が0.1%以下であれば、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しにくく、靭性も充分になる。したがって、P量は0.1%以下とする。
S:0.05%以下
S量が0.05%以下であれば、熱間プレス部材の靭性が充分になる。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%以下であれば、素材となる鋼板は、優れたブランキング加工性、優れた焼入れ性を有する。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%以下であれば、熱間圧延時や熱間プレス前の加熱時にAlNの窒化物が形成されにくく、素材となる鋼板は優れたブランキング加工性や焼入れ性を有する。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。また、本発明の熱間プレス用鋼板は、以下の理由により、Cr:0.01〜1%、Ti:0.20%以下、B:0.0005〜0.08%のうちから選ばれた少なくとも一種や、Sb:0.003〜0.03%を、個別にあるいは同時に含有することが好ましい。
Cr:0.01〜1%
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%以下であると生産コストが上昇しすぎることによる不利益はほとんど無いため、その上限は1%とすることが好ましい。
Ti:0.20%以下
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、Tiは、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。しかし、Ti量が0.20%以下であると、熱間圧延時の圧延荷重が増大しにくく、また、熱間プレス部材の靭性が低下しにくい。Ti量の上限は0.20%とすることが好ましい。
B:0.0005〜0.08%
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0.08%以下であれば、熱間圧延時の圧延荷重が増大しにくく、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にくく鋼板の割れなどが生じにくい。B量の上限は0.08%とすることが好ましい。
Sb:0.003〜0.03%
Sbは、熱間プレス前に鋼板を加熱してから熱間プレスの一連の処理によって鋼板を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0.03%以下であれば、圧延荷重が増大しにくく、生産性が低下しにくい。したがって、Sb量は0.003〜0.03%とする。
1−4)熱間プレス用鋼板の製造方法
先ず、上記の下地鋼板となる鋼板に亜鉛めっき層を形成する。亜鉛めっき層の形成方法は特に限定されず、溶融亜鉛めっき処理、電気亜鉛めっき処理等の一般的な方法を採用可能である。また、処理条件も特に限定されず一般的な条件を採用すればよい。
鋼板上にめっき層Iを形成し、さらにめっき層I上にめっき層IIを形成する場合であっても、めっき処理方法や処理条件は特に限定されない。
次いで、亜鉛めっき層上にSi含有化合物層を形成するには、上記のシリコーン樹脂から選ばれた少なくとも一種を主体とするSi含有化合物を含む処理液を亜鉛めっき層の表面に付着させた後、これを水洗することなく加熱乾燥すればよい。
Si含有化合物を含む処理液を亜鉛めっき層に付着させる方法は特に限定されず、塗布法、浸漬法、スプレー法のいずれでもよく、ロールコーター、スクイズコーター、ダイコーターなどを用いればよい。このとき、スクイズコーターなどによる塗布処理、浸漬処理、スプレー処理の後に、エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、外観の均一化、厚みの均一化を行うことも可能である。また、加熱乾燥は鋼板最高到達温度が40〜200℃となるように行うことが好ましい。上記加熱乾燥は60〜160℃で行うことがより好ましい。
1−5)その他の態様
本発明の熱間プレス用鋼板においては、下地鋼板上に、亜鉛めっき層、Si含有化合物層がこの順で形成されていればよく、本発明の効果を害さないのであれば、下地鋼板と亜鉛めっき層との間、亜鉛めっき層とSi含有化合物層との間に、他の層が存在してもよい。
2)熱間プレス部材の製造方法
上記した本発明の熱間プレス用鋼板は、Ac変態点〜1000℃の温度範囲に加熱後熱間プレスされて熱間プレス部材となる。
熱間プレス前にAc変態点以上に加熱するのは、熱間プレス時の急冷でマルテンサイト相などの硬質相を形成し、部材の高強度化を図るためである。また、加熱温度の上限を1000℃としたのは、1000℃を超えると亜鉛めっき層表面において多量の酸化亜鉛が形成し、優れた穴あき耐食性が得られにくくなるためである。なお、ここでいう加熱温度とは最高到達鋼板温度のことをいう。
また、熱間プレス前の加熱時の平均昇温速度を100℃/s以上にすると、亜鉛めっき層表面における酸化亜鉛の生成をより抑制でき、穴あき耐食性をより向上できる。めっき層表面における酸化亜鉛の生成は、鋼板が高温条件下に晒される高温滞留時間が長くなるほど増大するが、平均昇温速度が速いほど、高温滞留時間を短くすることができ、この結果めっき層表面での酸化亜鉛の生成を抑制できるからである。
なお、最高到達鋼板温度における保持時間は特に限定されるものではない。上記保持時間は、上記酸化亜鉛の生成を抑制するためには短時間とする方が好適であり、好ましくは300s以下、より好ましくは60s以下、さらに好ましくは10s以下とする。
熱間プレス前の加熱方法としては、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。特に、平均昇温速度を100℃/s以上にするには、通電加熱、高周波加熱、誘導加熱などが好適である。
上記のようにして加熱された熱間プレス用鋼板を、ダイとパンチを有する金型にセットし、プレス成形を行い、所望の冷却条件で冷却すれば、熱間プレス部材が得られる。
3)熱間プレス部材
上記のようにして得られた熱間プレス部材は、表面にZnSiOが形成されているため、厳しい環境での穴あき耐食性および合わせ目耐食性に優れるとともに、優れた塗装密着性を有する。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
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:0.20%、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、Ac変態点が820℃で、板厚1.6mmの冷延鋼板を用いた。
200g/Lの硫酸ニッケル六水和物および0〜50g/Lの硫酸亜鉛七水和物を含有するpH3.0、温度50℃のめっき浴中で電流密度を5〜100A/dmと変化させて電気めっき処理を施してNi含有量と付着量が異なるめっき層Iを、冷延鋼板の表面に形成した。次に、200g/Lの硫酸ニッケル六水和物および10〜100g/Lの硫酸亜鉛七水和物を含有するpH1.5、温度50℃のめっき浴中で電流密度を5〜100A/dmと変化させて電気めっき処理を施してNi含有量、付着量、およびη相含有量の異なるめっき層IIを、めっき層I上に形成した。なお、めっき層I及びIIにおいて、Niの含有量が100質量%ではない層のNi以外の残部はZnである。なお、めっき浴のpHは硫酸添加量で調整した。
その後、下記に示すSi含有化合物、無機系のSi含有化合物、Ti含有化合物、Al含有化合物、Zr含有化合物、Si及びZr含有化合物のいずれかの化合物を含み、残部溶媒からなる組成物(固形分割合15質量%)を、めっき層II上に塗布後、最高到達鋼板温度が140℃となる条件で乾燥し、表1、2に示す厚みの異なるSi含有化合物層、Ti含有化合物層、Al含有化合物層、Zr含有化合物層、Si及びZr含有化合物層のいずれかの化合物層をめっき層II上に形成し、鋼板No.1〜38を作製した。また、上記下地鋼板に溶融めっき処理及び合金化処理を施した合金化溶融Znめっき鋼板(GA)上にSi含有化合物層を形成し、鋼板No.39を作製した。
なお、Si含有化合物、無機系Si含有化合物、Ti含有化合物、Al含有化合物およびZr含有化合物として以下の化合物を用いた。
シリコーン樹脂:信越化学(株)製 KR−242A(炭素数1)
シリコーン樹脂:信越化学(株)製 KR−311(炭素数6)
シリコーン樹脂:信越化学(株)製 ES−1001N(炭素数25)
シランカップリング剤:信越化学(株)製 KBE−403(炭素数6)
シランカップリング剤:信越化学(株)製 KBE−585(炭素数4)
シランカップリング剤:信越化学(株)製 KBE−903(炭素数3)
リチウムシリケート:日産化学工業(株)製 リチウムシリケート45(無機系Si化合物)
コロイダルシリカ:日産化学工業(株)製 スノーテックス(登録商標)OS(無機系Si化合物)
チタンカップリング剤:マツモトファインケミカル(株)製 オルガチックス(登録商標)TA−22
アルミニウムカップリング剤:味の素ファインテクノ(株)製 プレンアクト(登録商標)AL−M
ジルコニウムカップリング剤:マツモトファインケミカル(株)製 オルガチックス(登録商標)ZA−60
なお、化合物としてシリコーン樹脂を使用する場合の溶媒はエチレングリコールモノブチルエーテル:石油系ナフサを55:45(質量比)で混合してなるシンナーとした。また、化合物としてシリコーン樹脂以外のものを使用する場合の溶媒は脱イオン水とした。
このようにして得られた、めっき層Iとめっき層IIと化合物層、または合金化溶融Znめっき層と化合物層を有する表1、2に示す鋼板No.1〜39を、電気炉または直接通電により表1、2に示す加熱条件で加熱後、Al製金型で挟み込んで表1、2に示す冷却速度で冷却し、熱間プレス部材相当品とした。これらについて、X線回折によるZnSiOの回折ピークのピーク強度評価、穴あき耐食性、合わせ目耐食性の評価、および塗装密着性の評価を行った。
X線回折によるZnSiOの回折ピークのピーク強度
上記各熱間プレス部材相当品について、下記の条件でX線回折を行い、回折強度を評価した。
測定装置:理学電機株式会社製ロータフレックス
測定条件
使用X線:Cu−Kα
Kβ線の除去:グラファイト単結晶モノクロメータ
スキャニングスピード:4°/min.
検出器:シンチレーションカウンター
ZnSiOの回折強度2θ:36.1deg(113面)のピーク強度を評価
穴あき耐食性:穴あき耐食性は化成処理皮膜や電着塗膜が付き回らない部位を想定した評価を行うため、上記各熱間プレス部材相当品から試験片(70mm×150mm)を採取し、各試験片の非評価面および端面をテープでシールした。次いで、塩水噴霧(5質量%NaCl水溶液、35℃、2h)→乾燥(60℃、相対湿度20〜30%、4h)→湿潤(50℃、相対湿度95%、2h)を1サイクルとする複合腐食試験を200サイクル実施した。試験後のサンプルの最大板厚減少値を測定し、以下の基準で評価し、◎、○、△であれば本発明の目的を満足しているとした。
◎:最大板厚減少値≦0.1mm
○:0.1mm<最大板厚減少値≦0.2mm
△:0.2mm<最大板厚減少値≦0.3mm
×:0.3mm<最大板厚減少値
塗装密着性:上記熱間プレス部材相当品から試験片(70mm×150mm)を採取した。次いで、各試験片に、日本パーカライジング株式会社製PB−SX35を使用して標準条件で化成処理を施した。次いで、関西ペイント株式会社製電着塗料GT−10HTグレーを使用して焼付け後の塗装膜厚が20μmとなるように電着塗装を施した後、170℃×20分間の焼付けを行い、塗装試験片を作製した。そして、作製した塗装試験片の化成処理および電着塗装を施した面に対してカッターナイフで碁盤目(10×10個、1mm間隔)の鋼素地まで到達するカットを入れ、接着テープにより貼着・剥離する碁盤目テープ剥離試験を行った。以下の基準で評価し、◎、○であれば塗装密着性に優れるとした。
◎:剥離なし
○:1〜10個の碁盤目で剥離
△:11〜30個の碁盤目で剥離
×:31個以上の碁盤目で剥離
合わせ目耐食性:上記熱間プレス部材相当品から大サンプル(70mm×150mm)と小サンプル(40mm×110mm)を採取した。次いで、大サンプルの中央に小サンプルを重ねて(合わせ目)、溶接にて接合し、このサンプルを日本パーカライジング(株)製PB−SX35を使用して標準条件で化成処理を施した。次いで、関西ペイント(株)製電着塗料GT−10HTグレーを使用して焼付け後の塗装膜厚が20μmとなるように電着塗装を施した後、170℃×20分間の焼付けを行い、合わせ目試験片を作製した。作製した合わせ目試験片の非評価面をテープでシールした後、塩水噴霧(5質量%NaCl水溶液、35℃、2h)→乾燥(60℃、相対湿度20〜30%、4h)→湿潤(50℃、相対湿度95%、2h)を1サイクルとする複合腐食試験を200サイクル実施した。試験後のサンプルの溶接部に穴を開けて解体し、合わせ目内の最大腐食深さを求め、以下の基準で評価し、◎、○、△であれば本発明の目的を満足しているとした。
◎:最大腐食深さ≦0.1mm
○:0.1mm<最大腐食深さ≦0.2mm
△:0.2mm<最大腐食深さ≦0.4mm
×:0.4mm<最大腐食深さ
結果を表1、2に示す。本発明例では、いずれも塗装密着性、穴あき耐食性、および合わせ目耐食性に優れていることがわかる。また表1、2には記載していないが、本発明例では、いずれの熱間プレス部材相当品においても加熱・冷却によるスケールの発生は認められなかった。
Figure 0005888430
Figure 0005888430
なお、本実施例では実際に熱間プレスによる加工を行っていない。しかしながら、熱間プレス部材の塗装密着性、穴あき耐食性、合わせ目耐食性は、熱間プレス前の加熱によるめっき層の変化に左右される。したがって、本実施例の結果で熱間プレス部材の塗装密着性、穴あき耐食性、合わせ目耐食性を評価できる。

Claims (8)

  1. 下地鋼板上に亜鉛めっき層と、Si含有化合物層と、をこの順で有し、
    前記Si含有化合物層は、炭素数が4以上の有機官能基を有するシリコーン樹脂を含有し、さらにシランカップリング剤を含有し、シリコーン樹脂とシランカップリング剤の配合比は質量比(シリコーン樹脂/シランカップリング剤)で5/5以上であることを特徴とする熱間プレス用鋼板。
  2. 前記亜鉛めっき層は、下地鋼板上にめっき層Iと、めっき層IIをこの順で有し、
    前記めっき層Iは、60質量%以上のNiを含み、残部がZnおよび不可避的不純物からなり、付着量が0.01〜5g/mであり、
    前記めっき層II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り、付着量が10〜90g/mであることを特徴とする請求項に記載の熱間プレス用鋼板。
  3. 前記下地鋼板が、質量%で、Cを0.15〜0.5%、Siを0.05〜2.0%、Mnを0.5〜3%、Pを0.1%以下、Sを0.05%以下、Alを0.10%以下、Nを0.010%以下含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1または2に記載の熱間プレス用鋼板。
  4. 前記下地鋼板が、さらに、質量%で、Crを0.01〜1%、Tiを0.20%以下、Bを0.0005〜0.08%のうちから選ばれた少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項に記載の熱間プレス用鋼板。
  5. 前記下地鋼板が、さらに、質量%で、Sbを0.003〜0.03%を含有することを特徴とする請求項又はに記載の熱間プレス用鋼板。
  6. 請求項1〜のいずれか1項に記載の亜鉛めっき層と、Si含有化合物層と、下地鋼板とを有する熱間プレス部材であり、
    前記熱間プレス部材の表面を、X線回折法によりX線回折強度を測定した際に、2θ=36.1deg付近にZnSiOの回折ピークが出現し、
    前記回折ピークのピーク強度が0.20kcps以上であることを特徴とする熱間プレス部材。
  7. 請求項1〜のいずれか1項に記載の熱間プレス用鋼板を、Ac変態点〜1000℃の温度範囲に加熱後、熱間プレスすることを特徴とする熱間プレス部材の製造方法。
  8. Ac変態点〜1000℃の温度範囲に加熱するとき、100℃/s以上の平均昇温速度で加熱することを特徴とする請求項に記載の熱間プレス部材の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176142A (ja) * 2015-02-13 2016-10-06 ムール ウント ベンダー コマンディートゲゼルシャフトMuhr und Bender KG 圧延ストリップ材から製品を製造する方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4849186B2 (ja) * 2009-10-28 2012-01-11 Jfeスチール株式会社 熱間プレス部材およびその製造方法
JP2016089274A (ja) * 2014-11-04 2016-05-23 株式会社神戸製鋼所 ホットスタンプ用めっき鋼板
CN104826911A (zh) * 2015-05-07 2015-08-12 唐满宾 汽车前门板加工方法
CN104826909A (zh) * 2015-05-07 2015-08-12 唐满宾 汽车翼子板的加工方法
CN104826910A (zh) * 2015-05-07 2015-08-12 唐满宾 汽车后门板加工方法
CN108018512B (zh) * 2016-10-31 2019-10-25 宝钢湛江钢铁有限公司 一种具有优良加工成形性的合金化热镀锌钢板及其制造方法
CN111152393A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 河北工业大学 一种提高钢带与接枝聚乙烯界面结合力的方法
JP7056799B2 (ja) * 2020-03-03 2022-04-19 Jfeスチール株式会社 熱間プレス部材及びその製造方法、並びに熱間プレス用めっき鋼板
CN111363993A (zh) * 2020-03-24 2020-07-03 句容市茅山交通工程镀锌材料有限公司 一种钢材的改性镀锌处理工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007063578A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Kobe Steel Ltd ホットプレス用溶融Znめっき鋼板およびホットプレス成形材
JP2007246775A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nisshin Steel Co Ltd 耐熱塗料およびプレコート鋼板
WO2011070859A1 (ja) * 2009-12-11 2011-06-16 協和発酵ケミカル株式会社 熱間プレス用鋼板の加熱方法
JP4883240B1 (ja) * 2010-08-04 2012-02-22 Jfeスチール株式会社 熱間プレス用鋼板およびそれを用いた熱間プレス部材の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE435527B (sv) 1973-11-06 1984-10-01 Plannja Ab Forfarande for framstellning av en detalj av herdat stal
DE3151115A1 (de) * 1980-12-24 1982-09-02 Nippon Kokan K.K., Tokyo "mit einer ueberzugszusammensetzung versehene stahlbleche mit guter korrosionsbestaendigkeit, anstreichbarkeit und korrosionsbestaendigkeit nach dem aufbringen des ueberzugs"
DE19840019C1 (de) 1998-09-02 2000-03-16 Atotech Deutschland Gmbh Wäßriges alkalisches cyanidfreies Bad zur galvanischen Abscheidung von Zink- oder Zinklegierungsüberzügen sowie Verfahren
FR2807447B1 (fr) 2000-04-07 2002-10-11 Usinor Procede de realisation d'une piece a tres hautes caracteristiques mecaniques, mise en forme par emboutissage, a partir d'une bande de tole d'acier laminee et notamment laminee a chaud et revetue
JP4039548B2 (ja) 2001-10-23 2008-01-30 住友金属工業株式会社 耐食性に優れた熱間プレス成形品
JP4726226B2 (ja) 2006-06-22 2011-07-20 関西ペイント株式会社 塗膜形成方法
JP4849186B2 (ja) 2009-10-28 2012-01-11 Jfeスチール株式会社 熱間プレス部材およびその製造方法
EP2371984A1 (en) 2010-04-02 2011-10-05 Van Merksteijn Quality Wire Belgium Method for producing a coated metal wire

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007063578A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Kobe Steel Ltd ホットプレス用溶融Znめっき鋼板およびホットプレス成形材
JP2007246775A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nisshin Steel Co Ltd 耐熱塗料およびプレコート鋼板
WO2011070859A1 (ja) * 2009-12-11 2011-06-16 協和発酵ケミカル株式会社 熱間プレス用鋼板の加熱方法
JP4883240B1 (ja) * 2010-08-04 2012-02-22 Jfeスチール株式会社 熱間プレス用鋼板およびそれを用いた熱間プレス部材の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176142A (ja) * 2015-02-13 2016-10-06 ムール ウント ベンダー コマンディートゲゼルシャフトMuhr und Bender KG 圧延ストリップ材から製品を製造する方法

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