JP6191420B2 - Hot stamping steel manufacturing method and hot stamping steel - Google Patents

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Description

本発明は、ホットスタンプを利用したホットスタンプ鋼材の製造方法及びホットスタンプ鋼材に関する。   The present invention relates to a method for producing hot stamped steel using hot stamping and a hot stamped steel.

自動車等に用いられる構造部材を高強度にするために、ホットスタンプにより構造部材を製造する場合がある。ホットスタンプでは、Ａc3点以上に加熱された鋼板を、金型でプレスしつつ、金型で鋼板を急冷する。つまり、ホットスタンプでは、プレス加工と焼入れとを同時に行う。ホットスタンプにより、形状精度が高く、高強度の構造部材を製造できる。 In order to increase the strength of structural members used in automobiles and the like, the structural members may be manufactured by hot stamping. In hot stamping, a steel sheet heated to a point of Ac3 or higher is pressed with a mold, and the steel sheet is rapidly cooled with a mold. That is, in hot stamping, pressing and quenching are performed simultaneously. With hot stamping, high-strength structural members can be manufactured with high shape accuracy.

鋼板に対してホットスタンプを実施した場合、鋼板表面に鉄酸化物が形成される。鉄酸化物は鋼板の塗装密着性を低下する。つまり、鉄酸化物が形成された場合、鋼板表面を塗装しても、塗膜が剥離しやすい。   When hot stamping is performed on a steel plate, iron oxide is formed on the surface of the steel plate. Iron oxide reduces the paint adhesion of the steel sheet. That is, when iron oxide is formed, the coating film is easily peeled off even when the steel sheet surface is painted.

特開２００３−７３７７４号公報（特許文献１）及び特開２００３−１２９２０９号公報（特許文献２）及び特開２００３−１２６９２１号公報（特許文献３）は、塗装密着性を改善する技術を提案する。これらの特許文献では、ホットスタンプ用鋼板として、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板を利用する。溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をホットスタンプに利用することにより、鉄酸化物が表面に形成されることなく、構造部材を成形できる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-73774 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-129209 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-126921 (Patent Document 3) propose a technique for improving paint adhesion. . In these patent documents, a hot dip galvanized steel sheet or an alloyed hot dip galvanized steel sheet is used as a steel sheet for hot stamping. By using a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet for hot stamping, a structural member can be formed without forming iron oxide on the surface.

しかしながら、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をホットスタンプに利用した場合、耐食性が低い場合がある。   However, when a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet is used for hot stamping, the corrosion resistance may be low.

特許第３５９１５０１号（特許文献４）及び特開２００４−１２４２０７号公報（特許文献５）は、耐食性に優れたホットスタンプ鋼材を提案する。   Japanese Patent No. 3591501 (Patent Document 4) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-124207 (Patent Document 5) propose a hot stamped steel material excellent in corrosion resistance.

特許文献４に開示されたホットスタンプ用鋼板では、亜鉛を含むめっき層上に、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以上の金属を主成分として含む金属又は合金からなるめっき層を設ける。これにより、ホットスタンプ工程において亜鉛の蒸発が抑制され、優れた耐食性が得られる、と特許文献４には記載されている。   In the steel sheet for hot stamping disclosed in Patent Document 4, from a metal or alloy containing, as a main component, one or more metals selected from the group consisting of Fe, Ni, and Co on a plating layer containing zinc. A plating layer is provided. Thereby, it is described in Patent Document 4 that zinc evaporation is suppressed in the hot stamping process and excellent corrosion resistance is obtained.

特許文献５に開示されたホットスタンプ用鋼板では、亜鉛を含むめっき層上に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｓｎからなる群から選択される１種又は２種以上の元素を重量％で８０％以上含有する層を設ける。これにより、ホットスタンプ工程において亜鉛の蒸発が抑制され、優れた耐食性が得られる、と特許文献５には記載されている。   In the steel sheet for hot stamping disclosed in Patent Document 5, one or more elements selected from the group consisting of Ni, Cu, Cr, and Sn on a plating layer containing zinc are 80% by weight or more. A layer containing it is provided. Thus, Patent Document 5 describes that zinc evaporation is suppressed in the hot stamping process and excellent corrosion resistance is obtained.

特開２００３−７３７７４号公報JP 2003-73774 A 特開２００３−１２９２０９号公報JP 2003-129209 A 特開２００３−１２６９２１号公報JP 2003-126921 A 特許第３５９１５０１号Japanese Patent No. 3591501 特開２００４−１２４２０７号公報JP 2004-124207 A

ところで、ホットスタンプには、緩加熱によるホットスタンプと、急速加熱によるホットスタンプとがある。緩加熱によるホットスタンプでは、加熱炉の輻射加熱を利用する。初めに、ホットスタンプ用鋼板を加熱炉（ガス炉、電気炉等）に装入する。加熱炉内で、ホットスタンプ用鋼板をＡc3点〜９５０℃に加熱し、この温度で保持（均熱）する。均熱時において、めっき層中のＺｎが溶融し、Ｆｅと結合して固相化する。Ｚｎが固相化した後、加熱炉から鋼板を抽出し、金型を用いて鋼板をプレスしながら焼入れする。 By the way, the hot stamp includes a hot stamp by gentle heating and a hot stamp by rapid heating. In hot stamping by gentle heating, radiant heating of a heating furnace is used. First, the hot stamping steel plate is charged into a heating furnace (gas furnace, electric furnace, etc.). In the heating furnace, the hot stamping steel plate is heated to a point of Ac 3 to 950 ° C. and held (soaked) at this temperature. At the time of soaking, Zn in the plating layer is melted and combined with Fe to be solid-phased. After Zn is solid-phased, the steel plate is extracted from the heating furnace and quenched while pressing the steel plate using a mold.

急速加熱によるホットスタンプでは、次の工程を実施する。初めに、ホットスタンプ用鋼板をＡc3点〜９５０℃まで急速加熱する。急速加熱はたとえば、通電加熱又は誘導加熱により実施される。平均加熱速度は２０℃／秒以上である。急速加熱の場合、鋼板をＡc3点〜９５０℃に加熱した後、めっき層中の溶融ＺｎがＦｅと結合して固相（Ｆｅ−Ｚｎ固溶体相又はＺｎＦｅ合金相）になるまで、プレス成形等、鋼材に応力を付与することなく冷却する。冷却後、金型を用いて鋼板をプレスしながら焼入れする。 In hot stamping by rapid heating, the following steps are performed. First, the rapid heating hot stamping steel plate to A c3 point to 950 ° C.. The rapid heating is performed by, for example, energization heating or induction heating. The average heating rate is 20 ° C./second or more. In the case of rapid heating, after the steel sheet is heated to a point of Ac 3 to 950 ° C., until the molten Zn in the plating layer is combined with Fe to form a solid phase (Fe—Zn solid solution phase or ZnFe alloy phase), press forming, etc. Cooling without applying stress to the steel. After cooling, quenching is performed while pressing the steel sheet using a mold.

特許文献４及び５の実施例では、緩加熱によるホットスタンプを実施して、その効果（ホットスタンプ鋼材の耐食性）を立証している。   In the examples of Patent Documents 4 and 5, hot stamping by slow heating is performed, and the effect (corrosion resistance of hot stamped steel material) is proved.

しかしながら、特許文献４及び５に開示されたホットスタンプ用鋼板に対して、急速加熱によるホットスタンプを実施した場合、耐食性が低い場合がある。   However, when hot stamping by rapid heating is performed on the hot stamping steel plates disclosed in Patent Documents 4 and 5, the corrosion resistance may be low.

本発明の目的は、急速加熱によるホットスタンプを実施しても優れた耐食性を有するホットスタンプ鋼材を製造できる、ホットスタンプ鋼材の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for producing a hot stamped steel material, which can produce a hot stamped steel material having excellent corrosion resistance even when hot stamping by rapid heating is performed.

本実施形態によるホットスタンプ鋼材の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０〜０．００５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｃｒ：０〜０．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｎｉ：０〜１．０％、及び、Ｍｏ：０〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する鋼板を準備する工程と、鋼板上にＺｎとＺｎよりも高融点の元素とを含有するめっき層を形成する工程と、めっき層が形成された鋼板をＡc3点〜９５０℃の熱処理温度に加熱した後、金型を用いて鋼板をプレスしながら焼入れしてホットスタンプ鋼材を成形する工程とを備える。ホットスタンプ鋼材を成形する工程では、めっき層の融点から熱処理温度まで鋼板を加熱し、さらに、熱処理温度から鋼板を冷却して７８０℃に至るまでの時間を２０秒以下にする。 The manufacturing method of the hot stamped steel material by this embodiment is mass%, C: 0.05-0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.5-2.5%, P: 0.00. 03% or less, S: 0.01% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, B: 0 to 0.005%, Ti: 0 to 0.1%, Cr: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.1 %, Ni: 0 to 1.0%, and Mo: 0 to 0.5%, a step of preparing a steel plate having a chemical composition consisting of Fe and impurities, and Zn and Zn on the steel plate quenching also forming a plating layer containing a refractory element, after a steel sheet plated layer was formed was heated to the heat treatment temperature of a c3 point to 950 ° C., while the steel sheet using a die and pressed And forming a hot stamped steel material. In the step of forming the hot stamped steel material, the steel plate is heated from the melting point of the plating layer to the heat treatment temperature, and the time from the heat treatment temperature to cooling the steel plate to 780 ° C. is set to 20 seconds or less.

本実施形態による製造方法は、急速加熱を実施しても優れた耐食性を有するホットスタンプ鋼材を製造できる。   The manufacturing method according to this embodiment can manufacture hot stamped steel having excellent corrosion resistance even when rapid heating is performed.

図１は、急速加熱によるホットスタンプを実施して製造されたホットスタンプ鋼材の断面写真である。FIG. 1 is a cross-sectional photograph of hot stamped steel manufactured by hot stamping by rapid heating. 図２は、急速加熱前のホットスタンプ用鋼板の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a hot stamping steel plate before rapid heating. 図３は、急速加熱中のホットスタンプ用鋼板の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a hot stamping steel plate during rapid heating. 図４は、図２と異なる構成のホットスタンプ鋼板の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a hot stamped steel sheet having a configuration different from that of FIG. 図５は、図４に示すホットスタンプ鋼板を急速加熱中の、ホットスタンプ鋼板の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the hot stamped steel plate during rapid heating of the hot stamped steel plate shown in FIG. 図６は、本実施形態によるホットスタンプ鋼材の断面写真である。FIG. 6 is a cross-sectional photograph of the hot stamped steel material according to the present embodiment. 図７は、ホットスタンプ鋼材での酸化物層の浮上率の算出方法を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of calculating the floating rate of the oxide layer in the hot stamped steel material. 図８は、図７の算出方法の一例を説明するためのホットスタンプ鋼材の断面写真である。FIG. 8 is a cross-sectional photograph of a hot stamped steel material for explaining an example of the calculation method of FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

本発明者らは、ホットスタンプ鋼材の耐食性について調査及び検討を行った。その結果、本発明者らは次の知見を得た。   The present inventors investigated and examined the corrosion resistance of hot stamped steel materials. As a result, the present inventors obtained the following knowledge.

溶融亜鉛めっき処理により形成された溶融亜鉛めっき層又は合金化亜鉛めっき層はＡｌを含有する。これらのめっき層中のＡｌは拡散してめっき層の表層に移動して、Ａｌ酸化膜を形成する。Ａｌ酸化膜はりん酸に溶解しないため、りん酸塩（りん酸亜鉛、りん酸マンガン等）との反応が阻害される。そのため、Ａｌ酸化膜が形成された領域では、りん酸塩皮膜が形成されにくい。つまり、Ａｌ酸化膜が形成された領域は、りん酸塩処理性が低い。そのため、溶融亜鉛めっき処理により形成されためっき層の塗装密着性及び耐食性は低い場合がある。   The hot dip galvanized layer or alloyed galvanized layer formed by hot dip galvanizing treatment contains Al. Al in these plating layers diffuses and moves to the surface layer of the plating layer to form an Al oxide film. Since the Al oxide film does not dissolve in phosphoric acid, the reaction with phosphate (zinc phosphate, manganese phosphate, etc.) is inhibited. Therefore, the phosphate film is difficult to be formed in the region where the Al oxide film is formed. That is, the region where the Al oxide film is formed has a low phosphate processability. Therefore, the coating adhesion and corrosion resistance of the plating layer formed by hot dip galvanizing may be low.

一方、電気亜鉛めっき処理により形成された電気亜鉛めっき層は、Ａｌを含有しない。そのため、電気亜鉛めっき層ではＡｌ酸化膜が形成されず、塗装密着性は高い。塗膜密着性が高ければ、高い耐食性も期待できる。   On the other hand, the electrogalvanized layer formed by the electrogalvanizing process does not contain Al. Therefore, an Al oxide film is not formed in the electrogalvanized layer, and the paint adhesion is high. If the coating film adhesion is high, high corrosion resistance can be expected.

しかしながら、電気亜鉛めっき鋼板に対して急速加熱によるホットスタンプを実施してホットスタンプ鋼材を製造した場合、ホットスタンプ鋼材の耐食性が低い場合がある。   However, when hot stamping steel material is manufactured by performing hot stamping by rapid heating on the electrogalvanized steel sheet, the corrosion resistance of the hot stamping steel material may be low.

この原因について調査した結果、本発明者らは次の知見を得た。   As a result of investigating this cause, the present inventors obtained the following knowledge.

図１は、急速加熱によるホットスタンプを実施して製造されたホットスタンプ鋼材の断面図である。このホットスタンプ鋼材は、電気亜鉛めっき鋼板を用いて製造した。   FIG. 1 is a cross-sectional view of hot stamped steel manufactured by hot stamping by rapid heating. This hot stamped steel was manufactured using an electrogalvanized steel sheet.

図１を参照して、ホットスタンプ鋼材の表面近傍に形成された酸化物層１２の一部は、鋼材の表面から浮いて離れていた。つまり、酸化物層１２と鋼材表面との間に隙間１２３が生じていた。このような酸化物層１２の浮きが多く発生すれば、ホットスタンプ鋼材の耐食性が低下する。   With reference to FIG. 1, a part of the oxide layer 12 formed in the vicinity of the surface of the hot stamped steel material floated away from the surface of the steel material. That is, a gap 123 was generated between the oxide layer 12 and the steel material surface. If such a float of the oxide layer 12 occurs frequently, the corrosion resistance of the hot stamped steel material decreases.

このような酸化物層の浮きは、次の工程により発生すると考えられる。図２は、急速加熱前のホットスタンプ用鋼板の断面図である。図２を参照して、ホットスタンプ用鋼板は、母材である鋼板１０と、鋼板１０上に形成された亜鉛めっき層１１と、亜鉛めっき層上に形成された酸化物層１２とを備える。酸化物層１２は、ＺｎＯを主成分とする。酸化物層１２はさらに、Ａｌ等を含有する。   Such floating of the oxide layer is considered to occur in the following process. FIG. 2 is a cross-sectional view of a hot stamping steel plate before rapid heating. Referring to FIG. 2, the hot stamping steel plate includes a steel plate 10 as a base material, a galvanized layer 11 formed on the steel plate 10, and an oxide layer 12 formed on the galvanized layer. The oxide layer 12 contains ZnO as a main component. The oxide layer 12 further contains Al or the like.

このようなホットスタンプ用鋼板に対して、急速加熱によるホットスタンプを実施する。急速加熱により、亜鉛めっき層１１が液相化する。そのため、酸化物層１２は、液相である亜鉛めっき層１１の液面上を、その厚みや面積を増しながら、浮遊する。急速加熱中、液面のゆらぎにより、図３に示すように、酸化物層１２にしわ１２１が生じる。   Hot stamping by rapid heating is performed on such a steel sheet for hot stamping. The galvanized layer 11 becomes a liquid phase by rapid heating. Therefore, the oxide layer 12 floats on the liquid surface of the galvanized layer 11 which is a liquid phase while increasing its thickness and area. During rapid heating, wrinkles 121 are generated in the oxide layer 12 due to fluctuations in the liquid level, as shown in FIG.

上述のとおり、酸化物層１２はＺｎＯ主体の皮膜であり、ポーラスである。そのため、酸化物層１２にしわ１２１が生じれば、しわ１２１近傍部分の孔１２２から外気が酸化物層１２と亜鉛めっき層１１との間に侵入し、隙間１２３を形成する。この場合、腐食の際に水及び腐食因子が隙間１２３に侵入し、ホットスタンプ鋼材の耐食性が低下する。   As described above, the oxide layer 12 is a ZnO-based film and is porous. Therefore, if wrinkles 121 are generated in the oxide layer 12, outside air enters between the oxide layer 12 and the galvanized layer 11 from the holes 122 in the vicinity of the wrinkles 121, thereby forming a gap 123. In this case, water and a corrosive factor enter the gap 123 during corrosion, and the corrosion resistance of the hot stamped steel material decreases.

このような耐食性の低下は、急速加熱によるホットスタンプで特有に発生するものである。緩加熱の場合、急速加熱と比較して、加熱中に亜鉛めっき層が液相になる割合が少ない。緩加熱の加熱速度は急速加熱よりも遅く、緩加熱の加熱時間は急速加熱よりも長い。そのため、加熱中のめっき層は固相化する。したがって、図１に示すような酸化物層の浮きは、緩加熱によるホットスタンプでは発生しにくい。   Such a decrease in corrosion resistance is caused by hot stamping by rapid heating. In the case of slow heating, the proportion of the galvanized layer that becomes a liquid phase during heating is small compared to rapid heating. The heating rate of slow heating is slower than that of rapid heating, and the heating time of slow heating is longer than that of rapid heating. Therefore, the plating layer being heated is solidified. Therefore, floating of the oxide layer as shown in FIG. 1 is unlikely to occur with hot stamping by gentle heating.

上述の酸化物相の浮きに起因する耐食性の低下を抑制するために、本発明者らはさらに調査及び研究を行った。その結果、本発明者らは次の知見を得た。   In order to suppress the deterioration of the corrosion resistance due to the above-described floating of the oxide phase, the present inventors have further investigated and studied. As a result, the present inventors obtained the following knowledge.

図４に示すとおり、亜鉛めっき層１１上に、亜鉛めっき層１１よりも融点の高いめっき層（以下、高融点めっき層という）１３を形成する。高融点めっき層１３はたとえば、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を１０質量％以上含有する。好ましくは、高融点めっき層１３は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を５０質量％以上含有する。   As shown in FIG. 4, a plating layer (hereinafter referred to as a high melting point plating layer) 13 having a melting point higher than that of the zinc plating layer 11 is formed on the zinc plating layer 11. The high melting point plating layer 13 contains, for example, 10% by mass or more of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co, and Fe. Preferably, the high melting point plating layer 13 contains 50% by mass or more of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co, and Fe.

高融点めっき層１３は、亜鉛めっき層１１よりも融点が高い。そのため、急速加熱によるホットスタンプにおいて、亜鉛めっき層１１が液相化しても、高融点めっき層１３は液相化しにくい。さらに、高融点めっき層１３は酸化物層１２よりも緻密である。そのため、図５に示すように、仮に、酸化物層１２と高融点めっき層１３とにしわ１２１、１３１が発生しても、高融点めっき層１３が孔１２２からの大気の侵入を抑制する。そのため、酸化物層１２の下に隙間が形成されず、耐食性が高まる。   The high melting point plating layer 13 has a higher melting point than the zinc plating layer 11. Therefore, in the hot stamping by rapid heating, even if the galvanized layer 11 becomes a liquid phase, the refractory plated layer 13 is difficult to become a liquid phase. Further, the high melting point plating layer 13 is denser than the oxide layer 12. Therefore, as shown in FIG. 5, even if wrinkles 121 and 131 occur in the oxide layer 12 and the high melting point plating layer 13, the high melting point plating layer 13 suppresses the intrusion of air from the holes 122. Therefore, no gap is formed under the oxide layer 12, and the corrosion resistance is increased.

耐食性を高めるためにさらに、急速加熱における加熱冷却時間を２０秒以下にする。ここで、急速加熱によるホットスタンプにおいて、亜鉛めっき層１１の融点から熱処理温度まで鋼板を加熱し、さらに、熱処理温度から鋼板を冷却して７８０℃に至るまでの時間を、加熱冷却時間と定義する。熱処理温度とは、ホットスタンプ用鋼板のＡc3点〜９５０℃の範囲の温度を意味する。 In order to improve the corrosion resistance, the heating and cooling time in rapid heating is set to 20 seconds or less. Here, in the hot stamping by rapid heating, the time from heating the steel sheet from the melting point of the galvanized layer 11 to the heat treatment temperature and further cooling the steel sheet from the heat treatment temperature to 780 ° C. is defined as the heating and cooling time. . The heat treatment temperature means the temperature in the range of A c3 point to 950 ° C. hot stamping steel plate.

加熱冷却時間が長すぎれば、亜鉛めっき層１１中のＺｎが拡散して高融点めっき層１３に侵入する。この場合、高融点めっき層１３の融点が下がる。そのため、急速加熱中に高融点めっき層１３も液相化しやすくなる。その結果、高融点めっき層１３が孔１２２からの大気の侵入を抑制するのが困難になり、ホットスタンプ鋼材の耐食性が低下する。加熱冷却時間が２０秒以下であれば、高融点めっき層１３が液相化しにくい。そのため、成形されたホットスタンプ鋼材では、優れた耐食性が得られる。   If the heating and cooling time is too long, Zn in the galvanized layer 11 diffuses and enters the high melting point plated layer 13. In this case, the melting point of the high melting point plating layer 13 is lowered. Therefore, the refractory plating layer 13 is also liable to become a liquid phase during rapid heating. As a result, it becomes difficult for the high melting point plating layer 13 to suppress the intrusion of air from the holes 122, and the corrosion resistance of the hot stamped steel material is lowered. If the heating / cooling time is 20 seconds or less, the refractory plating layer 13 is unlikely to become a liquid phase. Therefore, excellent corrosion resistance is obtained with the formed hot stamped steel.

図６は、亜鉛めっき層１１と、高融点めっき層１３とを有する鋼板を、２０秒以内の加熱冷却時間で急速加熱して成形したホットスタンプ鋼材の表面近傍の断面写真である。図６の写真は図１と同じ倍率（１０００倍）である。図１と比較して、酸化物層１２のうち、隙間１２３が形成された部分の割合が少なくなっている。そのため、図６のホットスタンプ鋼材は図１と比較して優れた耐食性を有する。   FIG. 6 is a cross-sectional photograph of the vicinity of the surface of a hot stamped steel material formed by rapidly heating a steel sheet having the galvanized layer 11 and the high melting point plated layer 13 within a heating and cooling time of 20 seconds or less. The photograph in FIG. 6 has the same magnification (1000 times) as in FIG. Compared with FIG. 1, the ratio of the part in which the gap 123 is formed in the oxide layer 12 is reduced. Therefore, the hot stamped steel material of FIG. 6 has excellent corrosion resistance compared to FIG.

以上の知見に基づいて完成した本実施形態のホットスタンプ鋼材の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０〜０．００５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｃｒ：０〜０．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｎｉ：０〜１．０％、及び、Ｍｏ：０〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する鋼板を準備する工程と、鋼板に対して電気めっき処理又は溶融めっき処理を実施して、鋼板上にＺｎとＺｎよりも高融点の元素とを含有するめっき層を形成する工程と、めっき層が形成された鋼板をＡc3点〜９５０℃の熱処理温度に加熱した後、金型を用いて鋼板をプレスしながら焼入れしてホットスタンプ鋼材を成形する工程とを備える。ホットスタンプ鋼材を成形する工程では、めっき層の融点から熱処理温度まで鋼板を加熱し、さらに、熱処理温度から鋼板を冷却して７８０℃に至るまでの時間を２０秒以下にする。 The manufacturing method of the hot stamped steel material of this embodiment completed based on the above knowledge is mass%, C: 0.05-0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.5-2 .5%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, B: 0 to 0.005%, Ti: 0 to 0.1%, Cr: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.1 %, Ni: 0 to 1.0%, and Mo: 0 to 0.5%, a step of preparing a steel sheet having a chemical composition consisting of Fe and impurities, and an electroplating process on the steel sheet Alternatively, a step of forming a plating layer containing Zn and an element having a melting point higher than Zn on the steel plate by performing hot dipping treatment, and a heat treatment temperature of Ac 3 point to 950 ° C. for the steel plate on which the plating layer is formed And a step of forming a hot stamped steel material by quenching while pressing the steel plate using a mold. In the step of forming the hot stamped steel material, the steel plate is heated from the melting point of the plating layer to the heat treatment temperature, and the time from the heat treatment temperature to cooling the steel plate to 780 ° C. is set to 20 seconds or less.

本実施形態の製造方法は、上述のとおり、優れた耐食性を有するホットスタンプ鋼材を製造できる。   As described above, the manufacturing method of the present embodiment can manufacture hot stamped steel having excellent corrosion resistance.

上記製造方法であって、めっき層は、亜鉛を含有する亜鉛めっき層と、亜鉛めっき層よりも高い融点を有する高融点めっき層とを含んでもよい。この場合、めっき層を形成する工程は、鋼板上に電気亜鉛めっき層、溶融亜鉛めっき層及び合金化溶融亜鉛めっき層のいずれかである亜鉛めっき層を形成する工程と、亜鉛めっき層上に、高融点めっき層を形成する工程とを含む。   In the above manufacturing method, the plating layer may include a zinc plating layer containing zinc and a high melting point plating layer having a melting point higher than that of the zinc plating layer. In this case, the step of forming the plating layer includes a step of forming a galvanization layer which is one of an electrogalvanization layer, a hot dip galvanization layer and an alloyed hot dip galvanization layer on the steel plate, Forming a high melting point plating layer.

この場合、亜鉛めっき層上に高融点めっき層を形成することにより、耐食性に優れたホットスタンプ鋼材を製造できる。   In this case, a hot stamping steel material excellent in corrosion resistance can be manufactured by forming a high melting point plating layer on the zinc plating layer.

好ましくは、高融点めっき層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を総量で１０質量％以上含有する。さらに好ましくは、高融点めっき層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を総量で５０質量％以上含有する。   Preferably, the high melting point plating layer contains at least 10% by mass in total of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co and Fe. More preferably, the high melting point plating layer contains at least 50% by mass in total of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co, and Fe.

好ましくは、高融点めっき層は、Ｎｉ及び不純物からなる。高融点めっき層を形成する工程では、高融点めっき層の付着量を６ｇ／ｍ2以下にする。 Preferably, the high melting point plating layer is made of Ni and impurities. In the step of forming the high melting point plating layer, the adhesion amount of the high melting point plating layer is set to 6 g / m 2 or less.

この場合、ホットスタンプ鋼材において、孔食の発生が抑制される。   In this case, the occurrence of pitting corrosion is suppressed in the hot stamped steel material.

上記製造方法において、めっき層は、亜鉛ニッケル合金めっき層であってもよい。   In the manufacturing method, the plating layer may be a zinc-nickel alloy plating layer.

本実施形態によるホットスタンプ鋼材は、母材と、固溶体層と、合金層と、酸化物層とを備える。母材は、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０〜０．００５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｃｒ：０〜０．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｎｉ：０〜１．０％、及び、Ｍｏ：０〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する。固溶体層は、母材上に形成され、Ｆｅと、Ｆｅに固溶したＺｎとを含有する。合金層は、固溶体相上に形成され、Ｚｎと、Ｚｎよりも高融点の元素とを含有する。酸化物層は、合金層上に形成され、５０体積％以上のＺｎＯを含有する。ホットスタンプ鋼材の酸化物層が形成された表面と垂直な断面において、酸化物層を１０μｍピッチで複数の酸化物層領域に区分した場合、複数の酸化物層領域のうち、表面と垂直な方向に１μｍ以上の隙間が形成された酸化物層領域の割合は６０％以下である。   The hot stamped steel material according to the present embodiment includes a base material, a solid solution layer, an alloy layer, and an oxide layer. A base material is the mass%, C: 0.05-0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.5-2.5%, P: 0.03% or less, S: 0.00. 01% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, B: 0 to 0.005%, Ti: 0 to 0.1%, Cr: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.1 %, Ni: 0 to 1.0%, and Mo: 0 to 0.5%, and the balance has a chemical composition composed of Fe and impurities. The solid solution layer is formed on the base material and contains Fe and Zn dissolved in Fe. The alloy layer is formed on the solid solution phase and contains Zn and an element having a melting point higher than that of Zn. The oxide layer is formed on the alloy layer and contains 50% by volume or more of ZnO. In a cross section perpendicular to the surface on which the oxide layer of hot stamped steel is formed, when the oxide layer is divided into a plurality of oxide layer regions at a pitch of 10 μm, the direction perpendicular to the surface of the plurality of oxide layer regions The ratio of the oxide layer region in which a gap of 1 μm or more is formed is 60% or less.

本実施形態によるホットスタンプ鋼材は、優れた耐食性を有する。   The hot stamped steel material according to the present embodiment has excellent corrosion resistance.

以下、上述のホットスタンプ鋼材の製造方法について詳述する。   Hereinafter, the manufacturing method of the above-mentioned hot stamped steel will be described in detail.

［第１の実施の形態］
本実施形態によるホットスタンプ鋼材の製造方法は、準備工程と、めっき層形成工程と、ホットスタンプ工程とを備える。以下、各工程について詳述する。 [First Embodiment]
The method for manufacturing a hot stamped steel material according to the present embodiment includes a preparation process, a plating layer forming process, and a hot stamping process. Hereinafter, each process is explained in full detail.

［準備工程］
初めに、鋼板を準備する。鋼板は、次の化学組成を有する。以下、元素に関する「％」は、質量％を意味する。 [Preparation process]
First, a steel plate is prepared. The steel sheet has the following chemical composition. Hereinafter, “%” related to elements means mass%.

Ｃ：０．０５〜０．４％
炭素（Ｃ）は、ホットスタンプ後の鋼材の強度を高める。Ｃ含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Ｃ含有量が高すぎれば、ホットスタンプ後の強度は高くなるが、鋼板の靭性が低下する。すなわち所望の強度と靱性が得られるようＣ量は調整されればよい。その際に好ましいＣ含有量は、０．０５〜０．４％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．１０％である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．３５％である。 C: 0.05-0.4%
Carbon (C) increases the strength of the steel material after hot stamping. If the C content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content is too high, the strength after hot stamping is increased, but the toughness of the steel sheet is lowered. That is, the C amount may be adjusted so that desired strength and toughness can be obtained. In that case, the preferable C content is 0.05 to 0.4%. A preferable lower limit of the C content is 0.10%. The upper limit with preferable C content is 0.35%.

Ｓｉ：０．５％以下
シリコン（Ｓｉ）は一般的に鋼の脱酸目的で使用されることが多く、その場合不可避的に含有される。しかしながら、Ｓｉ含有量が高すぎれば、ホットスタンプにおける加熱中に鋼中のＳｉが拡散し、鋼板表面に酸化物を形成する。酸化物はりん酸塩処理性を低下し得る。Ｓｉはさらに、鋼板のＡc3点を上昇させる働きがあり、Ａc3点が上昇するとホットスタンプ時の加熱温度が、Ｚｎめっきの蒸発温度を超えてしまう。したがって、Ｓｉ含有量は０．５％以下である。好ましいＳｉ含有量の上限は０．３％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は、求められる脱酸レベルによるが、０．０５％である。 Si: 0.5% or less Generally, silicon (Si) is often used for the purpose of deoxidizing steel, and in that case, it is inevitably contained. However, if the Si content is too high, Si in the steel diffuses during heating in the hot stamp, and an oxide is formed on the steel plate surface. Oxides can reduce phosphatability. Si further has a function of raising the A c3 point of the steel sheet, and when the A c3 point rises, the heating temperature at the time of hot stamping exceeds the evaporation temperature of the Zn plating. Therefore, the Si content is 0.5% or less. The upper limit of the preferable Si content is 0.3%. The preferred lower limit of the Si content is 0.05%, depending on the required deoxidation level.

Ｍｎ：０．５〜２．５％
マンガン（Ｍｎ）は、焼入れ性を高め、ホットスタンプ後の鋼材の強度を高める。Ｍｎ含有量が低すぎれば、その効果が得られない。一方、Ｍｎ含有量が高すぎれば、その効果が飽和する。したがって、Ｍｎ含有量は０．５〜２．５％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．６％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は２．４％である。 Mn: 0.5 to 2.5%
Manganese (Mn) increases the hardenability and increases the strength of the steel after hot stamping. If the Mn content is too low, the effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, the effect is saturated. Therefore, the Mn content is 0.5 to 2.5%. The minimum with preferable Mn content is 0.6%. The upper limit with preferable Mn content is 2.4%.

Ｐ：０．０３％以下
りん（Ｐ）は鋼中に含まれる不純物である。Ｐは粒界に偏析して鋼の靭性を低下し、耐遅れ破壊性を低下する。したがって、Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。Ｐ含有量は０．０３％以下である。 P: 0.03% or less Phosphorus (P) is an impurity contained in steel. P segregates at the grain boundaries to lower the toughness of the steel and the delayed fracture resistance. Therefore, the P content is preferably as low as possible. The P content is 0.03% or less.

Ｓ：０．０１％以下
硫黄（Ｓ）は鋼中に含まれる不純物である。Ｓは硫化物を形成して鋼の靭性を低下し、耐遅れ破壊性を低下する。したがって、Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。Ｓ含有量は０．０１％以下である。 S: 0.01% or less Sulfur (S) is an impurity contained in steel. S forms a sulfide to reduce the toughness of the steel and the delayed fracture resistance. Accordingly, the S content is preferably as low as possible. The S content is 0.01% or less.

ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下
アルミニウム（Ａｌ）は一般的に鋼の脱酸目的で使用されることが多く、その場合不可避的に含有される。Ａｌは鋼を脱酸する。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、脱酸は十分となるが、Ａｌ含有量が高すぎればさらに、鋼板のＡc3点が上昇して、ホットスタンプ時の必要な加熱温度がＺｎめっきの蒸発温度を超える。したがって、Ａｌ含有量は０．１％以下である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０５％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１％である。本明細書におけるＡｌ含有量は、ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶Ａｌ）の含有量を意味する。 sol. Al: 0.1% or less Aluminum (Al) is generally often used for the purpose of deoxidation of steel, and in that case, it is inevitably contained. Al deoxidizes steel. On the other hand, if the Al content is too high, deoxidation will be sufficient, but if the Al content is too high, the Ac3 point of the steel plate will further increase, and the required heating temperature during hot stamping will evaporate the Zn plating. Over temperature. Therefore, the Al content is 0.1% or less. The upper limit with preferable Al content is 0.05%. A preferable lower limit of the Al content is 0.01%. Al content in this specification is sol. It means the content of Al (acid-soluble Al).

Ｎ：０．０１％以下
窒素（Ｎ）は鋼中に不可避的に含まれる不純物である。Ｎは窒化物を形成して鋼の靭性を低下する。Ｎはさらに、Ｂが含有される場合、Ｂと結合して固溶Ｂ量を減らす。その結果、焼入れ性が低下する。したがって、Ｎ含有量はなるべく低い方が好ましい。Ｎ含有量は０．０１％以下である。 N: 0.01% or less Nitrogen (N) is an impurity inevitably contained in steel. N forms nitrides and lowers the toughness of the steel. N further combines with B to reduce the amount of solid solution B when B is contained. As a result, hardenability decreases. Accordingly, the N content is preferably as low as possible. N content is 0.01% or less.

本実施形態の鋼板の化学組成の残部はＦｅ及び不純物からなる。本明細書において、不純物とは、鉄鋼材料を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境などから混入するものを意味する。   The balance of the chemical composition of the steel plate of this embodiment is composed of Fe and impurities. In this specification, an impurity means the thing mixed from the ore as a raw material, a scrap, or a manufacturing environment, etc. when manufacturing steel materials industrially.

本実施形態による鋼板はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｂ及びＴｉを含有してもよい。   The steel plate according to the present embodiment may further contain B and Ti instead of a part of Fe.

Ｂ：０〜０．００５％
ボロン（Ｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｂは鋼の焼入れ性を高め、ホットスタンプ後の鋼材の強度を高める。しかしながら、Ｂ含有量が高すぎれば、その効果が飽和する。したがって、Ｂ含有量は、０〜０．００５％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００１％である。 B: 0 to 0.005%
Boron (B) is an optional element and may not be contained. When contained, B increases the hardenability of the steel and increases the strength of the steel material after hot stamping. However, if the B content is too high, the effect is saturated. Therefore, the B content is 0 to 0.005%. A preferable lower limit of the B content is 0.0001%.

Ｔｉ：０〜０．１％
チタン（Ｔｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、ＴｉはＮと結合して窒化物を形成する。そのため、ＢとＮとの結合が抑制され、ＢＮ形成による焼入れ性の低下を抑制できる。しかしながら、Ｔｉ含有量が高すぎれば、上記効果が飽和し、さらに、Ｔｉ窒化物が過剰に析出して鋼の靭性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０〜０．１％である。Ｔｉはそのピン止め効果により、ホットスタンプ加熱時のオーステナイト粒径を微細化し、それにより鋼材の靱性等を高める。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．０１％である。 Ti: 0 to 0.1%
Titanium (Ti) is an optional element and may not be contained. When contained, Ti combines with N to form a nitride. Therefore, the coupling | bonding of B and N is suppressed and the fall of the hardenability by BN formation can be suppressed. However, if the Ti content is too high, the above effect is saturated, and Ti nitride is excessively precipitated to lower the toughness of the steel. Therefore, the Ti content is 0 to 0.1%. Due to its pinning effect, Ti refines the austenite grain size during hot stamping, thereby enhancing the toughness of the steel material. A preferable lower limit of the Ti content is 0.01%.

本実施形態による鋼板はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｒ及びＭｏからなる群から選択される１種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、鋼の焼入れ性を高める。   The steel sheet according to the present embodiment may further contain one or more selected from the group consisting of Cr and Mo instead of a part of Fe. These elements are optional elements and enhance the hardenability of the steel.

Ｃｒ：０〜０．５％
クロム（Ｃｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｃｒは鋼の焼入れ性を高める。しかしながら、Ｃｒ含有量が高すぎれば、Ｃｒ炭化物が形成され、ホットスタンプの加熱時に炭化物が溶解しにくくなる。そのためオーステナイト化が進行しにくくなり、焼き入れ性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０〜０．５％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．１％である。 Cr: 0 to 0.5%
Chromium (Cr) is an optional element and may not be contained. When contained, Cr increases the hardenability of the steel. However, if the Cr content is too high, Cr carbides are formed and the carbides are difficult to dissolve when the hot stamp is heated. As a result, austenitization is difficult to proceed, and the hardenability is lowered. Therefore, the Cr content is 0 to 0.5%. The minimum with preferable Cr content is 0.1%.

Ｍｏ：０〜０．５％
モリブデン（Ｍｏ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｍｏは鋼の焼入れ性を高める。しかしながら、Ｍｏ含有量が高すぎれば、上記効果が飽和する。したがって、Ｍｏ含有量は０〜０．５％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．０５％である。 Mo: 0 to 0.5%
Molybdenum (Mo) is an optional element and may not be contained. When contained, Mo increases the hardenability of the steel. However, if the Mo content is too high, the above effect is saturated. Therefore, the Mo content is 0 to 0.5%. A preferable lower limit of the Mo content is 0.05%.

本実施形態による鋼板素材はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｎｂ及びＮｉからなる群から選択される１種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、鋼の靭性を高める。   The steel plate material according to the present embodiment may further contain one or more selected from the group consisting of Nb and Ni instead of part of Fe. These elements are optional elements and increase the toughness of the steel.

Ｎｂ：０〜０．１％
ニオブ（Ｎｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｎｂは炭化物を形成して、ホットスタンプ時に結晶粒を微細化する。細粒化により、鋼の靭性が高まる。しかしながらＮｂ含有量が高すぎれば、上記効果が飽和する。Ｎｂ含有量が高すぎればさらに、焼入れ性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０〜０．１％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０２％である。 Nb: 0 to 0.1%
Niobium (Nb) is an optional element and may not be contained. When Nb is contained, Nb forms carbides and refines the crystal grains during hot stamping. Refinement increases the toughness of steel. However, if the Nb content is too high, the above effect is saturated. If the Nb content is too high, the hardenability further decreases. Therefore, the Nb content is 0 to 0.1%. The minimum with preferable Nb content is 0.02%.

Ｎｉ：０〜１．０％
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｎｉは鋼の靭性を高める。Ｎｉはさらに、ホットスタンプでの加熱時に、溶融Ｚｎに起因した脆化を抑制する。しかしながら、Ｎｉ含有量が高すぎれば、上記効果が飽和する。したがって、Ｎｉ含有量は０〜１．０％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は０．１％である。 Ni: 0 to 1.0%
Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained. When contained, Ni increases the toughness of the steel. Ni further suppresses embrittlement due to molten Zn during heating with a hot stamp. However, if the Ni content is too high, the above effect is saturated. Therefore, the Ni content is 0 to 1.0%. A preferable lower limit of the Ni content is 0.1%.

上述の化学組成を有する鋼板はたとえば、次の方法で製造される。上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。製造された溶鋼を用いて、鋳造法によりスラブを製造する。製造された溶鋼を用いて、造塊法によりインゴットを製造してもよい。製造されたスラブ又はインゴットを熱間圧延して鋼板（熱延鋼板）を製造する。必要に応じて、熱延鋼板に対して酸洗処理を実施し、酸洗処理後の熱延鋼板に対して冷間圧延を実施して鋼板（冷延鋼板）としてもよい。   The steel plate having the above-described chemical composition is manufactured, for example, by the following method. A molten steel having the above chemical composition is produced. A slab is manufactured by a casting method using the manufactured molten steel. You may manufacture an ingot by the ingot-making method using the manufactured molten steel. The manufactured slab or ingot is hot-rolled to manufacture a steel plate (hot rolled steel plate). If necessary, the hot-rolled steel sheet may be pickled, and the hot-rolled steel sheet after the pickling process may be cold-rolled to obtain a steel sheet (cold-rolled steel sheet).

［めっき層形成工程］
上述の鋼板に対して、めっき層を形成する。本実施の形態では、初めに、鋼板に対して亜鉛めっき層を形成する（亜鉛めっき層形成工程）。続いて、亜鉛めっき層上に高融点めっき層を形成する（高融点めっき層形成工程）。 [Plating layer forming process]
A plating layer is formed on the steel plate described above. In the present embodiment, first, a galvanized layer is formed on a steel sheet (galvanized layer forming step). Subsequently, a high melting point plating layer is formed on the zinc plating layer (a high melting point plating layer forming step).

［亜鉛めっき層形成工程］
亜鉛めっき層の形成方法は、溶融亜鉛めっき処理であってもよいし、合金化溶融亜鉛めっき処理であってもよいし、電気亜鉛めっき処理であってもよい。 [Zinc plating layer forming process]
The method of forming the galvanized layer may be a hot dip galvanizing process, an alloyed hot dip galvanizing process, or an electrogalvanizing process.

溶融亜鉛めっき処理による亜鉛めっき層の形成は次のとおりである。鋼板をめっき浴（溶融亜鉛めっき浴）に浸漬して鋼板表面にめっきを付着させる。めっきが付着した鋼板をめっき浴から引きあげる。好ましくは、鋼板表面のめっき付着量を調整して２０〜１００ｇ／ｍ2にする。鋼板の引き上げ速度や、ワイピングのガスの流量を調整することにより、めっき付着量を調整できる。めっき付着量のさらに好ましい下限は２５ｇ／ｍ2である。めっき付着量のさらに好ましい上限は８０ｇ／ｍ2である。溶融亜鉛めっき浴中のＡｌ濃度は特に限定されない。以上の工程により、亜鉛めっき層（溶融亜鉛めっき層）を備えるホットスタンプ用鋼板（ＧＩ）が製造される。 Formation of the galvanized layer by the hot dip galvanizing treatment is as follows. The steel plate is immersed in a plating bath (hot dip galvanizing bath) to adhere the plating to the steel plate surface. The steel plate with the plating attached is pulled up from the plating bath. Preferably, the plating adhesion amount on the steel sheet surface is adjusted to 20 to 100 g / m 2 . The plating adhesion amount can be adjusted by adjusting the pulling speed of the steel plate and the flow rate of the wiping gas. A more preferable lower limit of the plating adhesion amount is 25 g / m 2 . A more preferable upper limit of the plating adhesion amount is 80 g / m 2 . The Al concentration in the hot dip galvanizing bath is not particularly limited. Through the above steps, a hot stamping steel plate (GI) having a galvanized layer (hot dip galvanized layer) is produced.

合金化溶融亜鉛めっき処理（以下、合金化処理ともいう）による亜鉛めっき層の形成は次のとおりである。上述の溶融亜鉛めっき層が形成された鋼板を、４７０〜６００℃で加熱する。加熱後、３０秒以内で均熱し、その後、冷却する。上記加熱温度まで加熱した直後に冷却してもよい。均熱時間は上述の時間に限定されない。めっき層中の所望のＦｅ濃度に応じて、加熱温度及び均熱時間は適宜設定される。合金化処理における加熱温度の好ましい下限は５４０℃である。以上の合金化処理により、亜鉛めっき層（合金化溶融亜鉛めっき層）を有するホットスタンプ用鋼板（ＧＡ）が製造される。   Formation of a galvanized layer by alloying hot dip galvanizing treatment (hereinafter also referred to as alloying treatment) is as follows. The steel plate on which the above hot-dip galvanized layer is formed is heated at 470 to 600 ° C. After heating, soak within 30 seconds and then cool. You may cool immediately after heating to the said heating temperature. The soaking time is not limited to the above time. The heating temperature and the soaking time are appropriately set according to the desired Fe concentration in the plating layer. A preferred lower limit of the heating temperature in the alloying treatment is 540 ° C. By the above alloying treatment, a hot stamping steel plate (GA) having a galvanized layer (alloyed hot-dip galvanized layer) is produced.

電気亜鉛めっき処理による亜鉛めっき層の形成は次のとおりである。電気亜鉛めっき浴として、周知の硫酸浴、塩酸浴、ジンケート浴及びシアン浴等のいずれかを準備する。上述の鋼板を酸洗する。酸洗後の鋼板を電気亜鉛めっき浴に浸漬する。鋼板を陰極として、電気亜鉛めっき浴中に電流を流す。これにより、鋼板表面に亜鉛が析出して亜鉛めっき層（電気亜鉛めっき層）が形成される。以上の工程により、電気亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）が製造される。   Formation of the galvanized layer by the electrogalvanizing treatment is as follows. Any of a known sulfuric acid bath, hydrochloric acid bath, zincate bath, and cyan bath is prepared as an electrogalvanizing bath. The above steel plate is pickled. The steel plate after pickling is immersed in an electrogalvanizing bath. A current is passed through the electrogalvanizing bath with the steel plate as the cathode. Thereby, zinc precipitates on the steel sheet surface, and a galvanized layer (electrogalvanized layer) is formed. An electrogalvanized steel sheet (EG) is manufactured by the above process.

亜鉛めっき層が合金化溶融亜鉛めっき層の場合、及び、亜鉛めっき層が電気亜鉛めっき層である場合、好ましい亜鉛めっき層の付着量は、溶融亜鉛めっき層の場合と同じである。つまり、これらの亜鉛めっき層の好ましい付着量は２０〜１００ｇ／ｍ2である。めっき付着量のさらに好ましい上限は８０ｇ／ｍ2であり、さらに好ましい下限は２５ｇ／ｍ2である。 When the galvanized layer is an alloyed hot dip galvanized layer and when the galvanized layer is an electrogalvanized layer, the preferable amount of adhesion of the galvanized layer is the same as that of the hot dip galvanized layer. That is, the preferable adhesion amount of these galvanized layers is 20 to 100 g / m 2 . A more preferable upper limit of the amount of plating is 80 g / m 2 , and a more preferable lower limit is 25 g / m 2 .

これらの亜鉛めっき層は、Ｚｎを含有する。具体的には、溶融亜鉛めっき層の化学組成は、Ｚｎと、０．０１〜０．２０質量％のＡｌとを含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる。電気亜鉛めっき層の化学組成は、Ｚｎ及び不純物からなる。合金化溶融亜鉛めっき層の化学組成は、５〜２０％のＦｅを含有し、残部はＺｎ及び不純物からなる。   These galvanized layers contain Zn. Specifically, the chemical composition of the hot dip galvanized layer contains Zn and 0.01 to 0.20% by mass of Al, with the balance being Fe and impurities. The chemical composition of the electrogalvanized layer is composed of Zn and impurities. The chemical composition of the alloyed hot-dip galvanized layer contains 5 to 20% Fe, and the balance consists of Zn and impurities.

［高融点めっき層形成工程］
亜鉛めっき層が形成された鋼板に対して、高融点めっき層形成工程を実施する。高融点めっき層は、亜鉛めっき層よりも高い融点を有する。 [High melting point plating layer formation process]
A high melting point plating layer forming step is performed on the steel sheet on which the galvanized layer is formed. The high melting point plating layer has a higher melting point than the galvanization layer.

たとえば、ワット浴を用いた電気ニッケル処理により、Ｎｉ及び不純物からなる高融点めっき層を、亜鉛めっき層上に形成する。   For example, a high melting point plating layer made of Ni and impurities is formed on the zinc plating layer by electro nickel treatment using a Watt bath.

高融点めっき層として、Ｎｉめっき層に代えて、Ｃｏ及び不純物からなるＣｏめっき層を形成してもよいし、Ｆｅ及び不純物からなるＦｅめっき層を形成してもよい。高融点めっき層の化学組成は、上述の亜鉛めっき層よりも融点が高ければ、特に限定されない。   As the high melting point plating layer, instead of the Ni plating layer, a Co plating layer made of Co and impurities may be formed, or an Fe plating layer made of Fe and impurities may be formed. The chemical composition of the high melting point plating layer is not particularly limited as long as the melting point is higher than that of the above-described zinc plating layer.

好ましくは、高融点めっき層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を総量で１０質量％以上含有する。この場合、高融点めっき層は、亜鉛めっき層よりも高融点を有する。好ましくは、高融点めっき層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を総量で５０質量％以上含有する。   Preferably, the high melting point plating layer contains at least 10% by mass in total of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co and Fe. In this case, the high melting point plating layer has a higher melting point than the zinc plating layer. Preferably, the high melting point plating layer contains at least 50% by mass in total of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co, and Fe.

好ましくは、高融点めっき層の付着量は９ｇ／ｍ2未満にする。付着量が９ｇ／ｍ2以上であれば、ホットスタンプ工程での急速加熱中に、高融点めっき層が酸化しやすい。付着量が９ｇ／ｍ2未満であれば、高融点めっき層が酸化しにくい。そのため、ホットスタンプ鋼材の酸化物層の密着性がさらに高くなり、耐食性がさらに高くなる。 Preferably, the adhesion amount of the high melting point plating layer is less than 9 g / m 2 . When the adhesion amount is 9 g / m 2 or more, the high melting point plating layer is easily oxidized during rapid heating in the hot stamping process. If the adhesion amount is less than 9 g / m 2 , the high melting point plating layer is difficult to oxidize. Therefore, the adhesiveness of the oxide layer of hot stamped steel is further increased, and the corrosion resistance is further increased.

以上の工程により、本実施形態のホットスタンプ用鋼板が製造される。本実施形態のホットスタンプ鋼板は、母材である鋼板と、鋼板上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る高融点めっき層とを備える。   Through the above steps, the hot stamping steel plate of the present embodiment is manufactured. The hot stamped steel plate according to the present embodiment includes a steel plate as a base material, a galvanized layer formed on the steel plate, and a refractory plated layer formed on the galvanized layer.

［ホットスタンプ工程］
上述のホットスタンプ用鋼板に対して、急速加熱によるホットスタンプを実施する。初めに、ホットスタンプ用鋼板を、鋼板のＡc3点〜９５０℃の熱処理温度まで急速加熱する。急速加熱はたとえば、通電加熱又は誘導加熱により実施される。平均加熱速度はたとえば、２０℃／秒以上である。 [Hot stamp process]
Hot stamping by rapid heating is performed on the hot stamping steel plate. First, the steel sheet for hot stamping is rapidly heated to a heat treatment temperature of Ac 3 point to 950 ° C. of the steel sheet. The rapid heating is performed by, for example, energization heating or induction heating. The average heating rate is, for example, 20 ° C./second or more.

鋼板を熱処理温度に加熱した後、プレス成形等、鋼板に応力を付与することなく鋼板を冷却する。具体的には、亜鉛めっき層中の溶融ＺｎがＦｅと結合して固相（Ｆｅ−Ｚｎ固溶体相又はＺｎＦｅ合金相）になる７８０℃以下になるまで、冷却する。冷却後、金型を用いて鋼板をプレスしながら焼入れする。   After heating the steel plate to the heat treatment temperature, the steel plate is cooled without applying stress to the steel plate, such as press forming. Specifically, cooling is performed until the molten Zn in the galvanized layer is combined with Fe and becomes a solid phase (Fe—Zn solid solution phase or ZnFe alloy phase) of 780 ° C. or lower. After cooling, quenching is performed while pressing the steel sheet using a mold.

以上の急速加熱において、加熱冷却時間（亜鉛めっき層の融点から熱処理温度まで加熱し、さらに熱処理温度から７８０℃まで冷却するまでの時間）を２０秒以内にする。加熱冷却時間が２０秒を超えれば、亜鉛めっき層中のＺｎが拡散して高融点めっき層に侵入する。この場合、高融点めっき層の融点が低下して、加熱中に高融点めっき層が溶融しやすくなる。そのため、外気が酸化物相下に侵入しやすく、ホットスタンプ鋼材の耐食性が低下しやすい。   In the above rapid heating, the heating and cooling time (the time from heating to the heat treatment temperature from the melting point of the galvanized layer and further cooling from the heat treatment temperature to 780 ° C.) is set to 20 seconds or less. If the heating / cooling time exceeds 20 seconds, Zn in the galvanized layer diffuses and enters the refractory plated layer. In this case, the melting point of the high melting point plating layer is lowered, and the high melting point plating layer is easily melted during heating. For this reason, the outside air tends to enter under the oxide phase, and the corrosion resistance of the hot stamped steel material tends to be lowered.

加熱冷却時間が２０秒以内であれば、高融点めっき層の融点は低下しにくい。したがって、上述のとおり、外気が酸化物層下に侵入しにくく、ホットスタンプ鋼材の耐食性が高まる。   If the heating and cooling time is within 20 seconds, the melting point of the high melting point plating layer is unlikely to decrease. Therefore, as described above, outside air hardly enters under the oxide layer, and the corrosion resistance of the hot stamped steel material is increased.

加熱冷却時間の好ましい上限は２０秒未満であり、さらに好ましくは１８秒であり、さらに好ましくは１６秒である。加熱冷却時間の好ましい下限は１秒であり、さらに好ましくは５秒であり、さらに好ましくは１０秒である。   The upper limit with preferable heating and cooling time is less than 20 second, More preferably, it is 18 second, More preferably, it is 16 second. A preferable lower limit of the heating / cooling time is 1 second, more preferably 5 seconds, and further preferably 10 seconds.

［ホットスタンプ鋼材］
以上の方法により製造されたホットスタンプ鋼材は、鋼板である母材と、母材上に形成される固溶体層と、固溶体層上に形成される合金層と、合金層上に形成される酸化物層とを備える。 [Hot stamp steel]
The hot stamped steel manufactured by the above method includes a base material that is a steel plate, a solid solution layer formed on the base material, an alloy layer formed on the solid solution layer, and an oxide formed on the alloy layer. And a layer.

母材は、上述のとおり、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０〜０．００５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｃｒ：０〜０．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｎｉ：０〜１．０％、及び、Ｍｏ：０〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する。   As above-mentioned, a base material is the mass%, C: 0.05-0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.5-2.5%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, B: 0 to 0.005%, Ti: 0 to 0.1%, Cr: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.1 %, Ni: 0 to 1.0%, and Mo: 0 to 0.5%, and the balance has a chemical composition composed of Fe and impurities.

固溶体層は、Ｆｅと、Ｆｅに固溶したＺｎとを含有する。好ましくは、固溶体中のＺｎ含有量は５〜４０質量％である。固溶体層は、Ｚｎよりも高い融点を有する高融点金属元素を含有してもよい。好ましくは、高融点金属元素は、Ｎｉ又はＣｏである。高融点金属元素がＮｉ又はＣｏである場合、固溶体層中の高融点金属元素の好ましい含有量は、５％以下（０％を含まない）であり、さらに好ましくは３％未満（０％を含まない）である。   The solid solution layer contains Fe and Zn dissolved in Fe. Preferably, the Zn content in the solid solution is 5 to 40% by mass. The solid solution layer may contain a refractory metal element having a higher melting point than Zn. Preferably, the refractory metal element is Ni or Co. When the refractory metal element is Ni or Co, the preferred content of the refractory metal element in the solid solution layer is 5% or less (not including 0%), more preferably less than 3% (including 0%) Not).

合金層は、ＦｅとＮｉ及び／又はＣｏとを含有し、残部はＺｎ及び不純物からなる合金（金属間化合物）である。好ましくは、合金層は、ＦｅとＮｉ及び／又はＣｏとを総量で１５〜３０質量％含有し、残部はＺｎ及び不純物からなる。   The alloy layer contains Fe and Ni and / or Co, and the balance is an alloy (intermetallic compound) made of Zn and impurities. Preferably, the alloy layer contains Fe and Ni and / or Co in a total amount of 15 to 30% by mass, and the balance is made of Zn and impurities.

酸化物層は、ＺｎＯを主体とする層である。具体的には、酸化物層は、体積率で５０％以上のＺｎＯを含有する。酸化物層は、ＺｎＯの他に、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｎや高融点金属などを含有してもよい。   The oxide layer is a layer mainly composed of ZnO. Specifically, the oxide layer contains 50% or more ZnO by volume ratio. The oxide layer may contain Al, Fe, Mn, a refractory metal or the like in addition to ZnO.

［酸化物層の浮上率について］
ホットスタンプ鋼材ではさらに、酸化物層の浮上率は６０％以下である。ここで、浮上率は次のとおり定義される。ホットスタンプ鋼材の酸化物層が形成された表面と垂直な断面において、任意の１０視野を特定する。各視野の範囲（断面における酸化物層が形成された表面の範囲）は５００μｍとする。 [Floating rate of oxide layer]
Further, in the hot stamping steel material, the floating rate of the oxide layer is 60% or less. Here, the ascent rate is defined as follows. In the cross section perpendicular to the surface on which the oxide layer of the hot stamped steel material is formed, arbitrary 10 fields of view are specified. The range of each visual field (the range of the surface on which the oxide layer is formed in the cross section) is 500 μm.

図７は、上記視野の一部を示すホットスタンプ鋼材の断面図であり、図８は、断面写真である。図７を参照して、ホットスタンプ鋼材は、上述のとおり図示しない母材と、固溶体層１と、合金層２と、酸化物層３とを備える。図７及び図８を参照して、この断面において、酸化物層３を表面の延在方向（母材である鋼板の圧延方向）に１０μｍピッチで酸化物層を区分する。区分された各酸化物層部分を、酸化物層領域と称する。１視野につき５０個の酸化物層領域が形成される。複数の酸化物層領域のうち、酸化物層３が形成された表面と垂直な方向に１μｍ以上の隙間が形成された酸化物層領域（以下、浮上領域という）を特定する。図７においては、酸化物層領域１０Ａが浮遊領域に相当する。この視野での浮上率（％）は式（１）により求められる。
浮上率＝浮遊領域の総数／酸化物層領域の総数（５０個）×１００ （１） FIG. 7 is a cross-sectional view of a hot stamped steel material showing a part of the field of view, and FIG. 8 is a cross-sectional photograph. Referring to FIG. 7, the hot stamped steel material includes a base material (not shown), a solid solution layer 1, an alloy layer 2, and an oxide layer 3 as described above. Referring to FIGS. 7 and 8, in this cross section, the oxide layer 3 is divided into 10 μm pitches in the surface extending direction (rolling direction of the steel plate as the base material). Each divided oxide layer portion is referred to as an oxide layer region. 50 oxide layer regions are formed per field of view. Among the plurality of oxide layer regions, an oxide layer region (hereinafter referred to as a floating region) in which a gap of 1 μm or more is formed in a direction perpendicular to the surface on which the oxide layer 3 is formed is specified. In FIG. 7, the oxide layer region 10A corresponds to a floating region. The flying height (%) in this field of view is obtained by the equation (1).
Flying rate = total number of floating regions / total number of oxide layer regions (50) × 100 (1)

浮上率が６０％以下であれば、腐食の際に水や腐食因子が酸化物層３の下に入りにくい。そのため、ホットスタンプ鋼材の耐食性が高まる。なお、製造されたホットスタンプ鋼材の組織は、体積率で９０％以上のマルテンサイトを含有する。そのため、ホットスタンプ鋼材は高い強度を有する。   If the flying ratio is 60% or less, it is difficult for water and corrosion factors to enter under the oxide layer 3 during corrosion. Therefore, the corrosion resistance of the hot stamped steel material is increased. In addition, the structure of the manufactured hot stamped steel material contains 90% or more martensite by volume ratio. Therefore, the hot stamped steel material has high strength.

上記高融点めっき層の形成工程において、高融点めっき層がＮｉ及び不純物からなる場合、又は、高融点めっき層がＣｏ及び不純物からなる場合、高融点めっき層の好ましい付着量は６ｇ／ｍ2以下である。この場合、固溶体層中のＮｉ又はＣｏの含有量が５質量％以下になり、孔食の発生が抑制される。さらに好ましい付着量は３ｇ／ｍ2以下である。この場合、固溶体層中のＮｉ又はＣｏの含有量が３質量％以下になり、孔食の発生がさらに抑制される。 In the step of forming the high melting point plating layer, when the high melting point plating layer is made of Ni and impurities, or when the high melting point plating layer is made of Co and impurities, the preferable adhesion amount of the high melting point plating layer is 6 g / m 2 or less. It is. In this case, the content of Ni or Co in the solid solution layer is 5% by mass or less, and the occurrence of pitting corrosion is suppressed. A more preferable adhesion amount is 3 g / m 2 or less. In this case, the content of Ni or Co in the solid solution layer is 3% by mass or less, and the occurrence of pitting corrosion is further suppressed.

［第２の実施の形態］
上述の実施の形態では、ホットスタンプ用鋼板上に亜鉛めっき層を形成し、亜鉛めっき層上にさらに高融点めっき層を形成する。しかしながら、亜鉛めっき層及び高融点めっき層と異なる、他のめっき層を形成してもよい。 [Second Embodiment]
In the above-described embodiment, a galvanized layer is formed on the hot stamping steel plate, and a refractory plated layer is further formed on the galvanized layer. However, other plating layers different from the zinc plating layer and the high melting point plating layer may be formed.

本実施の形態によるホットスタンプ鋼材の製造方法では、めっき層を形成する工程において、Ｚｎと高融点金属元素とを含有する合金めっき層を鋼板上に形成する。その他の工程は第１の実施の形態と同じである。   In the method of manufacturing a hot stamped steel material according to the present embodiment, an alloy plating layer containing Zn and a refractory metal element is formed on a steel plate in the step of forming the plating layer. Other steps are the same as those in the first embodiment.

高融点合金元素は、Ｚｎよりも融点が高い金属元素である。好ましい高融点金属元素は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上である。合金めっき層はたとえば、周知の電気めっき法により鋼板上に形成される。   The refractory alloy element is a metal element having a melting point higher than that of Zn. A preferred refractory metal element is at least one selected from the group consisting of Ni, Co and Fe. The alloy plating layer is formed on the steel plate by, for example, a well-known electroplating method.

合金めっき層内の高融点合金元素の好ましい含有量（複数の高融点合金元素の場合は総含有量）は１０〜１５質量％である。   The preferable content of the refractory alloy element in the alloy plating layer (the total content in the case of a plurality of refractory alloy elements) is 10 to 15% by mass.

合金めっき層を形成した後の、ホットスタンプ工程は、第１の実施例と同じである。以上のとおり、亜鉛めっき層及び高融点めっき層に代えて、鋼板上に合金めっき層を形成した場合であっても、上述のホットスタンプ鋼材を製造することができる。   The hot stamping process after forming the alloy plating layer is the same as in the first embodiment. As described above, the above hot stamping steel material can be manufactured even when an alloy plating layer is formed on a steel plate instead of the zinc plating layer and the high melting point plating layer.

［その他の実施の形態］
［防錆油膜形成工程］
上述の実施の形態はさらに、めっき層形成工程後であってホットスタンプ工程の前に、防錆油膜形成工程を含んでもよい。 [Other embodiments]
[Rust prevention oil film formation process]
The above-described embodiment may further include a rust preventive oil film forming step after the plating layer forming step and before the hot stamping step.

防錆油膜形成工程では、ホットスタンプ用鋼板の表面に、防錆油を塗布して防錆油膜を形成する。ホットスタンプ用鋼板が製造されてから、ホットスタンプ工程が実施されるまでの期間が長い場合があり得る。その場合、ホットスタンプ用鋼板の表面が酸化する場合があり得る。本工程により防錆油膜が形成された鋼板の表面は酸化しにくく、スケールの発生がより抑制される。   In the antirust oil film forming step, antirust oil is applied to the surface of the hot stamping steel plate to form an antirust oil film. There may be a case where the period from when the steel sheet for hot stamping is manufactured to when the hot stamping process is performed is long. In that case, the surface of the steel sheet for hot stamping may be oxidized. The surface of the steel plate on which the rust-preventing oil film is formed by this step is difficult to oxidize, and the generation of scale is further suppressed.

［ブランキング加工工程］
上述の製造方法はさらに、防錆油膜形成工程の後であって、ホットスタンプ工程の前に、ブランキング加工工程を実施してもよい。 [Blanking process]
The above-described manufacturing method may further perform a blanking process after the antirust oil film forming process and before the hot stamping process.

ブランキング加工では、ホットスタンプ用鋼板に対して剪断加工及び／又は打ち抜き加工等を実施して、特定の形状に成形する。ブランキング加工後の鋼板の剪断面は酸化しやすい。鋼板表面に防錆油膜が形成されていれば、剪断面にも防錆油がある程度広がる。そのため、ブランキング加工後の鋼板の酸化が抑制される。   In the blanking process, the steel sheet for hot stamping is subjected to a shearing process and / or a punching process and formed into a specific shape. The sheared surface of the steel plate after blanking is easily oxidized. If the rust preventive oil film is formed on the steel plate surface, the rust preventive oil spreads to some extent on the shear surface. Therefore, the oxidation of the steel plate after blanking is suppressed.

表１に示す化学組成を有する鋼Ａ〜Ｆの鋼板を準備した。   Steel plates of steels A to F having chemical compositions shown in Table 1 were prepared.

表１を参照して、いずれの鋼の化学組成も、本実施形態の鋼板の化学組成を満たした。   With reference to Table 1, the chemical composition of any steel satisfy | filled the chemical composition of the steel plate of this embodiment.

上記化学組成の各鋼の溶鋼を製造した。溶鋼を用いて連続鋳造法によりスラブを製造した。スラブを熱間圧延し、熱延鋼板を製造した。熱延鋼板を酸洗した後、冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造した。冷延鋼板をホットスタンプ鋼材の製造に利用する鋼板とした。表１に示すとおり、各鋼種の鋼板の板厚はいずれも１．６ｍｍであった。   Molten steel of each steel having the above chemical composition was produced. Slabs were produced by continuous casting using molten steel. The slab was hot rolled to produce a hot rolled steel sheet. After pickling the hot-rolled steel sheet, cold rolling was performed to produce a cold-rolled steel sheet. A cold-rolled steel sheet was used as a steel sheet used for manufacturing hot stamped steel. As shown in Table 1, the plate thickness of each steel type was 1.6 mm.

鋼Ａ〜Ｆの鋼板を利用して、表２中の試験番号１〜２９の製造条件でホットスタンプ鋼材を製造した。   Hot stamped steel materials were manufactured under the manufacturing conditions of test numbers 1 to 29 in Table 2 using steel plates of steels A to F.

具体的には、試験番号１〜１９、２２〜２９の鋼板に対して、亜鉛めっき層形成工程を実施した。試験番号１では、電気めっき処理により電気亜鉛めっき層を形成した。試験番号２、９〜１２、１５、１７、１９、２２〜２９では、溶融亜鉛めっき層を有する鋼板に対して合金化処理を実施して、合金化溶融亜鉛めっき層を形成した。合金化処理での最高温度はいずれも約５３０℃であり、約３０秒加熱した後、室温まで冷却した。   Specifically, the galvanized layer formation process was implemented with respect to the steel plates of the test numbers 1-19, 22-29. In test number 1, an electrogalvanized layer was formed by electroplating. In test numbers 2, 9-12, 15, 17, 19, 22, 22-29, an alloying treatment was performed on a steel sheet having a hot-dip galvanized layer to form an alloyed hot-dip galvanized layer. The maximum temperatures in the alloying treatment were all about 530 ° C., heated for about 30 seconds, and then cooled to room temperature.

合金化溶融亜鉛めっき層内のＦｅ含有量は質量％で１２％であった。Ｆｅ含有量は次の測定方法により得られた。合金化溶融亜鉛めっき層を含む鋼板のサンプルを採取した。サンプルの合金化溶融亜鉛めっき層を塩酸で溶解し、ＩＣＰにて各元素の量を測定した。合金化溶融亜鉛めっき層が形成されていた面積に基づいて、Ｚｎ付着量ならびにＦｅ付着量を求め、Ｆｅ含有量（質量％）を求めた。高融点めっき層を施した後から測定する場合、サンプル中の合金化溶融亜鉛めっき層内の任意の５箇所において、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）によりＦｅ含有量（質量％）を測定した。測定された値の平均値を、その試験番号の合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ含有量（質量％）と定義した。   The Fe content in the galvannealed layer was 12% by mass. The Fe content was obtained by the following measuring method. A sample of the steel sheet containing the galvannealed layer was collected. The alloyed galvanized layer of the sample was dissolved with hydrochloric acid, and the amount of each element was measured by ICP. Based on the area where the alloyed hot-dip galvanized layer was formed, the Zn adhesion amount and the Fe adhesion amount were determined, and the Fe content (% by mass) was determined. When measuring after applying a high melting point plating layer, Fe content (mass%) was measured by EPMA (electron beam microanalyzer) in arbitrary five places in the alloying hot dip galvanization layer in a sample. The average value of the measured values was defined as the Fe content (% by mass) of the alloyed hot-dip galvanized layer with the test number.

試験番号３〜１９、２２〜２８ではさらに、高融点めっき層形成工程を実施した。具体的には、試験番号３〜１２、２２〜２８では、電気めっき法により、亜鉛めっき層（溶融亜鉛めっき層又は合金化溶融亜鉛めっき層）上にＮｉめっき層を形成した。試験番号１３〜１５では、電気めっき法により、亜鉛めっき層上にＣｏめっき層を形成した。試験番号１６及び１７では、電気めっき法により、亜鉛めっき層上にＦｅめっき層を形成した。試験番号１８及び１９では、電気めっき法により、亜鉛めっき層上に鉄亜鉛合金めっき層を形成した。ＥＰＭＡによる測定箇所５箇所のＦｅ含有量の平均値を求めた結果、鉄亜鉛合金めっき層中のＦｅ含有量は質量％で８０％であった。   In Test Nos. 3-19 and 22-28, a refractory plating layer forming step was further performed. Specifically, in test numbers 3-12 and 22-28, a Ni plating layer was formed on a galvanized layer (hot dip galvanized layer or alloyed galvanized layer) by electroplating. In test numbers 13 to 15, a Co plating layer was formed on the zinc plating layer by electroplating. In test numbers 16 and 17, an Fe plating layer was formed on the zinc plating layer by electroplating. In test numbers 18 and 19, an iron-zinc alloy plating layer was formed on the zinc plating layer by electroplating. As a result of obtaining the average value of the Fe content at five measurement points by EPMA, the Fe content in the iron-zinc alloy plating layer was 80% by mass.

試験番号２０及び２１では、合金めっき層形成工程を実施して、亜鉛ニッケル合金層を形成した。ＥＰＭＡによる測定箇所５箇所のＦｅ含有量の平均値を求めた結果、亜鉛ニッケル合金めっき層中のＮｉ含有量は、試験番号２０で１２質量％であり、試験番号２１で１４質量％であった。   In test numbers 20 and 21, an alloy plating layer forming step was performed to form a zinc-nickel alloy layer. As a result of obtaining the average value of the Fe content at five measurement locations by EPMA, the Ni content in the zinc-nickel alloy plating layer was 12% by mass in Test No. 20, and 14% by mass in Test No. 21. .

これらのめっき層の付着量（ｇ／ｍ2）を、次の方法により測定した。各鋼板からめっき層を含むサンプルを採取した。ＪＩＳ Ｈ０４０１に準拠してサンプルのめっき層を塩酸で溶解した。溶解した溶液をＩＣＰにて分析し、各元素の濃度から組成を求め、めっき層が形成されていた面積に基づいて付着量を求めた。２層のめっき組成に同一元素が含まれる場合、同一サンプル中のめっき層ならびに高融点めっき層内それぞれの任意の５箇所において、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）により各元素含有量（質量％）と、めっき層及び高融点めっき層の厚みとを測定し、測定された値の平均値に対してＩＣＰで得られた各元素濃度とを案分し、めっき層が形成されていた面積に基づいて組成及び付着量を求めた。測定結果を表２に示す。 The adhesion amount (g / m 2 ) of these plating layers was measured by the following method. A sample including a plating layer was collected from each steel plate. The plating layer of the sample was dissolved with hydrochloric acid according to JIS H0401. The dissolved solution was analyzed by ICP, the composition was determined from the concentration of each element, and the amount of adhesion was determined based on the area where the plating layer was formed. When the same element is included in the two-layer plating composition, the content (mass%) of each element is determined by EPMA (electron beam microanalyzer) at any five locations in the plating layer and the high melting point plating layer in the same sample. The thickness of the plating layer and the high melting point plating layer is measured, and the concentration of each element obtained by ICP is apportioned with respect to the average value of the measured values. Based on the area where the plating layer was formed The composition and adhesion amount were determined. The measurement results are shown in Table 2.

めっき層を形成した後、各試験番号の鋼板に対して、急速加熱によるホットスタンプを実施した。具体的には、各鋼板に対して通電加熱を実施して、鋼種Ａ〜ＦのＡc3点以上の温度である８７０℃に加熱した。昇温速度（℃／秒）及び加熱冷却時間（秒）は表２に示すとおりであった。表２に示すように、電気亜鉛めっきは純亜鉛であるため４２５℃を融点、合金化溶融亜鉛めっきはその組成から状態図上で見積もられる６６５℃を融点とした。 After forming the plating layer, hot stamping by rapid heating was performed on the steel plates of each test number. Specifically, each steel plate was subjected to electric heating to be heated to 870 ° C., which is a temperature higher than the Ac 3 point of steel types A to F. Table 2 shows the heating rate (° C./second) and the heating / cooling time (second). As shown in Table 2, since electrogalvanizing is pure zinc, the melting point was 425 ° C., and for alloyed hot dip galvanizing, the melting point was 665 ° C. estimated on the phase diagram from the composition.

加熱冷却時間が経過した後、水冷ジャケットを備えた平板金型を利用して、鋼板を挟み込んでホットスタンプ鋼材（鋼板）を製造した。ホットスタンプ時冷却速度が遅い部分でも、マルテンサイト変態開始点である３６０℃程度まで、５０℃／秒以上の冷却速度となるように焼入れした。以上の工程により、試験番号１〜２９のホットスタンプ鋼材を製造した。   After the heating and cooling time had elapsed, a hot stamped steel material (steel plate) was manufactured by sandwiching the steel plate using a flat plate mold equipped with a water cooling jacket. Even in the portion where the cooling rate at the time of hot stamping was slow, quenching was performed at a cooling rate of 50 ° C./second or more to about 360 ° C., which is the martensitic transformation start point. Through the above steps, hot stamped steel materials having test numbers 1 to 29 were manufactured.

［評価試験］
各試験番号のホットスタンプ鋼材に対して、次の評価試験を実施した。 [Evaluation test]
The following evaluation tests were performed on the hot stamped steel materials of each test number.

［固溶体層中のＮｉ濃度及びＣｏ濃度］
各ホットスタンプ鋼材は、鋼板上に固溶体層と、合金層と、酸化物層とを有した。そこで、試験番号３〜１５、２０〜２８のホットスタンプ鋼材の固溶体層中のＮｉ濃度及びＣｏ濃度を、次の方法により測定した。上述の試験番号のホットスタンプ鋼材から、固溶体層を含むサンプルを採取した。固溶体層中の任意の５箇所に対してＥＰＭＡによる定量分析を実施し、Ｎｉ濃度（質量％）又はＣｏ濃度（質量％）を測定した。５箇所のＮｉ濃度又はＣｏ濃度の平均を、その試験番号のＮｉ濃度（質量％）又はＣｏ濃度（質量％）と定義した。各試験番号のＮｉ濃度及びＣｏ濃度を表２に示す。 [Ni concentration and Co concentration in the solid solution layer]
Each hot stamping steel material had a solid solution layer, an alloy layer, and an oxide layer on the steel plate. Therefore, the Ni concentration and the Co concentration in the solid solution layer of the hot stamped steel materials of test numbers 3 to 15 and 20 to 28 were measured by the following method. A sample including a solid solution layer was taken from the hot stamped steel having the above test number. Quantitative analysis by EPMA was performed on arbitrary five locations in the solid solution layer, and Ni concentration (mass%) or Co concentration (mass%) was measured. The average of the Ni concentration or Co concentration at five locations was defined as the Ni concentration (mass%) or Co concentration (mass%) of the test number. Table 2 shows the Ni concentration and Co concentration of each test number.

［電位差測定試験］
ＮａＣｌを２００ｇ／リットル、ＺｎＳＯ4・６Ｈ2Ｏを１００ｇ／リットル含有し、空気飽和した電解液浴を準備した。浴の温度は３５℃であった。浴中で、０．００７Ａ／ｃｍ2のアノード電流を、ホットスタンプ鋼材の任意の箇所から採取された３つの試験片に印加して、固溶体層の電位と、母材の電位とを測定した。測定された電位の平均を、固溶体層の電位、母材の電位と定義した。式（２）により、電位差Ｖｄ（Ｖ）を求めた。
Ｖｄ＝固溶体層の電位−母材の電位 （２）
得られた電位差Ｖｄ（Ｖ）を表２に示す。 [Potential difference measurement test]
An electrolyte bath containing 200 g / liter of NaCl and 100 g / liter of ZnSO 4 .6H 2 O and saturated with air was prepared. The bath temperature was 35 ° C. In the bath, an anode current of 0.007 A / cm 2 was applied to three test pieces taken from any location of the hot stamped steel, and the potential of the solid solution layer and the potential of the base material were measured. The average of the measured potential was defined as the potential of the solid solution layer and the potential of the base material. The potential difference Vd (V) was obtained from Equation (2).
Vd = potential of the solid solution layer−potential of the base material (2)
Table 2 shows the obtained potential difference Vd (V).

［酸化物層の密着性評価試験］
各試験番号のホットスタンプ鋼材の酸化物層の密着性について、次の評価試験を実施した。 [Oxide layer adhesion evaluation test]
The following evaluation tests were conducted on the adhesion of the oxide layer of the hot stamped steel material of each test number.

ホットスタンプ鋼材の表面のうち、任意の領域（４５０ｍｍ2、以下、評価領域という）にポリエステル製テープを貼り付けた。その後、テープを引きはがした。テープを引き剥がした後の評価領域において、酸化物層が剥離した部分の面積を求めた。そして、式（３）により、酸化物層の剥離率（％）を求めた。
酸化物層の剥離率＝酸化物層が剥離した部分の面積／評価領域の面積×１００ （３） A polyester tape was attached to an arbitrary region (450 mm 2 , hereinafter referred to as an evaluation region) in the surface of the hot stamped steel material. Then the tape was peeled off. In the evaluation region after the tape was peeled off, the area of the portion where the oxide layer was peeled was determined. And the peeling rate (%) of the oxide layer was calculated | required by Formula (3).
Peeling rate of oxide layer = area of peeled oxide layer / area of evaluation region × 100 (3)

上記剥離率が５％以下である場合、酸化物層の密着性が高いと判断した。一方、上記剥離率が５％よりも高い場合、酸化物層の密着性が低いと判断した。表２に評価結果を示す。表２中の「酸化物層密着性」欄の「Ｅ」（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）は、上記剥離率が５％以下であり、酸化物層の密着性が高いことを示す。   When the said peeling rate was 5% or less, it was judged that the adhesiveness of an oxide layer was high. On the other hand, when the said peeling rate was higher than 5%, it was judged that the adhesiveness of an oxide layer was low. Table 2 shows the evaluation results. “E” (Excellent) in the column of “Oxide layer adhesion” in Table 2 indicates that the peel rate is 5% or less and the adhesion of the oxide layer is high.

［りん酸塩処理性評価試験］
各試験番号のホットスタンプ鋼材に対して、日本パーカライジング株式会社製の表面調整処理剤プレパレンＸ（商品名）を用いて表面調整を室温で２０秒実施した。さらに、日本パーカライジング株式会社製のりん酸亜鉛処理液パルボンド３０２０（商品名）を用いてりん酸塩処理を実施した。処理液の温度は４３℃とし、ホットスタンプ鋼材を処理液に１２０秒間浸漬した。 [Phosphate treatability evaluation test]
Surface adjustment was carried out at room temperature for 20 seconds on a hot stamping steel material of each test number using a surface conditioning treatment agent preparen X (trade name) manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. Furthermore, the phosphate treatment was implemented using the zinc phosphate processing liquid Palbond 3020 (brand name) by Nippon Parkerizing Co., Ltd. The temperature of the treatment liquid was 43 ° C., and the hot stamped steel was immersed in the treatment liquid for 120 seconds.

りん酸塩処理後、ホットスタンプ鋼材の任意の５視野（１２５μｍ×９０μｍ）を１０００倍の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して、反射電子像（ＢＳＥ）を得た。反射電子像では、観察領域をグレースケールで画像表示した。反射電子像内において、りん酸塩皮膜が形成された部分と、りん酸塩皮膜が形成されていない部分とで、コントラストが異なる。そこで、りん酸塩皮膜が形成されていない部分の明度（複数階調）の数値範囲Ｘ１を、ＳＥＭ及びＥＤＳ（エネルギ分散型Ｘ線マイクロアナライザ）によりあらかじめ決定した。   After phosphating, arbitrary five fields of view (125 μm × 90 μm) of the hot stamped steel were observed with a 1000 × scanning electron microscope (SEM) to obtain a reflected electron image (BSE). In the reflected electron image, the observation area was displayed in gray scale. In the reflected electron image, the contrast is different between the portion where the phosphate coating is formed and the portion where the phosphate coating is not formed. Therefore, the numerical value range X1 of the brightness (plural gradations) of the portion where the phosphate film is not formed is determined in advance by SEM and EDS (energy dispersive X-ray microanalyzer).

各視野の反射電子像において、画像処理により、数値範囲Ｘ１内のコントラストを示す領域の面積Ａ１を求めた。そして、次の式（２）に基づいて、各視野の透け面積率ＴＲ（％）を求めた。
ＴＲ＝Ａ１／Ａ０×１００ （２）
ここで、Ａ０は視野の全面積（１２５μｍ×９０μｍ＝１１２５０μｍ2）である。５視野の透け面積率ＴＲ（％）の平均を、その試験番号のホットスタンプ鋼材の透け面積率（％）と定義した。透け面積率が５％未満である場合、りん酸塩処理性に優れると評価した。表２中に評価結果を示す。「りん酸塩処理性」欄の「Ｅ」は、透け面積率が５％未満であり、りん酸塩処理性が高いことを示す。「ＮＡ」は、透け面積率が５％以上であり、りん酸塩処理性が低いことを示す。 In the reflected electron image of each visual field, the area A1 of the region showing the contrast within the numerical value range X1 was obtained by image processing. Then, based on the following formula (2), the transparent area ratio TR (%) of each visual field was obtained.
TR = A1 / A0 × 100 (2)
Here, A0 is the total area of the visual field (125 μm × 90 μm = 111250 μm 2 ). The average of the see-through area ratio TR (%) of the five visual fields was defined as the see-through area ratio (%) of the hot stamped steel material having the test number. When the see-through area ratio was less than 5%, it was evaluated that the phosphate treatment was excellent. Table 2 shows the evaluation results. “E” in the “Phosphate treatability” column indicates that the see-through area ratio is less than 5% and the phosphate treatability is high. “NA” indicates that the see-through area ratio is 5% or more and the phosphate treatment ability is low.

［浮上率評価試験］
各試験番号のホットスタンプ鋼材の酸化物層の浮上率を上述の方法で求めた。表２に、測定結果を示す。 [Floating rate evaluation test]
The floating rate of the oxide layer of the hot stamped steel material of each test number was determined by the method described above. Table 2 shows the measurement results.

［ＳＤＴ試験（塩水浸漬試験）］
上述のりん酸塩処理を実施した後、各試験番号のホットスタンプ鋼材に対して、日本ペイント株式会社製のカチオン型電着塗料を電圧１６０Ｖのスロープ通電で電着塗装し、さらに、焼き付け温度１７０℃で２０分間焼き付け塗装した。電着塗装後の塗料の膜厚の平均は、いずれの試験番号も１０μｍであった。 [SDT test (salt water immersion test)]
After carrying out the above-mentioned phosphate treatment, a hot-stamp steel material of each test number was electrodeposited with a cation-type electrodeposition paint manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. with a slope current of 160 V, and a baking temperature of 170 Baked at 20 ° C. for 20 minutes. The average film thickness of the paint after electrodeposition coating was 10 μm in any test number.

電着塗装後、ホットスタンプ鋼材を、５０℃の温度を有する５％ＮａＣｌ水溶液に５００時間浸漬した。浸漬後、ホットスタンプ鋼材の試験面６０ｍｍ×１２０ｍｍの領域（面積Ａ１０＝６０ｍｍ×１２０ｍｍ＝７２００ｍｍ2）全面のうち、赤錆（Ｆｅ2Ｏ3）が発生した領域の面積率を求めた。 After electrodeposition coating, the hot stamped steel was immersed in a 5% NaCl aqueous solution having a temperature of 50 ° C. for 500 hours. After the immersion, the area ratio of the region where red rust (Fe 2 O 3 ) was generated in the entire region of the test surface 60 mm × 120 mm (area A10 = 60 mm × 120 mm = 7200 mm 2 ) of the hot stamped steel was determined.

さらに、試験面全面にポリエステル製テープを貼り付けた。その後、テープを引きはがした。そして、塗料が剥離しているか否かを目視で確認した。   Further, a polyester tape was attached to the entire test surface. Then the tape was peeled off. Then, it was visually confirmed whether or not the paint was peeled off.

塗料が剥離しておらず、かつ、赤錆が発生した面積率が５％未満である場合、塗膜密着性に優れ、耐食性に優れると判断した。表２に評価結果を示す。表２中の「ＳＤＴ」欄の「Ｅ」は、試験の結果、塗料が剥離せず、かつ、赤錆が発生した面積率が５％未満であったことを示す。「ＮＡ」は、塗料が剥離したか、又は、赤錆が発生した面積率が５％以上であったことを示す。   When the paint was not peeled off and the area ratio at which red rust occurred was less than 5%, it was judged that the coating film adhesion was excellent and the corrosion resistance was excellent. Table 2 shows the evaluation results. “E” in the “SDT” column of Table 2 indicates that, as a result of the test, the paint did not peel and the area ratio where red rust occurred was less than 5%. “NA” indicates that the paint peeled or the area ratio where red rust occurred was 5% or more.

［試験結果］
表２を参照して、試験番号６〜１９、２２〜２８の鋼板の化学組成は適切であった。さらに、加熱冷却時間は２０秒以内であった。そのため、酸化物層の密着性が高く、りん酸塩処理性も高かった。試験番号２０及び２１の鋼板の化学組成も適切であり、めっき層は電気亜鉛めっき法により製造された。さらに、加熱冷却時間は２０秒以内であった。そのため、試験番号２０及び２１では、酸化物層の密着性及びりん酸塩処理性が高かった。 [Test results]
With reference to Table 2, the chemical composition of the steel plates of test numbers 6-19 and 22-28 was appropriate. Furthermore, the heating and cooling time was within 20 seconds. Therefore, the adhesion of the oxide layer was high, and the phosphate treatment property was also high. The chemical compositions of the steel plates with test numbers 20 and 21 were also appropriate, and the plating layer was produced by an electrogalvanizing method. Furthermore, the heating and cooling time was within 20 seconds. Therefore, in the test numbers 20 and 21, the adhesion of the oxide layer and the phosphate treatment were high.

さらに、試験番号６〜２８のホットスタンプ鋼材の酸化物層の浮上率は６０％以下であった。そのため、塗料が剥離せず、赤錆が発生した面積率は５％未満であり、耐食性が高かった。   Furthermore, the floating rate of the oxide layer of the hot stamped steel materials of test numbers 6 to 28 was 60% or less. Therefore, the paint did not peel off, the area ratio where red rust occurred was less than 5%, and the corrosion resistance was high.

さらに、試験番号６、７、９〜１９、２２〜２７のホットスタンプ鋼材では、第２めっき層中の金属元素の付着量が６ｇ／ｍ2以下であった。そのため、ホットスタンプ鋼材の固溶体層のＮｉ濃度及びＣｏ濃度が５質量％以下であった。その結果、ホットスタンプ鋼材の酸化物層の浮上率が４０％以下であった。さらに、固溶体層の電位よりも母材の電位が高く、孔食が発生しにくかった。 Furthermore, in the hot stamping steel materials of test numbers 6, 7, 9 to 19, and 22 to 27, the adhesion amount of the metal element in the second plating layer was 6 g / m 2 or less. Therefore, the Ni concentration and the Co concentration of the solid solution layer of the hot stamped steel material were 5% by mass or less. As a result, the floating rate of the oxide layer of the hot stamped steel was 40% or less. Furthermore, the potential of the base material was higher than the potential of the solid solution layer, and pitting corrosion was difficult to occur.

一方、試験番号１では、電気めっき処理により、鋼板上に電気亜鉛めっき層を形成した。そのため、りん酸塩処理性は高かった。しかしながら、亜鉛めっき層上に高融点めっき層を形成しなかった。そのため、ホットスタンプ鋼材での酸化物層の浮上率が６０％を超え、耐食性が低かった。   On the other hand, in test number 1, an electrogalvanized layer was formed on the steel sheet by electroplating. Therefore, the phosphate treatment ability was high. However, a high melting point plating layer was not formed on the zinc plating layer. Therefore, the floating rate of the oxide layer in the hot stamped steel material exceeded 60%, and the corrosion resistance was low.

試験番号２及び２９では、溶融亜鉛めっき処理及び合金化処理により、鋼板上に合金化溶融亜鉛めっきを形成した。しかしながら、高融点めっき層を形成しなかった。そのため、りん酸塩処理性が低く、耐食性が低かった。   In test numbers 2 and 29, alloyed hot dip galvanizing was formed on the steel sheet by hot dip galvanizing and alloying. However, a high melting point plating layer was not formed. Therefore, the phosphate processability was low and the corrosion resistance was low.

試験番号３〜５では、加熱冷却時間が長すぎた。そのため、ホットスタンプ鋼材の酸化物層の浮遊率は６０％を超え、耐食性が低かった。   In test numbers 3 to 5, the heating and cooling time was too long. Therefore, the floating rate of the oxide layer of the hot stamped steel material exceeded 60%, and the corrosion resistance was low.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

本実施形態によるホットスタンプ鋼材の製造方法は、ホットスタンプにより製造される鋼材の製造方法として広く適用可能である。通電加熱に代表される急速加熱によるホットスタンプを実施する場合において、特に適する。   The manufacturing method of hot stamped steel materials according to the present embodiment can be widely applied as a manufacturing method of steel materials manufactured by hot stamping. This is particularly suitable when performing hot stamping by rapid heating typified by electric heating.

１０ 鋼板
１１ 亜鉛めっき層
１２ 酸化物層
１３ 高融点めっき層
１２３ 隙間 10 Steel plate 11 Zinc plating layer 12 Oxide layer 13 High melting point plating layer 123 Crevice

Claims (6)

質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０〜０．００５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｃｒ：０〜０．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｎｉ：０〜１．０％、及び、Ｍｏ：０〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する鋼板を準備する工程と、
前記鋼板に対して電気めっき処理又は溶融めっき処理を実施して、前記鋼板上にＺｎとＺｎよりも高融点の元素とを含有するめっき層を形成する工程と、
前記めっき層が形成された前記鋼板をＡc3点〜９５０℃の熱処理温度に加熱した後、前記鋼板を前記熱処理温度から７８０℃以下まで、前記鋼板に応力を付与することなく冷却した後、金型を用いて前記鋼板をプレスしながら焼入れしてホットスタンプ鋼材を成形する工程とを備え、
前記ホットスタンプ鋼材を成形する工程では、めっき層の融点から前記熱処理温度まで前記鋼板を加熱し、さらに、前記熱処理温度から前記鋼板を冷却して７８０℃に至るまでの時間を２０秒以下にし、前記めっき層の融点は、前記めっき層が第１及び第２のめっき層を含む場合には、より融点が低いめっき層の融点である、ホットスタンプ鋼材の製造方法。 In mass%, C: 0.05 to 0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.5 to 2.5%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, B: 0 to 0.005%, Ti: 0 to 0.1%, Cr: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.1 %, Ni: 0 to 1.0%, and Mo: 0 to 0.5%, a step of preparing a steel plate having a chemical composition consisting of Fe and impurities, and
Performing an electroplating process or a hot dipping process on the steel sheet, and forming a plating layer containing Zn and an element having a melting point higher than Zn on the steel sheet;
After heating the steel plate on which the plating layer is formed to a heat treatment temperature of Ac 3 to 950 ° C., the steel plate is cooled from the heat treatment temperature to 780 ° C. or less without applying stress to the steel plate, Quenching the steel sheet using a mold and forming a hot stamped steel material,
Wherein in the step of forming the hot stamping steel, to the heat treatment temperature from the melting point of the plating layer by heating the steel sheet, further, the time from the heat treatment temperature up to to 780 ° C. cooling the steel sheet to 20 seconds or less The melting point of the plating layer is a method for producing a hot stamped steel material, which is the melting point of the plating layer having a lower melting point when the plating layer includes the first and second plating layers . 請求項１に記載のホットスタンプ鋼材の製造方法であって、
前記めっき層は、前記第１及び第２のめっき層を含み、
前記めっき層を形成する工程は、
鋼板上に電気亜鉛めっき層、溶融亜鉛めっき層及び合金化溶融亜鉛めっき層のいずれかである亜鉛めっき層を形成する工程と、
前記亜鉛めっき層上に、前記亜鉛めっき層よりも高い融点を有する高融点めっき層を形成する工程とを含む、ホットスタンプ鋼材の製造方法。 It is a manufacturing method of the hot stamping steel material according to claim 1,
The plating layer includes the first and second plating layer,
The step of forming the plating layer includes
Forming a galvanized layer which is one of an electrogalvanized layer, a hot dip galvanized layer and an alloyed hot dip galvanized layer on a steel plate;
Forming a high melting point plating layer having a higher melting point than the zinc plating layer on the zinc plating layer. 請求項２に記載のホットスタンプ鋼材の製造方法であって、
前記高融点めっき層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される１種以上の元素を総量で１０質量％以上含有する、ホットスタンプ鋼材の製造方法。 It is a manufacturing method of hot stamping steel materials according to claim 2,
The high melting point plating layer is a method for producing a hot stamped steel material, which contains at least 10% by mass of one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co and Fe. 請求項３に記載のホットスタンプ鋼材の製造方法であって、
前記高融点めっき層は、Ｎｉ及び不純物からなり、
前記高融点めっき層を形成する工程では、前記高融点めっき層の付着量を６ｇ／ｍ2以下にする、ホットスタンプ鋼材の製造方法。 It is a manufacturing method of hot stamping steel materials according to claim 3,
The refractory plating layer is made of Ni and impurities,
In the step of forming the refractory plating layer, a method for producing a hot stamped steel material, wherein an adhesion amount of the refractory plating layer is set to 6 g / m 2 or less. 請求項１に記載のホットスタンプ鋼材の製造方法であって、
前記めっき層は、亜鉛ニッケル合金めっき層からなる、ホットスタンプ鋼材の製造方法。 It is a manufacturing method of the hot stamping steel material according to claim 1,
The said plating layer is a manufacturing method of hot stamping steel materials which consists of a zinc nickel alloy plating layer. ホットスタンプ鋼材であって、
質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０〜０．００５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｃｒ：０〜０．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｎｉ：０〜１．０％、及び、Ｍｏ：０〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する母材と、
前記母材上に形成され、Ｆｅと、Ｆｅに固溶したＺｎとを含有する固溶体層と、
前記固溶体相上に形成され、Ｚｎと、Ｚｎよりも高融点の元素とを含有する合金層と、
前記合金層上に形成され、５０体積％以上のＺｎＯを含有する酸化物層とを備え、
前記ホットスタンプ鋼材の前記酸化物層が形成された表面と垂直な断面において、前記酸化物層を１０μｍピッチで複数の酸化物層領域に区分した場合、前記複数の酸化物層領域のうち、少なくとも一部に表面と垂直な方向に１μｍ以上の隙間が形成されており、前記表面と垂直な方向に１μｍ以上の隙間が形成された前記酸化物層領域の割合は６０％以下である、ホットスタンプ鋼材。 Hot stamping steel,
In mass%, C: 0.05 to 0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.5 to 2.5%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, B: 0 to 0.005%, Ti: 0 to 0.1%, Cr: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.1 %, Ni: 0 to 1.0%, and Mo: 0 to 0.5%, with the base material having a chemical composition comprising the balance Fe and impurities,
A solid solution layer formed on the base material and containing Fe and Zn dissolved in Fe;
An alloy layer formed on the solid solution phase and containing Zn and an element having a higher melting point than Zn;
An oxide layer formed on the alloy layer and containing 50% by volume or more of ZnO,
In a cross section perpendicular to the surface on which the oxide layer of the hot stamped steel material is formed, when the oxide layer is divided into a plurality of oxide layer regions at a pitch of 10 μm, at least of the plurality of oxide layer regions A portion of which a gap of 1 μm or more is formed in a direction perpendicular to the surface, and a ratio of the oxide layer region in which a gap of 1 μm or more is formed in a direction perpendicular to the surface is 60% or less. Steel material.
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