JP6961815B2 - プレコート鋼板及び関連するシートの製造方法 - Google Patents
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Description
− 少なくとも一方の主面にプレコーティングを有する鋼基板を含むプレコート鋼帯を提供する工程であって、前記プレコーティングが金属間化合物合金層と前記金属間化合物合金層上に延在する金属合金層とを含み、前記金属合金層がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である工程、
− 少なくとも1枚のプレコート鋼板を得るために前記プレコート鋼帯をレーザ切断する工程であって、前記プレコート鋼板が前記切断操作から生じたカットエッジ面を含み、前記カットエッジ面が基板部分及びプレコーティング部分を含み、並びに前記プレコート鋼板の厚さは1mm〜5mmの間に含まれている工程、
を含み、
ここで、前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面の全高にわたって、且つ前記カットエッジ面(13)の長さ以下である長さにわたって延在する前記カットエッジ面のアルミニウム低減ゾーンを直接もたらし、前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面の前記アルミニウム低減ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は0.3%〜6%の間に含まれているように行われる。
− 前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面の前記アルミニウム低減ゾーンにわたって、アシストガスとして不活性ガスを用いて、0.6kJ/cm以上のレーザ切断線形エネルギーを用いて行われる。
− レーザ切断線形エネルギーが、0.8kJ/cm以上、より具体的には1.0kJ/cm以上、さらにより具体的には1.2kJ/cm以上である。
− 前記アシストガスの圧力が、2〜18バールの間に含まれる。
− 前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン又はそれらのガスの混合物の中から選択される。
− 前記レーザ切断工程が、CO2レーザを使用して行われる。
− 前記レーザ切断工程が、固体レーザを使用して行われる。
− 前記固体レーザが、Nd:YAG型レーザ、ディスクレーザ、ダイオードレーザ又はファイバレーザである。
− 前記プレコート鋼板の厚さは、1.0mm〜3.0mmの間、より具体的には1.0mm〜2.5mmの間に含まれる。
− 前記プレコーティングの厚さは、19μm〜33μmの間に含まれる。
− 前記アルミニウム低減ゾーンは、前記カットエッジ面の全長にわたって延在する。
− 前記アルミニウム低減ゾーンの長さは、前記カットエッジ面の全長よりも厳密に短い。
− 第1及び第2のプレコート鋼板を製造する工程であって、前記第1及び第2のプレコート鋼板のうちの少なくとも一方が上記の方法を使用して製造される工程、
− 前記第1及び第2のプレコート鋼板を突合せ溶接して、前記プレコート鋼板の間に溶接継手を形成し、それにより溶接ブランクを得る工程であって、前記突合せ溶接工程が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板の前記アルミニウム低減ゾーンが他方の前記プレコート鋼板の縁部、好ましくはアルミニウム低減ゾーンに面するように前記第1及び第2のプレコート鋼板を配置する工程を含む工程、
を含む。
− 前記溶接が、レーザ溶接操作である。
− 前記方法は、前記突合せ溶接工程に先立って、前記第1及び第2のプレコート鋼板のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板のアルミニウム低減ゾーンに隣接する除去ゾーン内の前記金属合金層を除去する工程をさらに含み、且つ前記突合せ溶接工程中に、前記プレコート鋼板が、前記金属合金層が除去されたそれらの縁部で溶接される。
− 前記金属合金層の除去が、レーザビームを使用して行われる。
− 前記除去工程中に、前記金属間化合物合金層が、その高さの少なくとも一部にわたって除去ゾーンに残される。
− 前記レーザ溶接が、充填材ワイヤ又は粉末添加材を使用して行われる。
− 前記充填材ワイヤ又は粉末は、オーステナイト生成合金化元素を含む。
− 上記の方法を行って溶接ブランクを得る工程。
− 前記溶接ブランクを形成する前記プレコート鋼板の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように前記溶接ブランクを加熱する工程。
− プレス内で前記溶接ブランクを熱間成形してプレス成形鋼部品を得る工程。
− 前記プレス内で前記鋼部品を冷却して前記プレス硬化鋼部品を得る工程。
− 鋼基板部分の少なくとも一方の表面にプレコーティング部分を有し、前記プレコーティング部分は金属間化合物合金層部分と前記金属間化合物合金層部分上に延在する金属合金層部分とを含み、前記金属合金層部分がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層であり、前記プレコート鋼板の厚さは1mm〜5mmの間に含まれていることと、
− 少なくとも1つのレーザカットエッジ面は、前記プレコート鋼板の面の間に延在し、基板領域と少なくとも1つのプレコーティング領域とを含むことと
を含み、
ここで、前記プレコート鋼板は、前記レーザカットエッジ面に複数の凝固縞を含み、並びに
前記レーザカットエッジ面が、前記レーザカットエッジ面の全高にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面の長さ以下の長さにわたって延在するアルミニウム低減ゾーンを含み、前記アルミニウム低減ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は0.3%〜6%の間に含まれている。
− 前記アルミニウム低減ゾーンの長さが、前記カットエッジ面の全長よりも厳密に短い。
0.10%≦C≦0.5%
0.5%≦Mn≦3%
0.1%≦Si≦1%
0.01%≦Cr≦1%
Ti≦0.2%
Al≦0.1%
S≦0.05%
P≦0.1%
B≦0.010%
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
0.15%≦C≦0.25%
0.8%≦Mn≦1.8%
0.1%≦Si≦0.35%
0.01%≦Cr≦0.5%
Ti≦0.1%
Al≦0.1%
S≦0.05%
P≦0.1%
B≦0.005%
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
0.040%≦C≦0.100%
0.80%≦Mn≦2.00%
Si≦0.30%
S≦0.005%
P≦0.030%
0.010%≦Al≦0.070%
0.015%≦Nb≦0.100%
Ti≦0.080%
N≦0.009%
Cu≦0.100%
Ni≦0.100%
Cr≦0.100%
Mo≦0.100%
Ca≦0.006%
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
0.24%≦C≦0.38%
0.40%≦Mn≦3%
0.10%≦Si≦0.70%
0.015%≦Al≦0.070%
0%≦Cr≦2%
0.25%≦Ni≦2%
0.015%≦Ti≦0.10%
0%≦Nb≦0.060%
0.0005%≦B≦0.0040%
0.003%≦N≦0.010%
0.0001%≦S≦0.005%
0.0001%≦P≦0.025%
を含み、チタン及び窒素の含有量は以下の関係:
Ti/N>3.42
を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有量は以下の関係:
0.05%≦Mo≦0.65%
0.001%≦W≦0.30%%
0.0005%≦Ca≦0.005%
を含み、残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
8%≦Si≦11%
2%≦Fe≦4%
を含み、残部はアルミニウム及び可能性のある不純物である。
− 走査型電子顕微鏡を使用して、カットエッジ面13のアルミニウム低減ゾーン20の基板領域14を画像化する。
− 走査型電子顕微鏡から得られたデータを処理して、すべての合金化元素のうち、対象の基板領域14上に存在するアルミニウムのみを示すEDS(エネルギー分散型X線分光法)画像を得る。例えば、画像は、対象の基板領域14上に存在するアルミニウムトレースが、黒色の背景と強く対照的な赤色などの色で表示されるように処理される。切断中のレーザ変位の結果として、アルミニウムは傾斜した液だれ跡のように見える。
− 第1及び第2のプレコート鋼板1を製造する工程であって、第1及び第2のプレコート鋼板1のうちの少なくとも1つ、好ましくは第1及び第2のプレコート鋼板1が上述の方法を使用して製造される工程と、
− 第1及び第2のプレコート鋼板1を突合せ溶接して、前記鋼板1の間に溶接継手を形成し、溶接ブランクを得る工程と、
− 突合せ溶接工程が、少なくとも1つのプレコートシート1のアルミニウム低減ゾーン20が他のシート1の縁部、好ましくはアルミニウム低減ゾーン20に面するように第1及び第2のプレコート鋼板1を配置する工程、
を含む。
− 上記の方法を使用して溶接ブランクを製造する工程と、
− 溶接ブランクを形成する鋼板1の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように溶接ブランクを加熱する工程と、
− プレスで溶接ブランクを熱間成形してプレス成形鋼部品を得る工程と、
− プレスで鋼部品を冷却してプレス硬化鋼部品を得る工程、
を含む。
− 倍率:×60
− 分析長:3mm
− 電子ビームエネルギー:15〜25keVの間
を使用した。
C:0.22%
Mn:1.16%
Al:0.03%
Si:0.26%
Cr:0.17%
B:0.003%
Ti:0.035%
S:0.001%
N:0.005%
を含み、残部は鉄及び精錬に起因する可能性のある不純物である。
Si:9%
Fe:3%
を含み、残部はアルミニウム及び精錬に起因する可能性のある不純物からなる。
Claims (25)
- プレコート鋼板(1)の製造方法であって、以下の連続する工程:
− 少なくとも一方の主面にプレコーティング(5)を有する鋼基板(3)を含むプレコート鋼帯(2)を提供する工程であって、前記プレコーティング(5)が金属間化合物合金層(9)と前記金属間化合物合金層(9)上に延在する金属合金層(11)とを含み、前記金属合金層(11)がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム基合金の層である工程、
− 少なくとも1枚のプレコート鋼板(1)を得るために前記プレコート鋼帯(2)をレーザ切断する工程であって、前記プレコート鋼板(1)が前記切断操作から生じたカットエッジ面(13)を含み、前記カットエッジ面(13)が基板領域(14)及びプレコーティング部分(15)を含み、並びに前記プレコート鋼板(1)の厚さは1mm〜5mmの間に含まれている工程
を含み、
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面(13)の全高(h)にわたって、且つ前記カットエッジ面(13)の長さ以下である長さにわたって延在する前記カットエッジ面(13)のアルミニウム低減ゾーン(20)を直接もたらし、前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面(13)の前記アルミニウム低減ゾーン(20)の前記基板領域(14)上のアルミニウムの表面割合は0.3%〜6%の間に含まれているように行われることを特徴とする、製造方法。 - 前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面(13)の前記アルミニウム低減ゾーン(20)にわたって、アシストガスとして不活性ガスを用いて、0.6kJ/cm以上のレーザ切断線形エネルギーを用いて行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記アシストガスの圧力が、2〜18バールに含まれる、請求項2に記載の方法。
- 前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン又はそれらのガスの混合物の中から選択される、請求項2又は請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ切断工程が、CO2レーザを使用して行われる、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザ切断工程が、固体レーザを使用して行われる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固体レーザが、Nd:YAG型レーザ、ディスクレーザ、ダイオードレーザ又はファイバレーザである、請求項6に記載の方法。
- 前記プレコート鋼板(1)の厚さが、1.0mm〜3.0mmの間に含まれる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プレコーティング(5)の厚さが、19μm〜33μmの間に含まれる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アルミニウム低減ゾーン(20)が、前記カットエッジ面(13)の全長にわたって延在する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アルミニウム低減ゾーン(20)の長さが、前記カットエッジ面(13)の全長よりも厳密に短い、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 溶接ブランクの製造方法であって、以下の工程:
− 第1及び第2のプレコート鋼板(1)を製造する工程であって、前記第1及び第2のプレコート鋼板(1)のうちの少なくとも一方が請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法を使用して製造される工程、
− 前記第1及び第2のプレコート鋼板(1)を突合せ溶接して、前記プレコート鋼板(1)の間に溶接継手を形成し、それにより溶接ブランクを得る工程であって、前記突合せ溶接工程が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板(1)の前記アルミニウム低減ゾーン(20)が他方の前記プレコート鋼板(1)の縁部に面するように前記第1及び第2のプレコート鋼板(1)を配置する工程を含む工程
を含む、製造方法。 - 前記溶接が、レーザ溶接操作である、請求項12に記載の方法。
- 前記突合せ溶接工程に先立って、前記第1及び第2のプレコート鋼板(1)のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板(1)のアルミニウム低減ゾーン(20)に隣接する除去ゾーン(25)内の前記金属合金層(11’)を除去する工程をさらに含み、並びに前記突合せ溶接工程中に、前記プレコート鋼板(1)が、前記金属合金層(11’)が除去されたそれらの縁部で溶接される、請求項12又は請求項13に記載の方法。
- 前記金属合金層(11)の除去が、レーザビームを使用して行われる、請求項14に記載の方法。
- 前記除去工程中に、前記金属間化合物合金層(9)が、その高さの少なくとも一部にわたって除去ゾーン(25)に残される、請求項14又は15に記載の方法。
- 前記レーザ溶接が、充填材ワイヤ又は粉末添加材を使用して行われる、請求項12〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記充填材ワイヤ又は粉末が、オーステナイト生成合金化元素を含む、請求項17に記載の方法。
- プレス硬化鋼部品の製造方法であって、以下の連続する工程:
− 請求項12〜18に記載の方法を実施し、溶接ブランクを得る工程と、
− 前記溶接ブランクを形成する前記プレコート鋼板(1)の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように前記溶接ブランクを加熱する工程と、
− プレス内で前記溶接ブランクを熱間成形してプレス成形鋼部品を得る工程と、
− 前記プレス内で前記プレス成形鋼部品を冷却して前記プレス硬化鋼部品を得る工程と
を含む、製造方法。 - 前記冷却して前記プレス硬化鋼部品を得る工程の冷却速度が、前記鋼板(1)のマルテンサイト又はベイナイト臨界冷却速度以上である、請求項19に記載の鋼部品の製造方法。
- プレコート鋼板(1)であって、以下:
− 少なくとも一方の表面にプレコーティング部分(5’)を有する鋼基板部分(3’)であって、前記プレコーティング部分(5’)が金属間化合物合金層部分(9’)と前記金属間化合物合金層部分(9’)上に延在する金属合金層部分(11’)とを含み、前記金属合金層部分(11’)がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層であり、前記プレコート鋼板(1)の厚さは1mm〜5mmの間に含まれている、鋼基板部分(3’)と、
− 少なくとも1つのレーザカットエッジ面(13)であって、前記プレコート鋼板(1)の面(4’)の間に延在し、基板領域(14)と少なくとも1つのプレコーティング領域(15)とを含む、レーザカットエッジ面(13)と
を含み、
前記プレコート鋼板(1)が、前記レーザカットエッジ面(13)上に複数の凝固縞を含み、並びに
前記レーザカットエッジ面(13)が、前記レーザカットエッジ面(13)の全高(h)にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面(13)の長さ以下の長さにわたって延在するアルミニウム低減ゾーン(20)を含み、前記アルミニウム低減ゾーン(20)の前記基板領域(14)上のアルミニウムの表面割合は0.3%〜6%の間に含まれている、プレコート鋼板(1)。 - 前記アルミニウム低減ゾーン(20)が、前記カットエッジ面(13)の全長にわたって延在する、請求項21に記載のプレコート鋼板(1)。
- 前記アルミニウム低減ゾーン(20)の長さが、前記カットエッジ面(13)の全長よりも厳密に短い、請求項21に記載のプレコート鋼板(1)。
- 前記プレコート鋼板(1)の厚さが、1.0mm〜2.5mmの間に含まれる、請求項8に記載の方法。
- 突合わせ溶接工程中に、前記第一及び第2のプレコート鋼板(1)が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板(1)の前記アルミニウム低減ゾーン(20)が他方の前記プレコート鋼板(1)の前記アルミニウム低減ゾーン(20)に面するように配置する請求項12に記載の方法。
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