JP7131719B1 - 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7131719B1
JP7131719B1 JP2021566532A JP2021566532A JP7131719B1 JP 7131719 B1 JP7131719 B1 JP 7131719B1 JP 2021566532 A JP2021566532 A JP 2021566532A JP 2021566532 A JP2021566532 A JP 2021566532A JP 7131719 B1 JP7131719 B1 JP 7131719B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
based alloy
plating layer
alloy plating
steel sheet
hot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021566532A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022091529A1 (ja
Inventor
修平 小川
稔 田中
林太 佐藤
大輔 水野
清次 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of JPWO2022091529A1 publication Critical patent/JPWO2022091529A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7131719B1 publication Critical patent/JP7131719B1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/565—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of zinc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C23C28/3225—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/22—Electroplating: Baths therefor from solutions of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/10—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0242—Flattening; Dressing; Flexing

Abstract

熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法を提供する。本発明の熱間プレス部材は、鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｚｎを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である固溶体相と、Ｆｅを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物である金属間化合物相と、Ｚｎを含有する酸化物層とを有するＺｎ系合金めっき層を備え、酸化物層はＺｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、酸化物層は金属間化合物相を分断し、酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度は１０分断箇所／ｍｍ以上である。

Description

本発明は、熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法に関する。特に、塗装後耐食性および水素放出特性に優れた熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法に関する。
近年、自動車の分野では素材鋼板の高性能化と共に軽量化が促進されており、防錆性を有する高強度溶融亜鉛めっき鋼板または電気亜鉛めっき鋼板の使用が増加している。しかし、多くの場合、鋼板の高強度化に伴ってそのプレス成形性が低下するため、複雑な部品形状を得ることは困難になる。例えば自動車用途で、防錆性が必要であり、かつ難成形部品としては、シャシーなどの足回り部材やＢピラーなどの骨格用構造部材が挙げられる。
このような背景から、近年では冷間プレスに比べてプレス成形性と高強度化の両立が容易である熱間プレスによる自動車用部品の製造が急速に増加しており、熱間プレス技術の諸課題を解決する様々な技術が開発されている。
特に、熱間プレス用鋼板としてＺｎ系合金めっき鋼板を用いると、最終製品である熱間プレス部材の耐食性を向上させることも可能となることから、亜鉛系合金めっき層（Ｚｎ系合金めっき層）を施した熱間プレス用鋼板に関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、表層に加熱時の亜鉛の蒸発を防止するバリア層を備えた亜鉛または亜鉛系合金のめっき層を鋼板表面に有する熱間プレス用鋼板が開示されている。
特開２００３－７３７７４号公報
しかしながら、近年では、従来のリン酸亜鉛系化成処理に代わり、ジルコニウム系化成処理が普及し始めており、このジルコニウム系化成処理を施した後に電着塗装を行った部材の塗装後耐食性も求められるようになってきた。
特許文献１に開示される熱間プレス部材は、Ｚｎ系合金めっき鋼板を加熱して製造された熱間プレス部材であり、無塗装での耐食性やリン酸亜鉛系化成処理を適用した場合の塗装後耐食性には優れる。しかしながら、特許文献１の熱間プレス部材では、ジルコニウム系化成処理を適用した場合の塗装後耐食性については不十分であるという問題がある。
一方、熱間プレス部材の遅れ破壊を回避するためには、熱間プレス用鋼板の製造工程において鋼板に侵入した水素を、熱間プレス部材の製造工程において効率よく放出することが望まれる。すなわち、水素放出特性に優れる熱間プレス部材およびその製造方法と、水素放出特性に優れる熱間プレス部材を得るための熱間プレス用鋼板およびその製造方法の開発が課題となっている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、塗装後耐食性、特にジルコニウム系化成処理を適用した場合の塗装後耐食性、および、水素放出特性に優れる熱間プレス部材およびその製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、塗装後耐食性および水素放出特性に優れる熱間プレス部材に適した熱間プレス用鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を達成するために、鋭意研究を行い、以下の知見を得た。
（１）熱間プレス部材の塗装後耐食性および水素放出特性を向上させるためには、熱間プレス部材表面のＺｎ系合金めっき層において、酸化物層はＺｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、金属間化合物相を分断するように酸化物層を形成させる。さらにこの酸化物層について、金属間化合物相に対する単位断面当たりの分断密度を所定値以上とすることが有効である。
（２）単位断面当たりのクラック密度が所定値以上であるＺｎ系合金めっき層を有する熱間プレス用鋼板を熱間プレスすることにより、塗装後耐食性および水素放出特性に優れる熱間プレス部材を得ることができる。
（３）熱間プレス部材に用いる熱間プレス用鋼板のＺｎ系合金めっき層に、単位断面当たりのクラック密度が所定値以上となるクラックを形成する方法としては、Ｚｎ系合金めっき層を備える鋼板を酸性水溶液に浸漬する方法が有効である。あるいは、鋼板のＺｎ系合金めっき層に対して歪を付与する方法が有効である。
本発明は上記知見に基づくものであり、その要旨は以下の通りである。
［１］鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｚｎを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる固溶体相、または、Ｚｎを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる固溶体相と、
Ｆｅを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる金属間化合物相、または、Ｆｅを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる金属間化合物相と、
Ｚｎを含有する酸化物層と、を有するＺｎ系合金めっき層を備え、
前記酸化物層は前記Ｚｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、前記酸化物層は前記金属間化合物相を分断し、
前記酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度は１０分断箇所／ｍｍ以上である、熱間プレス部材。
［２］前記酸化物層における直交する２断面について、単位断面当たりの分断密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上である、［１］に記載の熱間プレス部材。
［３］鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備え、
前記Ｚｎ系合金めっき層内部に、前記Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、
前記Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である、熱間プレス用鋼板。
［４］前記Ｚｎ系合金めっき層における直交する２断面について、単位断面当たりのクラック密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上である、［３］に記載の熱間プレス用鋼板。
［５］鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備える鋼板を、
ｐＨ４．０以下の酸性水溶液に１．５秒以上浸漬する、もしくは前記Ｚｎ系合金めっき層に対して歪を付与する、
熱間プレス用鋼板の製造方法。
［６］前記酸性水溶液が、前記Ｚｎ系合金めっき層を形成するめっき液である、［５］に記載の熱間プレス用鋼板の製造方法。
［７］［５］または［６］に記載の製造方法により得られる熱間プレス用鋼板を、Ａｃ３変態点～１０００℃の温度範囲に加熱後熱間プレスする、熱間プレス部材の製造方法。
［８］鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備え、前記Ｚｎ系合金めっき層内部に、前記Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、前記Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である鋼板を、
Ａｃ３変態点～１０００℃の温度範囲に加熱後熱間プレスする、熱間プレス部材の製造方法。
本発明によれば、塗装後耐食性、特にジルコニウム系化成処理を適用した場合の塗装後耐食性、および、水素放出特性に優れる熱間プレス部材を得ることができる。また、本発明によれば、塗装後耐食性および水素放出特性に優れる熱間プレス部材に適した熱間プレス用鋼板を得ることができる。
図１は、Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成されていない場合の、熱間プレス前（加熱前）のＺｎ系合金めっき層の断面を示す模式図である。 図２は、Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成されていない場合の、熱間プレス後（加熱後）のＺｎ系合金めっき層の断面を示す模式図である。 図３は、Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成されている場合の、熱間プレス前（加熱前）のＺｎ系合金めっき層の断面を示す模式図である。 図４は、Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成されている場合の、熱間プレス後（加熱後）のＺｎ系合金めっき層の断面を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な一実施態様を示すものであり、以下の説明によって何ら限定されるものではない。また、鋼成分組成の各元素の含有量の単位はいずれも「質量％」であり、以下、特に断らない限り単に「％」で示す。
１）熱間プレス部材
本発明の熱間プレス部材は、鋼板の少なくとも一方の表面に、固溶体相と金属間化合物相とを有するＺｎ系合金めっき層を備える。上記の固溶体相は、Ｚｎを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、または、Ｚｎを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。上記の金属間化合物相は、Ｆｅを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、または、Ｆｅを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる。上記のＺｎ系合金めっき層は、Ｚｎを含有する酸化物層を有し、該酸化物層はＺｎ系合金めっき層の最表層に位置する。これとともに、該酸化物層は、金属間化合物相を分断し、酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度は１０分断箇所／ｍｍ以上である。
Ｚｎ系合金めっき層を備える鋼板に熱間プレスを施すと、Ｚｎ系合金めっき層中のＺｎが下地鋼板に拡散し、この拡散領域においてＺｎを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる固溶体相を形成する。同時に、Ｚｎ系合金めっき層中のＺｎと加熱雰囲気中に存在する酸素とが結合して、Ｚｎを含有する酸化物層を形成する。また、下地鋼板への拡散にも酸化物層の形成にも寄与しなかった金属間化合物であるＺｎ系合金めっき層は、そのまま金属間化合物相として残存するが、下地鋼板から拡散したＦｅが取り込まれるため、Ｆｅを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる金属間化合物相となる。
一方、Ｚｎ系合金めっき層がＺｎを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有する場合には、このＺｎ系合金めっき層を備える鋼板に熱間プレスを施すと次のようになる。Ｚｎ系合金めっき層中のＺｎおよびＺｎ以外の各元素が下地鋼板に拡散し、この拡散領域においてＺｎを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる固溶体相を形成する。同時に、Ｚｎ系合金めっき層中のＺｎと加熱雰囲気中に存在する酸素とが結合して、Ｚｎを含有する酸化物層を形成する。また、下地鋼板への拡散にも酸化物層の形成にも寄与しなかった金属間化合物であるＺｎ系合金めっき層は、そのまま金属間化合物相として残存するが、下地鋼板から拡散したＦｅが取り込まれるため、Ｆｅを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる金属間化合物相となる。
なお、固溶体相と金属間化合物相は、いずれも犠牲防食作用を有するＺｎを含有するため、耐食性の向上に寄与する。一方、Ｚｎを含有する酸化物層は、塗装下地処理として施されるリン酸亜鉛系化成処理やジルコニウム系化成処理を均一かつ緻密に被覆させる作用を有するため、塗装密着性の向上に寄与する。したがって、本発明が課題とする塗装後耐食性を満足するためには、固溶体相、金属間化合物相、酸化物層のいずれもが必須の構成要件である。
また、本発明において、酸化物層はＺｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、Ｚｎ系合金めっき層表面に垂直な方向にも位置することによって、金属間化合物相を分断する。酸化物層は金属間化合物相のみを分断し、固溶体相は分断しない。また、酸化物層は、その少なくとも１断面において金属間化合物相を分断していればよく、圧延方向の断面や圧延方向に対して直角の方向の断面といった特定方向の断面に限定されるわけではない。上記の「金属間化合物相を分断」とは、金属間化合物を分断する酸化物層の両端が金属間化合物相の厚み方向両端まで到達していることを意味する。
本発明の酸化物層がＺｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、酸化物層は金属間化合物相を分断することは、塗装後耐食性と水素放出特性を満足させるために必須の構成要件である。
まず、本発明の酸化物層が存在することにより、塗装後耐食性が向上する理由について説明する。
クラックが形成されていない通常のＺｎ系合金めっき層を有する鋼板（図１）を熱間プレスに供した場合、Ｚｎ系合金めっき層の表面には高低差１０μｍを超えるような大きな凹凸が形成する（図２）。この理由について、本発明者らは以下のように推測する。
熱間プレス前の加熱により鋼板の温度を上昇させていくと、温度上昇に伴いＺｎ系合金めっき層の表面に酸化物層が形成されていく。やがて鋼板の温度がＺｎ系合金めっき層の融点を超えると、酸化物層と鋼板との間に位置するめっき層が溶融して液体となる。なおも加熱が進み鋼板の温度が上昇を続けると、酸化物層も成長を継続していくこととなる。このとき、めっき層表面に対して垂直な方向では、酸化物層はその厚みを増大させて成長し、めっき層表面に水平な方向には酸化物層が凹凸を形成しながらその表面積を増大させることによって成長する。これは、酸化物層と鋼板との間に位置するめっき層が流動可能な液体であるため、酸化物層がその形状を変化させることが可能なためである。
このようにして製造された、酸化物層が大きな凹凸を有する熱間プレス部材に、ジルコニウム系化成処理および電着塗装を施して塗装後耐食性を評価すると、特にクロスカットを施していない一般部からの赤錆発生が顕著となる。この理由は、電着塗装が熱間プレス部材表面の凹凸に追従せず、凸部において電着塗装の膜厚が極めて薄くなるため、このような部分で赤錆が発生するものと考えられる。
これに対して、本発明のように、あらかじめクラックが形成されているＺｎ系合金めっき層を有する鋼板（図３）を熱間プレスに供した場合、熱間プレス前にクラックが存在した部分においては酸化物層が形成する（図４）。そして、熱間プレス前の加熱によりＺｎ系合金めっき層が溶融して液体になったとしても、酸化物層が金属間化合物相を分断しているため、Ｚｎ系合金めっき層全体が大きな凹凸を形成することはない。このため、Ｚｎ系合金めっき層全体として見た場合に、平坦なＺｎ系合金めっき層を有する熱間プレス部材を得ることができる。
したがって、本発明の熱間プレス部材にジルコニウム系化成処理および電着塗装を施して塗装後耐食性を評価した場合、電着塗装の膜厚が均一であるため、クロスカットを施していない一般部において局部的な赤錆発生が生じることはなく、優れた塗装後耐食性を得ることができる。
なお、鋼板のＺｎ系合金めっき層にクラックが形成されていない場合、加熱にともないＺｎ系合金めっき層の表面が大きな凹凸を形成するとともに、酸化物層がそれ自身の変形に追従できず、剥離してしまう場合がある。酸化物層が剥離した部分のジルコニウム系化成処理液との反応性は、酸化物層の存在する部分よりも劣る。このため、酸化物層が剥離した部分ではジルコニウム系化成処理皮膜の被覆率が低下し、化成処理皮膜が被覆していない部分において赤錆が発生する場合がある。一方、本発明の熱間プレス部材では、酸化物層が平坦であるため、加熱時の変形による酸化物層の剥離を生じることはない。このため、ジルコニウム系化成処理皮膜が熱間プレス部材の全面を均一に被覆することができ、上記のような酸化物層の剥離に起因した赤錆発生を生じることはない。
さらにまた、鋼板のＺｎ系合金めっき層にクラックが形成されていない場合、加熱によりＺｎ系合金めっき層が溶融すると、液体であるＺｎ系合金めっき層は酸化物層と鋼板との間で自由に流動することができる。その結果、Ｚｎ系合金めっき層中のＺｎの鋼板への拡散が活発となり、固溶体相が厚く形成する。一方、本発明のように、鋼板のＺｎ系合金めっき層にクラックが形成されている場合には、加熱によりＺｎ系合金めっき層が溶融しても、液体であるＺｎ系合金めっき層は酸化物層で取り囲まれているために移動が制限され、その位置に留まり続ける。その結果、Ｚｎ系合金めっき層中のＺｎの鋼板への拡散量が抑制されることとなり、固溶体相の形成が少なく、金属間化合物相の残存量が多くなる。固溶体相よりも金属間化合物相の方がＺｎ含有率が高いため、塗装後耐食性はより一層向上する。
以上のような理由により、本発明の酸化物層が存在することによって、塗装後耐食性が著しく向上する。
次に、Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成された鋼板を用いて熱間プレス部材を製造することにより、水素放出特性が向上する理由について説明する。
Ｚｎ系合金めっき層を有する鋼板を熱間プレス用鋼板として適用した場合、その製造工程において、電気めっき液中で発生した水素ガスの取り込みや、電気めっき後の大気中の水蒸気との接触等により、不可避的に下地鋼板に水素が侵入する。
鋼板のＺｎ系合金めっき層にクラックが形成されていない場合、鋼板に侵入した水素は、熱間プレス前の加熱での昇温過程において、Ｚｎ系合金めっき層を経由して放出される。しかしながら、水素の放出経路が金属間化合物相を経由する経路に限られるため、必ずしも効率よく水素を放出することができない。
これに対して、鋼板のＺｎ系合金めっき層にクラックが形成されている場合、上記の水素放出経路に加え、昇温過程の初期においてはクラックを経由して水素が放出されるため、鋼板製造時に侵入した水素を効率良く放出することが可能である。鋼板表面に水素放出を妨げるバリア層（またはめっき層）などが存在しない場合、または１時間以上など十分に長時間加熱した場合、鋼板中の拡散性水素は一般に３００～３５０℃の低温域で放出されると考えられている。このような理由により、Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成されている鋼板は、低温域における水素放出特性が向上する。
一方、熱間プレス工程の昇温過程において、４００℃以上の高温域では炉内雰囲気中の水蒸気と鋼板またはめっき層が反応して、水素が鋼中に取り込まれることが知られている。このような高温域での鋼板への水素侵入を抑制するためには、酸化物のようなバリア層を形成させることが有効である。Ｚｎ系合金めっき層にクラックが形成された熱間プレス用鋼板では、最表層において横断的に形成する酸化物層に加えて、クラックが形成された箇所に対応して酸化物層が形成する。このような酸化物層は、水素侵入に対するバリア層として機能する酸化物層を疑似的に厚くする効果がある。このような酸化物層が存在することによって高温域での水素侵入が抑制され、結果として遅れ破壊の発生し難い熱間プレス部材を得ることができる。
本発明の熱間プレス部材において、酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度は１０分断箇所／ｍｍ以上である。酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度が１０分断箇所／ｍｍ未満であると、上記の作用を得られず、上述した塗装後耐食性および水素放出特性の向上効果が不十分である。塗装後耐食性および水素放出特性を向上させる観点から、単位断面当たりの分断密度は、好ましくは５０分断箇所／ｍｍ以上、より好ましくは１００分断箇所／ｍｍ以上である。上記の単位断面当たりの分断密度の上限は特に規定しない。単位断面当たりの分断密度の過度の増大は、酸性水溶液への浸漬時間の増大などを要し、生産効率の低下および製造コストの増大を招くため、単位断面当たりの分断密度は、好ましくは３００分断箇所／ｍｍ以下、より好ましくは２００分断箇所／ｍｍ以下である。
上記の「酸化物層の少なくとも１断面」とは、Ｚｎ系合金めっき層における金属間化合物相の全厚を分断する、Ｚｎ系合金めっき層表面に垂直な方向の酸化物層のうち少なくとも１つの酸化物層の断面を指す。なお、上記の分断密度は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
本発明の熱間プレス部材において、酸化物層における直交する２断面について、単位断面当たりの分断密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上であることが好ましい。本発明の酸化物層の存在による塗装後耐食性および水素放出特性の向上メカニズムは、上述のとおり、めっき層分断による凹凸抑制効果、凹凸低減による酸化物層の剥離抑制効果、めっき層分断による金属間化合物相の残存量増大効果、水素放出経路の増大効果等である。本発明の酸化物層は、１断面のみに１０分断箇所／ｍｍ以上の密度で存在するよりも、直交する２断面について、それぞれ１０分断箇所／ｍｍ以上の密度で存在する方が、塗装後耐食性および水素放出特性を向上させる効果がより大きくなる。したがって、本発明の熱間プレス部材において、酸化物層における直交する２断面について、単位断面当たりの分断密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上であることが好ましい。２断面の上記分断密度は、いずれも、好ましくは５０分断箇所／ｍｍ以上、より好ましくは１００分断箇所／ｍｍ以上である。上述と同様の理由から、いずれも、好ましくは３００分断箇所／ｍｍ以下、より好ましくは２００分断箇所／ｍｍ以下である。
上記の「酸化物層における直交する２断面」とは、Ｚｎ系合金めっき層における金属間化合物相の全厚を分断する、Ｚｎ系合金めっき層表面に垂直な方向の酸化物層の２つの断面であり、かつ、互いに直交する関係にある鋼板の圧延方向（Ｌ方向）および圧延方向に直角の方向（Ｃ方向）の２つの断面を指す。なお、上記２断面の分断密度は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
２）熱間プレス用鋼板
本発明の熱間プレス用鋼板は、鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備える。該Ｚｎ系合金めっき層内部には、Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である。
Ｚｎ系合金めっき層が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有することにより、Ｚｎ系合金めっき層の融点を上昇させ、その結果として塗装後耐食性に優れた熱間プレス部材を得ることができる。各元素の含有量の合計が０．１質量％未満であると、Ｚｎ系合金めっき層の融点を十分に上昇させることができず、熱間プレス前の加熱により金属間化合物相が消失する場合がある。その結果、所望の塗装後耐食性を有する熱間プレス部材を得ることができない。各元素の含有量の合計が６０質量％を超えると、酸性水溶液によるＺｎの溶出反応が抑制されることによってクラックの形成が困難となるため、熱間プレス部材の塗装後耐食性および水素放出特性が不十分となる。上記の各元素の含有量の合計の下限は、好ましくは０．２質量％以上であり、より好ましくは４質量％以上である。上記の各元素の含有量の合計の上限は、好ましくは５５質量％以下であり、より好ましくは１５質量％以下である。
上記のＺｎ系合金めっき層としては、例えば、電気Ｚｎ－Ｆｅめっき層、溶融Ｚｎめっき層、合金化溶融Ｚｎめっき層、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき層、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき層などが例示される。
また、Ｚｎ系合金めっき層の付着量を１０～９０ｇ／ｍ2とすることにより、塗装後耐食性および水素放出特性に優れた熱間プレス部材を得ることができる。付着量が１０ｇ／ｍ2未満であると、熱間プレス前の加熱により金属間化合物相が消失するため、所望の塗装後耐食性を有する熱間プレス部材を得ることができない。付着量が９０ｇ／ｍ2を超えると塗装後耐食性の向上効果が飽和するためコスト的に不経済であるばかりでなく、水素放出特性が劣化する場合もある。塗装後耐食性のさらなる向上を目的とする場合、付着量を３０ｇ／ｍ2以上としておくことが好ましい。付着量は８０ｇ／ｍ2以下とすることが好ましい。なお、上記付着量は、片面当たりの付着量である。
本発明の熱間プレス用鋼板において、Ｚｎ系合金めっき層内部に、Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である。
なお、本発明の熱間プレス用鋼板において、Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックとは、Ｚｎ系合金めっき層表面に対して垂直な方向、すなわち、Ｚｎ系合金めっき層の表面から下地鋼板側に向かって形成されたクラックのことを指すものとする。また、クラックの幅は、塗装後耐食性の観点から５μｍ以下とし、より好ましくは２μｍ以下とする。クラック幅の下限は特に規定しない。好ましくは０．１μｍ以上とする。
上記１）で詳細に説明したとおり、本発明の熱間プレス部材は、酸化物層がＺｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、酸化物層が金属間化合物相を分断し、酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度は１０分断箇所／ｍｍ以上である。このような熱間プレス部材を得るために、本発明の熱間プレス用鋼板は、Ｚｎ系合金めっき層内部に、Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上とする。Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ未満であると、得られる熱間プレス部材の塗装後耐食性および水素放出特性の向上効果が不十分である。塗装後耐食性および水素放出特性を向上させる観点から、単位断面当たりのクラック密度は、好ましくは５０分断箇所／ｍｍ以上、より好ましくは１００分断箇所／ｍｍ以上である。単位断面当たりのクラック密度の過度の増大は、酸性水溶液への浸漬時間の増大などを要し、生産効率の低下および製造コストの増大を招くため、単位断面当たりのクラック密度は、好ましくは３００分断箇所／ｍｍ以下、より好ましくは２００分断箇所／ｍｍ以下である。
本発明の熱間プレス用鋼板において、Ｚｎ系合金めっき層における直交する２断面について、単位断面当たりのクラック密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上であることが好ましい。上記１）で説明したとおり、本発明の熱間プレス部材の酸化物層が、１断面のみに１０分断箇所／ｍｍ以上の密度で存在するよりも、直交する２断面について、それぞれ１０分断箇所／ｍｍ以上の密度で存在する方が、塗装後耐食性および水素放出特性を向上させる効果がより大きくなる。したがって、本発明の熱間プレス用鋼板においても、Ｚｎ系合金めっき層における直交する２断面について、単位断面当たりのクラック密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上であることが好ましい。２断面の上記分断密度は、いずれも、好ましくは５０分断箇所／ｍｍ以上、より好ましくは１００分断箇所／ｍｍ以上である。上述と同様の理由から、いずれも、好ましくは３００分断箇所／ｍｍ以下、より好ましくは２００分断箇所／ｍｍ以下である。
なお、本発明におけるクラックとは、下記３）で説明するとおり、意図的なクラック形成処理を施すことにより形成させたクラックを意味する。したがって、断面を観察するための試験片を準備する際に生じたクラック等を含むものではない。
本発明のＺｎ系合金めっき層は、単層のＺｎ系合金めっき層であってもよいが、本発明の作用効果に影響を及ぼさない範囲で、目的に応じて下層皮膜を設けてもよい。例えば、下層皮膜としては、Ｎｉを主体とする下地めっき層が例示される。
本発明において、熱間プレス後に１４７０ＭＰａ級を超えるような熱間プレス部材を得るためには、Ｚｎ系合金めっき層の下地鋼板としては、例えば、質量％で、Ｃ：０．２０～０．３５％、Ｓｉ：０．１～０．５％、Ｍｎ：１．０～３．０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％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鋼板を用いることができる。なお、鋼板としては冷延鋼板または熱延鋼板のいずれでも構わない。以下に各成分の限定理由を記載する。
Ｃ：０．２０～０．３５％
Ｃは、鋼組織としてマルテンサイトなどを形成させることで強度を向上させる。１４７０ＭＰａ級を超えるような強度を得るためには０．２０％以上必要である。一方、０．３５％を超えるとスポット溶接部の靱性が劣化する。したがって、Ｃ量は０．２０～０．３５％とすることが好ましい。
Ｓｉ：０．１～０．５％
Ｓｉは鋼を強化して良好な材質を得るのに有効な元素である。そのためには０．１％以上必要である。一方、０．５％を超えるとフェライトが安定化されるため、焼き入れ性が低下する。したがって、Ｓｉ量は０．１～０．５％とすることが好ましい。
Ｍｎ：１．０～３．０％
Ｍｎは鋼の高強度化に有効な元素である。機械特性や強度を確保するためは１．０％以上含有させることが必要である。一方、３．０％超えると焼鈍時の表面濃化が増加し、めっき密着性の確保が困難になる。したがって、Ｍｎ量は１．０～３．０％とすることが好ましい。
Ｐ：０．０２％以下
Ｐ量が０．０２％を超えると鋳造時のオーステナイト粒界へのＰ偏析に伴う粒界脆化により、局部延性の劣化を通じて強度と延性のバランスが低下する。したがって、Ｐ量は０．０２％以下とすることが好ましい。なお、Ｐ含有量の下限は特に限定されない。ただし、過度の低減はコストの増加を招くので、Ｐ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。
Ｓ：０．０１％以下
ＳはＭｎＳなどの介在物となって、耐衝撃性の劣化や溶接部のメタルフローに沿った割れの原因となる。したがって、極力低減することが望ましく０．０１％以下とすることが好ましい。また、良好な伸びフランジ性を確保するため、より好ましくは０．００５％以下とする。なお、Ｓ含有量の下限は特に限定されない。ただし、過度の低減はコストの増加を招くので、Ｓ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。
Ａｌ：０．１％以下
Ａｌ量が０．１％を超えると、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ａｌ量は０．１％以下とすることが好ましい。なお、Ａｌ含有量の下限は特に限定されない。ただし、含有量が少ないと溶鋼時の脱酸が抑制され、材料の均一性や機械特性が低下するため、Ａｌ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。
Ｎ：０．０１％以下
Ｎ量が０．０１％を超えると、熱間圧延時や熱間プレス前の加熱時にＡｌＮの窒化物を形成し、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ｎ量は０．０１％以下とすることが好ましい。なお、Ｎ含有量の下限は特に限定されない。ただし、過度の低減はコスト増加を招くため、Ｎ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。
また、本発明では、上記した基本成分のほかに鋼板の特性の更なる改善を意図して、Ｎｂ：０．０５％以下、Ｔｉ：０．０５％以下、Ｂ：０．０００２～０．００５％、Ｃｒ：０．１～０．３％、Ｓｂ：０．００３～０．０３％のうちから選ばれた少なくとも１種を、必要に応じて適宜含有させることが可能である。
Ｎｂ：０．０５％以下
Ｎｂは鋼の強化に有効な成分であるが、過剰に含まれると形状凍結性が低下する。したがって、Ｎｂを含有させる場合は０．０５％以下とする。なお、Ｎｂ含有量の下限は特に限定されない。ただし、含有量が少ないと鋼の強度強化効果が得られないため、Ｎｂ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。
Ｔｉ：０．０５％以下
ＴｉもＮｂと同様に鋼の強化には有効であるが、過剰に含まれると形状凍結性が低下するという課題がある。したがって、Ｔｉを含有させる場合は０．０５％以下とする。なお、Ｔｉ含有量の下限は特に限定されない。ただし、含有量が少ないと鋼の強度強化効果が得られないため、Ｔｉ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。
Ｂ：０．０００２～０．００５％
Ｂはオーステナイト粒界からのフェライト生成およびフェライト成長を抑制する作用を有するため、０．０００２％以上の添加が好ましい。一方、過剰なＢの添加は成形性を大きく損なう。したがって、Ｂを含有させる場合は０．０００２～０．００５％とする。
Ｃｒ：０．１～０．３％
Ｃｒは鋼の強化および焼き入れ性を向上させるために有用である。このような効果を発現するためには０．１％以上の添加が好ましい。一方、合金コストが高いため０．３％超えの添加では大幅なコストアップを招く。したがって、Ｃｒを含有させる場合は０．１～０．３％とする。
Ｓｂ：０．００３～０．０３％
Ｓｂも熱間プレスのプロセス中に鋼板表層の脱炭を抑止する効果がある。このような効果を発現するためには０．００３％以上の添加が必要である。一方、Ｓｂ量が０．０３％を超えると圧延荷重の増加を招くため生産性を低下させる。したがって、Ｓｂを含有させる場合は０．００３～０．０３％とする。
上記以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
３）熱間プレス用鋼板の製造方法
本発明において、鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備える鋼板を、ｐＨ４．０以下の酸性水溶液に１．５秒以上浸漬する、もしくは鋼板のＺｎ系合金めっき層に対して歪を付与することにより、所望のクラック密度を有する熱間プレス用鋼板を製造することができる。
上記のＺｎ系合金めっき層としては、例えば、電気Ｚｎ－Ｆｅめっき層、溶融Ｚｎめっき層、合金化溶融Ｚｎめっき層、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき層、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき層などが例示される。
Ｚｎ系合金めっき層として、電気Ｚｎ－Ｆｅめっき層を施す場合には、硫酸亜鉛７水和物２００ｇ／Ｌ、硫酸第一鉄鉄７水和物２４０ｇ／Ｌを含有し、ｐＨ１．５、浴温５０℃のめっき液を用いて、電流密度５０Ａ／ｄｍ2の条件で、電気Ｚｎ－Ｆｅめっきを行うことができる。
Ｚｎ系合金めっき層として、溶融Ｚｎめっき層を施す場合には、Ａｌを０．２％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる浴温４６０℃のめっき浴を用い、鋼板を２秒間めっき浴に浸漬させることにより、溶融Ｚｎめっきを行うことができる。
Ｚｎ系合金めっき層として、合金化溶融Ｚｎめっき層を施す場合には、浴温４６０℃の溶融Ｚｎめっき浴を用い、鋼板を２秒間めっき浴に浸漬させた後、合金化温度５００℃で１５秒間合金化処理を施すことにより、合金化溶融Ｚｎめっきを行うことができる。
Ｚｎ系合金めっき層として、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき層を施す場合には、Ａｌを５％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる浴温５００℃のめっき浴、または、Ａｌを５５％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる浴温６００℃のめっき浴を用い、鋼板を２秒間めっき浴に浸漬させることにより、溶融Ｚｎ－Ａｌめっきを行うことができる。
Ｚｎ系合金めっき層として、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき層を施す場合には、Ａｌを４．５％、Ｍｇを０．５％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる浴温５００℃のめっき浴を用い、鋼板を２秒間めっき浴に浸漬させることにより、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっきを行うことができる。
酸性水溶液のｐＨが４．０を超えると、エッチング能力が低下するため、クラックを形成する効果が減少し、所望のクラック密度を得ることができないため、酸性水溶液のｐＨは４．０以下とする。酸性水溶液のｐＨは、好ましくは２．０以下とする。過剰なエッチングを防止するため、酸性水溶液のｐＨは好ましくは１．０以上とする。また、酸性水溶液への浸漬時間が１．５秒未満である場合にも、エッチングが十分に進行しないため、クラックを形成する効果が減少し、所望のクラック密度を得ることができないため、酸性水溶液への浸漬時間は１．５秒以上とする。酸性水溶液への浸漬時間は、好ましくは２．０秒以上とする。該浸漬時間の上限は特に規定しないが、過剰なエッチングを防止する観点から、好ましくは２０秒以下、より好ましくは１５秒以下とする。
特に本発明では、ｐＨ４．０以下の酸性水溶液に１．５秒以上鋼板を浸漬することにより、Ｚｎ系合金めっき層における直交する２断面について、単位断面当たりのクラック密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上である熱間プレス用鋼板を得ることができる。本発明において、酸性水溶液として、例えば、塩酸、硫酸などの酸性水溶液を用いることができる。
本発明において、酸性水溶液は、Ｚｎ系合金めっき層を形成するめっき液であることが好ましい。Ｚｎ系合金めっき層を形成するためのめっき液は、通常ｐＨ４．０以下の酸性水溶液である。したがって、Ｚｎ系合金めっき層を形成した後、引き続きこのめっき液への浸漬処理を行えば、１つの液を用いてＺｎ系合金めっき層の形成処理とクラック形成処理を行うことができるので、コスト的に有利である。
本発明において、Ｚｎ系合金めっき層を形成するめっき液として、例えば、電気Ｚｎ－Ｆｅめっき層を施す場合に用いる、硫酸亜鉛７水和物２００ｇ／Ｌ、硫酸第一鉄鉄７水和物２４０ｇ／Ｌを含有し、ｐＨ１．５、浴温５０℃のめっき液を用いることができる。
また、本発明では、鋼板のＺｎ系合金めっき層に対して歪を付与することにより、所望のクラック密度を有する熱間プレス用鋼板を製造することができる。歪を付与するクラック形成処理としては、一軸引張等が例示される。また、歪量としては、２％以上が好ましい。クラックの幅が過剰に増大することを防止する観点から、歪量は１０％以下とすることが好ましい。一軸引張を行う方法は特に限定されないが、例えば、Ｚｎ系合金めっき層を施した後に、鋼板製造ラインの特定区間における圧延方向の張力を増大させて歪を付与する方法が例示される。
４）熱間プレス部材の製造方法
本発明において、上記３）で説明した方法で製造される熱間プレス用鋼板に対して、Ａｃ３変態点～１０００℃の温度範囲に加熱後熱間プレスすることにより、所望の分断密度を有する熱間プレス部材を得ることができる。あるいは、鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備え、Ｚｎ系合金めっき層内部に、Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である鋼板（熱間プレス用鋼板）に対して、Ａｃ３変態点～１０００℃の温度範囲に加熱後熱間プレスすることにより、所望の分断密度を有する熱間プレス部材を得ることができる。
熱間プレス用鋼板の加熱温度の範囲をＡｃ３変態点～１０００℃とすることにより、上記１）で説明した、固溶体相と、金属間化合物相と、酸化物層とを有するＺｎ系合金めっき層を得ることができる。加熱温度がＡｃ３変態点より低いと、熱間プレス部材として必要な強度を得ることができない場合があり、一方、加熱温度が１０００℃を超えると、Ｚｎ系合金めっき層における金属間化合物相が消失してしまう場合がある。上記加熱温度は、好ましくは８００℃以上であり、好ましくは９５０℃以下である。なお、本発明において、Ａｃ３変態点は、熱力学計算ソフトＴｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃで求めた。
また、上記加熱温度における保持時間については何ら限定されるものではない。なお、金属間化合物相をなるべく多く残存させて塗装後耐食性をより一層向上させる観点、および、保持時間中に炉内の水蒸気を取り込むことによる水素侵入を避ける観点から、保持時間は３分以内とすることが好ましく、より好ましくは１分以内、さらに好ましくは０分とする。
また、熱間プレス用鋼板を加熱する方法は何ら限定されるものでなく、電気炉やガス炉による炉加熱、通電加熱、誘導加熱、高周波加熱、火炎加熱などが例示される。
加熱に次いで、熱間プレス加工を行い、加工と同時または直後に金型や水などの冷媒を用いて冷却を行うことにより熱間プレス部材が製造される。本発明においては、熱間プレス条件は特に限定されないが、一般的な熱間プレス温度範囲である６００～８００℃でプレスを行う事が出来る。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。下記の実施例は本発明を限定するものではなく、要旨構成の範囲内で適宜変更することは、本発明の範囲に含まれるものとする。
下地鋼板として、質量％で、Ｃ：０．３３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：１．９％、Ｐ：０．００５％、Ｓ：０．００１％、Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００４％、Ｎｂ：０．０２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｂ：０．００２％、Ｃｒ：０．２％、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する、板厚１．４ｍｍの冷延鋼板を用いた（Ａｃ３変態点＝７３０℃）。
上記の下地鋼板に、電気Ｚｎめっき、電気Ｚｎ－Ｆｅめっき（Ｆｅ：１３％）、溶融Ｚｎめっき（Ａｌ：０．２％）、合金化溶融Ｚｎめっき（Ｆｅ：１０％）、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき（Ａｌ：５％）、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき（Ａｌ：４．５％、Ｍｇ：０．５％）、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき（Ａｌ：５５％）を施し、下地鋼板上に、各種のＺｎ系合金めっき層を形成させた。
電気Ｚｎ－Ｆｅめっき（Ｆｅ：１３％）、溶融Ｚｎめっき（Ａｌ：０．２％）、合金化溶融Ｚｎめっき（Ｆｅ：１０％）、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき（Ａｌ：５％）、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき（Ａｌ：４．５％、Ｍｇ：０．５％）、溶融Ｚｎ－Ａｌめっき（Ａｌ：５５％）はすでに説明したとおりの方法によりめっき層を形成させた。電気Ｚｎめっきは、硫酸亜鉛７水和物４４０ｇ／Ｌを含有し、ｐＨ１．５、浴温５０℃のめっき液を用いて、電流密度５０Ａ／ｄｍ2の条件で電気めっきを行うことによりめっき層を形成させた。
得られたＺｎ系合金めっき層中の各元素の含有量および付着量を表１に示す。なお、表１に示したＺｎ系合金めっき層中の各元素は、残部（Ｚｎおよび不可避的不純物）以外の元素である。
このようにして得られた鋼板を以下の方法で処理することにより、Ｚｎ系合金めっき層にクラックを形成させた。各方法におけるクラック形成処理の条件は、表１に示す条件とした。
Ａ：鋼板を上記浴組成のめっき液に浸漬する処理
Ｂ：鋼板を塩酸に浸漬する処理
Ｃ：鋼板の圧延方向に歪量５％の一軸引張を行う処理
なお、上記Ｃの処理により、めっき層に対しても５％の歪を付与することとなる。
得られた熱間プレス用鋼板のＺｎ系合金めっき層について、断面観察を行い、クラック密度を測定した。具体的には、Ｚｎ系合金めっき層の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５００倍で観察し、単位断面長さ当たりのクラック密度（箇所／ｍｍ）に換算した。このとき、クラック密度の測定精度を上げるため、１つの供試材について３視野の断面観察を行い、その平均値をクラック密度とした。なお、クラック密度の測定は、鋼板の圧延方向（Ｌ方向）および圧延方向に直角の方向（Ｃ方向）の２断面について行った。クラック密度を表１に示す。
次いで、得られた熱間プレス用鋼板を、熱間プレスに供した。すなわち、得られた熱間プレス用鋼板から１５０ｍｍ×３００ｍｍの試験片を採取し、電気炉によって加熱処理を行った。熱処理条件（加熱温度、保持時間）を表１に示す。熱処理後の試験片を電気炉から取り出し、直ちにハット型金型を用いて成形開始温度７００℃で熱間プレスを行うことにより熱間プレス部材を得た。なお、得られた熱間プレス部材の形状は上面の平坦部長さ１００ｍｍ、側面の平坦部長さ５０ｍｍ、下面の平坦部長さ５０ｍｍである。また、金型の曲げＲ（曲率半径）は上面の両肩、下面の両肩いずれも７Ｒである。
得られた熱間プレス部材について、めっき層の相構造の同定、酸化物層の分断密度の測定、塗装後耐食性の評価、水素放出特性の評価を行った。
＜めっき層の相構造および酸化物層の分断密度＞
得られた熱間ブレス部材の各めっき層について、相構造（固溶体相、金属間化合物相、酸化物層）の同定を行った。具体的には、Ｘ線回折により固溶体相、金属間化合物相、酸化物層の各相の存在有無を判定し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により各相の存在位置を確認した。存在位置を確認できた場合には表１中の各相の欄に「〇有り」と記載し、存在位置を確認できなかった場合には表１中の各相の欄に「×無し」と記載した。
また、得られた熱間プレス部材の上面の平坦部から断面観察用の試験片を採取し、断面観察を行うことにより酸化物層の分断密度を測定した。具体的には、熱間プレス部材のＺｎ系合金めっき層の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５００倍で観察し、単位断面当たりの分断密度（箇所／ｍｍ）に換算した。このとき、酸化物層の分断密度の測定精度を上げるため、１つの供試材について３視野の断面観察を行い、その平均値を分断密度とした。なお、分断密度の測定は、鋼板の圧延方向（Ｌ方向）および圧延方向に直角の方向（Ｃ方向）の２断面について行った。酸化物層の分断密度の測定結果を表１に示す。
＜塗装後耐食性＞
塗装後耐食性を評価するため、得られた熱間プレス部材について、上面の平坦部から７０ｍｍ×１５０ｍｍの試験片を切り出し、この試験片に対してジルコニウム系化成処理および電着塗装を施した。ジルコニウム系化成処理は、日本パーカライジング社製ＰＬＭ２１００を用いて標準条件で行い、電着塗装は関西ペイント社製ＧＴ１００Ｖを用いて塗装膜厚が１０μｍとなるように行い、焼付け条件は１７０℃で２０分間保持とした。次いで、ジルコニウム系化成処理および電着塗装を施した熱間プレス部材を腐食試験（ＳＡＥ－Ｊ２３３４）に供し、３０サイクル後の腐食状況の評価を行った。
クロスカット部については、クロスカットからの片側最大膨れ幅を測定して以下の基準で判定を行い、以下に示す記号のうち「◎」または「○」を合格とした。評価結果を表２に示す。
◎：片側最大膨れ幅＜１．５ｍｍ
○：１．５ｍｍ≦片側最大膨れ幅＜３．０ｍｍ
△：３．０ｍｍ≦片側最大膨れ幅＜４．０ｍｍ
×：４．０ｍｍ≦片側最大膨れ幅
クロスカットを施していない一般部については、以下の基準で判定を行い、以下に示す記号のうち「◎」または「○」を合格とした。評価結果を表２に示す。
◎：一般部における赤錆発生なし
○：１箇所≦赤錆発生箇所＜３箇所
△：３箇所≦赤錆発生箇所＜１０箇所
×：１０箇所≦赤錆発生箇所
＜熱間プレス部材中の水素量測定＞
得られた熱間プレス部材中の水素量をガスクロマトグラフィーにより測定した。ガスクロマトグラフィーの昇温速度は２００℃／ｈ、到達温度は３００℃である。ここで、水素量とは室温から３００℃の温度範囲で鋼中から放出される水素量の累積であり、各温度の放出水素量を積算して算出される。
以下の基準で判定を行い、以下に示す記号のうち「◎」または「○」を合格とした。評価結果を表２に示す。
◎：熱間プレス部材中の水素量＜０．１０ｐｐｍ
○：０．１０ｐｐｍ≦熱間プレス部材中の水素量＜０．１５ｐｐｍ
△：０．１５ｐｐｍ≦熱間プレス部材中の水素量＜０．２０ｐｐｍ
×：０．２０ｐｐｍ≦熱間プレス部材中の水素量
Figure 0007131719000001
Figure 0007131719000002
表２の結果から、本発明の熱間プレス部材は、塗装後耐食性、特にジルコニウム系化成処理を適用した場合の塗装後耐食性、および、水素放出特性に優れる。また、本発明の熱間プレス用鋼板であれば、塗装後耐食性および水素放出特性に優れる熱間プレス部材を得ることができる。

Claims (8)

  1. 鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｚｎを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる固溶体相、または、Ｚｎを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる固溶体相と、
    Ｆｅを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる金属間化合物相、または、Ｆｅを含有し、さらにＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる金属間化合物相と、
    Ｚｎを含有する酸化物層と、を有するＺｎ系合金めっき層を備え、
    前記酸化物層は前記Ｚｎ系合金めっき層の最表層に位置するとともに、前記酸化物層は前記金属間化合物相を分断し、
    前記酸化物層の少なくとも１断面における単位断面当たりの分断密度は１０分断箇所／ｍｍ以上である、熱間プレス部材。
  2. 前記酸化物層における直交する２断面について、単位断面当たりの分断密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上である、請求項１に記載の熱間プレス部材。
  3. 鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備え、
    前記Ｚｎ系合金めっき層内部に、前記Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、
    前記Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である、熱間プレス用鋼板。
  4. 前記Ｚｎ系合金めっき層における直交する２断面について、単位断面当たりのクラック密度がいずれも１０分断箇所／ｍｍ以上である、請求項３に記載の熱間プレス用鋼板。
  5. 請求項３または４に記載の熱間プレス用鋼板の製造方法であって、
    鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備える鋼板を、
    ｐＨ４．０以下の酸性水溶液に１．５秒以上浸漬する、もしくは前記Ｚｎ系合金めっき層に対して歪を付与する、
    熱間プレス用鋼板の製造方法。
  6. 前記酸性水溶液が、前記Ｚｎ系合金めっき層を形成するめっき液である、請求項５に記載の熱間プレス用鋼板の製造方法。
  7. 請求項５または６に記載の製造方法により得られる熱間プレス用鋼板を、Ａｃ３変態点～１０００℃の温度範囲に加熱後熱間プレスする、熱間プレス部材の製造方法。
  8. 鋼板の少なくとも一方の表面に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂのうちから選ばれた少なくとも一種を合計で０．１～６０質量％含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ2のＺｎ系合金めっき層を備え、前記Ｚｎ系合金めっき層内部に、前記Ｚｎ系合金めっき層を分断するクラックを有し、前記Ｚｎ系合金めっき層の少なくとも１断面における単位断面当たりのクラック密度が１０分断箇所／ｍｍ以上である鋼板を、
    Ａｃ３変態点～１０００℃の温度範囲に加熱後熱間プレスする、熱間プレス部材の製造方法。
JP2021566532A 2020-10-27 2021-08-18 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法 Active JP7131719B1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020179397 2020-10-27
JP2020179397 2020-10-27
PCT/JP2021/030091 WO2022091529A1 (ja) 2020-10-27 2021-08-18 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022091529A1 JPWO2022091529A1 (ja) 2022-05-05
JP7131719B1 true JP7131719B1 (ja) 2022-09-06

Family

ID=81382244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021566532A Active JP7131719B1 (ja) 2020-10-27 2021-08-18 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230392226A1 (ja)
EP (1) EP4215294A4 (ja)
JP (1) JP7131719B1 (ja)
KR (1) KR20230069975A (ja)
CN (1) CN116348215A (ja)
MX (1) MX2023004567A (ja)
WO (1) WO2022091529A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2023233779A1 (ja) * 2022-06-03 2023-12-07

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0633213A (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 Kobe Steel Ltd 水素脆化の発生しない超高強度亜鉛めっき鋼板
JPH10317121A (ja) * 1997-05-19 1998-12-02 Nkk Corp 塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2015081368A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ鋼材の製造方法、ホットスタンプ用鋼板の製造方法及びホットスタンプ用鋼板
WO2015152263A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ鋼材
WO2018179395A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ成形体
JP2018204065A (ja) * 2017-06-01 2018-12-27 日新製鋼株式会社 高強度Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系表面被覆鋼板およびその製造方法
WO2019189067A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3582504B2 (ja) 2001-08-31 2004-10-27 住友金属工業株式会社 熱間プレス用めっき鋼板
JP6249113B2 (ja) * 2016-01-27 2017-12-20 Ｊｆｅスチール株式会社 高降伏比型高強度亜鉛めっき鋼板及びその製造方法
WO2020079926A1 (ja) * 2018-10-18 2020-04-23 Ｊｆｅスチール株式会社 高延性高強度電気亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法
WO2021019829A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 Ｊｆｅスチール株式会社 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0633213A (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 Kobe Steel Ltd 水素脆化の発生しない超高強度亜鉛めっき鋼板
JPH10317121A (ja) * 1997-05-19 1998-12-02 Nkk Corp 塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2015081368A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ鋼材の製造方法、ホットスタンプ用鋼板の製造方法及びホットスタンプ用鋼板
WO2015152263A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ鋼材
WO2018179395A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ成形体
JP2018204065A (ja) * 2017-06-01 2018-12-27 日新製鋼株式会社 高強度Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系表面被覆鋼板およびその製造方法
WO2019189067A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116348215A (zh) 2023-06-27
US20230392226A1 (en) 2023-12-07
MX2023004567A (es) 2023-05-04
EP4215294A1 (en) 2023-07-26
KR20230069975A (ko) 2023-05-19
JPWO2022091529A1 (ja) 2022-05-05
WO2022091529A1 (ja) 2022-05-05
EP4215294A4 (en) 2023-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11085101B2 (en) Hot-pressed member and method for manufacturing same, and cold-rolled steel sheet for hot pressing and method for manufacturing same
JP4589880B2 (ja) 成形性と穴拡げ性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板と高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板及び高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法並びに高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
CN109072380B (zh) 钢板、镀覆钢板和它们的制造方法
CN110291217B (zh) 高强度钢板及其制造方法
KR101587968B1 (ko) 합금화 용융 아연 도금층 및 그것을 가진 강판 및 그 제조 방법
KR102331003B1 (ko) 용융 아연 도금 강판
WO2019003541A1 (ja) 熱間プレス部材およびその製造方法ならびに熱間プレス用冷延鋼板およびその製造方法
JP4837604B2 (ja) 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
CN110832097B (zh) 热压构件及其制造方法以及热压用冷轧钢板及其制造方法
KR20190023093A (ko) 고강도 박강판 및 그 제조 방법
CN113122772A (zh) 薄钢板和镀覆钢板、以及薄钢板和镀覆钢板的制造方法
WO2020170667A1 (ja) 熱間プレス部材、熱間プレス用冷延鋼板およびそれらの製造方法
KR101647225B1 (ko) 표면품질 및 내파우더링성이 우수한 고강도 합금화용융아연도금강판 및 그 제조방법
JP7131719B1 (ja) 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびにそれらの製造方法
KR101736640B1 (ko) 도금성 및 점용접성이 우수한 아연계 도금강판 및 그 제조방법
CN111936649B (zh) 高强度镀锌钢板、高强度部件和它们的制造方法
JP3464611B2 (ja) 成形性と耐食性に優れた高強度溶融亜鉛メッキ熱延鋼板及びその製造方法
JP5245376B2 (ja) 焼付硬化性に優れた合金化溶融亜鉛めっき用鋼板を用いた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
CN113166837A (zh) 高强度钢板及其制造方法
JP7126093B2 (ja) 熱間プレス部材およびその製造方法
JP7173368B2 (ja) 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびに熱間プレス部材の製造方法
JP7243949B1 (ja) 熱間プレス部材
JP7338606B2 (ja) 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板ならびに熱間プレス部材の製造方法
JP7243948B1 (ja) 熱間プレス部材
WO2023134665A1 (zh) 一种具有Al-Zn-Mg-Si镀层的热冲压钢板及其热冲压方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220607

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220726

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7131719

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150