MX2012004893A

MX2012004893A - Miembro prensado en caliente y metodo para la produccion del mismo.

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Publication number: MX2012004893A
Application number: MX2012004893A
Authority: MX
Inventors: Hiroyuki Masuoka; Shinji Ootsuka; Hiroki Nakamura; Seiji Nakajima; Tatsuya Miyoshi
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-06-01
Also published as: KR20130004271A; BR112012009965A2; AU2010312406A1; US9040166B2; EP2495352A1; US9598744B2; JP4849186B2; RU2012121696A; JP2011246801A; AU2010312406B2; RU2509827C2; EP2495352B1; AU2010312406C1; CN102597322A; US9963755B2; CA2778763A1; TW201127515A; US20140216611A1; ZA201203532B; BR112012009965B1

Abstract

Un miembro prensado en caliente incluyendo una lámina de acero, una región de difusión Ni presente en una capa de superficie de la lámina de acero, y una capa de compuesto intermetálico y una capa de ZnO que son provistas en orden sobre la región de difusión Ni, la capa de compuesto intermetálico correspondiendo a la fase ? presente en un diagrama de equilibrio de fase de una aleación de Zn-Ni, en donde un potencial de inmersión espontaneo indicado en 0.5 M NaCl de una solución acuosa saturada de aire a 25°C ± 5°C es -600 a -360 mV basada sobre un electrodo de hidrógeno estándar. El miembro prensado en caliente puede ser producido sin producción de sarros y puede evitarse que sufra la entrada de hidrógeno dentro del acero asociada con corrosión y tiene una excelente adhesión al recubrimiento y resistencia a la corrosión después del recubrimiento.

Description

MIEMBRO PRENSADO EN CALIENTE Y MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DEL MISMO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un miembro de prensado caliente producido mediante el prensado de una lámina de acero calentada, y particularmente a un miembro de prensado en caliente utilizado para partes bajas del chasis y estructuras de la carrocería de automóviles y un método para la producción del mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchas partes bajas del chasis y miembros estructurales de la carrocería de automóviles han sido producidos mediante láminas de acero prensadas teniendo una fuerza predeterminada. Desde el punto de vista global de la conservación de ambiente, el aligeramiento de peso de carrocerías de automóvil ha sido deseado recientemente con entusiasmo, y se ha continuado con el esfuerzo para disminuir el espesor de la lámina de acero utilizada para el fortalecimiento de la lámina de acero. Sin embargo, la funcionabilidad del presionado disminuye con el fortalecimiento de la lámina de acero, y en consecuencia es a menudo difícil procesar las láminas de acero en las formas del miembro deseadas.

Por lo tanto, la Literatura de Patente 1 propone una técnica de procesamiento denominada "prensado en caliente" la cual hace posible tanto el trabajo fácil como el fortalecimiento mediante la extinción y el procesamiento de una lámina de acero calentada al mismo tiempo utilizando un molde incluyendo un troquel y un punzón. Sin embargo, en el prensado en caliente, la lámina de acero es calentada a una alta temperatura de aproximadamente 950 °C antes del prensado en caliente, y por consiguiente sarros (óxidos de Fe) son producidos en una superficie de la lámina de acero y son separados durante el prensado en caliente, causando de este modo el problema de daño del molde o daño de una superficie de un miembro después del prensado en caliente. En adición, los sarros remanentes en una superficie del miembro causan una apariencia pobre, una disminución en la adhesión del recubrimiento, o una disminución en la resistencia a la corrosión después del recubrimiento. Por lo tanto, los sarros en una superficie del miembro son removidos generalmente mediante un tratamiento tal como desoxidación o granallado, pero esto complica el proceso de producción y disminuye la productividad.

Desde este punto de vista, ha sido demandada una técnica de prensado en caliente capaz de suprimir la formación de sarros durante el calentamiento antes del prensado en caliente y mejorando la adhesión del recubrimiento y la resistencia a la corrosión después del recubrimiento de un miembro después del prensado en caliente, y una lámina de acero teniendo una película tal como una . capa de recubrimiento provista sobre una superficie de la misma, y ha sido propuesto un método de prensado en caliente utilizando la lámina de acero.

Por ejemplo, la Literatura de Patente 2 da a conocer una lámina de acero recubierta con Al o aleación de Al. Se describe que mediante el uso de la lámina de acero recubierta, son prevenidas la descarburación y la oxidación durante el calentamiento previo al prensado en caliente, y un miembro prensado en caliente teniendo una fuerza muy elevada y una resistencia a la corrosión excelente puede ser producido.

En adición, la Literatura de Patente 3 da a conocer un método de prensado en caliente en el que cuando una lámina de acero recubierta con Zn o una aleación en base a Zn es prensada en caliente, y un compuesto de aleación tal como un compuesto en base a Zn-Fe o un compuesto en base a Zn-Fe-Al, el cual previene la corrosión y la descarburación y tiene una función lubricante, es producido sobre una superficie de la lámina de acero durante el calentamiento antes del prensado en caliente. También es descrito que con un miembro prensado en caliente mediante el método, particularmente un miembro prensado en caliente incluyendo una lámina de acero recubierta con Zn-50 a 55 % en. masa de Al, puede ser logrado el excelente efecto de prevención de corrosión.

Adicionalmente, la Literatura de Patente 4 da a conocer un método de prensado en caliente incluyendo el calentado de una lámina de acero provista con un recubrimiento, el cual principalmente contiene Al o Zn, en una atmósfera que tiene una concentración de hidrógeno de 6% por volumen o menos y una temperatura de condensación de 10 °C o menos a una temperatura de calentamiento de un punto de transformación AC3 o más y 1100°C o menos, y a continuación prensando en caliente a la lámina de acero, logrando de este modo una excelente resistencia a la fragilización por hidrógeno. En este método de prensado en caliente, las cantidades de hidrógeno y vapor de agua en la atmósfera durante el calentamiento son disminuidos para reducir la cantidad de hidrógeno penetrando el acero, de este modo intentando evitar la fragilización por hidrógeno asociada con un incremento en la fuerza de alrededor 1000 MPa.

LISTA DE CITAS LITERATURA DE LA PATENTE [PTL1] Publicación de Patente Británica No. 1490535 [PTL2] Publicación de la Patente Japonesa No. 3931251 [PTL3] Publicación de la Patente Japonesa No. 3663146 [PTL4] Publicación de la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada No. 2006-51543 LA INVENCIÓN PROBLEMA TÉCNICO Sin embargo, los miembros prensados en caliente descritos en las Literaturas de Patente 2 a 4 tienen el problema de fragilización por hidrógeno debido a la entrada de hidrógeno en el acero con corrosión en el ambiente de uso más que la entrada de hidrógeno en el acero durante el calentamiento antes del prensado en caliente.

Un objetivo de la presente invención es proveer un miembro prensado en caliente que pueda ser producido sin producción de sarros, el cual tiene una excelente adhesión al recubrimiento y resistencia a la corrosión después del recubrimiento, y el cual puede evitar que sufra la entrada de hidrógeno dentro del acero asociada con la corrosión, y además proveer un método para la producción del mismo.

SOLUCIÓN AL PROBLEMA, Como resultado de un estudio intensivo acerca del miembro prensado en caliente deseado descrito anteriormente, los inventores de la presente invención consiguieron los siguientes hallazgos. i) El hidrógeno entrando en el acero asociado con la corrosión es suprimido mediante la presencia de una región de difusión de Ni en una capa de la superficie de una lámina de acero que constituye un miembro. ii) Una excelente resistencia a la corrosión después del recubrimiento puede ser lograda proveyendo, en la región de difusión de Ni, una capa de compuesto intermetálico correspondiente a una fase ? presente en una fase de diagrama de equilibrio de una aleación Zn-Ni. iii) Una excelente adhesión al recubrimiento puede ser lograda mediante la provisión de una capa de ZnO en la capa de compuesto intermetálico.

La presente invención ha sido lograda basada en estos descubrimientos y provee un miembro prensado en caliente caracterizado en que una región de difusión de Ni está presente en una capa de la superficie de la lámina de acero constituyendo al miembro, una capa de compuesto intermetálico correspondiente a una fase ? presente en una fase de diagrama de equilibrio de una aleación de Zn-Ni y una capa de ZnO son provistas en orden sobre la región de difusión de Ni, y un potencial espontaneo de inmersión indicado en 0.5 M de una solución acuosa saturada de aire de NaCl a 25°C ± 5°C es -600 a -360 mV basado en un electrodo de hidrógeno estándar.

En el miembro prensado en caliente de la presente invención, preferentemente, la región de difusión-Ni está presente alrededor de . un rango de 1 m o más en la dirección de profundidad de la lámina de acero, la capa de compuesto intermetálico está presente en una forma similar a una isla, y al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr es provista directamente debajo de la capa de ZnO.

El miembro prensado en caliente de la presente invención puede ser producido mediante el calentamiento de una lámina de acero recubierta en base a Ni incluyendo una capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni, que contiene 13% en masa o más de Ni, sobre una superficie del mismo en una región de temperatura de un punto de transformación Ac3 para 1200 °C, o mediante el calentamiento de una lámina de acero recubierta en base a Ni incluyendo una capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni, que contienen 10% en masa o más y menos que 13% en masa de Ni a un peso de recubrimiento de alrededor de 50g/cm2 por lado de la lámina de acero, en una región de temperatura de un punto de transformación Ac3 a 1200 °C a una tasa promedio de calentamiento de 12 °C/segundo o más; y a continuación aplicar prensado en caliente a la lámina de acero. El calentamiento en el rango de temperatura del punto de transformación Ac3 a 1200°C es preferentemente desarrollado a una tasa promedio de calentamiento de 85 °C/segundo o más .

En adición, como la lámina de acero recubierta en base a Ni, es preferido utilizar una lámina de acero recubierta en base a Ni incluyendo adicionalmente al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr, las cuales son provistas en la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni.

Como una base de lámina de acero de la lámina de acero recubierta en base a Ni, es preferible utilizar una lámina de acero teniendo una composición conteniendo, mediante % por masa, C: 0.15 a 0.5%, Si: 0.05 a 2.0%, Mn: 0.5 a 3%, P: 0.1% o menos, S: 0.05% o menos, Al: 0.1% o menos, N: 0.01% o menos, y el balance incluyendo Fe e impurezas inevitables, o una lámina de acero conteniendo adicionalmente, mediante % por masa, al menos uno seleccionado de Cr: 0.01 a 1%, Ti: 0.2% o menos, y B: 0.0005 a 0.08%, y Sb: 0.003 a 0.03% ya sea solos o en combinación.

EFECTOS VENTAJOSOS DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención, es posible producir un miembro prensado en caliente sin formación de sarros, el cual posee una excelente adhesión al recubrimiento y resistencia a la corrosión después del recubrimiento y el cual puede evitar que sufra la entrada de hidrógeno dentro del acero asociada con la corrosión. El miembro prensado en caliente de la presente invención es preferido como un miembro de las partes bajas del chasis y un miembro estructural del chasis de un automóvil teniendo una fuerza de 980 MPa o más.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Fig. 1 es un dibujo demostrando esquemáticamente una estructura de una lámina de acero que constituye un miembro prensado en caliente en una dirección en sección transversal a lo largo del espesor de la lámina de acero.

Las Figs. 2A y 2B son un dibujo demostrando esquemáticamente un método de prensado utilizado en un ejemplo de la invención.

La Fig. 3 es un dibujo demostrando esquemáticamente una celda electromecánica utilizada en un ejemplo de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES 1) Miembro prensado en caliente 1-1) Región de difusión Ni de lámina de acero constituyendo un miembro Como se describió anteriormente, la presencia de Una región de difusión Ni en una capa de superficie de una lámina de acero .constituyendo un miembro previene la entrada de hidrógeno dentro de acero asociada con la corrosión. A pesar de que la razón para esto no es conocida necesariamente, es considerada como sigue: La entrada de hidrógeno en una lámina de acero debido a la corrosión está relacionada con la reacción de reducción de oxidación de la corrosión de Fe en un ambiente húmedo, y la corrosión de Fe es requerida para ser una corrosión estable que es convertida un poco con el fin de suprimir la entrada de hidrógeno. Una región de difusión Ni es efectiva en la estabilización de la corrosión de Fe, y la entrada de hidrógeno en el acero asociada con la corrosión es suprimida mediante la presencia de la región de difusión Ni.

Sin embargo, con el fin de suprimir eficientemente la entrada de hidrógeno, la región de difusión Ni está presente preferentemente cerca de un rango de 1 µ?? o más, más preferentemente 2 µp? o más, muy preferentemente 3 µp? o más, en la dirección de profundidad de la lámina de acero constituyendo el miembro. A pesar de que el limite superior de la profundidad no está especificado particularmente, el efecto es saturado a la profundidad de aproximadamente 50 µp?. La profundidad de la región de difusión Ni puede ser determinada mediante el análisis de una sección en la dirección de espesor utilizando MASE (Micro Analizador de Sonda de Electrón) o análisis en una dirección de profundidad utilizando EDL (Espectroscopia de Descarga Luminiscente) .

En la presente invención, el término "región de difusión Ni" representa una región donde Ni se difunde en acero desde una capa recubierta en base a Ni durante el calentamiento antes de que el prensado en caliente esté presente en un estado de solución sólida. En adición, debido a que un miembro prensado en caliente de la presente invención es producido mediante prensado en caliente de una lámina de acero recubierta en base a Ni teniendo una capa de aleación de Zn-Ni, la región de difusión Ni puede contener Zn como una impureza, pero las ventajas de la presente invención no son afectadas. 1-2) Una capa de compuesto intermetálico correspondiente a la fase ? presente en un diagrama de equilibrio de fase de una aleación de Zn-Ni en la región de difusión Ni Una capa de compuesto intermetálico provista en la región de difusión Ni tiene un potencial de corrosión teniendo un efecto sacrificador de anticorrosión para el acero y siendo asi efectivo para mejorar la resistencia a la corrosión después del recubrimiento. La capa de compuesto intermetálico correspondiente a la fase ? presente en un diagrama de equilibrio de fase de una aleación de Zn-Ni representa una capa compuesta de un compuesto intermetálico de cualquiera de Ni2Znn, NiZn3, y Ni5Zn2i. Tal compuesto intermetálico puede ser detectado mediante difracción directa de rayos X de una superficie del miembro o difracción del haz de electrones mientras sea observado, con MET (Microscopio Electrónico de Transmisión) , una porción preparada de una sección en la dirección de espesor mediante el procesamiento de HIF (Haz de Iones Focalizados) .

Con el propósito de obtener el efecto descrito anteriormente de la capa de compuesto intermetálico, es necesario controlar la abundancia de la capa de compuesto intermetálico como se describe a continuación.

La abundancia de la capa de compuesto intermetálico puede ser medida mediante un método electromecánico, es decir, un potencial de inmersión espontanea en 0.5 M de una solución acuosa de NaCl saturada de aire a 25°C ± 5°C en base a un electrodo de hidrógeno estándar. Cuando el potencial de inmersión espontanea se hace más noble que -360 mV con una pequeña cantidad de una capa de compuesto intermetálico, el efecto de sacrificado de corrosión para el acero desaparece, y la resistencia a la corrosión después del recubrimiento es degradada. Por otra parte, cuando el potencial de inmersión espontanea se convierte en menos noble que -600 mV con una gran cantidad de la capa de compuesto intermetálico, la cantidad de hidrógeno generada incrementa con la corrosión, y puede ocurrir la entrada de hidrógeno incluso en la presencia de la región de difusión Ni. Por consiguiente, es necesario proveer la región de difusión Ni en tal abundancia que el potencial de inmersión espontaneo en 0.5 M de una solución acuosa de NaCl saturada con aire a 25°C ± 5°C es -600 a -360°C mV basado en el electrodo de hidrógeno estándar. Esta abundancia es preferentemente realizada permitiendo a la capa de compuesto intermetálico estar presente en la forma de una isla. En la presente invención, la capa de compuesto intermetálico con apariencia de isla es definida mediante observación MEB (Microscopía Electrónica de Barrido) de una sección como sigue: (1) Un espécimen de 10 mm x 10 mm x espesor es cortado del miembro, enterrado en un molde de resina, y pulido. (2) El espécimen enterrado y pulido en (1) es utilizado y una imagen de composición de electrón de reflexión de 500 veces y un voltaje de aceleración de 5 a 25 kV. (3) El espécimen es fotografiado en cualquiera de los 10 campos de vista deseados. (4) En una fotografía, como es ilustrado esquemáticamente en la Fig. 1, cuando la capa de compuesto intermetálico está presente de manera discontinua sobre una superficie de una lámina de acero, un marcador es "1", mientras que cuando la capa de compuesto intermetálico está presente continuamente o no presente en un campo de vista, un marcador es "0". (5) Cuando el marcador total de las 10 fotografías es 7 o más, la capa de compuesto intermetálico es determinada para ser similar a la forma de una isla. 1-3) La capa de ZnO en la capa de compuesto intermetálico correspondiente a la fase ? presente en un diagrama de equilibrio de fase de la capa de Zn-Ni Una capa de ZnO provista en la capa más alejada es excelente no sólo en adhesión a la capa de compuesto intermetálico sino también en adhesión a la película química tratada por conversión formada en el tratamiento previo para el recubrimiento, de este modo una adhesión al recubrimiento incrementando significativamente. Con un espesor de 0.1 µp? o más, la adhesión a la película tratada por conversión se vuelve satisfactoria, mientras que con un espesor de 5 µp? o menos, la adhesión al recubrimiento no es afectada por falla cohesiva de la capa de ZnO. Por consiguiente, el espesor de la capa de ZnO es preferentemente 0.1 a 5 µp?.

Como la capa de compuesto intermetálico, la capa de ZnO puede ser observada mediante difracción de rayos X o difracción de haz de electrones a través de observación MET, y el espesor de la misma puede ser medido.

La capa de ZnO tiene una adhesión excelente a la capa de compuesto intermetálico provista debajo de la capa de ZnO, pero la adhesión es además mejorada mediante la provisión, directamente debajo de la capa de ZnO, al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr, resultando en una adhesión al recubrimiento más excelente. 2) Método de producción El miembro prensado en caliente de la presente invención puede ser producido mediante calentamiento de la lámina de acero recubierta en base a Ni incluyendo la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni conteniendo 13% de masa o más de Ni sobre una superficie de la lámina de acero en un rango de temperatura de un punto de transformación Ac3 para 1200 °C, y entonces prensando en caliente la lámina de acero.

Como fue descrito anteriormente, cuando la lámina de acero recubierta en base a Ni es calentada en el rango de temperatura del punto de transformación Ac3 para 1200 °C, Ni en la capa de recubrimiento se difunde dentro de la lámina de acero, formando la región de difusión Ni. En adición, la capa de compuesto intermetálico descrita anteriormente es formada de la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni provista en la superficie y conteniendo 13& de masa o más de Ni, y al mismo tiempo, Zn parcialmente se difunde a la superficie, formando la capa de ZnO en la capa más alejada.

Incluso cuando el Ni contenido en la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni es menor que 13% por masa, el contenido Ni es 10% por masa o mayor, y el peso de recubrimiento de la capa de recubrimiento de aleación de de Zn-Ni excede 50 g/m2 por lado de la lámina de acero, asi que el miembro prensado en caliente de la presente invención puede ser producido mediante prensado en caliente después del calentamiento en el rango de temperatura de el punto de transformación de Ac3 para 1200°C a una tasa promedio de calentamiento de 12 °C/segundo o más.

Cuando el contenido Ni en la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni es menor que 10% por masa o la tasa promedio de calentamiento es menor que 12 °C/segundo, no sólo la región de difusión Ni no está suficientemente formada, sino que también la evaporización de Zn se vuelve excesivamente activa, de este modo hay una falla en la formación de la capa de compuesto intermetálico descrita anteriormente. En adición cuando el peso de recubrimiento de la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni es 50 g/ra2 o menor por lado de la lámina de acero, la región de difusión Ni no está suficientemente formada. Aquí, la tasa de calentamiento promedio de calentamiento en el rango de temperatura del punto de transformación de Ac3 para 1200 °C es definido como un valor obtenido mediante la división de una diferencia de temperatura desde la temperatura ambiente a la temperatura final más alta de la lámina por un tiempo requerido desde la temperatura ambiente a la temperatura final más alta de la lámina.

Dado que la superficie de la lámina de acero es revestida con la capa de recubrimiento de Zn-Ni sin tener en cuenta el contenido Ni, los sarros no son producidos durante el calentamiento antes del prensado en caliente.

La tasa de calentamiento promedio del calentamiento en el rango de temperatura del punto de transformación de Ac3 para 1200°C es preferentemente 85 "C/segundo o más. Dado que el tiempo de retención de la lámina de acero a una alta temperatura es acortado mediante el incremento de la tasa de calentamiento, granos de austenita en la lámina de acero pueden formarse de manera fina durante el calentamiento, mejorando de este modo la dureza del miembro después del prensado en caliente. En adición, la evaporación de Zn puede ser reprimida significativamente, y así la resistencia a la corrosión después del recubrimiento puede ser mejorada mediante la formación de la capa de compuesto intermetálico mencionada con anterioridad. Adicionalmente, la formación excesiva de la capa de ZnO puede ser prevenida, y de este modo la adhesión del recubrimiento puede ser asegurada establemente. Tal tasa de calentamiento puede ser realizada mediante calentamiento eléctrico o calentamiento de alta frecuencia .

La lámina de acero recubierta en base a Ni puede ser una capa sencilla de recubrimiento de aleación de Zn-Ni o capas múltiples incluyendo la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni provista sobre una capa de Ni o una capa de aleación en base a Ni sin contenido Zn. Como la aleación a base de Ni, una aleación conteniendo Ni y un total de 20% por masa o menos de al menos un elemento seleccionado de Fe, Co, Cr, Mn, Cu, y Mo pueden ser utilizados.

La profundidad de la región de difusión Ni y el espesor de la capa de ZnO pueden ser ajustadas mediante la adecuación de las condiciones de calentamiento (temperatura y tiempo) , y la abundancia de la capa de compuesto intermetálico puede ser ajustada mediante el peso de recubrimiento del recubrimiento en base a Ni. La capa de ZnO puede ser formada espontáneamente mediante calentamiento usual en aire o calentamiento en atmósfera a una concentración de oxígeno de 0.1% por volumen o más.

La capa de recubrimiento en base a Ni descrita anteriormente puede ser formada mediante un método de galvanoplastia o alguno similar.

Cuando al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr es adicionalmente provista en la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni formada sobre la superficie de la lámina de acero y es calentada en el rango de temperatura del punto de transformación de AC3 para 1200°C, el Zn pasa parcialmente a través de la capa de compuesto y se difunde hacia la superficie, formando la capa de ZnO en la capa más alejada. Por consiguiente, al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr puede ser provista inmediatamente por debajo de ZnO. En este caso, cuando el espesor de la capa de compuesto provista en la capa de aleación de Zn-Ni es 0.1 o mayor, la adhesión al recubrimiento puede ser mejorada exitosamente, mientras que cuando el espesor de la capa de compuesto es 3.0 pm o menor, la capa de compuesto conteniendo Si no es fragilizada, y la adhesión al recubrimiento no es degradada. Por lo tanto, el espesor es preferentemente 0.1 a 3.0 µp\ y más preferentemente 0.4 a 2.0 µp?.

Ejemplos que pueden ser aplicados como un compuesto que contiene Si incluyen resinas de silicona, silicato de litio, silicato de sosa, sili-ca coloidal, un agente de acoplamiento de silano, y los similares. Ejemplos que pueden ser aplicados como un compuesto que contiene Ti incluye titanatos tales como titanato de litio, titanato de calcio, y los similares, un agente de acoplamiento de titanio conteniendo al-cóxido de titanio o un compuesto de titanio del tipo quelato como un componente principal, y los similares. Ejemplos que pueden ser aplicados como un compuesto que contiene Al incluyen aluminatos tales como aluminato de sodio, aluminato de calcio, y los similares, un agente de acoplamiento de aluminio conteniendo alcóxido de aluminio o un compuesto de aluminio del tipo quelato como un componente principal, y los similares. Ejemplos que pueden ser aplicados como un compuesto que contiene Zr incluyen zirconatos tales como zirconato de litio, zirconato de calcio, y los similares, un agente de acoplamiento de zirconio conteniendo alcóxido de zirconio o un compuesto de zirconio del tipo quelato como un componente principal, y los similares.

La capa de compuesto puede ser formada sobre la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni depositando sobre la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni al menos un compuesto seleccionado del compuesto conteniendo Si, el compuesto conteniendo Ti, el compuesto conteniendo Al, y el compuesto conteniendo Zr y entonces secando con calor el compuesto depositado sin ser lavado con agua. Este compuesto puede ser depositado por un método de recubrimiento, un método de inmersión, y un método de atomización utilizando un revestidor de rollo, un revestidor de compresión, o un revestidor de troquel. En este caso, después del recubrimiento, la inmersión, o atomización utilizando un revestidor de compresión o los similares, un método de cuchillo de aire o un método de compresión de rollo puede ser desarrollado para ajustar la cantidad de recubrimiento y lograr uniformidad en apariencia y uniformidad en espesor. En adición, el secado con calor es preferiblemente desarrollado de foriri que la temperatura final más alta de la lámina de acero es 40°C a 200°C, más preferiblemente 50°C a 160°C.

La capa de compuesto puede ser también formada en la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni mediante tratamiento reactivo en el que lámina de acero recubierta en base a Ni incluyendo la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni es sumergida en una solución ácida acuosa conteniendo al menos un catión seleccionado de Si, Ti, Al, y Zr y al menos un anión seleccionado de ión fosfato, ión fluorhídrico, e ión fluoruro, y entonces secando con calor la lámina de acero con o sin lavado con agua.

Con el fin de producir el miembro prensado en caliente teniendo una fuerza de 980 MPa o más, es preferible utilizar, como una lámina de acero base de la lámina de acero recubierta en base a Ni, por ejemplo, una lámina de acero teniendo una composición conteniendo, mediante % por masa, C: 0.15 a 0.5%, Si: 0.05 a 2.0%, Mn: 0.5 a 3%, P: 0.1% o menos, S: 0.05% o menos, Al: 0.1% o menos, N: 0.01% o menos, y el balance incluyendo Fe e inevitablemente impurezas, o una lámina de acero conteniendo adicionalmente, mediante % por masa, al menos uno seleccionado de Cr: 0.01 a 1%, Ti: 0.2% o menos, y B: 0.0005 a 0.08%, y Sb: 0.003 a 0.03% tanto sólo como en combinación.

La razón para limitar cada uno de los elementos de componentes es descrita a continuación. Aquí, representando el contenido de cada componente es "% por masa" a menos que se especifique lo contrario.

C: 0.15 a 0.5% C es un elemento que mejora la fortaleza del acero, y un contenido C de 0.15% o más es requerido para la producción de un miembro prensado en caliente teniendo un TS de 980 MPa o más. Por otro lado, con un contenido C excediendo 0.5%, la funcionabilidad de supresión de la lámina de acero utilizada como un material es significantemente disminuida. Por consiguiente, el contenido C es 0.15% a 0.5%.

Si: 0.05 a 2.0% Como C, Si es un elemento que mejora la fortaleza del acero, y un contenido Si de 0.05% o más es requerido para la producción de un miembro prensado en caliente teniendo un TS de 980 MPa o más. Por otro lado, con un contenido C excediendo 2.0%, la aparición de defectos de superficie denominados "sarros rojos" es incrementada significativamente durante la laminación en caliente, la carga de laminación es incrementada, y la ductilidad de la lámina de acero laminada en caliente se deteriora. Adicionalmente, con un contenido Si excediendo 2.0% por masa, cuando una película de recubrimiento conteniendo principalmente Zn o Al es formada sobre la superficie de la lámina de acero mediante enchapado, la capacidad de procesamiento puede ser afectada adversamente. Por lo tanto, el contenido Si es 0.05 a 2.0%. n: 0.5 a 3% Mn es un elemento efectivo para la mejora de la templabilidad mediante la supresión de la transformación de ferrita y es además un elemento efectivo para la disminución de la temperatura de calentamiento antes del prensado en caliente debido a que el punto de transformación de AC3 es disminuido. Con el propósito de exhibir tal efecto, es requerido un contenido Mn de 0.5% o más. Por otro lado, con un contenido Mn excediendo 3%, la segregación aparece para disminuir la homogeneidad de las características de la lámina de acero utilizada como un material y el miembro prensado en caliente. Por consiguiente, el contenido Mn es 0.5 a 3%.

P: 0.1% o menos Cuando el contenido P excede 0.1%, la segregación aparece para disminuir la homogeneidad de las características de la lámina de acero utilizada como un material y el miembro prensado en caliente y además disminuye la dureza. Por consiguiente, el contenido P es 0.1% o menos .

S: 0.05% o menos Cuando el contenido S excede 0.05%, la dureza del miembro prensado en caliente es disminuida. Por consiguiente, el contenido S es 0.05% o menos.

Al : 0.1% o menos Cuando el contenido Al excede 0.1%, la funcionalidad de supresión y la templabilidad de la lámina de acero utilizada como un material son disminuidas. Por consiguiente, el contenido Al es 0.1% o menos.

N : 0.01% o menos Cuando el contenido N excede 0.01%, nitruro de A1N es formado durante la laminación en caliente y calentado antes del prensado en caliente, y la funcionalidad de supresión y la templabilidad de la lámina de acero utilizada como un material son disminuidas. Por consiguiente, el contenido N es 0.01% o menos.

El balance incluye Fe e impurezas inevitables, pero preferentemente, al menos uno seleccionado de Cr: 0.01 a 1%, Ti: 0.2% o menos, y B: 0.0005 a 0.08%, y Sb: 0.003 a 0.03% son agregados tanto solos como en combinación por las razones que se describen a continuación.

Cr: 0.01 a 1% Cr es un elemento efectivo para el fortalecimiento del acero y la mejora de la templabilidad. Con el propósito de exhibir este efecto, el contenido Cr es preferentemente 0.01% a más. Por otra parte, cuando el contenido Cr excede 1%, el costo es incrementado significativamente. Por consiguiente, el limite superior es preferentemente 1%.

Ti: 0.2% o menos Ti es un elemento efectivo para el fortalecimiento del acero y la mejora de la dureza mediante la formación de granos finos. También, Ti forma un nitruro en prioridad para B describiéndolo a continuación y es un elemento efectivo para la exhibición del efecto de mejoramiento de la templabilidad mediante B sólido disuelto. Sin embargo, cuando el contenido Ti excede 0.2%, la carga de laminación durante la laminación en caliente es incrementada extremadamente, y la dureza del miembro prensado en caliente es disminuida. Por consiguiente, el limite superior es preferentemente 0.2% o menos.

B: 0.0005 a 0.08% B es un elemento efectivo para la mejora de la templabilidad durante el prensado en caliente y la dureza después del prensado en caliente. Con el propósito de exhibir el efecto, el contenido B es preferentemente 0.0005% o más. Por otra parte, cuando el contenido B excede 0.08%, la carga de laminación durante la laminación en caliente es incrementada extremadamente, y una fase martensita y una fase bainita son producidas después del laminado en caliente, de este modo causando grietas en la lámina de acero. Por consiguiente, el limite superior es preferentemente 0.08% Sb: 0.003 a 0.03% Sb posee el efecto de suprimir la aparición de una capa descarburada en la capa de la superficie de la lámina de acero durante el tiempo desde el calentamiento de la lámina de acero antes del prensado en caliente hasta el enfriamiento de la lámina de acero mediante una serie de tratamientos de prensado en caliente. Con la finalidad de exhibir el efecto, un contenido Sb de 0.003% o más es requerido. Por otro lado, cuando el contenido Sb excede 0.03%, la carga de laminación es incrementada, disminuyendo de este modo la productividad. Por consiguiente, el contenido Sb es 0.003 a 0.03%.

Ejemplos del método de calentamiento antes del prensado en caliente incluyen, pero no están limitados a, calentamiento con un horno eléctrico u horno de gas, calentamiento con flama, calentamiento eléctrico, calentamiento por alta frecuencia, calentamiento inductivo, y los similares.

EJEMPLOS Ambas superficies de una lámina de acero laminadas en frió teniendo un punto de transformación Ac3 de 818 °C, un espesor de 1.6 mm, y una composición conteniendo, mediante % por masa, C: 0.23%, Si: 0.12%, n: 1.5%, P: 0.01%, S: 0.01%, Al: 0.03%, N: 0.005%, Cr: 0.4%, B: 0.0022%, y el balance incluyendo Fe e impurezas inevitables fueron electrochapeados en un baño de chapeado conteniendo 50 g/L (litro) de sulfato de sodio, 100 g/L de sulfato de níquel hexahidratado, y 50 g/L de sulfato de zinc heptahidratado a pH2 y a una temperatura de 50 °C con una densidad actual cambiada de 10 a 50 A/dm2 para formar unas capas recubiertas de aleación de Zn-Al teniendo diferentes contenidos de Ni y pesos de recubrimiento mostrados en las Tablas 1 y 2. Entonces, cualquiera de un compuesto conteniendo Si, un compuesto conteniendo Ti, un compuesto conteniendo Al, y un compuesto conteniendo Zr mostrados en las Tablas 1 y 2 fue aplicado a cada una de las láminas de acero con alguna excepción y entonces secado bajo condiciones en las que la temperatura final fue 140 °C para formar cualquiera de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr teniendo un espesor de 0.5 µ??. Entonces, un blanco de 200 mm x 220 mm recolectado de cada una de las láminas de acero resultantes como un material fue calentada a una tasa de promedio de calentamiento de 8 °C/segundo en una atmósfera de aire en un horno eléctrico durante 10 minutos a cada una de las temperaturas mostradas en las Tablas 1 y 2. Entonces, cada uno de los blancos fue retirado del horno e inmediatamente secado mediante un método de prensado demostrado esquemáticamente en las Figs. 2A y 2B para formar los miembros prensados en caliente Nos. 1, 4, 7 a 21, 28 a 30, 34, 37, 40, y 41. En adición, algunas de las láminas de acero fueron calentadas mediante calentamiento eléctrico directo a una tasa promedio de calentamiento de 12 °C/segundo o 90 °C/segundo, retiradas del horno después de que cada una de las temperaturas de calentamiento mostradas en las Tablas 1 y 2 fueron obtenidas, e inmediatamente secadas mediante el mismo método de prensado como se describió anteriormente para formar los miembros prensados en caliente Nos. 2, 3, 5, 6, 22 a 27, 31 a 33, 35, 36, 38, y 39. En dibujo, el ancho de perforación fue de 70 iran, y la altura de procesamiento fue de 30 mm. En adición, una muestra fue recolectada de la porción delgada de la parte más alta de cada miembro, y la profundidad de la región de difusión Ni, el espesor de la capa de ZnO, y el potencial de inmersión espontánea, que fue un índice para la abundancia de la capa de compuesto intermetálico, fueron medidas mediante el método descrito con anterioridad. Al mismo tiempo, el estado de la capa de compuesto intermetálico fue confirmado mediante observación EB de la sección descrita anteriormente. En adición, la resistencia al sarro, la adhesión al recubrimiento, la resistencia a la corrosión después del recubrimiento, y la resistencia a la entrada de hidrógeno fueron examinadas mediante los métodos que se describen a continuación.

Resistencia al sarro: evaluada visualmente, observando una superficie de no contacto de perforación después del prensado en caliente en base a los sicjuientes criterios : Círculo: Adhesión de ningún sarro Cruz: Adhesión de sarro Adhesión de recubrimiento: Una muestra fue recolectada de una porción delgada de la parte más alta del miembro, y una superficie de no contacto de perforación fue tardada mediante conversión química utilizando PB-SX35 fabricado por Nihon Parkerizing Co., Ltd. Bajo condiciones estándar, y entonces fue depositada pintura GT-10HT gris de electro-deposición fabricada por Kansai Paint Co., Ltd. para un espesor de 20 pm bajo las condiciones de cocción de 170°C y 20 minutos para formar una pieza de prueba recubierta, La superficie tratada por conversión y electro-depositada de la así formada pieza de prueba fue cortada en forma transversal al material en base a acero en un patrón similar a una red (10 x 10 cuadros, 1 mm de espaciado) con una cuchilla de corte, y sometida a una prueba de pelado de cinta de corte transversal en la que la cinta adhesiva fue aplicada y pelada. La evaluación fue desarrollada en base a los siguientes criterios, y las marcas en círculo y triángulo fueron consideradas como satisfactorias para el objetivo de la presente invención.

Círculo: Sin peladura Triángulo: Peladura ocurrió en 1 a 10 cuadros Cruz: Peladura ocurrió en 11 o más cuadros Resistencia a la corrosión después del recubrimiento: La superficie tratada por conversión y electro-depositada de la pieza de prueba preparada mediante el mismo método descrito anteriormente para la adhesión al recubrimiento fue cortada en forma transversal con una cuchilla de corte, y entonces sometida a una prueba de corrosión bajo condiciones de ciclo de prueba de corrosión de conformidad con SAE-J2334. El recubrimiento máximo del ancho de ampolla en un lado después de 25 ciclos fue medido y evaluado en base a los siguientes criterios, y las marcas de circulo y triángulo fueron consideradas como satisfactorias para el objetivo de la presente invención.

Circulo: 0 nm = ancho de ampolla < 1.5 rain Triángulo: 1.5 nm = ancho de ampolla < 3.00 mm Cruz: 3.0 nm = ancho de ampolla Resistencia a la entrada de hidrógeno: Una muestra fue recolectada de una porción delgada de la parte más alta del miembro, y una superficie (superficie de no contacto de perforación) fue molido en espejo a un espesor de 1 mm. Después, la superficie molida de la muestra fue recubierta con Ni y utilizada como una superficie de detección de hidrógeno, y la muestra sirviendo como un electrodo de trabajo y platino sirviendo como electrodo de conteo fueron colocados en una celda electromecánica mostrada en la Fig. 3 para medir la cantidad de entrada de hidrógeno dentro del acero mediante un método de permeación electroquimica de hidrógeno bajo corrosión de la superficie no molida a temperatura ambiente en el aire. Esto es, el lado de la superficie de detección de hidrógeno fue llenado con 0.1 M de una solución acuosa de NaOH, y un electrodo de referencia (Ag/AgCl) fue ajustado a través del puente de sal. En adición, una solución de 0.5 M de NaCl fue vertida a gotas en la superficie subterránea (superficie de evaluación: superficie de no contacto de perforación) , seguida de corrosión a temperatura ambiente en el aire. El potencial del lado de la superficie de detección de hidrógeno fue ajustado a 0 V vs Ag/AgCl, y el valor actual de permeacion de hidrógeno fue medido continuamente: durante 5 días vertiendo por goteo agua pura a la porción de corrosión una vez al día. La resistencia a la entrada de hidrógeno con corrosión fue evaluada del valor actual máximo en base a los siguientes criterios. Las marcas de doble circulo y circulo fueron consideradas como satisfactorias para el objetivo de la presente invención. En adición, el miembro en el que los sarros aparecieron significativamente durante el prensado en caliente fue probado después de que los sarros fueron removidos de las superficies mediante granallados.

Circulo doble: El máximo actual fue 1/10 o menos de la lámina de acero laminada en frió.

Circulo: El máximo actual fue alrededor de 1/10 a 1/2 o menos de la lámina de acero laminada en frió.

Cruz: El máximo actual fue alrededor de 1/2 del mismo como de la lámina de acero laminada en frió.

Los resultados son mostrados en las Tablas 3 y 4. Se ha encontrado que los miembros prensados en caliente Nos. 1 a 27 y 30 de conformidad con la presente invención son excelentes no solo en resistencia al sarro, adhesión al recubrimiento, y resistencia a la corrosión después del recubrimiento sino que también en resistencia a la entrada de hidrógeno.

G I— 1 l-> o o en Tabla 1 en o en en Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un miembro prensado en caliente comprendiendo una lámina de acero, una región de difusión de Ni que está presente en una capa de la superficie de la lámina de acero, y una capa de compuesto intermetálico y una capa de ZnO las cuales son provistas en orden en la región de difusión de Ni, la capa de compuesto intermetálico correspondiente a una fase ? presente en una fase de diagrama de equilibrio de una aleación de Zn-Ni, en donde un potencial espontaneo de inmersión indicado en 0.5 M de una solución acuosa saturada de aire de NaCl a 25 °C ± 5°C es -600 a -360 mV basado en un electrodo de hidrógeno estándar .

2. El miembro prensado en caliente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la región de difusión-Ni está presente alrededor de un rango de 1 µ?? o más en la dirección de profundidad de la lámina de acero.

3. El miembro prensado en caliente de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la capa de compuesto intermetálico está presente en una forma de isla.

4. El miembro prensado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr es provista directamente debajo de la capa de ZnO.

5. Un método para la producción de un miembro prensado en caliente comprendiendo calentamiento de una lámina de acero recubierta en base a Ni, que incluye, sobre una superficie de la misma, una capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni, que contiene 13% en masa o más de Ni, en una región de temperatura de un punto de transformación AC3 para 1200 °C; y a continuación aplicar prensado en caliente a la lámina de acero.

6. Un método para la producción de un miembro prensado en caliente comprendiendo el calentamiento de una lámina de acero recubierta en base a Ni, que incluye, sobre una superficie de la misma, una capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni, que contienen 10% en masa o más y menos que 13% en masa de Ni a un peso de recubrimiento de alrededor de 50 g/cm2 por lado de la lámina de acero, en una región de temperatura de un punto de transformación Ac3 a 1200 °C a una tasa promedio de calentamiento de 12 "C/segundo o más; y a continuación aplicar prensado en caliente de la lámina de acero.

7. El método para la producción de un miembro prensado en caliente de conformidad con las reivindicaciones 5 ó 6, en donde el calentamiento en el rango de temperatura del punto de transformación Ac3 a 1200 °C es preferentemente desarrollado a una tasa promedio de calentamiento de 85 °C/segundo o más.

8. El método para la producción de un miembro prensado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde una lámina de acero recubierta en base a Ni incluyendo adicionalmente al menos una capa de compuesto seleccionada de una capa de compuesto conteniendo Si, una capa de compuesto conteniendo Ti, una capa de compuesto conteniendo Al, y una capa de compuesto conteniendo Zr, las cuales son provistas en la capa de recubrimiento de aleación de Zn-Ni, es utilizada como la lámina de acero recubierta en base a Ni.

9. El método para la producción de un miembro prensado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde una lámina de acero base de una lámina de acero recubierta en base a Ni tiene una composición conteniendo, mediante % por masa, C: 0.15 a 0.5%, Si: 0.05 a 2.0%, Mn: 0.5 a 3%, P: 0.1% o menos, S: 0.05% o menos, Al: 0.1% o menos, N: 0.01% o menos, y el balance incluyendo Fe e impurezas inevitables.

10. El método para la producción de un miembro prensado en caliente de conformidad con la reivindicación 9, en donde la lámina de acero base de la lámina de acero recubierta en base a Ni adicionalmente contiene, mediante % por masa, al menos uno seleccionado de Cr: 0.01 a 1%, Ti: 0.2% o menos, y B: 0.0005 a 0.08%.

11. El método para la producción de un miembro prensado en caliente de conformidad con las reivindicacion-es 9 ó 10, en donde la lámina de acero base de la lámina de acero recubierta en base a Ni adicionalmente contiene, mediante % por masa, Sb: 0.003 a 0.03%.