MX2014009731A - Lamina de acero chapada para prensado en caliente y metodo de prensado en caliente de lamina de acero revestida. - Google Patents

Lamina de acero chapada para prensado en caliente y metodo de prensado en caliente de lamina de acero revestida.

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MX2014009731A
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Makijun
Masao Kurosaki
Shintaro Yamanaka
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Abstract

Se provee una placa de acero chapada para prensado en caliente que tiene lubricidad en caliente, adhesión a la película, capacidad de soldadura por puntos y resistencia a la corrosión después del revestimiento y un método para prensar en caliente la placa de acero. Esta placa de acero chapada para prensado en caliente y método para prensado en caliente de la placa de acero chapada se caracterizan porque se forma una capa de chapado con Al en uno o ambos lados de la placa de acero y, en la capa de chapado con Al, una capa de película de superficie se forma conteniendo uno o más compuestos de Zn seleccionados de un grupo que consiste de hidróxidos de Zn, fosfatos de Zn y ácidos orgánicos de Zn.

Description

LÁMINA DE ACERO CHAPADA PARA PRENSADO EN CALIENTE Y MÉTODO DE PRENSADO EN CALIENTE DE LÁMINA DE ACERO REVESTIDA CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a lámina de acero recubierta para uso de prensa caliente que se reviste por un chapado de Al que principalmente está comprendiendo de Al y que es excelente en lubricidad en caliente, adhesión de revestimiento, capacidad de soldadura de punto y resistencia a la corrosión revestida y un método de prensado en caliente de dicha lámina de acero chapada.
En los últimos años, para proteger el ambiente y evitar el calentamiento global, ha surgido una demanda para mantener bajo el consumo de combustibles fósiles. Esta demanda ha tenido un impacto sobre varias industrias manufactureras. Por ejemplo, aún para automóviles, que son medios esenciales de transporte para la vida diaria y actividades, no hay excepciones. Se han buscado mejoras en la economía de combustible, etc., aligerando el peso del chasis. Sin embargo, en automóviles, justo realizando peso más ligero de chasis no se permite en términos de desempeño de productos. Es necesario asegurar la seguridad adecuada.
La mayor parte de la estructura de un automóvil se forma por un material con base de hierro, en particular láminas de acero. La reducción del peso de esta lámina de acero es importante para aligerar el peso del chasis. Sin embargo, como se explicó antes, no se permite la reducción del peso de la lámina de acero. Simultáneamente se busca asegurar la resistencia mecánica de la lámina de acero. Se hacen demandas similares sobre la lámina de acero en otras industrias manufactureras diferentes además de la industria manufacturera automotriz. Consecuentemente, la lámina de acero que aumenta la resistencia mecánica de manera que permite que se reduzca el grosor comparado con la lámina de acero usada convencionalmente mientras mantiene o mejora la resistencia mecánica que se está investigando o desarrollando .
En general, un material que tiene una alta resistencia mecánica tiende a caer en congelación de configuración después de flexionarse o tomar otra configuración y es difícil de formar en una configuración complicada. Como un medio para resolver este problema con la capacidad de conformación, se puede mencionar el "método de presión en caliente (también llamado el método de estampado en caliente, método de prensado en caliente, o el método de enfriamiento en molde)". Con este método de prensado en caliente, el material que será configurado se calienta una vez a una alta temperatura para suavizar la lámina de acero mediante calentamiento, luego la lámina de acero se forma por prensado para configurarla, luego se enfría. De acuerdo con este método de prensado en caliente, le material se calienta una vez a una alta temperatura para hacer que se suavice, de manera que el material puede formarse fácilmente por prensado. Además, debido al efecto de endurecimiento ocasionado por el enfriamiento después de la configuración, se puede elevar la resistencia mecánica del material. Por lo tanto, el método de prensado en caliente permite que se obtenga un producto configurado que logra tanto congelación con buena configuración y alta resistencia mecánica.
Sin embargo, si se aplica este método de prensado en caliente a la lámina de acero, al calentar la lámina de acero a una temperatura de 800°C o superior hasta oxidarse y aumenta la escamación (óxidos). Por lo tanto, después de llevar a cabo la formación por prensado en caliente, un paso para remover esta escamación (paso de descamación) es necesario y disminuye la productividad. Además, en miembros que requieren resistencia a la corrosión, etc., las superficies de los miembros tiene que ser tratada para volverlas a prueba de oxidación o cubiertas por metal después de ser trabajadas. Un paso de limpieza de superficies y paso de tratamiento de superficies se vuelve necesario, de manera que disminuye más la productividad.
Como un método para suprimir dicha disminución de productividad, puede ser mencionado el método para proporcionar a la lámina de acero una cubierta. Como el revestimiento de la lámina de acero, en general se usa un material orgánico o material inorgánico u otros diferentes materiales. Entre estos, la lámina de acero inoxidable galvanizada, que tiene una acción de corrosión sacrificado contra la lámina de acero, siendo usado ampliamente para la lámina de acero automotriz, etc., desde el punto de vista del desempeño anticorrosión y tecnología de producción de lámina de acero. Sin embargo, la temperatura de calentamiento (700 a 1000°C) en prensado en formación por prensado en caliente es superior a la temperatura de descomposición del material orgánico o el punto de fusión y punto de ebullición del Zn u otro metal. Cuando se una prensa en caliente para el calentamiento, la capa de revestimiento y chapado de la superficie se evapora causando deterioro notorio de las propiedades de la superficie.
Por lo tanto, como la lámina de acero a la cual se aplica el método de pensado en caliente que se acompaña con calentamiento a alta temperatura, es deseable usar la lámina de acero que se provee con un revestimiento de metal con base en Al, que tiene un punto de ebullición superior que un revestimiento del material orgánico o un revestimiento de metal con base en Zn, o una lámina de acero chapada con Al. En la presente, una "lámina de acero chapada con Al" incluye láminas alas cuales se han agregado elementos diferentes al Al para mejorar las características de la capa de chapado. El Al de la capa de chapado deberá ser, en % en masa, de 50% o más .
Al proporcionar la cobertura de metal con base en Al, es posible evitar que se forme escamación sobre la superficie de la lámina de acero y por lo tanto son innecesarios los pasos de descamación y otros, de manera que el producto configurado se mejora en producti idad. Además, un revestimiento de metal con base en Al también tiene un efecto a prueba de oxidación, de manera que también se mejora la resistencia la corrosión. El método de la lámina de acero de prensado en caliente que comprende lámina de acero que tiene una composición química predeterminada y se provee con un revestimiento de metal con base en Al se describe en PLT 1.
Sin embargo, cuando se provee un revestimiento de metal basado en Al, dependiendo de las condiciones del precalentamiento antes de que el Fe se diseminara de la lámina de acero y causara formación de una capa de aleación de Al-Fe y, además, la capa de aleación de Al-Fe crece hasta que la superficie de la lámina de acero se convierte en una capa de aleación de Al-Fe. Esta capa de aleación de Al-Fe es extremadamente dura, de manera que hubo problema en cuanto al contacto con el dado en el momento de la formación por prensado ocasionó marcas de trabajo sobre el producto configurado.
Una capa de aleación de Al-Fe es inferior en el deslizamiento en esta superficie y es más pobre en lubricidad. Además, esta capa de aleación de Al-Fe es dura y se fractura fácilmente. La capa de chapado sufre de agrietamiento y formación de polvo, etc., de manera que disminuye la configuración. Además, cualquier capa de aleación de Al-Fe desprendida se adhiere al dado o la superficie de la capa de aleación de Al-Fe de la lámina de acero, se frota fuertemente contra, y se adhiere al dado o compuestos intermetálicos de Al-Fe derivadas de la capa de aleación de Al-Fe para adherirse al dado y ocasionaran el producto configurado para declinar en calidad. Por esta razón, es necesario retirar periódicamente los compuestos intermetálicos de Al-Fe que se han adherido al dado. Esto se vuelve una causa de disminución en productividad del producto configurado o un incremento en los costos de producción.
Además, una capa de aleación de Al-Fe es baja en reactividad con el tratamiento de fosfato usual. Por lo tanto, la superficie de la capa de aleación de Al-Fe no puede formarse con un revestimiento convertido químicamente (revestimiento de fosfato) como pretratamiento para pintura por electrodepósito . Aun cuando no se forma un revestimiento químicamente convertido, si lo hace el material bueno en adhesión por revestimiento haciendo que la cantidad de depósito de Al sea suficiente, la resistencia a la corrosión revestida también será excelente, pero si se incrementa la cantidad de depósito de Al, se incrementará la adhesión de compuestos intermetálicos de Al-Fe al dado.
La adhesión de compuestos intermetálicos de Al-Fe incluye el alojamiento en donde las partes desprendidas del depósito de capa de aleación de Al-Fe y el alojamiento en donde la superficie de la capa de aleación de Al-Fe se frota fuertemente y se deposita. Cuando la lámina de acero de formación de prensado en caliente que tiene un revestimiento de superficie, si mejora la lubricidad, se facilita el frotado fuerte y adhesión por la superficie de la capa de aleación de Al-Fe. Sin embargo, la mejora en lubricidad no es efectiva para aliviar el depósito de las partes desprendidas de la capa de aleación de Al-Fe en el dado. Para aliviar el depósito de las partes desprendidas de la capa de aleación de Al-Fe en el dado, es más efectivo reducir la cantidad del depósito de Al en el chapado de Al. Sin embargo, si se reduce la cantidad de depósito de Al, se deteriora la resistencia a la corrosión.
Por lo tanto, la lámina de acero que evita que el producto configurado se forme con marcas de trabajo se describe en PLT 2. La lámina de acero que se describe en PLT 2 es lámina de acero que tiene una composición química predeterminada sobre la superficie de la cual se provee una cubierta de metal con base en Al y, además, en la superficie del metal con base en Al que cubre un revestimiento de compuesto inorgánico, el revestimiento de compuesto orgánico, o se forma el revestimiento de compuesto mixto del mismo que contiene por lo menos uno de Si, Zr, Ti, o P. En la lámina de acero que se forma con dicho revestimiento de superficie como el descrito en PLT 2, aún en el momento en que la formación por prensado después del calentamiento, el revestimiento de superficie no se desprenderá nunca y por lo tanto es posible evitar la formación de marcas de trabajo en el momento de la formación por prensado. Sin embargo, con el revestimiento de superficie que se describió en PLT 2, no se puede obtener lubricidad suficiente en el momento de la formación por prensado, de manera que se busca mejora, etc., en la lubricidad.
PLT 3 describe un método para resolver el problema del deterioro de superficies de lámina de acero galvanizada debido a la evaporación de la capa de galvanización en prensado en caliente de la lámina de acero galvanizada. Es decir, causa la formación de una capa de óxido de zinc (ZnO) de punto de fusión alta como una capa de barrera en la superficie de la capa de galvanización para evitar asi la evaporación de Zn en la capa de chapado de Zn en la capa inferior. Sin embargo, el método que se describe en PLT 3 se prevé en la lámina de acero que tiene una capa de galvanización. El contenido de Al en la capa de galvanización se deja que sea hasta 0.4%. Sin embargo, el contenido de Al es deseablemente pequeño. El método que se en PLT3 es para evitar la evaporación de Zn de la capa de chapado con Zn. Se incluye Al solo incidentalmente . Sin embargo, con inclusión incidental de Al en la capa de chapado de Zn, no es posible evitar completamente la evaporación de Zn en la capa de chapado con Zn. Por lo tanto, la práctica general es usar lámina de acero chapada con Al que tiene Al de alto punto de ebullición como un componente principal.
PLT 4 describe un método para aplicar un compuesto de tipo de wurtzita a la superficie de una lámina de acero chapada con Al. El método que se describe en PLT 4 mejora la lubricidad en caliente y la conversión química y asegura la adhesión al revestimiento superficial antes de la formación por prensado en caliente agregando un ingrediente aglutinante al revestimiento de superficie. Sin embargo, el aglutinante del método que se describe en PLT 4 termina quebrándose debido al calor en el momento de la formación de prensado en caliente y por lo tanto hubo el problema de que el compuesto de tipo wurtzita es rechazado en la adhesión de revestimiento de la lámina de acero en el momento de configuración.
PLT 5 describe la lámina de acero galvanizada que se forma con una capa de revestimiento de superficie que contiene hidróxido de Zn y sulfato de Zn. Sin embargo, la lámina de acero que se describe en PLT 5 forma una capa de revestimiento de superficie en la lámina de acero galvanizada, por lo que mientras que es excelente en resistencia a la corrosión, hubo el problema de que el zinc en la capa galvanizada terminó evaporándose en el momento de prensado en caliente. Además, ambas superficies de la lámina de acero que se describe en PLT5 se forman con una capa de óxido que tiene 3 Zn (OH) 2 - ZnS04. nH20 (n=0 a 5). ZnS04 disuelve la capa de chapado de Al, de manera que la lámina de acero chapada con Al puede no usarse.
PLT 6 describe la lámina de acero que está comprendida de una lámina de acero chapada con Al que se forma con una capa de revestimiento de superficie que contiene un compuesto de Zn que se selecciona de sulfato de Zn, nitrato de Zn y cloruro de Zn. Sin embargo, una solución acuosa de sulfato de Zn, nitrato de Zn, o cloruro de Zn es alta en pH, de manera que cuando se reviste la solución de tratamiento, cuando forma la capa de revestimiento de superficie, actúa para disolver la lámina de acero chapada con Al. Como resultado, hubo un problema en cuanto a que se degradó la resistencia a la corrosión revestida. Además, mientras que la causa no sea cierta, existe el problema de que la capacidad de soldadura también se degradó. Este problema fue particularmente notorio cuando se incluye sulfato de Zn y nitrato de Zn en el compuesto de Zn.
PLT 7 describe la lámina de acero que está comprendida de lámina de acero chapada con Al se forma con una capa de revestimiento de superficie que contiene un compuesto de vanadio, un compuesto de ácido fosfórico y por lo menos un tipo de compuesto de metal que se selecciona de Al, g y Zn. Sin embargo, la capa de revestimiento de superficie de la lámina de acero que se describe en PLT 7 contiene un compuesto de vanadio, de manera quela valencia del compuesto de vanadio causa que se formen varios colores y por lo tanto existe el problema de una apariencia dispareja.
Literatura de Patente PLT 1: Publicación de Patente Japonesa No. 200- 38640A PLT 2: Publicación de Patente Japonesa No. 2004- 211151A PLT 4: O2009/131233A PLT 5: Publicación de Patente Japonesa No. 2010- 077498A PLT 6: Publicación de Patente Japonesa No. 2007- 302982A PLT 7: Publicación de Patente Japonesa No. 2005-048200A SUMARIO DE LA INVENCIÓN Problema Técnico Al tiene un punto de ebullición alto y un punto de fusión alto, de manera que la lámina de acero chapada con Al se considera que promete la lámina de acero que se usa para un miembro cuya resistencia a la corrosión se demanda como la lámina de acero automotriz. Por lo tanto, se han hecho varias propuestas con respecto a la aplicación de la lámina de acero chapada con Al para el prensado por calor. Sin embargo, una capa de aleación de Al-Fe no puede dar una buena lubricidad en prensado en caliente y la capacidad de formación por prensado es inferior, etc., de manera que cuando se usa prensado en caliente para obtener una configuración complicada de un producto configurado, no se usa una lámina de acero chapada con Al. Además, en los últimos años, para uso automotriz, la lámina de acero con más frecuencia se reviste después de que es configurada. La lámina de acero chapada con Al además se requiere que ofrezca capacidad de conversión química (capacidad de revestimiento) después de la formación por prensado en caliente y resistencia a la corrosión revestida. Además, la lámina de acero que se usa para los chasis de automóviles también se requiere que tenga capacidad de soldadura por puntos.
La presente invención fue hecha en consideración de la situación anterior. El objeto de la presente invención es proveer lámina de acero chapada con Al para prensado en caliente, el uso de la cual es excelente en lubricidad en caliente, adhesión por revestimiento, soldadura por puntos y resistencia a la corrosión revestida y a un método para lámina de acero chapada con Al de prensado en caliente.
Solución al Problema Para resolver el problema anterior, los inventores, etc., realizaron intensivos estudios y como resultado descubrieron que al formar una capa de revestimiento de superficie que contiene un compuesto que contiene Zn en la capa de chapado con Al que se forma en una o ambas superficies de lámina de acero, la lubricidad en el momento de formación por prensado en caliente se vuelve mejor y la conversión química también se mejora en gran parte. Además, descubrieron que por no incluir un compuesto de vanadio en la capa revestida en la superficie, es posible evitar que la valencia del compuesto de vanadio cause que se formen varios colores y es posible resolver el problema de la apariencia dispareja de la lámina de acero. Además, descubrieron que si se incluye una cantidad predeterminada de un compuesto de Zn con una alta solubilidad de agua tal como sulfato de Zn o nitrato de Zn, la capacidad de depósito en el momento de la aplicación y adhesión de revestimiento y capacidad de soldadura por puntos se vuelve inferior. Con base en estos descubrimientos, los inventores, etc., completaron la presente invención. El objetivo de la presente invención es el siguiente. (1) La lámina de acero chapada para prensado en caliente se caracteriza por ser lámina de acero chapada para usarse en prensa en caliente que contiene la lámina de acero, una capa de chapado con Al que se forma sobre una superficie o ambas superficies de la lámina de acero, y Una capa de revestimiento de superficie que se forma en la capa de chapado en Al, La capa de revestimiento de superficie que contiene por lo menos un compuesto de Zn que se selecciona de un grupo comprendido de hidróxido de Zn, fosfato de Zn y un ácido orgánico de Zn. (2) La lámina de acero chapada para prensado en caliente se usa de acuerdo con (1) caracterizado porque la cantidad de depósito de un compuesto de Zn en la capa de revestimiento de superficie es de 0.5 a 7 g/m2 por superficie como Zn. (3) La lámina de acero chapada para uso en prensado en caliente de acuerdo con (2) caracterizada porque el revestimiento de superficie contiene, además del compuesto de Zn, por lo menos uno de un ingrediente de resina, agente de acoplamiento de silano, o sílice en una relación combinada de 5 a 30% en masa con respecto a la cantidad total del compuesto de Zn. (4) La lámina de acero chapada para uso en prensado en caliente de acuerdo con uno de (1) a (3) caracterizada porque permite, como el contenido del compuesto de Zn, la inclusión de uno o ambos de sulfato de Zn y nitrato de Zn, en % en masa respectivamente de 10% o menos. (6) La lámina de acero chapada para uso en prensado en caliente de acuerdo con (4) caracterizado porque permite, como el contenido del compuesto de Zn, la inclusión de uno o ambos de sulfato de Zn y nitrato de Zn, en % en masa respectivamente de 10% o menos. (7) Un método de prensado en caliente lámina de acero chapada caracterizado por la eliminación de la lámina de acero chapada que contiene una capa de chapado de Al que se forma en una superficie de la lámina de acero o ambas superficies de la lámina de acero la capa de revestimiento de superficie que se forma en la capa de chapado de Al y que contiene por lo menos un compuesto de Zn que se selecciona del grupo que comprende hidróxido de Zn, fosfato de Zn y un ácido orgánico de Zn, luego calentando y prensando la lámina de acero chapada caliente. (8) El método de prensado en caliente de lámina de acero chapada de acuerdo con (7) caracterizad a porque en el calentamiento antes del prensado, el régimen de elevación de temperatura promedio es de 10 a 300°C/seg en el momento en el que la lámina de acero chapada se calienta por calentamiento óhmico o calentamiento por inducción de 50 °C a una temperatura de 10°C o inferior que la temperatura pico máxima.
Efectos Ventajosos de la Invención De acuerdo con la presente invención, es posible proveer lámina de acero chapada para uso en prensado en caliente que es excelente en la lubricidad en caliente, adhesión de revestimiento capacidad de soldadura por puntos y resistencia a la corrosión revestida y un método de prensado en caliente y mejorar la productividad en el paso de prensado en caliente.
Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista explicativa que explica un aparato para evaluar la lubricidad en caliente de la lámina de acero para uso en prensado en caliente de la presente invención. La Figura 2 es una vista explicativa que explica la lubricidad en caliente de la lámina de acero para puso en prensado en caliente de la presente invención.
Descripción de Modalidades En seguida, la presente invención será explicada en detalle .
Lámina de Acero Chapada para Uso en Prensa Caliente Primero, se explicará la lámina de acero chapada para uso en prensa en caliente de la presente invención. La lámina de acero para uso en prensa en caliente de la presente invención está comprendido de lámina de acero en una a ambas superficie de las cuales se forma una capa de chapado y en la superficie de la cual la capa de chapado de Al es una capa de revestimiento de superficie que contiene un compuesto de Zn que se forma adicionalmente Lámina de Acero Antes del Chapado Como la lámina de acero antes del chapado, se usa convenientemente la lámina de acero que tiene una alta resistencia mecánica (que significa resistencia a la tensión, punto de rendimiento, elongación, capacidad de extracción, dureza, valor de impacto, resistencia a la fatiga, resistencia a corrugado y otras propiedades que se refieren a la deformación y fractura mecánica) . Más adelante se muestra un ejemplo de la lámina de acero antes del chapado que se usa para la lámina de acero para que se use en prensa en caliente de la presente invención. Un ejemplo de la lámina de acero antes del chapado que se usa para la lámina de acero para uso en prensa caliente de la presente invención se muestra en seguida.
Primero, se explicará la composición química. Obsérvese que los símbolos "%" significan % en masa a menos que se indique lo contrario. La composición química de la lámina de acero antes del chapado contiene de preferencia, en % masa, C: 0.1 a 0.4%, Si: 0.01 a 0.6% y n: 0.5 a 3%. Además, preferiblemente contiene por lo menos uno de Cr: 0.05 a 3.0, V: 0.01 a 1.0%, Mo: 0.01 a 0.3%, Ti: 0.01 a 0.1% y B: 0.000 a 0.1%. Además, el resto está comprendido de Fe e impurezas no evitables.
C está incluido para asegurar la resistencia mecánica deseada. Si C es menor que 0.1%, una resistencia mecánica suficiente no puede obtenerse. Por otro lado, si C excede 0.4%, la lámina de acero puede endurecerse, pero fácilmente ocurre fractura por fusión. Por lo tanto, el contenido de C preferiblemente es de 0.1 a 0.4%.
El Si es un elemento que mejora la resistencia mecánica. Como C, se incluye para asegurar la resistencia mecánica deseada. Si el Si es menor a 0.01%, el efecto para mejorar la resistencia es difícil de asegurar y no puede obtenerse una mejora suficiente en la resistencia mecánica. Por otro lado, Si es un elemento fácilmente oxidable. Consecuentemente, si el Si excede 0.6%, cuando se lleva a cabo el revestimiento por inmersión de Al en caliente, disminuye la humectabilidad y pueden formarse partes no chapadas. Por lo tanto, el contenido de Si preferiblemente es de 0.01 a 0.6%.
Mn es un elemento que mejora la resistencia mecánica y también es un elemento que mejora la dureza. Además, Mn es efectivo para evitar la fragilidad por calor debido a la impureza no evitable de S . Si Mn es menor a 0.5%, estos efectos no pueden obtenerse. Por otro lado, si Mn excede el 3%, las fases ? residuales se vuelven muy grandes y es probable que disminuya la resistencia. Por lo tanto, el contenido de Mn es preferiblemente de 0.5 a 3%.
Cr, V y Mo son elementos que mejoran las propiedades mecánicas y también son elementos que suprimen la formación de perlita en el momento de enfriarse de la temperatura de recocido. Estos efectos no pueden obtenerse de Cr es menor que 0.05%, V es menor que 0.01%, o Mo es menor que 0.01%. Por otro lado, si excede Cr: 3.0%, V: 1.0%, o Mo : 0.3%, la velocidad del área superficial de las fases duras se vuelve excesiva y se deteriora la capacidad de conformación.
El Ti es un elemento que mejora la resistencia mecánica y es un elemento que mejora la resistencia al calor de la capa de chapado con Al. Cuando el Ti es menor que 0.01%, no se puede obtener el efecto de mejora de la resistencia mecánica y resistencia de oxidación. Por otro lado, si se incluye excesivamente el Ti, se forman carburos y nitruros y es probable que el acero sea suavizado. En particular, cuando Ti excede 0.1%, no se puede obtener la resistencia mecánica deseada. Por lo tanto, el contenido de Ti preferiblemente está hecho de 0.01 a 0.1%.
B es un elemento que actúa para mejorar la resistencia en el momento de endurecimiento. Si B es menor que 0.0001%, dicho efecto de mejora de resistencia no puede obtenerse. Por otro lado, si B excede 0.1%, se forman inclusiones en la lámina de acero ocasionando fragilidad y es probable que disminuya la resistencia a la fatiga. Por lo tanto, el contenido de B preferiblemente es de 0.0001 a 0.1%.
Obsérvese que, la composición química mencionada antes de la lámina de acero antes del chapado es un ejemplo. Otras composiciones químicas también son posibles. Por ejemplo, también puede obtenerse como un elemento desoxidante, Al: 0.001 a 0.08%. Además, también se pueden incluir las impurezas que terminan entrando inevitablemente en el proceso de manufactura, etc..
La lámina de acero antes del chapado que tiene dicha composición química puede endurecerse por calentamiento mediante el método de prensado en caliente etc. aún después del chapado de manera que se le da una resistencia a la tensión de aproximadamente 1500 MPa o superior. Aún la lámina de acero que tiene dicha alta resistencia a la tensión puede ser chapada fácilmente por el método de prensado en caliente en el estado suavizado por calentamiento. Además, el producto configurado puede captar la alta resistencia mecánica y, aún cuando se hace delgada para aligerar el peso, puede mantenerse o mejorarse en la resistencia mecánica.
Capa de Chapado con Al .
Se forma una capa de chapado con Al en una o ambas superficies de la lámina de acero antes del chapado. La capa de chapado con Al, por ejemplo, se forma en una o ambas superficies de la lámina de acero por el método de inmersión en caliente, pero la invención no se limita a este.
Además, la composición química de la capa de chapado con Al deberá contener Al: 50% o más. Los elementos diferentes a Al no son particularmente limitados, pero Si puede incluirse proactivamente por las siguientes razones.
Si se incluye Si, se forma una capa de aleación de Al-Fe-Si en la interfaz entre el chapado y el hierro de base y por lo tanto es posible suprimir la formación de la capa de aleación de Al-Fe frágil que se forma en el momento de revestimiento de inmersión en caliente. Si el Si es menor que 3%, la capa de aleación de Al-Fe crecerá gruesa en la etapa de llevar a cabo el chapado con Al, el agrietamiento de la capa de chapado será asistido en el momento de trabajo y la resistencia a la corrosión puede ser afectada perjudicialmente . Por otro lado, si el Si excede el 10%, inversamente la velocidad del volumen de la capa de volumen que contiene Si se incrementará y la maleabilidad de la capa de chapado o resistencia a la corrosión probablemente disminuirá. Por lo tanto, el contenido de Si en la capa de chapado con Al preferiblemente es de 3 a 15%.
La capa de chapado con Al evita la corrosión de la lámina de acero para el uso en prensado en caliente de la presente invención. Además, cuando se trabaja la lámina de acero para el uso en prensado en caliente de la presente invención por el método de prensado en caliente, aún si se caliente a una alta temperatura, la superficie nunca se oxidará y nunca se formarán incrustaciones (óxidos de hierro) . Mediante el uso de capa de chapado con Al para evitar la formación de incrustaciones, es posible eliminar el paso de remoción de incrustaciones, el paso de limpieza de superficie, el paso de tratamiento de superficie, etc., y es posible mejorar la productividad del producto configurado. Además, la capa de chapado con Al es superior en el punto de ebullición y el punto de fusión que una cubierta de chapado comprendida de un material orgánico o una cubierta de chapado comprendida de otro material con base de metal (por ejemplo, material con base de Zn) . Por lo tanto, cuando se usa el método de prensado en caliente para configurarlo, no se evaporará la cubierta, de manera que la configuración a una alta temperatura se vuele posible, la configuración en formación de prensado en caliente además se eleva y se vuelve posible la fácil configuración.
El calentamiento en el momento de revestimiento por inmersión en caliente y el prensado en caliente puede ocasionar que la capa de chapado con Al forme una aleación con el Fe en la lámina de acero. Consecuentemente, la capa de chapado con Al no se forma necesariamente en una sola capa con una composición química constante e incluirá capas que forman parcialmente aleaciones (capas de aleación) .
Capa de Revestimiento de Superficies La capa de revestimiento de superficies se forma sobre la superficie de la capa de chapado con Al. La capa de revestimiento de superficie incluye uno o más compuestos de Zn que se seleccionan del grupo comprendido de hidróxido de Zn, fosfato de Zn y ácido orgánico de Zn. Como el compuesto de Zn, el hidróxido de Zn y fosfato de Zn son particularmente preferidos. Como el ácido orgánico de Zn, se pueden mencionar acetato de Zn, citrato de Zn, oxalato de Zn, oleato de Zn, y otras sales de Zn de ácidos carboxílicos y sales de Zn de ácidos hidroxilo, gluconato de zinc, etc.. Estos compuestos tienen el efecto de mejorar la lubricidad en el prensado en caliente o reactividad con la solución de conversión química. El hidróxido de Zn y fosfato de Zn tienen una pequeña solubilidad en agua, de manera que se usan como suspensiones, mientras que el acetato de Zn, que tiene una gran solubilidad en agua, preferiblemente se usan como una solución acuosa. Obsérvese que, estos compuestos de Zn pueden contener uno o ambos de sulfato de Zn y nitrato de Zn, pero si excede un % en masa del 10.5, como se explicó antes, la resistencia a la corrosión revestida y capacidad de soldadura se degradan. Por lo tanto, los valores permisibles de los contenidos de sulfato de Zn y nitrato de Zn preferiblemente son del 10% o menores.
En seguida, el caso en donde el hidróxido de Zn está contenido en la capa de revestimiento de superficie será usado como un ejemplo para la explicación. El hidróxido de Zn se descompone al calentarse para formar un revestimiento uniforme y da como resultado una mejor resistencia a la corrosión revestida que aún con el caso de uso de ZnO. Obsérvese que, aún cuando se usa un compuesto de Zn diferente a hidróxido de Zn, se forma una capa de revestimiento de superficie de la misma manera que el caso de hidróxido de Zn y se puede obtener un efecto similar.
Se puede formar la capa de revestimiento de superficie que contiene hidróxido de Zn, por ejemplo, aplicando un revestimiento que contiene hidróxido de Zn y horneando y secándolo hasta endurecer o después de la aplicación de manera que forma asi una película de revestimiento en la capa de chapado con Al. Como el método para aplicar el hidróxido de Zn, por ejemplo, se pueden mencionar el método de mezclar una suspensión que contiene hidróxido de Zn y un aglutinante orgánico predeterminado y aplicándolo a la superficie de la capa de chapado con Al y el método de revestimiento por revestimiento con polvo etc. Como el aglutinante orgánico predeterminado, por ejemplo, se pueden mencionar una resina basada en poliuretano, resina basada en poliéster, resina basada en acrilato, agente de acoplamiento de silano, sílice, etc. Estos aglutinantes orgánicos son solubles en agua de manera que permite el mezclado con la suspensión de hidróxido de Zn. La solución de tratamiento así obtenida se reviste en la superficie de lámina de acero chapada con Al .
El hidróxido de Zn no se limita particularmente en tamaño de partícula, pero convenientemente es un tamaño de 50 a 1000 nm o así sucesivamente. El tamaño de partícula del hidróxido de Zn está formado del tamaño de partícula después del tratamiento con calor. Es decir, el tamaño de partícula después de mantenerse a 900°C en el horno durante 5 a 6 minutos, luego el enfriamiento rápido en el dado se uno determinado por observación mediante un microscopio electrónico de tipo de barrido (SE ) etc.
Los contenidos del ingrediente de resina, el agente de acoplamiento de silano, sílice y otros ingredientes de aglutinante en el revestimiento de superficie son preferiblemente, por relación en masa al hidróxido de Zn, juntos de 5 a 30% o asi sucesivamente. Si el contenido de los ingredientes de aglutinante es menor a 5%, el efecto de depósito no se obtiene suficientemente y se desprende fácilmente el revestimiento. Para obtener establemente el efecto de depósito, el ingrediente de aglutinante se hace más preferiblemente, por relación en masa, 10% o más. Por otro lado, aún si el contenido del ingrediente de aglutinante excede 30%, el efecto de depósito se satura y el olor que se produce en el momento de calentamiento se vuelve notorio, de manera que esto no es preferible. El limite superior del contenido del ingrediente de aglutinante es más preferiblemente del 16%.
La capa de revestimiento de superficie que contiene el compuesto de Zn de la presente invención se confirma que tiene una lubricidad superior comparado con aún el revestimiento de compuesto inorgánico, revestimiento de compuesto orgánico, o revestimiento de compuesto mixto que contiene por lo menos uno de Si, Zr, Ti, y P que se describen en PLT 2. Por esta razón, la conformabilidad se mejora aún más .
La cantidad de depósito de hidróxido de Zn en la capa de revestimiento de superficie que se forma en la lámina de acero chapada con Al preferiblemente es de 0.5 a 7 g/m2 por superficie convertido a la cantidad de Zn. Si la cantidad de depósito del hidróxido de Zn es de 0.5 g/m2 o más como Zn, como se muestra en la Figura 2, se mejora la lubricidad. 1.5 g/m2 o más es más preferible. Por otro lado, si la cantidad de depósito de hidróxido de Zn es mayor a 7 g/m2 como Zn, la capa de chapado de Al y capa de revestimiento de superficie se vuelve muy gruesa y la capacidad de soldadura y adhesión de pintura disminuyen. Por lo tanto, el hidróxido de Zn preferiblemente se deposita en la capa de revestimiento de superficie en una cantidad de 0.5 a 7 g/m2 como Zn por superficie. Además, si se considera también la capacidad de soldadura y adhesión a la pintura, la cantidad de depósito de hidróxido de Zn preferiblemente es en particular de 0.5 a 2 g/m2.
Obsérvese que, como el método de medición de la cantidad de depósito de hidróxido de Zn, por ejemplo, se puede utilizar el método de rayos X fluorescentes. El método de Rayos X fluorescentes usa varios tipos de muestras normales con cantidades conocidas de depósito de hidróxido de Zn de manera que prepara una linea de calibración y convierte la intensidad de Zn de la muestra que se mide a la cantidad de depósito de hidróxido de Zn.
Como el método para horneado y secado después de aplicar la solución de tratamiento, por ejemplo, es posible el método para usar un horno de aire caliente, horno de calentamiento por inducción, horno de rayos infrarrojos, etc. Además, un método que usa una combinación de estos también es posible. En este momento, dependiendo del tipo de aglutinante que se incluye en la solución de tratamiento, en lugar de horneado y secado después de la aplicación, por ejemplo, la curación por rayos ultravioleta, haces electrónicos, etc. también es posible. Como el aglutinante orgánico, se pueden mencionar poliuretano o poliéster o también acrilato o un agente de acoplamiento de silano, etc. Sin embargo, el método para formar la capa de revestimiento de superficie de hidróxido de Zn no se limita a estos ejemplos. Varios métodos se pueden usar para formar la capa.
Obsérvese que, cuando no se usa un aglutinante, después de que se aplica la solución de tratamiento a la capa de chapado con Al, la capa de revestimiento de superficie es algo baja en adhesión antes del tratamiento de curación. Si se frota por una fuerza fuerte, se desprende más parcialmente .
Si la capa de revestimiento de superficie se calienta una vez cada vez que se forma por prensado en caliente, exhibe adhesión extremadamente fuerte. Se describe PLT 4 para mejorar la adhesión antes de la formación por prensado en caliente, pero la presente invención mejora la adhesión después de la formación por prensado en caliente. La mejora de la adhesión después de la formación por prensado en caliente no puede obtenerse si se incluye el compuesto de tipo de wurtzita que se describe en PLT 4 en el revestimiento de superficie y es una característica importante de la presente invención. Debido a que se calienta el hidróxido de Zn, se espera que será deshidrogenado y parcialmente se convertirá en óxido de Zn etc. y la estructura de metal cambiará. En este momento, se piensa que las partículas finas proceden fácilmente a sinteri zación . De la misma manera, el fosfato de Zn y ácido orgánico de Zn también se piensa que se descompone al ser calentado. Un compuesto con una baja solubilidad en agua tal como hidróxido de Zn y fosfato de Zn se pueden aplicar a una lámina de acero chapada con Al en un estado en solución. Además, el hidróxido de Zn, fosfato de Zn, y ácido orgánico de Zn se piensa que se precipitan como compuestos en el paso de horneado después de la aplicación o el paso de calentamiento en el momento de estampado en caliente, pero se compara con una solución dispersa en agua, no hay agregación secundaria en agua y se presente a la precipitación en una forma más fina. Por lo tanto, se piensa que las partículas precipitadas se sinterizan y por lo tanto la resistencia como revestimiento puede mantenerse fácilmente .
La capa de revestimiento de superficie mejora la lubricidad, de manera que aún con una lámina de acero chapada con Al que es inferior en conformabilidad, la conformabilidad en el momento de formación por prensado en caliente puede mejorarse. -Además, es posible disfrutar la resistencia a la corrosión excelente de la lámina de acero chapada con Al. Además, la excelente lubricidad de la capa de revestimiento de superficie suprime la adhesión de los compuestos intermetálicos de Al-Fe del dado. Aún si se pulveriza la capa de chapado con Al, la capa de revestimiento de superficie que contiene el compuesto de Zn puede evitar que se adhiera el polvo (polvo de compuesto intermetálico de Al-Fe) al dado que se usa para la formación de prensado en caliente final. Consecuentemente, un paso para remover el polvo o el compuesto intermetálico de Al-Fe que se adhiere al dado. Etc., se vuelve innecesario, de manera que la productividad del producto configurado puede mejorarse más.
Además, la capa de revestimiento de superficie puede jugar el papel de una capa protectora que protege del daño a la capa de chapado de Al que puede ocurrir en el momento de formación de prensado en caliente y puede mejorar la conformabilidad . Además, la capa de revestimiento de superficie no es inferior en la capacidad de soldadura por puntos y la adhesión de revestimiento u otros aspectos del desempeño tampoco. Si la solución de tratamiento cuando se forma la capa de revestimiento de superficie en alta solubilidad en agua, la capacidad de soldadura por puntos y adhesión del revestimiento se deterioran. Si la solución de tratamiento es alta en solubilidad en agua, la solución de tratamiento aplicada fácilmente corre de la lámina de acero y se deteriora la capacidad de depósito.
Además, la capa de revestimiento de superficie puede mejorar en gran parte la resistencia a la corrosión y puede reducir la cantidad de depósito de Al de la capa de chapado con Al comparado con el pasado. Como resultado, aun cuando se lleva a caco rápidamente la formación de prensado en caliente, se puede reducir la adhesión y la productividad al producto configurado se eleva aún más.
Método de Prensado en Caliente En seguida, se describirá el método de prensado en caliente de la lámina de acero para su uso en prensado en caliente de la presente invención.
En el método de prensado en caliente de la presente invención, primero, la lámina de acero chapada para usarse en prensado en caliente se blanquea según se requiere, luego se calienta a una alta temperatura para hacer que se suavice la lámina de acero chapada en caliente para usarse en prensado en caliente. Además, la lámina de acero chapada suavizada para su uso en prensado en caliente se prensa formado para conformarlo, luego se enfria. Mediante el suavizado de la lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente una vez de esta manera, es posible llevar a cabo fácilmente la formación por prensado subsiguiente. Además, la lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente de la presente invención puede endurecerse mediante calentamiento y enfriamiento y formar una resistencia a la tensión alta de aproximadamente 1500 MPa o más.
Como el método de calentamiento, además del horno eléctrico común, se puede empelar un horno de tubo radiante, horno infrarrojo, etc.
La lámina de acero chapada con Al se funde si se calienta al punto de fusión o más y se disemina simultáneamente con Fe por lo que la fase de Al cambia a la fase de aleación de Al-Fe y fase de aleación de Al-Fe-Si. La fase de aleación de Al-Fe y la fase de aleación de Al-Fe-Si tiene altos puntos de fusión de 1150°C o similar. La fase de Al-Fe y fase de Al-Fe-Si entran en una pluralidad de tipos y se calienta a una alta temperatura o se caliente durante largo tiempo, cambia a la fase de aleación de concentración de Fe superior.
El estado de superficie que es conveniente para el producto configurado final es un estado formado en aleación a con la superficie y un estado en donde la concentración de Fe en la fase de aleación no es tan alta. Si permanece un Al no formado en aleación, solo esta porción se corroe rápidamente, se deteriora la resistencia a la corrosión revestida y ocurren formaciones de burbujas extremadamente fácil, de manera que no es conveniente. Por otro lado, es la concentración del Fe en la fase de aleación se vuelve muy alta, la propia fase de aleación disminuye su resistencia a la corrosión, se deterior a la resistencia a la corrosión revestida y pueden ocurrir fácilmente los burbujas. Es decir, la resistencia a la corrosión de la fase de aleación depende de la concentración de Al en la fase de aleación. Por lo tanto, para mejorar la resistencia a la corrosión revestida, el estado de aleación se controla por la cantidad de depósito de Al y las condiciones de calentamiento.
En la presente invención, la velocidad de elevación de temperatura promedio en la región de temperatura de 50°C a una temperatura de 10°C inferior a la temperatura pico máxima preferiblemente es de 10 a 300°C/seg. La velocidad de elevación de temperatura promedio regula la productividad en lámina de acero chapada de formación de prensa para su uso en prensado en caliente. Si el régimen de elevación de temperatura promedio es inferior a 10°C/seg, el suavizado de la lámina de acero para su uso en prensado en caliente requiere tiempo. Por otro lado, si es mayor a 300°C, el suavizado es rápido, pero la aleación de la capa de chapado se vuelve notoria y ocasiona a pulverización. El régimen de elevación de temperatura promedio general es, en el caso de calentamiento en la atmósfera, de aproximadamente 5°C/seg. Un régimen de elevación de temperatura promedio de 100°C/seg o más puede lograrse por calentamiento óhmico o calentamiento de inducción de frecuencia superior.
La lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente de la presente invención puede realizarse a un régimen de elevación de temperatura promedio alta, de manera que la productividad del producto configurado puede mejorarse. Además, el régimen de elevación de temperatura promedio tiene un efecto sobre la composición química y grosor de la fase de aleación de Al-Fe, de manera que es uno de los factores importantes en el control de la calidad en la lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente. En el caso de la lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente de la presente invención, se puede elevar el régimen de elevación de temperatura a 300°C/seg, de manera que un rango más amplio del control de calidad se vuelve posible.
Con respecto a la temperatura de pico máximo, debido al principio del método de prensado en caliente, es necesario el calentamiento en la región de austenita, de manera que se puede emplear usualmente una temperatura de 900 a 950°C. En el método de prensado en caliente de la presente invención, la temperatura en pico máximo no se limita particularmente, pero si es menor a 850°C, no se obtiene suficiente dureza de extinción, de manera que no es preferible. Además, la capa de chapado con Al tiene que formar una fase de aleación de Al-Fe. Desde este punto de vista, no es preferible llegar a una temperatura pico máxima inferior a 850°C. Por otro lado, si la temperatura del pico máximo excede 1000°C, la aleación procederá más allá, la concentración de Fe en las fases de aleación de Al-Fe se elevará y será invitada una disminución en la resistencia a la corrosión revestida. El limite superior de la temperatura pico máxima no pueden definirse a través del tablero dado que depende también del régimen de elevación de temperatura y una cantidad de depósito de Al, pero aún si se toma en cuenta la economía, no se prefiere que la temperatura pico máxima sea de 1100°C o más.
Efectos Ventajosos de Lámina de Acero Chapada para Uso en Prensado en Caliente y Método de Prensado en Caliente de la Presente invención La lámina de acero chapada para uso en prensado en caliente de la presente invención tiene un capa de revestimiento de superficie que contiene un compuesto que contiene Zn, en particular que contiene hidróxido de Zn, de manera que se logra una lubricidad alta y se mejora la capacidad de conversión química. Además, la lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente de la presente invención es resistente al desprendimiento del revestimiento después de la configuración. Como resultado, se evita la adhesión de los compuestos intermetálicos de Al-Fe al dado, se mejoran la conformabilidad y productividad en el momento de formación de prensado en caliente y también se mejora la conversión química después de la formación de prensado en caliente. Además, la lámina de acero para su uso en prensado en caliente de la presente invención es excelente en adhesión de la capa de chapado con Al y la conformación después de la capa de revestimiento de superficie y también es excelente en resistencia a la corrosión del producto configurado, es decir, la resistencia a la corrosión revestida .
La razón de las formas de revestimiento convertidas químicamente debido a un compuesto de Zn tal como hidróxido de Zn no es claro en la etapa presente, pero la reacción de conversión química procede mientras acciona una reacción de grabado por ácido del material. La superficie del compuesto intermtálico de Al-Fe es extremadamente inerte al ácido, de manera que se espera que la reacción proceda con dificultad. Un compuesto de Zn es un compuesto anfotérico y se disuelve en un ácido de manera que se piensa que reacciona con solución de conversión química.
Ej emplos En seguida, se mostrarán ejemplos mientras que se explica además la presente invención. Obsérvese que, la presente invención no se limita a los ejemplos que se muestran en seguida.
Ejemplo 1 Se usó una lámina de acero enrollada en rio de la composición química que se muestra en la Tabla 1 (grosor de lámina de 1.4 mm) . Esta lámina de acero enrollada en frío se chapó con Al por el proceso Sendszimir. La temperatura de recocido fue de aproximadamente 800°C, el baño de chapado con Al contuvo Si: 9% y contuvo Fe que se eluyó de la lámina de acero enrollada en frío. La cantidad de depósito de Al después del chapado se ajustó por el método de limpieza a gas a 160 g/m2 en ambas superficies. Después del enfriamiento, se mostró una suspensión o solución acuosa en la Tabla 2 revestida por un revestimiento en rollo y se horneó aproximadamente a 80 °C para producir un material de prueba. Obsérvese que, cada solución que se muestra en la Tabla 2 se obtuvo usando reactivos y mezclándolos con agua destilada para formar una suspensión solución acuosa.
Las características de este material de prueba producido de esta manera se evaluaron por los siguientes métodos. Obsérvese que, el régimen de elevación de temperatura promedio cuando se calienta a 900°C fue de 5°C/seg. (1) Lubricidad en Caliente El material de prueba se insertó en un horno atmosférico, se calentó a 900°C durante 6 minutos, se sacó, luego se sujetó inmediatamente en un dado de acero inoxidable y se enfrió rápidamente. El régimen de enfriamiento en este momento fue de 150°C/seg. En seguida, el material de prueba se cortó a 30 x 50 mm y se midió el rango de la corriente adecuada para soldadura por puntos (diferencia de corriente del limite superior y corriente del limite inferior. Las condiciones de medición fueron las siguientes: la corriente del limite inferior fue el valor de corriente cuando el tamaño de porción fue de 4t1/2 (t: grosor de lámina) fue de 4,4 mm, mientras que la corriente del limite superior fue la corriente de generación de polvo.
Electrodo: hecho de cobre cromado, tipo DR (tamaño de punta 6 mm, configuración de radio 40R) Voltaje aplicado: 400 kgf (1 kgf es 9.8 N) Tiempo de electrificación: 12 ciclos (60 Hz) (4) Resistencia a la Corrosión Revestido El material de prueba se insertó en un horno atmosférico, se calentó a 900°C durante 6 minutos, se sacó, luego se sujetó inmediatamente en un dado de acero inoxidable y se enfrió rápidamente. El régimen de enfriamiento en este momento fue de 150°C/seg. En seguida, el material de prueba se cortó a 70 x 150 mm y se convirtió químicamente usando una solución de conversión química (PB-SX35) hecho por Japan Parkerizing, luego se le formó un revestimiento de electrodepósito (Powernix 110) hecho por Nippon Paint y se horneó a 170°C para formar un revestimiento de 20 µp?.
La resistencia a la corrosión revestida se evaluó con base en JASO M609 de la Sociedad de Ingenieros Automotrices de Japón. El revestimiento se cortó en cruz por un cortador con anticipación y se midió la anchura de las burbujas de los cortes en cruz después de una prueba a la corrosión de 180 ciclos 860 días) (valor máximo en un lado) . El material de referencia fue una lámina de acero a prueba contra corrosión general comprendida de lámina de acero galvanizada de sumersión en caliente con zinc depositado a 45 g/m2 por superficie. Si la resistencia a la corrosión revestida es mejor que la del material de referencia, su uso como lámina de acero a prueba de corrosión es posible. Obsérvese que la anchura de las burbujas del material de referencia fue de 7 mm.
Tabla 1. Composición Química del Material de Prueba (% masa) Tabla 2 * 1. Inclusión, por % masa, de 20% de resina de uretano respecto a los compuestos de Zn además de los compuestos . *2. Cantidad cuando todo es Zn.
Tabla 3 No. Compuesto Lubricidad Adhesión Capacidad de Resistenci Notas en caliente de soldadura a a la revestipor puntos corrosión miento revestida 1 A 0 74 8% 2 1 kA 1 .8 mm Ej . inv . 2 B 0. 74 9% 2 2 kA 2 2 mm Ej. inv . "3 C 0 75 7% 2 0 kA 2 3 mm Ej. inv . 4 D 0. 76 5% 2 2 kA 2 1 mm Ej. inv. 5 E 'o. 79 9% 2 0 kA 2 .4 mm Ej. inv . 6 F 0. 75 25% 2 0 kA 2 0 mm Ej. comp . 7 No tratado 0. 95 - 2 .1 kA 6 .0 mm Ej . conv . 8 A+5%G 0. 76 9% 2 0 kA 2 2 mm Ej. inv. 9 A+D 0. 73 10% 2 2 kA 2 1 mm Ej. inv . 10 A+5%H 0 77 10% 2 .0 kA 2 5 mm Ej . in . 11 G 0 92 20% 1 .4 kA 4 .5 mm Ej. comp . 12 H 0 77 23% 1 .5 kA 5 2 mm Ej. comp . 13 A+10%G 0. 77 11% 1 .9 kA 2 4 mm Ej. in . 14 A+10%G 0. 78 11% 1 .8 kA 2 7 mm Ej. inv . 15 A+15%G 0. 81 14% 0 .9 kA 3 5 mm Ej. comp . 16 A+15%H 0 82 14% 0 .8 kA 4 .1 mm Ej . comp .
Nota 1) "A+p" indica inclusión de A y de n cantidades iguales. La cantidad de depósito del revestimiento de superficie fue de 1 g/m2 por cantidad total de Zn.
Nota 2) "A+5 a 15%G" indica inclusión de G en 5 a 15% por % masa con respecto a A. La cantidad de depósito del revestimiento de superficie fue de 1 g/m2 por cantidad total de Zn.
Nota 3) "A + 5 a 15% H" indica inclusión de H en 5 a 15% por % masa con respecto a A. La cantidad de depósito del revestimiento de superficie fue de 1 g/m2 por cantidad total de Zn.
Los resultados de evaluación se muestran en la Tabla 3. La lubricidad en caliente se muestra por el coeficiente de fricción dinámico medido, la adhesión de revestimiento se muestra por la cantidad de reducción de Zn% antes y después del calentamiento, la capacidad de soldadura por puntos se muestra por el rango adecuado de corriente y la resistencia a la corrosión revestida se muestra por la anchura de las burbujas. Obsérvese que, No. 7 fue la lámina de acero chapada con ?1 como es sin la formación de una capa de revestimiento de superficie.
De la Tabla 3, se confirmó que por la formación de capas de revestimiento de superficie que contienen compuestos de Zn de A a E, es posible mejorar la lubricidad en caliente, adhesión al revestimiento y resistencia a la corrosión revestida sin ocasionar el deterioro de la capacidad de soldadura por puntos .
Aquí, No. 6 es un ejemplo comparativo en donde se reviste una solución de tratamiento que comprende una suspensión de ZnO y un aglutinante con base en uretano mezclados juntos. Mientras que fueron excelentes la lubricidad y resistencia a la corrosión revestida, la adhesión al revestimiento fue de 25% o notoriamente inferior comparado con los ejemplos de la invención.
Además, se forman los ejemplos comparativos en donde las capas de revestimiento de superficie que contienen compuestos de Zn de G y H (Nos. 11 y 12) fueron inferiores en adhesión al revestimiento y capacidad de soldadura por puntos. Esto se debe a que las soluciones de tratamiento que contienen los compuestos G y H son altas en solubilidad en agua, corren fácilmente cuando se revisten en lámina de acero chapada con Al y son inferiores en la capacidad de depósito. Sin embargo, como se muestra en los Nos. 8 y 10, si el contenido en las capas de revestimiento de superficie de G y H son, por % en masa, 10 % o menos, se confirmó que el efecto sobre el deterioro de la adhesión al revestimiento y soldadura por puntos fue pequeño.
En seguida, se determinó a cual grado deberá formarse un revestimiento de superficie que contiene un compuesto de Zn cambiando la cantidad de depósito de capa de revestimiento de superficie y evaluando la lubricidad en caliente. La cantidad de depósito del revestimiento de superficie se evaluó por la cantidad de depósito de Zn en el revestimiento de superficie. La solución de tratamiento usada fue una que contuvo el compuesto de Zn de A de la Tabla 2. Los resultados se muestran en la Figura 2.
Como es claro a partir de la Figura 2, se confirmó que por una cantidad de depósito de Zn de 0.5 g/m2 o más, más preferiblemente de 1 g/m2 o más, la lubricidad en caliente puede mejorarse. Los diferentes valores en la Figura 2 se muestran en la Tabla 4. Como es claro a partir de la Tabla 4, se confirmó que por una cantidad de depósito de Zn de 2 g/m2, se saturó el valor del coeficiente de fricción en caliente.
Tabla 4. Coeficiente de Fricción en Caliente Ejemplo 2 Se preparó una solución de tratamiento cambiando la relación de adición (%) de una resina de uretano a una suspensión que contiene el compuesto de Zn de A de la Tabla 2 con respecto a Zn(0H)2. Esto se aplicó a la lámina de acero chapada con Al del Ejemplo 1 para formar una capa de revestimiento de superficie y preparó un material de prueba. Las condiciones de horneado fueron iguales que en el Ejemplo 1. Además, se evaluó la adhesión de este material de prueba. Los métodos de evaluación fueron iguales que en el Ejemplo 1 excepto por que las evaluaciones se realizaron antes del calentamiento. Es decir, el material de prueba se cortó a 50 x 50 mm y se sometió a prueba de envoltura. El método de ejecución de gasa a la cual se aplicó 1.5 kgf (1 kgf es 9.8N) de carga en la parte posterior y frontal 10 veces sobre una longitud de 30 mm, se midió la cantidad de depósito de Zn antes y después de la prueba y se calculó la cantidad de % de reducción .
Tabla 5 Tabla 5. Adhesión de Revestimiento Antes Calentamiento Los resultados se muestran en la Tabla 5. Se puede confirmar que la adhesión antes del calentamiento se mejoró por la adición de resina de uretano. Además, puede confirmarse que aún si se añade resina de uretano en 16% o más, el efecto se satura.
Ejemplo 3 Se usó una lámina de acero para su uso para prensado en caliente de la presente invención que se formó usando una solución de tratamiento que contiene el compuesto de Zn de No. 1 en el Ejemplo 1. Un horno de rayos infrarrojos se usó para calentar la lámina de acero por un réqimen de calentamiento promedio de 30 °C/segundos para evaluar las características del material de prueba. Los métodos de evaluación fueron similares a los métodos que se muestran en el Ejemplo 1 excepto por el método de calentamiento. Los resultados de evaluación se muestran en la Tabla 6. La resistencia a la corrosión revestida fue superior a la del caso de No. 1 como resultado. Puede confirmarse que el método de calentamiento rápido fue efectivo.
Tabla 6. Resultados de Evaluación en el Momento de Aplicación de Calentamiento Rápido Ejemplo 4 Se usó una lámina de acero enrollada en frió de la composición química que se muestra en la Tabla 1 (grosor de lámina 1.4 mm) . Esta lámina de acero enrollada en frío se chapó con Al por el proceso Sendzimir. El baño chapado con Al se cambió en concentración de Si a 3, 6, 9, 13, 15, 18 y 21%. Además, contuvo Fe que se eluyó de la lámina de acero enrollada en frió. La cantidad de depósito de Al después de que el chapado se ajustó por el método de limpieza con gas a 160 g/m2 en ambas superficies. Después del enfriamiento, una solución de tratamiento que contuvo el compuesto de Zn que se mostró por A en la Tabla 2 se revistió por un revestimiento por enrollado y se horneó a aproximadamente 90 °C para producir materiales de prueba. Estos materiales de prueba se evaluaron para características por métodos similares al Ejemplo 1. Observar que, la cantidad de depósito de Zn fue en cada caso de aproximadamente 1 g/m2. Los resultados de evaluación se muestran en la Tabla 7. Tan claro como el de la Tabla 7, puede considerarse que cuando la concentración de Si es de 3 a 15%, la resistencia a la corrosión revestida es particularmente excelente.
Tabla 7 Como se explicó antes, mientras que las modalidades preferidas de la presente invención se explicaron en detalle, la presente invención no se limita a estas modalidades. Cualesquiera modalidades que están dentro del alcance descrito en las reivindicaciones deberán considerarse que están incluidas en la presente invención.
Aplicación Industrial De acuerdo con la presente invención, cuando el prensado en caliente de la lámina de acero chapada con Al, dado que la lubricidad es buena y se mejora la maleabilidad, una configuración más complicada del producto configurado que el pasado puede formarse por prensado. Además, se puede ahorrar mano de obra en el mantenimiento e inspección del dado de prensado en caliente y la productividad del producto configurado puede mejorarse. El producto configurado después de la formación de prensado en caliente también es buena en la capacidad de conversión química, de manera que la capacidad de pintura y resistencia a la corrosión del producto configurado final puede mejorarse también. De esta manera, la presente invención permite el prensado en caliente de la lámina de acero chapada con Al para ser expandida a la industria automotriz etc. Por lo tanto, la presente invención tiene un alto valor de aplicación en la industria.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1.- Lámina de acero chapada para su uso para prensado en caliente, caracterizada porque es lámina de acero chapada para su uso para prensado en caliente que contiene lámina de acero, una capa de chapado con Al que se forma en una superficie o ambas superficies de la lámina de acero y una capa de revestimiento de superficie que se forma en la capa de chapado con Al, la capa de revestimiento de superficie conteniendo por lo menos un compuesto de Zn que se selecciona de un grupo comprendido de hidróxido de Zn, fosfato de Zn y un ácido orgánico de Zn.
2.- La lámina de acero chapada para su uso para prensado en caliente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la cantidad de depósito de un compuesto de Zn en la capa de revestimiento de superficie es de 0.5 a 7 g/m2 por superficie como Zn.
3. - La lámina de acero chapada para su uso para prensado en caliente de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el revestimiento de superficie contiene, además del compuesto de Zn, por lo menos un ingrediente de resina, agente de acoplamiento de silano o sílice en una relación combinada de 5 a 30% en pasa con respecto a la cantidad total del compuesto de Zn.
4. - La lámina de acero chapada para su uso en prensado en caliente de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa de chapado con Al contiene Si: 3 al 15%.
5. - La lámina de acero chapada para su uso por prensado en caliente de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque permite, como el contenido del compuesto de Zn, la inclusión de uno o ambos de sulfato de Zn y nitrato de Zn, en % en masa respectivamente de 10% o menos.
6. - La lámina de acero chapada para su uso para prensado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque permite, como el contenido del compuesto de Zn, la inclusión de uno ambos del sulfato de Zn y nitrato de Zn, en % en masa respectivamente del 10% o menos .
7. - Un método de lámina de acero chapada por prensado en caliente, caracterizado por la lámina de acero chapada por blanqueo que contiene una capa de chapado con Al que se forma en una superficie de la lámina de acero o ambas superficies de la lámina de acero y la capa de revestimiento de superficie que se forma en la capa de chapado con Al y que contiene por lo menos un compuesto de Zn que se selecciona del grupo que comprende hidróxido de Zn, fosfato de Zn, y un ácido orgánico de Zn, luego calentando y prensando la lámina de acero chapada en caliente.
8. - El método de la lámina de acero chapada por prensado en caliente de acuerdo con la reivindicación 7 , caracterizado porque en el prensado antes del calentamiento, el régimen de elevación de temperatura promedio es de 10 a 300°C/seg en el momento cuando la lámina de acero chapada se calienta por calentamiento óhmico o calentamiento por inducción de 50°C a una temperatura de 10°C inferior a la temperatura pico máxima. RESUMEN Se provee una placa de acero chapada para prensado en caliente que tiene lubricidad en caliente, adhesión a la película, capacidad de soldadura por puntos y resistencia a la corrosión después del revestimiento y un método para prensar en caliente la placa de acero. Esta placa de acero chapada para prensado en caliente y método para prensado en caliente de la placa de acero chapada se caracterizan porque se forma una capa de chapado con Al en uno o ambos lados de la placa de acero y, en la capa de chapado con Al, una capa de película de superficie se forma conteniendo uno o más compuestos de Zn seleccionados de un grupo que consiste de hidróxidos de Zn, fosfatos de Zn y ácidos orgánicos de Zn.
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