TWI637069B

TWI637069B - Surface treated steel

Info

Publication number: TWI637069B
Application number: TW106111210A
Authority: TW
Inventors: 仙石晃大; 竹林浩史
Original assignee: 新日鐵住金股份有限公司
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-10-01
Also published as: TW201837206A

Abstract

一種表面處理鋼板，是具備母材及形成於母材的表面的鍍膜層的表面處理鋼板，前述鍍膜層的平均組成的質量%是含有Mg：0.5~2.0%，且滿足[60.0≦Zn+Al≦98.0]、[0.4≦Zn/Al≦1.5]及[Zn/Al×Mg≦1.6]。

Description

表面處理鋼板

本發明，是有關於表面處理鋼板。

汽車等所使用的構造構件(成形體)，是為了提高強度及尺寸精度，而藉由熱沖壓(熱模壓)被製造。將成形體藉由熱沖壓製造時，是將鋼板加熱至Ac₃點以上，由模具進行沖壓加工且急冷。即，在該製造中，將沖壓加工及硬化同時進行。依據熱沖壓的話，尺寸精度較高，且，可以製造高強度的成形體。

另一方面，藉由熱沖壓被製造的成形體，因為是由高溫被加工，所以會在表面形成銹皮。因此，藉由使用鍍膜鋼板(表面處理鋼板)作為熱沖壓用鋼板，來抑制銹皮的形成，進一步提高耐腐蝕性的技術已被提案(專利文獻1~3參照)。

例如，在專利文獻1中，已揭示形成有Zn鍍膜層的熱間沖壓(模壓)用鋼板。且，在專利文獻2中，已揭示形成有Al鍍膜層的高強度汽車構件用鋁鍍膜鋼板。進一步，在專利文獻3中已揭示，在Zn鍍膜鋼板的鍍膜層中添加Mn等的各種元素的熱間沖壓用Zn系鍍膜鋼材。

〔習知技術文獻〕〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2003-73774號公報

[專利文獻2]日本特開2003-49256號公報

[專利文獻3]日本特開2005-113233號公報

在專利文獻1的技術中，在熱沖壓後因為Zn會殘存於鋼材表層，所以可以期待高防蝕作用。但是，因為Zn是在熔融的狀態下使鋼板被加工，所以熔融Zn會侵入鋼板，在鋼材內部有可能發生破裂。此破裂，是被稱為液體金屬脆化破裂(Liquid Metal Embrittlement，以下也稱為「LME」)。且，LME，會使成形體的疲勞特性劣化。

又，在現狀中，為了迴避LME的發生，有必要適宜地控制鋼板加工時的加熱條件。具體而言採用，使熔融Zn的全部在鋼板中擴散，直到成為Fe-Zn固溶體為止加熱的方法等。但是，對於這些的方法，需要長時間的加熱，其結果，具有生產性下降的問題。

且在專利文獻2的技術中，在鍍膜層因為使用融點比Zn高的Al，如專利文獻1的熔融金屬侵入鋼板的可能性較低。因此可預測，可獲得優異的耐LME性，進一步熱沖壓後的成形體的疲勞特性優異。但是，在形成有Al鍍膜層的鋼材中，在汽車用構件的塗裝前進行的磷酸鹽處理時，具有形成磷酸鹽皮膜困難的問題。換言之，依據該鋼材會有無法充分地獲得磷酸鹽處理性，而具有塗裝後耐腐蝕性下降的擔心。

進一步，在專利文獻3的技術中，雖將熱沖壓後的最表層(氧化物皮膜)改質，提高點焊性，但是依據添加的元素，LME還是會發生，有可能無法充分地獲得熱沖壓鋼材的疲勞特性。且，依據添加的元素，不只該鋼材的疲勞特性，磷酸鹽處理性也有可能下降。

本發明，是解決上述的問題點，其目的是提供一種疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性優異的成形體的素材最佳的表面處理鋼板。

本發明，是為了解決上述課題者，而實質作成下述的表面處理鋼板。

(1)一種表面處理鋼板，具備母材及形成於該母材的表面的鍍膜層，前述鍍膜層的平均組成的質量%是含有Mg：0.5~2.0%，且滿足下述(i)~(iii)式。

75.0≦Zn+Al≦98.5．．．(i)

0.4≦Zn/Al≦1.5．．．(ii)

Zn/Al×Mg≦1.6．．．(iii)

但是上述式中的元素記號，是顯示被包含於鍍膜層中的各元素的含有量(質量%)。

(2)如上述(1)的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層的平均組成的質量%是進一步含有Si：超過0%且15.0%以下。

(3)如上述(1)或(2)的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層的平均組成，是進一步滿足下述(iv)式。

Mg+Ca+Ti+Sr+Cr≦2.0．．．(iv)

(4)如上述(1)至(3)項中任一項的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層，是在前述鍍膜層中的母材側具有Fe擴散層，前述Fe擴散層的厚度對於前述鍍膜層的整體厚度的比率，是15~50%。

(5)如上述(4)的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層的平均組成的質量%是進一步含有Fe：5.0~25.0%。

(6)如上述(1)至(5)項中任一項的表面處理鋼板，其中，前述母材的化學組成的質量%是含有C：0.05~0.4%、Si：0.5%以下、及Mn：0.5~2.5%。

(7)如上述(1)至(6)項中任一項的表面處理鋼板，其中，熱沖壓用。

對於本發明的表面處理鋼板進行熱沖壓的話，可以獲得疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性優異的成形體。

[第1圖]將本發明的一實施例的表面處理鋼板的剖面進行SEM觀察的畫像的一例。

本發明人等檢討了，在熱沖壓成形時的耐LME性優異，且在熱沖壓後作為點焊性、及塗裝後耐腐蝕性優異的成形體的素材最佳的表面處理鋼板的構成。

首先，本發明人等，是對於提高成形體的塗裝後耐腐蝕性的方法進行了檢討。其結果發現了，藉由在表面處理鋼板所具有的鍍膜層中含有Mg，就可以提高熱沖壓後的成形體的耐腐蝕性。但是也了解，對於在鍍膜層中含有Mg的表面處理鋼板進行熱沖壓成形的話，LME容易產生，疲勞特性會劣化。且，鍍膜層中的Mg含有量過剩的話，藉此被製造的成形體的點焊性也會下降。

因此，本發明人等專心檢討了，不會使耐LME性及點焊性劣化，可提高耐腐蝕性的方法。其結果發現，藉由適切地管理表面處理鋼板的鍍膜層中的Mg含有量，可以確保上述的全部的特性平衡佳。

本發明是依據上述的知識。以下，對於本發明的各要件詳細說明。

(A)整體構成

本發明的一實施例的表面處理鋼板，是具備母材及形成於該母材的表面的鍍膜層。對於各別，如以下詳述。

(B)母材

本實施例的課題也就是熱沖壓成形後的疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性的改善，是藉由表面處理鋼板的鍍膜層的構成而被實現。因此，本實施例的表面處理鋼板的母材無特別限定。但是，母材的成分是以下說明的範圍內的情況，除了疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性以外，也可獲得具有最佳的機械特性的成形體。

各元素的限定理由是如下述。又，在以下的說明對於含有量的「%」，是「質量%」意思。

C：0.05~0.4%

碳(C)，是將熱沖壓後的成形體的強度提高的元素。C含有量太少的話，無法獲得上述效果。另一方面， C含有量過剩的話，鋼板的韌性會下降。因此，C含有量是設成0.05~0.4%。C含有量是0.10%以上較佳，0.13%以上更佳。且，C含有量是0.35%以下較佳。

Si：0.5%以下

矽(Si)，是不可避地被包含，具有將鋼脫酸的作用的元素。但是，Si含有量過剩的話，在熱沖壓的加熱中鋼中的Si會擴散，在鋼板表面會形成氧化物，使磷酸鹽處理性下降。Si，進一步是將鋼板的Ac₃點上昇的元素，Ac₃點上昇的話，熱沖壓時的加熱溫度有可能超越Zn鍍膜的蒸發溫度。因此，Si含有量是設成0.5%以下。Si含有量是0.3%以下較佳，0.2%以下更佳。若從上述製品性能的觀點，Si含有量的下限值是無限制，但是因為是以上述的脫酸作為目的被使用，所以實質上，下限值是存在。依據欲求得的脫酸層級，通常是0.05%。

Mn：0.5~2.5%

錳(Mn)，是提高硬化性，將熱沖壓後的成形體的強度提高的元素。Mn含有量太少的話，無法獲得此效果。另一方面，Mn含有量過剩的話，此效果會飽和。因此，Mn含有量是設成0.5~2.5%。Mn含有量是0.6%以上較佳，0.7%以上更佳。且，Mn含有量是2.4%以下較佳，2.3%以下更佳。

P：0.03%以下

磷(P)，是被包含於鋼中的不純物。P會在結晶粒界偏析使鋼的韌性下降，使耐遲延破壞性下降。因此，P含有量是設成0.03%以下。P含有量是儘可能減少較佳。

S：0.01%以下

硫黃(S)，是被包含於鋼中的不純物。S會形成硫化物使鋼的韌性下降，使耐遲延破壞性下降。因此，S含有量是設成0.01%以下。S含有量是儘可能減少較佳。

sol.Al：0.1%以下

鋁(Al)，一般是在鋼的脫酸目的被使用，不可避地被含有的元素。但是，Al含有量過剩的話，脫酸雖充分地進行，但是鋼板的Ac₃點會上昇，熱沖壓時的加熱溫度有可能超過Zn鍍膜的蒸發溫度。因此，Al含有量是設成0.1%以下。Al含有量是0.05%以下較佳。為了獲得上述的效果，Al含有量是0.01%以上較佳。又，在本說明書中，Al含有量，是sol.Al(酸可溶Al)的含有量的意思。

N：0.01%以下

氮(N)，是在鋼中不可避地被包含的不純物。N會形成氮化物使鋼的韌性下降。N是進一步在鋼中含有B的情況，會與B結合使固溶B量減少，進一步使硬化性下降。因此，N含有量是設成0.01%以下。N含有量是儘可能減少較佳。

B：0~0.005%

硼(B)，是因為具有提高鋼的硬化性，將熱沖壓後的成形體的強度提高的效果，所以依據需要含有也可以。但是，B含有量過剩的話，此效果會飽和。因此，B含有量是設成0.005%以下。為了獲得上述的效果，B含有量是0.0001%以上較佳。

Ti：0~0.1%

鈦(Ti)，是與N結合而形成氮化物。如此Ti及N結合的情況時，B及N的結合被抑制，可以抑制由BN形成所導致的硬化性的下降。因此，依據需要含有Ti也可以。但是，Ti含有量過剩的話，上述效果會飽和，進一步，Ti氮化物過剩地被析出，鋼的韌性會下降。因此，Ti含有量是設成0.1%以下。又，Ti是藉由其銷固定效果，將熱沖壓加熱時的奧氏體粒徑微細化，藉此將成形體的韌性等提高。為了獲得上述的效果，Ti含有量是0.01%以上較佳。

Cr：0~0.5%

鉻(Cr)，因為是具有將鋼的硬化性提高的效果，所以依據需要含有也可以。但是，Cr含有量過剩的話，會形成Cr碳化物。此Cr碳化物，是在熱沖壓的加熱時因為溶解困難，所以奧氏體化進行困難，硬化性會下降。因此，Cr含有量是設成0.5%以下。為了獲得上述的效果，Cr含有量是0.1%以上較佳。

Mo：0~0.5%

鉬(Mo)，因為是具有將鋼的硬化性提高的效果，所以依據需要含有也可以。但是，Mo含有量過剩的話，上述效果會飽和。因此，Mo含有量是設成0.5%以下。為了獲得上述的效果，Mo含有量是0.05%以上較佳。

Nb：0~0.1%

鈮(Nb)，因為會形成碳化物，具有在熱沖壓時將結晶粒微細化，將鋼的韌性提高的效果，所以依據需要含有也可以。但是，Nb含有量過剩的話，上述效果不只會飽和，硬化性也會下降。因此，Nb含有量是設成0.1%以下。為了獲得上述的效果，Nb含有量是0.02%以上較佳。

Ni：0~1.0%

鎳(Ni)，是具有將鋼的韌性提高的效果。Ni，是進一步，在熱沖壓中的加熱時，抑制由熔融Zn的存在所起因的脆化。因此，依據需要含有Ni也可以。但是，Ni含有量過剩的話，這些的效果會飽和。因此，Ni含有量是設成1.0%以下。為了獲得上述的效果，Ni含有量是0.1% 以上較佳。

在構成本實施例的表面處理鋼板的母材的化學組成中，殘部是Fe及不純物。在此，不純物，是指將鋼板在工業的製造時，在作為原料的鑛石或是廢料所包含的成分，或是在製造環境等起因被混入的成分，非被刻意地加上的成分的意思。

(C)鍍膜層

本發明中的鍍膜層，是將Zn及Al作為主體。即，鍍膜層的平均組成是滿足下述(i)式。表面處理鋼板的鍍膜層是藉由滿足下述的條件，而成為可提高熱沖壓後的成形體的疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性。

75.0≦Zn+Al≦98.5．．．(i)

且Zn及Al的比率也成為重要。因此，本發明的鍍膜層的平均組成，是滿足下述(ii)式。Zn/Al的值是成為未滿0.4的話，無法確保磷酸鹽處理性，塗裝後耐腐蝕性會劣化。且，Zn/Al的值是超過1.5的話，無法抑制LME，疲勞特性會劣化。Zn/Al的值是1.2以下較佳，1.0以下更佳，0.8以下進一步較佳。

0.4≦Zn/Al≦1.5．．．(ii)

進一步在本發明中，鍍膜層的平均組成的質量%是含有Mg：0.5~2.0%。鍍膜層中的Mg含有量是在未滿0.5%中，熱沖壓後的成形體的耐腐蝕性的提高效果是成為不充分。另一方面，Mg含有量是超過2.0%的話，在熱沖壓時LME發生的風險會增大。且，因為Mg容易被氧化，在熱沖壓後的成形體的表層會作為氧化物被濃化。Mg的氧化物是電阻因為較高所以，過剩地濃化的話，成形體的焊接性會惡化。鍍膜層中的Mg含有量是0.6%以上較佳，0.8%以上更佳。且，Mg含有量是1.8%以下較佳，1.5%以下更佳。

且鍍膜層中的Mg含有量，是在Zn及Al的含有量的關係也有必要調整，具體而言，有必要滿足下述(iii)式。Zn/Al×Mg的值是超過1.6的話，無法抑制LME，疲勞特性會劣化。Zn/Al×Mg的值，是1.4以下較佳，1.2以下更佳，1.0以下進一步較佳。

Zn/Al×Mg≦1.6．．．(iii)

鍍膜層的平均組成的質量%是進一步含有Si：超過0%且15.0%以下也可以。在鍍膜層中藉由包含Si，可以提高母材及鍍膜層的密合性。另一方面，鍍膜層中的Si含有量是超過15.0%的話，有可能無法擔保熱沖壓後的成形體的耐腐蝕性及焊接性等的性能。Si含有量是0.1%以上較佳，0.3%以上更佳。

且鍍膜層中的Si含有量變高的話，後述的Fe擴散層的形成會被抑制。因此，在欲促進Fe擴散層的形成的情況中，Si含有量是10.0%以下較佳，5.0%以下更佳。

進一步，在鍍膜層中包含Cr、Ca、Sr、Ti等也可以。但是，這些的元素，因為是與Mg同樣容易被氧化，所以在熱沖壓後的成形體的表層作為氧化物被濃化。這些的氧化物也電阻因為較高，所以過剩地濃化的話，成形體的焊接性會惡化。因此，在鍍膜層中包含這些的元素的情況時，鍍膜層的平均組成，是在Mg含有量的關係，滿足下述(iv)式較佳。

Mg+Ca+Ti+Sr+Cr≦2.0．．．(iv)

在此，在本發明中，對於鍍膜層的平均組成，是藉由以下的方法求得。首先，將包含鍍膜層的表面處理鋼板由10%HCl水溶液溶解。此時，為了只有將鍍膜層溶解，將抑制母材的Fe的溶解的抑製劑添加於鹽酸。且，將被包含於溶解液中的各元素，藉由誘導結合等離子發光分光分析(ICP-OES)測量。

本發明中的鍍膜層，是在鍍膜層中的母材側具有Fe擴散層較佳。Fe擴散層，是由以Fe-Al-Zn相作為主體的組織所構成。Fe-Al-Zn相是主體，是指是Fe-Al-Zn相的合計面積率是90%以上的意思。Fe-Al-Zn相的合計面積率，是95%以上更佳，99%以上進一步較佳。本發明的Fe-Al-Zn相，是Fe(Al、Zn)₂、Fe₂(Al、Zn)₅或是Fe(Al、Zn)₃的總稱。尤其是，Fe擴散層中的Fe含有量，是成為20~55質量%的範圍。又，在上述Fe-Al-Zn相中也有包含Si的情況。

表面處理鋼板被冷加工的情況，Fe擴散層若存在的話會成為破裂的起點。因此，通常，Fe擴散層是極力不使形成較佳。但是，表面處理鋼板被熱沖壓的情況時，在鍍膜層中以Fe-Al-Zn相作為主體的Fe擴散層若存在的話，在熱沖壓時鍍膜層中的Zn及Al的合金化會被促進，迅速地形成Fe-Al合金。Fe-Al合金的形成，因為是特別是在與母材的界面附近被促進，所以會抑制LME的效果發揮。又，在本發明中，Fe-Al合金，是α Fe、Fe₃Al及FeAl的總稱。

想獲得上述的效果的情況時，本發明的Fe擴散層的厚度對於鍍膜層的整體厚度的比率，是15~50%較佳。上述的比率是未滿15%時，無法充分地獲得LME的抑制效果。另一方面，上述的比率是超過50%的話，將鋼板呈螺旋狀捲取時破裂有可能發生。Fe擴散層的厚度對於鍍膜層的整體厚度的比率，是20%以上較佳，25%以上更佳。且，Fe擴散層的厚度的比率，是45%以下較佳，40%以下更佳。

第1圖，是將本發明的一實施例的表面處理鋼板的剖面進行SEM觀察的畫像的一例。又，第1圖(a)，是由將Fe擴散層積極地形成使用的條件進行了鍍膜處理的例。另一方面，第1圖(b)，是由通常的條件進行了鍍膜處理的例。從第1圖可以了解，鍍膜層中的Fe擴散層及其以外的層的交界可明瞭地觀察。

且從鍍膜層的EPMA分析的結果可以確認，Fe擴散層的Fe含有量是成為20%以上，以成為20~55 質量%的範圍的Fe-Al-Zn相作為主體的組織。且，在其以外的層中，是未滿20%。因此，在本發明中，鍍膜層的整體厚度及Fe擴散層的厚度，是從EPMA分析及SEM觀察的結果測量。且，在本發明中，將鍍膜從剖面由SEM觀察，在任意的12處測量鍍膜層的整體厚度及Fe擴散層的厚度，將除了最大及最小以外的10處中的測量值的平均值作為各厚度採用。

又，對於本發明的鍍膜層的整體厚度無特別限制，例如，可以設成5~40μm。鍍膜層的整體厚度是10μm以上較佳，30μm以下較佳。且，對於Fe擴散層的厚度也無特別限制，想獲得抑制LME的效果的情況時，3μm以上較佳。另一方面，其厚度過剩的話將鋼板呈螺旋狀捲取時因為破裂有可能發生，所以10μm以下較佳。

進一步，將Fe擴散層充分形成，想獲得抑制LME的效果的情況時，鍍膜層的平均組成的質量%是進一步含有Fe：5.0~25.0%較佳。

(D)製造方法

在將本實施例的表面處理鋼板製造的過程中，包含將母材製造的過程、及在母材的表面形成鍍膜層的過程。以下，對於各過程詳述。

〔母材製造過程〕

在母材製造過程中，將表面處理鋼板的母材製造。例如，將具有上述的化學組成的熔鋼製造，使用此熔鋼，藉由鑄造法將厚板製造，或是藉由造塊法將塊製造。接著，將厚板或是塊藉由熱間壓延，就可獲得表面處理鋼板的母材(熱延板)。又，將對於上述熱延板進行酸洗處理，對於酸洗處理後的熱延板進行冷壓延而獲得的冷延板作為表面處理鋼板的母材也可以。

〔鍍膜處理過程〕

在鍍膜處理過程中，在上述的母材表面形成Al-Zn-Mg鍍膜層，將表面處理鋼板製造。鍍膜層的形成方法，是熔融鍍膜處理也可以，溶射鍍膜處理、蒸鍍鍍膜處理等其他的任何的處理也可以。為了提高母材及鍍膜層的密合性，是在鍍膜層含有Si較佳。

例如，由熔融鍍膜處理所產生的Al-Zn-Mg鍍膜層的形成例，是如以下。即，將母材，浸漬於由Al、Zn、Mg及不純物所構成的熔融鍍膜浴，在母材表面附著鍍膜層。接著，將附著了鍍膜層的母材從鍍膜浴拉起。

在本過程中，藉由適宜調整從鍍膜浴的鋼板的拉起速度、擦洗的氣體的流量，成為可調整鍍膜層的厚度。如上述，鍍膜層的整體厚度是成為5~40μm的方式調整較佳。

又，欲在鍍膜層中形成上述的Fe擴散層的情況時，鍍膜處理過程中，鍍膜浴中的Si含有量、浸漬時間及浸漬後的冷卻速度的控制是成為重要。具體而言，為了促進Fe擴散層的形成，是如上述，鍍膜浴中的Si含有量有必要較低。

且在鍍膜浴中浸漬5s以上，進一步，從鍍膜浴拉起之後，進行保溫或是加熱，藉由將平均冷卻速度抑制在30℃/s以下，而使Fe的擴散充分地進行。但是，Fe擴散層的厚度是成為過剩的話，將鋼板呈螺旋狀捲取時因為破裂有可能發生，所以朝鍍膜浴的浸漬時間是15s以下，浸漬後的平均冷卻速度是5℃/s以上較佳。

因此，在鍍膜層中形成Fe擴散層，且，將Fe擴散層的厚度對於鍍膜層的整體厚度的比率，欲調整成15~50%的範圍的情況中，朝鍍膜浴的浸漬時間是5~15s，浸漬後的平均冷卻速度是5~30℃/s以下較佳。

(E)熱沖壓條件

藉由在本發明的表面處理鋼板施加熱沖壓，就可以獲得疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性優異的成形體。藉由在以下說明的條件進行熱沖壓，成為可更確實地獲得上述特性優異的成形體。又，在進行熱沖壓之前，依據需要，進行防鏽油膜形成處理及遮蔽加工處理也可以。

〔熱沖壓過程〕

通常的熱沖壓，是藉由將鋼板熱加熱至沖壓溫度範圍(熱加工溫度範圍)為止，接著熱加工，進一步冷卻來進行。依據通常的熱沖壓技術的話，為了短縮製造時間，將鋼板的加熱速度儘可能加大。且，將鋼板加熱至熱沖壓溫度範圍為止的話鍍膜層的合金化因為已充分地進行，所以通常的熱沖壓技術，未重視鋼板的加熱條件的控制。

但是為了更確實地獲得上述特性優異的成形體，是將表面處理鋼板昇溫至熱沖壓溫度為止時，進行由規定的溫度域保持一定時間的合金化加熱處理較佳。且，在施加了合金化加熱處理之後，加熱至熱沖壓溫度(硬化加熱溫度)為止，進行熱加工及冷卻。

具體而言，首先，將表面處理鋼板裝入加熱爐(氣體爐、電爐、紅外線爐等)。在加熱爐內，將表面處理鋼板加熱至500~750℃的溫度範圍為止，在此溫度範圍內進行保持10~450s的合金化加熱處理。藉由進行合金化加熱處理，在鍍膜層中母材的Fe會擴散，進行合金化。藉由此合金化，成為可抑制LME。又，合金化加熱溫度沒有必要是一定，在500~750℃的範圍內變動也可以。

合金化加熱處理終了之後，將表面處理鋼板加熱至Ac₃點~950℃的溫度範圍為止，接著進行熱加工。此時，表面處理鋼板的溫度在Ac₃點~950℃的溫度範圍(氧化溫度範圍)內的時間被限制於60s以下。表面處理鋼板的溫度在氧化溫度範圍內的話，鍍膜層的表層的氧化物皮膜會成長。表面處理鋼板的溫度在氧化溫度範圍內的時間若超過60s的話，氧化物皮膜會過長，會擔心成形體的焊接性的下降。另一方面，氧化物皮膜的生成速度因為非常地快，所以表面處理鋼板的溫度在氧化溫度範圍內的時間的下限值是超過0s。但是，表面處理鋼板的加熱是在100%氮氣氛等的非氧化氣氛被進行的場合，因為未形成有氧化物皮膜，所以加熱是在大氣氣氛等的氧化氣氛進行。

表面處理鋼板的溫度在氧化溫度範圍內的時間只要是60s以下的話，加熱速度及最高加熱溫度等的條件無特別限定，可以選擇可進行熱沖壓的各種的條件。

接著，將從加熱爐被取出的表面處理鋼板，使用模具沖壓成形。在本過程中，與此沖壓成形同時，藉由模具將該鋼板硬化。在模具內使冷卻媒體(例如水)循環，由模具促進表面處理鋼板的拔熱，進行硬化。藉由以上的過程，可以製造成形體。

又，說明了使用加熱爐將表面處理鋼板加熱的方法的例，但是藉由通電加熱加熱也可以。此情況，也藉由通電加熱將鋼板規定時間加熱，使用模具進行該鋼板的沖壓成形。

〔防鏽油膜形成過程〕

防鏽油膜形成過程，是在鍍膜處理過程後，且，熱沖壓過程前，在表面處理鋼板的表面將防鏽油塗抹形成防鏽油膜者，在製造方法任意地包含也可以。從表面處理鋼板被製造至熱沖壓進行為止的時間長的情況時，表面處理鋼板的表面有可能被氧化。但是，藉由防鏽油膜形成過程形成有防鏽油膜的表面處理鋼板的表面因為是氧化困難，所以防鏽油膜形成過程，可以抑制成形體的銹皮的形成。又，防鏽油膜的形成方法，是使用公知的任何的技術也可以。

〔遮蔽加工過程〕

本過程，是在防鏽油膜形成過程後，且，熱沖壓過程前，對於表面處理鋼板進行剪斷加工及/或沖孔加工，將該鋼板成形成特定的形狀的過程。遮蔽加工後的鋼板的剪斷面容易被氧化。但是，在鋼板表面事前形成有防鏽油膜的話，在上述剪斷面防鏽油也某程度擴大。由此，可以抑制遮蔽加工後的鋼板的氧化。

以上，雖說明了本發明的一實施例，但是上述的實施例只是本發明的例示。因此，本發明，不限定於上述的實施例，在不脫離其宗旨的範圍內，可以適宜地設計變更。

以下，雖藉由實施例將本發明更具體說明，但是本發明不限定於這些的實施例。

[實施例1]

首先，準備母材。即，使用表1所示的化學組成的熔鋼，藉由連續鑄造法將厚板製造。接著，將厚板熱間壓延將熱延鋼板製造，將熱延鋼板進一步酸洗之後，進行冷壓延將冷延鋼板製造。且，將此冷延鋼板作為表面處理鋼板的母材(板厚1.4mm)。

接著，使用如此製造的母材，依據表2所示的條件進行鍍膜處理，製造了各試驗例的表面處理鋼板。

進行了所獲得的表面處理鋼板的鍍膜層的平均組成的測量。測量時，首先，將包含鍍膜層的表面處理鋼板在10%HCl水溶液溶解。此時，為了只有將鍍膜層溶解，將抑制母材的Fe的溶解的抑製劑添加於鹽酸。且，將被包含於溶解液中的各元素，藉由ICP-OES測量。

且將表面處理鋼板的剖面切出，藉由進行SEM觀察，測量了鍍膜層的整體厚度及Fe擴散層的厚度。這些的測量結果如表3所示。

其後，對於各試驗例的表面處理鋼板，如以下所示，進行了熱間V彎曲試驗、點焊性評價試驗及塗裝後耐腐蝕性評價試驗。

[熱間V彎曲試驗]

對於各試驗例的表面處理鋼板，進行在700℃保持120s的合金化加熱處理之後，在900℃加熱30s，立即使用3種類的手動沖壓機進行熱間V彎曲加工成為成形體。又，模具的形狀，是由V彎曲加工所產生的彎曲半徑的外側部分彎曲加工終了時，各別成為被10%、15%及20%延伸的形狀。

其後，對於成形體的V彎曲加工部位的厚度方向剖面，藉由使用SEM及反射電子感測器觀察反射電子像，觀察了LME的發生的有無。且，將至母材(在Fe濃度是98%以上的處)為止破裂進展的情況作為LME發生。在由熱間V彎曲試驗所進行的耐LME性的評價中，20%延伸時無破裂者評價為優(1)，20%延伸時發生破裂，但15%延伸時無破裂者評價為良(2)，15%延伸時發生破裂，但10%延伸時無破裂者評價為可(3)，10%延伸時破裂發生者評價為不可(4)。

又，龜裂的末端位置的判別是在上述觀察中困難的情況時，藉由使用能量分散型X線微分析器，對於龜裂末端位置的周圍領域，進行能量分散型X線分析(EDS)，來判別至母材為止龜裂是否延伸。此時，將Al、Zn的含有量的合計是超過0.5%的領域作為鍍膜層，將比其更鋼材內側的領域認定為母材。

[點焊性評價試驗]

對於各試驗例的表面處理鋼板，進行在700℃保持120s的合金化加熱處理之後，在900℃加熱30s，立即將鋼板挾入具備水冷箱的平板模具而製造了板狀的成形體。又，熱沖壓時的冷卻速度慢的部分，也至回火麻田散鐵變態開始點(410℃)程度為止，使成為50℃/s以上的冷卻速度的方式硬化。

對於這些成形體，使用直流電源，由加壓力350kgf實施了點焊。由各種的焊接電流實施試驗，將焊接部的熔塊徑是超過4.7mm的值作為下限值，適宜將焊接電流的值提高，將在焊接時灰塵發生的值作為上限值。且，將上限值及下限值之間的值適切設定成電流範圍，將上限值及下限值的差作為點焊性的指標。在點焊性的評價中，此值是將1.5A以上者評價為優(1)，將1.0A以上且未滿1.5A者評價為良(2)，將0.5A以上且未滿1.0A者評價為可(3)，將未滿0.5A者評價為不可(4)。

[塗裝後耐腐蝕性評價試驗]

進一步，對於各成形體，使用日本帕卡瀨精股份有限公司製的表面調整處理劑(商品名：Prepalene X)，將表面調整在室溫20s進行。接著，使用日本帕卡瀨精股份有限公司製的磷酸鋅處理液(商品名：PALBOND3020)，進行了磷酸鹽處理。具體而言，將處理液的溫度設成43℃，將成形體浸漬於處理液120s。由此，在鋼材表面形成磷酸鹽披膜。

將上述的磷酸鹽處理實施之後，對於各成形體，將日本塗料股份有限公司製的陽離子型電鍍塗料，由電壓160V的斜坡通電進行電鍍塗裝，進一步，由烘烤溫度170℃進行20分鐘烘烤塗裝。電鍍塗裝後的塗料的膜厚控制，是以熱沖壓成形前的表面處理鋼板，電鍍塗裝是以成為15μm的條件實施。

對於電鍍塗裝之後的成形體，至到達素材的鋼材為止的方式交叉切斷，實施複合腐蝕試驗(JASO M610週期)。由塗裝膨脹寬度評價耐腐蝕性，將180週期的複合腐蝕試驗實施之後的塗裝膨寬度是2.0mm以下者評價為優(1)，將超過2.0mm且3.0mm以下者評價為良(2)，將超過3.0mm且4.0mm以下者評價為可(3)，將超過4.0mm者評價為不可(4)。

[評價結果]

在本發明中，其目的為提供一種在疲勞特性(耐LME性)、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性的全部平衡佳而優異的成形體的素材最佳的表面處理鋼板。因此，將這些的評價結果總合地考慮，在其中任一的試驗為優或是良的總合評價A及其中任一的試驗皆無不可的總合評價B者設為合格，將其中任一的試驗具有不可的總合評價C者設為不合格。那些的結果如表4所示。

從表4也明顯可知且可確認，藉由將本發明的表面處理鋼板作為素材，由適切的條件熱沖壓，就可獲得在疲勞特性(耐LME性)、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性的全部平衡佳而優異的成形體。

〔產業上的可利用性〕

對於本發明的表面處理鋼板進行熱沖壓的話，可以獲得疲勞特性、點焊性、及塗裝後耐腐蝕性優異的成形體。因此，將本發明的表面處理鋼板作為素材的成形體，是可以最佳使用作為汽車等所使用的構造構件等。

Claims

一種表面處理鋼板，是具備母材及形成於該母材的表面的鍍膜層，前述鍍膜層的平均組成的質量%，是含有Mg：0.5~2.0%，且滿足下述(i)~(iii)式，前述鍍膜層，是在前述鍍膜層中的母材側具有Fe擴散層，前述Fe擴散層的厚度對於前述鍍膜層的整體厚度的比率，是15~50%；75.0≦Zn+Al≦98.5．．．(i) 0.4≦Zn/Al≦1.5．．．(ii) Zn/Al×Mg≦1.6．．．(iii)但是上述式中的元素記號，是顯示被包含於鍍膜層中的各元素的含有量(質量%)。
如申請專利範圍第1項的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層的平均組成的質量%是進一步含有Si：超過0%且15.0%以下。
如申請專利範圍第1項的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層的平均組成，是進一步滿足下述(iv)式，Mg+Ca+Ti+Sr+Cr≦2.0．．．(iv)但是上述式中的元素記號，是顯示被包含於鍍膜層中的各元素的含有量(質量%)。
如申請專利範圍第1項的表面處理鋼板，其中，前述鍍膜層的平均組成的質量%是進一步含有Fe：5.0~25.0%。
如申請專利範圍第1項的表面處理鋼板，其中，前述母材的化學組成的質量%是含有C：0.05~0.4%、Si：0.5%以下及Mn：0.5~2.5%。
如申請專利範圍第1至5項中任一項的表面處理鋼板，其中，熱沖壓用。