TWI664301B - 熱壓印構件 - Google Patents
熱壓印構件 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI664301B TWI664301B TW107118998A TW107118998A TWI664301B TW I664301 B TWI664301 B TW I664301B TW 107118998 A TW107118998 A TW 107118998A TW 107118998 A TW107118998 A TW 107118998A TW I664301 B TWI664301 B TW I664301B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- oxide film
- film layer
- layer
- hot
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 121
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 229910018084 Al-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 229910018192 Al—Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 214
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 54
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 42
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 42
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 35
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 34
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 32
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 31
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 28
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 28
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 13
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 229910018191 Al—Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000680 Aluminized steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/261—After-treatment in a gas atmosphere, e.g. inert or reducing atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
- C23C2/29—Cooling or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
- B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
- B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
- B32B2309/105—Thickness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12736—Al-base component
- Y10T428/1275—Next to Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12757—Fe
Abstract
一種熱壓印構件，具有鋼材、形成於前述鋼材上的Al-Fe金屬間化合物層、及形成於前述Al-Fe金屬間化合物層上的氧化膜層；前述氧化膜層是由A群元素、Al、氧及不純物所構成，且前述A群元素是選自於由Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn所構成群組中之1種或2種以上元素，前述氧化膜層中扣除前述氧之前述A群元素比率為0.01原子%以上且在80原子%以下； 前述氧化膜層的厚度t為0.1~10.0μm，並且，使用GDS從前述氧化膜層的表面在厚度方向上測得前述氧化膜層中的A群元素時，在從前述表面起至前述厚度t的1/3倍為止的範圍中之前述A群元素的檢測強度之最大值，為在從前述厚度t的2/3倍起至t為止的範圍中之前述A群元素的檢測強度之平均值的3.0倍以上。
Description
本發明有關一種熱壓印構件。 本案是依據已於2017年6月2日於日本提申之日本特願2017-110212號主張優先權，並於此援引其內容。
發明背景 近年，為了保護環境及防止地球暖化，抑制消耗化學燃料的訴求不斷攀高，且此訴求已對各種製造業造成影響。例如，作為移動手段於日常生活及活動上不可欠缺的汽車也無例外地尋求藉由車體之輕量化等來提升燃耗等。不過，由於在汽車上只實現車體的輕量化會有導致安全性降低的可能性，故在製品品質上並不被允許。因此，在進行車體的輕量化時，必須確保適當的安全性。
汽車的構造大多藉由鐵，尤其是由鋼板所形成，而減低鋼板的重量對於車體的輕量化而言乃屬重要。並且，此種對於鋼板的訴求不僅是汽車製造業，許多製造業也面臨相同情況。對於此種訴求，若僅要減低鋼板重量，則可想到使鋼板的板厚變薄的方法。不過，使鋼板的板厚變薄會導致構造物的強度降低。因此，近年來，正針對一種鋼板進行研究開發，該鋼板是藉由提高鋼板的機械強度，而即使變得比在此之前所使用的鋼板薄，也仍能維持甚或提高由鋼板構成之構造物的機械強度。
一般而言，具有高機械強度的材料在彎曲加工等成形加工中，有形狀凍結性降低的傾向。因此，當加工成複雜形狀時，加工本身會有困難。作為解決此有關成形性之問題的手段之一，可舉例所謂的「熱壓印法(熱壓法、熱壓製法、高溫壓製法、模具淬火法)」。此熱壓印法是將成形對象之材料加熱至高溫後，對因加熱而軟化的鋼板進行壓製加工予以成形，並在成形後進行冷卻。依據此熱壓印法，會先將材料加熱至高溫使其軟化，因此可輕易地壓製加工該材料。並且，藉由成形後之冷卻所帶來的淬火效果，可提高材料的機械強度。因此，藉由此熱壓印法可製得具有良好的形狀凍結性與高機械強度的成形品。
不過，將此熱壓印法應用於鋼板時，在須具耐蝕性的構件等上，必須在加工後對構件表面進行防鏽處理或金屬被覆。因此，須有表面淨化步驟、表面處理步驟等，而生產性降低。
針對上述課題，專利文獻1記載有一種於鋼的表面具有以Al為主體且含有Mg與Si之Al系金屬被覆的熱壓製用鍍鋁系鍍敷鋼板。
專利文獻2規定有熱壓印用鋼板的表面組成，且記載有鋼表面的Al-Fe合金層表面之AlN量為0.01~1g/m2
。
專利文獻3記載有一種汽車構件，是在鋼材表面具有Al-Fe金屬間化合物層，更在其表面具有氧化膜，且在鋼材與Al-Fe金屬間化合物層之間具有具Al的bcc層，並且還記載有熱壓印後的Al-Fe合金層表面的氧化膜厚度。且記載有藉由將鍍鋁鋼板加熱使氧化膜成為預定的厚度，以使Al-Fe合金層形成至表層為止，並抑制電沉積塗裝後的塗膜缺陷或密著性降低，以確保塗裝後耐蝕性。
不過，記載於專利文獻1中的熱壓製用鋁系鍍敷鋼板，其熱壓印後的塗裝後耐蝕性並不充分。此外，並未規定關於最表面的組成或構造，且最表面的組成或構造與塗裝後耐蝕性的關係並不明確。 在專利文獻2中，雖藉由令Al-Fe合金層表面的AlN量在預定的範圍內，而對塗裝後耐蝕性有某種程度的改善，但仍有進一步改善的空間。 而如專利文獻3所記載，即便已控制了Al-Fe合金層的構造及厚度，塗裝後耐蝕性仍不充分。其原因有可能是因氧化膜與化學轉化處理劑之反應性降低，致使化學轉化處理劑附著量減少等而造成。 又，為了確保鋼板的機械強度，必須抑制在鋼板的一部分中因腐蝕於厚度方向上發展而引起產生孔蝕的情況。不過，在記載於該等文獻的鋼板中，針對孔蝕的對策也不充分。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利特開2003-034845號公報 專利文獻2：日本專利特開2011-137210號公報 專利文獻3：日本專利特開2009-293078號公報
發明概要 發明欲解決之課題 如上所述，以往的技術有著無法充分確保熱壓印構件的塗裝後耐蝕性及耐孔蝕性的課題。 本發明是有鑑於上述問題而作成者，且是以提供一種對塗裝後耐蝕性影響較大之塗料密著性與耐孔蝕性優異的熱壓印構件為課題。
用以解決課題之手段 熱壓印構件在用於譬如汽車零件時，是在汽車的製造步驟中形成會構成電沉積塗膜之基底的磷酸鋅等之化學轉化處理皮膜，且會在化學轉化處理皮膜上形成樹脂系塗膜(電沉積塗膜)。為了提高塗料(電沉積塗膜)的密著性，在樹脂系塗膜之基底膜即磷酸鋅等之化學轉化處理皮膜中，使磷酸鋅結晶的析出量增加乃屬有用。在化學轉化處理步驟中，藉由使磷酸鋅水溶液中的磷酸鋅濃度高於磷酸鋅的溶解度，磷酸鋅結晶就會析出。在此，當磷酸鋅水溶液的pH變高時，磷酸鋅的溶解度會降低。 本發明人等發現到：在化學轉化處理步驟中，為了使熱壓印構件表面上的pH上升，而使位在熱壓印構件表面的氧化膜層中含有預定量之可形成在溶解於水時會致使pH上升的氧化物之元素，亦即含有預定量之週期表的第2族元素及第4週期d區元素，藉此塗料密著性便會提升。 並且，也瞭解到藉由使上述元素含於氧化膜層中，塗料密著性雖會提高，但耐孔蝕性有時也未必充分。本發明人等更進一步進行研討的結果，發現到上述元素在氧化膜層內的分布狀態會影響耐孔蝕性。 本發明即是根據上述知識見解而作成。本發明主旨如下。
[1]本發明之一態樣之熱壓印構件，具有鋼材、形成於前述鋼材上的Al-Fe金屬間化合物層、及形成於前述Al-Fe金屬間化合物層上的氧化膜層； 前述氧化膜層是由A群元素、Al、氧及不純物所構成，且前述A群元素是選自於由Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn所構成群組中之1種或2種以上元素； 前述氧化膜層中扣除前述氧之前述A群元素比率為0.01原子%以上且在80原子%以下， 前述氧化膜層的厚度t為0.1~10.0μm，並且， 使用GDS從表面在厚度方向上測得前述氧化膜層中的A群元素時，在從前述表面起至前述厚度t的1/3倍為止的範圍中之前述A群元素的檢測強度之最大值，為在從前述厚度t的2/3倍起至t為止的範圍中之前述A群元素的檢測強度之平均值的3.0倍以上。 [2]在上述[1]所記載之熱壓印構件中，前述A群元素的前述檢測強度之前述最大值亦可為前述A群元素的前述檢測強度之前述平均值的8.0倍以上。 [3]在上述[1]或[2]所記載之熱壓印構件中，前述鋼材成分以質量%計亦可含有：C：0.1~0.4%、Si：0.01~0.60%、Mn：0.50~3.00%、P：0.05%以下、S：0.020%以下、Al：0.10%以下、Ti：0.01~0.10%、B：0.0001~0.0100%、N：0.010%以下、Cr：0~1.0%、Mo：0~1.0%，且剩餘部分由Fe及不純物所構成。 [4]在上述[3]所記載之熱壓印構件中，前述鋼材成分以質量%計亦可含有Cr：0.01~1.0%、Mo：0.01~1.0%中之任一者或兩者。 [5]在上述[1]~[4]中任一項之熱壓印構件中，前述Al-Fe金屬間化合物層亦可含Si。
發明效果 根據本發明，可提供一種與電沉積塗膜的密著性(塗料密著性)及耐孔蝕性優異的熱壓印構件。此熱壓印構件的塗裝後耐蝕性優異。
發明實施形態 以下詳細說明本發明之較佳實施形態。 於圖1中顯示本實施形態之熱壓印構件的截面示意圖。圖1是用以幫助理解各層之積層構造的示意圖。本實施形態之熱壓印構件具有鋼材1、形成於鋼材1上的Al-Fe金屬間化合物層2及形成於Al-Fe金屬間化合物層2上的氧化膜層3。 氧化膜層3是由A群元素、Al、氧及不純物所構成，且前述A群元素是週期表中的第2族元素或第4週期d區元素中之1種或2種以上。週期表中的第2族元素是指Be、Mg、Ca、Sr、Ba，第4週期d區元素是指Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn。氧化膜層3含有該等之中1種或2種以上來作為A群元素。 此外，氧化膜層3中，相對於扣除氧的總元素，A群元素比率是設為0.01原子%以上且在80原子%以下。 並且，氧化膜層3的厚度為0.1~10.0μm之範圍。 而且，在從氧化膜層3表面起至1/3t(t=氧化膜層厚度)為止的範圍中之A群元素的檢測強度之最大值，為在從表面起算2t/3~t為止的範圍中之A群元素的檢測強度之平均值的3.0倍以上。
在本實施形態之熱壓印構件中，最表層的氧化膜層3含有A群元素。A群元素主要是以氧化物的形態被含有於氧化膜層3中。若對上述之熱壓印構件的最表面(氧化膜層)實施化學轉化處理，便會因存在有A群元素的氧化物，致使在氧化膜層與化學轉化處理液的界面上之化學轉化處理液的pH上升，磷酸鋅結晶的析出量就會因此變多。亦即，所謂的化學轉化處理性會提高。又，藉此，化學轉化處理後所進行電沉積塗裝之電沉積塗膜的密著性會提升。而因電沉積塗膜的密著性升高，塗裝後耐蝕性便會提升。 又，A群元素會濃化並存在於氧化膜層3的表層。其結果，耐孔蝕性亦會提升。
以下，針對構成本實施形態之熱壓印構件之Al-Fe金屬間化合物層2、氧化膜層3及鋼材1進行說明。
(Al-Fe金屬間化合物層2) Al-Fe金屬間化合物層2是與鋼材1的表面相接而形成。Al-Fe金屬間化合物層2中含有Al、Fe及不純物。並且，Al-Fe金屬間化合物層2中可更含有Si ，亦可更含有後述A群元素。更具體而言，Al-Fe金屬間化合物層2是由Al、Fe及不純物所構成之物，且亦可更含有Si及/或A群元素。 又，Al-Fe金屬間化合物層2的金屬組織中包含有Al-Fe合金相或Al-Fe-Si合金相之一者或兩者。
Al-Fe金屬間化合物層2是藉由使鍍鋁鋼材歷經熱壓印步驟而形成。成為原板之鍍鋁鋼材是具有Al鍍敷層之鋼材，且該Al鍍敷層含有鋁或鋁合金。在熱壓印步驟中，Al鍍敷層會因被加熱至熔點以上而熔融，同時Fe與Al會在鋼材1與Al鍍敷層之間互相擴散，而Al鍍敷層中的Al相會往Al-Fe合金相變化，因此而會形成Al-Fe金屬間化合物層2。當Al鍍敷層中含Si時，Al鍍敷層中的Al相也會變化成Al-Fe-Si合金相。Al-Fe合金相及Al-Fe-Si合金相的熔點為1150℃左右，因較一般的熱壓印步驟之加熱溫度上限還高，故藉由形成合金相，該等會在鋼材表面析出而形成Al-Fe金屬間化合物層2。Al-Fe合金相及Al-Fe-Si合金相有多數個種類，若進行高溫加熱或長時間加熱，就會往Fe濃度更高的合金相變化。另，當Al-Fe金屬間化合物層2中含有A群元素時，A群元素能以金屬間化合物、固溶體等各種形態存在。
Al-Fe金屬間化合物層2的厚度以0.1~10.0μm的範圍為佳，且以0.5~3.0μm的範圍為較佳。藉由將Al-Fe金屬間化合物層2的厚度設為0.1μm以上，可提升熱壓印構件的耐蝕性。又，藉由將厚度設為10.0μm以下，可防止Al-Fe金屬間化合物層的破裂。在此，Al-Fe金屬間化合物層2的厚度可藉由從Al-Fe金屬間化合物層2與鋼材1的界面起至氧化膜層3表面為止之厚度減去氧化膜層3之厚度來加以特定。而Al-Fe金屬間化合物層2與鋼材1的界面能以例如利用掃描型電子顯微鏡觀察Al-Fe金屬間化合物層2與鋼材1的截面來加以特定。又，氧化膜層的厚度能以後述方法測定。
此外，Al-Fe金屬間化合物層2中亦可含有氮化鈦、氮化矽、碳化鈦、碳化矽、氧化鈦、氧化矽、氧化鐵、氧化鋁等氮化物、碳化物及氧化物的粒子。該等粒子是為了使氧化膜層含有A群元素而添加。另一方面，該等粒子即使存在於Al-Fe金屬間化合物層2中，也不會直接影響與電沉積塗膜的密著性。
(氧化膜層3) 在Al-Fe金屬間化合物層2的熱壓印構件的表面側(與鋼材1為相反之側)會形成氧化膜層3，以作為熱壓印構件的最表面層。氧化膜層3是在製造熱壓印構件時的熱壓印之加熱過程中，鍍鋁鋼材的Al鍍敷層的表層氧化而生成。氧化膜層3是由A群元素、Al、氧及不純物所構成。氧化膜層3中亦可更含有Fe或Si之任一者或兩者。以Fe、Si而言，Al-Fe金屬間化合物層2中所含Fe、Si的一部分有時會在形成氧化膜層3時混入。 氧化膜層3中之該等元素的組成可利用EPMA(電子探針微分析儀)或TEM(穿透型電子顯微鏡)、GDS(Glow Discharge Spectrometer)等從截面進行定量。藉由含A群元素的氧化膜層3，熱壓印構件的化學轉化處理性(磷酸鹽處理性)會如以下說明地提升。
氧化膜層3中所含A群元素是週期表中的第2族元素與第4週期d區元素。在本實施形態中，週期表中的第2族元素是指Be、Mg、Ca、Sr、Ba，第4週期d區元素則是指Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn。本實施形態之熱壓印構件的氧化膜層3只要含有該等元素中1種或2種以上即可。A群元素雖是A群元素的一部分亦可以元素單質或以氧化物以外之化合物的形態存在，但其在氧化膜層3中宜以氧化物的形態存在。更佳的是氧化膜層3中的A群元素幾乎全部(例如90%以上)都以氧化物的形態存在即可。且A群元素宜以MAl2
O4
(M:A群元素)的形態存在。機制雖不明瞭，但若A群元素為MAl2
O4
的形態，耐孔蝕性便會提升。
氧化膜層3之中，A群元素以外的元素也以氧化物的狀態存在即可。例如，Al宜作為氧化鋁而存在，其他不純物則宜作為各不純物的氧化物而存在。並且，氧化膜層中，當含Si時之Si宜作為氧化矽而存在，含Fe時之Fe則宜作為氧化鐵而存在。又，A群元素、Al、Si及Fe亦可分別與其他元素以複合氧化物的形態而被含有。
A群元素的氧化物可被分類為鹼式氧化物。在化學轉化處理步驟中，氧化物膜中之包含A群元素的鹼式氧化物在與磷酸化學轉化處理液(以下稱為化學轉化處理液)接觸後，其一部分會溶解，而使在化學轉化處理液與氧化膜層之界面上的溶液pH上升。另一方面，當pH變高時，化學轉化處理液中所含磷酸鋅的溶解度會降低，析出的結晶量就會增加。因此，藉由在氧化膜層的表面與化學轉化處理液之界面上的pH上升，在氧化膜層的表面析出之磷酸鋅結晶就變得會增加。
在提高化學轉化處理中之磷酸鋅結晶的析出量以使塗料密著性提升時，氧化膜層3中相對於扣除氧的所有元素，A群元素比率為0.01原子%以上且在80原子%以下。並且，氧化膜層3的厚度為0.01~10.0μm之範圍。 當氧化膜層3中之A群元素的比率與氧化膜層的厚度為前述情況時，便可在化學轉化處理步驟中使較多的磷酸鋅結晶析出。以下說明：為了提高化學轉化處理中磷酸鋅結晶析出量以使塗料密著性提升而限定A群元素比率及氧化膜層3厚度的理由。
在本實施形態之熱壓印構件的氧化膜層3表面進行化學轉化處理後的情況下，磷酸鋅的析出量宜為0.3g/m2
~3.0g/m2
。若磷酸鋅結晶的析出量少，化學轉化處理膜表面的凹凸會變得比較小，且能與樹脂系塗膜作化學性、物理性結合之磷酸鋅結晶或氧化膜層的表面積會變小。因此，塗料密著性會不足。另一方面，若磷酸鋅結晶的析出量過多，能與樹脂系塗膜結合的磷酸鋅結晶表面積雖會變大，但磷酸鋅結晶本身會變得容易從氧化膜層表面剝離。因此，塗料密著性不足。
又，化學轉化處理時的氧化膜層表面與化學轉化處理液之界面的pH宜成為6~10。若pH小於6，磷酸鋅結晶的析出量會變少，若pH大於10，則磷酸鋅的析出量會變得過多。
於圖2中顯示氧化膜層中之除去氧的A群元素比率與磷酸鋅之析出量的關係。並且，於圖3中顯示磷酸鋅結晶的析出量與塗料密著性之關係。圖2的氧化膜層中之A群元素比率是：在構成氧化膜層的元素當中，相對於扣除氧的總元素量之A元素含有比率(原子%)。圖3中塗料密著性之評分基準是在賦予了電沉積塗膜的試樣上，於縱橫各為10mm的範圍內以1mm的間隔用刀具劃出棋盤格狀之傷痕，並於60℃的溫水中浸漬2000小時後，根據已剝離之部分的面積率來評分。評分3、2、1分別顯示：剝離面積0%以上且小於10%、10%以上且小於70%、70%~100%。又，圖2及圖3所示的各繪製點分別顯示相同試樣的試驗結果。而該試樣是使用Sr來作為A群元素。
如圖2所示，可知隨著氧化膜層中之A群元素比率增加，磷酸鋅的析出量亦會增加。並且如圖3所示，可知化學轉化處理膜中的磷酸鋅析出量若為0.2g/m2
以下，評分就會在2以下。此外還可知化學轉化處理膜中的磷酸鋅析出量若大於3.0g/m2
，則評分會降低。
圖4中顯示氧化膜層中之除去氧的A群元素比率與塗料密著性的關係。作為A群元素是使用Sr。圖4中塗料密著性之評分基準與圖3的情況相同。如圖4所示，A群元素比率小於0.01原子%時，在與化學轉化處理液的界面上變得不易產生pH上升，致使磷酸鋅結晶的析出量變少，而電沉積塗膜的塗料密著性劣化。另一方面，若A群元素比率大於80原子%，磷酸鋅結晶的析出量會變得過多而塗料密著性劣化。
於圖5中顯示氧化膜層的厚度與塗料密著性的關係。圖5所示的氧化膜層是含Sr作為A元素之膜。如圖5所示，可知當氧化膜層的厚度小於0.01μm時，在化學轉化處理步驟中，有助於使與化學轉化處理液的界面之pH上升的氧化物量少，因此磷酸鋅結晶的析出量少，而電沉積塗膜的塗料密著性不足。並且，可知若氧化膜層的厚度變得比10.0μm還厚，氧化膜層就會變得容易從鍍敷界面剝離，因此電沉積塗膜的塗料密著性會不足。 在將A群元素變更成Sr以外的元素時，圖1~5所示的傾向也會顯示相同行為。
從以上內容可知，當氧化膜層中扣除氧之A群元素比率為0.01原子%以上且在80原子%以下，且氧化膜層的厚度為0.01~10.0μm時，便能在化學轉化處理步驟中形成富含磷酸鋅結晶的化學轉化處理膜。並且可知富含磷酸鋅結晶的化學轉化處理膜其塗料密著性優異。
氧化膜層3的厚度可利用EPMA(電子探針微分析儀)或TEM(穿透型電子顯微鏡)、GDS等從截面進行測定。氧化膜層3與Al-Fe金屬間化合物層2的界面可藉由觀察氧濃度的分布來決定。亦即，相較於Al-Fe金屬間化合物層2，氧化膜層3的氧濃度會變得較高。在本實施形態中，是使用GDS，並將氧的檢測強度降低到最大值的1/6為止之位置判斷為氧化膜層3與Al-Fe金屬間化合物層2的界面。具體而言，在以GDS從氧化膜層3的表面在厚度方向上以0.1秒之間隔且以0.060μm/秒之濺鍍速度來測定氧後，將氧原子的檢測強度成為最大值的1/6之測定時間設為T[秒]，並將T乘以濺鍍速度，藉此來求取氧化膜層3的厚度。惟，當氧原子的檢測強度成為最大值的1/6之點被檢測到多數個時，將檢測強度成為最大值的1/6之測定時間當中最長時間設為T[秒]，並將T乘以濺鍍速度，藉此來求取氧化膜層3的厚度。
又，氧化膜層3中的A群元素之存在比率可藉由TEM(穿透型電子顯微鏡)的EDX(能量色散型X射線分光法)功能進行測定。利用EDX功能分別求出氧化膜層構成元素當中扣除氧之構成元素含有率，並求出其中之A群元素含有率的合計，藉此即可求取氧化膜層中扣除氧的A群元素之存在比率。例如，由於不純物的比率較小，因此可求出令A群元素、Al、Si及Fe的合計量為100原子%時，A群元素以原子%計的存在比率，並以其作為氧化膜層3中之A群元素的存在比率。
如上所述，藉由控制氧化膜層3中之A群元素比率(存在比率)，可使塗料密著性提升。一般而言，只要塗料充分密著便可防止腐蝕，但在塗料(電沉積塗膜)出現傷痕的情況等，恐會在該位置上發生孔蝕。因此，即使是塗敷塗料而使用的構件，也被期望具有優異的耐孔蝕性。 在本實施形態之熱壓印構件中，除了上述塗料密著性之外，為了使耐孔蝕性也提升，而會控制氧化膜層3中之A群元素的存在狀態(分布狀態)。 具體而言，在使用GDS從氧化膜層3表面在厚度方向上測得氧化膜層3中的A群元素時，若令氧化膜層3的厚度為t，且令在氧化膜層3表面~厚度方向上至t/3為止的範圍中之A群元素的檢測強度之最大值為a，令從氧化膜層3表面起算在厚度方向上2t/3~t為止的範圍中之A群元素的檢測強度之平均值為b，則a會是b的3.0倍以上(a/b≧3.0)。亦即，A群元素會在氧化膜層3的表層部濃化。且較佳為a/b≧8.0，更佳為a/b≧10.0。a/b的上限雖未特別規定，但若考慮熱壓印條件等，則實質上為50.0左右。 又，A群元素以在更表層濃化為佳，若令在氧化膜層3表面~厚度方向上至t/5為止的範圍中之A群元素的檢測強度之最大值為a’，且令從氧化膜層3表面起算在厚度方向上2t/3t~t為止的範圍中之A群元素的檢測強度之平均值為b，則a’宜為b的3.0倍以上(a’/b≧3.0)。 惟，當包含有氧化膜層3的多數個種類的A群元素時，只要在含量最多的A群元素中，a/b(較佳的是a’/b也)滿足上述範圍即可。 在本實施形態之熱壓印構件中，A群元素是如例如圖7A所示地在氧化膜層3的表層大幅濃化。另一方面，當未特別控制時，則如圖7B所示，A群元素不會往氧化膜層3的表層充分濃化。
如上所述，就塗料密著性這點而言，氧化膜層3的厚度宜為0.01~10.0μm。不過，A群元素的濃化會與氧化膜層3的形成同時發生。若氧化膜層3較薄，亦即若氧化膜層3形成的時間較短，則A群元素往表層部之濃化也會變得不充分。因此，當在氧化膜層3中使A群元素在表層部濃化時，宜將氧化膜層3的厚度設為0.10μm以上。亦即，當要使塗料密著性及耐孔蝕性提升時，宜將氧化膜層3的厚度設為0.10~10.0μm。
(鋼材1) 其次，本實施形態之熱壓印構件所具備的鋼材1只要是可適宜地利用在熱壓印法之鋼材，則無特別限制。作為可適用在本實施形態之熱壓印構件的鋼材，可例示譬如化學成分以質量%計含有C：0.1~0.4%、Si：0.01~0.60%、Mn：0.50~3.00%、P：0.05%以下、S：0.020%以下、Al：0.10%以下、Ti：0.01~0.10%、B：0.0001~0.0100%及N：0.010%以下，且剩餘部分由Fe及不純物所構成之鋼材。而鋼材1之形態可例示譬如熱軋鋼板或冷軋鋼板等鋼板。以下，說明鋼材成分。
C：0.1~0.4% C是為了確保作為目的之機械強度而含有。C含量小於0.1%時，機械強度無法獲得充分的提升，而含有C的效果會變得貧乏。另一方面，C含量大於0.4%時，雖可提升鋼板強度使其更硬化，但延伸率、縮面率會變得容易降低。因此，C含量以質量%計宜在0.1%以上且0.4%以下的範圍內。
Si：0.01~0.60% Si是可使機械強度提升的強度提升元素之一，其與C同樣都是為了確保作為目的之機械強度而含有。當Si含量小於0.01%時，不易發揮提升強度的效果，而機械強度無法獲得充分的提升。另一方面，Si也是易氧化性元素，故Si含量大於0.60%時，受到形成於鋼板表層之Si氧化物的影響，在進行熔融Al鍍敷時恐會有潤濕性降低且發生未鍍之虞。因此，Si含量以質量%計宜在0.01%以上且0.60%以下的範圍內。
Mn：0.50~3.00% Mn是可使鋼強化的強化元素之一，也是可提高淬火性的元素之一。並且，Mn在防止由不純物之一的S所造成的熱脆性上亦屬有效。當Mn含量小於0.50%時，無法獲得該等效果，而在0.50%以上時方能發揮上述效果。另一方面，Mn是沃斯田鐵形成元素，故Mn含量大於3.00%時，會有殘留沃斯田鐵相變得過多而強度降低之虞。因此，Mn含量以質量%計宜在0.50%以上且3.00%以下的範圍內。
P：0.05%以下 P是鋼中所含的不純物。鋼材中所含的P有時會在鋼材的結晶晶界中偏析，而使熱壓印後之成形體的母材韌性降低，並使鋼材的耐延遲破壞性降低。因此，鋼材之P含量以0.05%以下為佳，且P含量以盡可能減少為佳。
S：0.020%以下 S是鋼中所含的不純物。鋼材中所含的S有時會形成硫化物，而使鋼材的韌性降低，並使鋼材的耐延遲破壞性降低。因此，鋼材之S含量以0.020%以下為佳，且鋼材之S含量以盡可能減少為佳。
Al：0.10%以下 Al一般是以將鋼脫氧為目的而使用。不過，當Al含量多時鋼材的Ac3
點會上升，故在熱壓印時必須上升至確保鋼的淬火性所需的加熱溫度，而在熱壓印製造上並不理想。因此，鋼材之Al含量以0.10%以下為佳，較佳為0.05%以下，更佳為0.01%以下。
Ti：0.01~0.10% Ti為強度強化元素之一。當Ti小於0.01%時，無法獲得提升強度的效果或提升耐氧化性的效果，而在0.01%以上時方能發揮該等效果。另一方面，若含有過多的Ti，會有譬如形成碳化物或氮化物而使鋼軟質化之虞。尤其，當Ti含量大於0.10%時，無法獲得作為目的之機械強度的可能性較高。因此，Ti含量以質量%計宜在0.01%以上且0.10%以下的範圍內。
B：0.0001~0.0100% B具有在淬火時發揮作用而使強度提升的效果。當B含量小於0.0001%時，此種提升強度的效果低。另一方面，B含量大於0.0100%時，則會有夾雜物形成而有導致鋼材脆化且疲勞強度降低之虞。因此，B含量以質量%計宜在0.0001%以上且0.0100%以下的範圍內。
N：0.010%以下 N是鋼中所含的不純物。鋼材中所含的N有時會形成氮化物而使鋼材的韌性降低。並且，當鋼材中含有B時，鋼材中所含的N有時會與B結合而減少固溶B量，致使B的提升淬火性的效果降低。因此，鋼材的N含量以0.010%以下為佳，且鋼材的N含量以盡可能減少為更佳。
又，構成本實施形態之熱壓印構件的鋼材亦可更含有Cr、Mo之類可使淬火性提升的元素。
Cr：0～1.0% Mo：0～1.0% 為了使鋼材的淬火性提升，亦可含有Cr、Mo中之任一者或兩者。若要獲得該效果，宜將含量皆設為0.01%以上。另一方面，即使將含量設為1.0%以上，該效果也會飽和且成本會提高。因此，宜將含量設為1.0%以下。
上述成分以外之剩餘部分是鐵及不純物。鋼材亦可含有在其他製造步驟等中混入的不純物。作為不純物，可列舉例如B(硼)、C(碳)、N(氮)、S(硫)、Zn(鋅)及Co(鈷)。
具有前述化學成分的鋼材可藉由以熱壓印法進行的加熱、淬火，來作成具有約1000MPa以上的拉伸強度之熱壓印構件。又，在熱壓印法中，可在因高溫而軟化的狀態下進行壓製加工，因此可輕易地成形。
(熱壓印構件之製造方法) 接著，參照圖6說明本實施形態之熱壓印構件之製造方法之例。以下說明的製造方法，是藉由對鋼材實施Al鍍敷而作成鍍鋁鋼材後，對鍍鋁鋼材進行熱壓印步驟，以在鋼材1表面形成Al-Fe金屬間化合物層2及氧化膜層3的例子。然而，在此所述的方法僅為一例，而非特別限定於本方法者。
＜Al鍍敷步驟＞ (於鍍敷浴之浸漬) 利用例如熔融鍍敷法在鋼板表面形成Al鍍敷層。鍍鋁鋼材的Al鍍敷層是形成在鋼材的單面或兩面。 在熔融鍍敷時或熱壓印之加熱步驟時等，此Al鍍敷層中所含Al的至少一部分可與鋼材中的Fe進行合金化。因此，此Al鍍敷層未必會以成分固定的單一之層來形成，亦可包含經適當合金化之層。
熔融鍍敷法中的熔融鍍敷浴中含有Al與A群元素。又，亦可使熔融鍍敷浴含有Si。熔融鍍敷浴中所添加的A群元素是設為0.001質量%以上且30質量%以下，Si是設為20質量%以下。藉由使鋼材浸漬於含有Al、A群元素及視需要而含有Si之熔融鍍敷浴中，以在鋼材表面形成Al鍍敷層。形成後的Al鍍敷層中會含有A群元素。並且，有時也含Si及Fe。
(吹送粒子) 接著，在藉由浸漬於熔融鍍敷浴而附著於鋼材的熔融金屬(熔融狀態的鍍敷金屬21)凝固之前，對剛從熔融鍍敷浴拉起後的鋼材1，將氮化物、碳化物及氧化物等的粒子10與空氣、氮或氬等之冷卻氣體同時吹送。被吹送的粒子10會成為結晶核，且有在凝固後的鍍敷金屬22中使Al鍍敷層的結晶粒徑縮小的效果。此效果在吹送粒子的表面側上特別大。藉由使Al鍍敷層的結晶粒徑縮小，結晶晶界就會增加，在接下來要進行的熱壓印加熱時，與大氣等的環境氣體之界面面積會變大。由於A群元素與環境氣體的親和性高，故在表層濃化的量會增加，而在氧化層3的表層部中A群元素的比率就會變高。
所吹送的氮化物、碳化物及氧化物等的粒子10其大小並無特別限定。不過，若粒徑大於20μm，Al鍍敷層的結晶粒會變大，而A群元素會變得不易在表層濃化。因此，是以粒徑20μm以下的粒子10為理想。作為所吹送的氮化物、碳化物及氧化物，可列舉：氮化鈦、氮化矽、碳化鈦、碳化矽、氧化鈦、氧化矽、氧化鐵、氧化鋁等。粒子10的附著量宜設為例如0.01~1.0g/m2
。藉由令粒子10的附著量在該範圍內，即可在Al鍍敷層，尤其可在表層部形成足夠量的結晶核。因此，Al鍍敷層的結晶粒徑會充分變小，而可藉由熱壓印時的加熱使A群元素在氧化膜層3的表層部濃化。
＜熱壓印步驟＞ 對於以上述方式製造而成的鍍鋁鋼材實施熱壓印。在熱壓印法中，視需要將鍍鋁鋼材沖裁(衝孔加工)後，將鍍鋁鋼材加熱使其軟化。然後，將軟化後的鍍鋁鋼材壓製加工以成形，之後進行冷卻。鋼材1會因加熱及冷卻而被淬火，而可獲得約1000MPa以上的高拉伸強度。作為加熱方法，除了通常的電爐與輻射管爐之外，還可採用紅外線加熱等。
熱壓印時的加熱溫度與加熱時間，在大氣氣體環境的情況下宜設為850~950℃且設為2分鐘以上。若加熱時間短於2分鐘，A群元素就不會往氧化膜層3中進行濃化，因此提升熱壓印構件的塗料密著性及耐孔蝕性的效果便不充分。 又，在氧濃度為5%以下的氣體環境中進行熱壓印時，加熱時間宜設為3分鐘以上。若加熱時間短於3分鐘，氧化膜層3的厚度就不會充分變大，因此氧化膜層3中的A群元素比率或A群元素往氧化膜層3的表層部之濃化便不充分。
藉由熱壓印，Al鍍敷層會變化為Al-Fe金屬間化合物層2，又，在Al-Fe金屬間化合物層2的表面會有氧化膜層3形成。Al鍍敷層會因熱壓印時的加熱而熔融，並且因Fe從鋼材1擴散，而會形成包含Al-Fe合金相或Al-Fe-Si合金相的Al-Fe金屬間化合物層2。Al-Fe金屬間化合物層2未必會以成分組成固定之單一的層來形成，亦可成為包含經部分合金化後的層之物。 又，Al鍍敷層中所含的A群元素會在Al鍍敷層的表層濃化，且Al鍍敷層的表面會因氣體環境中的氧而氧化，藉此而可形成含有A群元素的氧化膜層3。而藉由吹送粒子10，在Al鍍敷層中，尤其在表層部中就會形成足夠量的結晶核。因此，Al鍍敷層的結晶粒徑會充分變小，而能藉由熱壓印加熱使A群元素在氧化膜層3的表層部濃化。添加於Al鍍敷層中的A群元素，可以是其全部都移轉到氧化膜層3中，也可以是一部分殘留在Al-Fe金屬間化合物層2，剩餘部分則轉移到氧化膜層3中。
又，亦可取代熔融鍍敷而利用蒸鍍或熱噴塗使Al及A群元素附著在鋼材1的表面，以形成含A群元素的Al被覆層，並進一步將具有該Al被覆層的鋼材1熱壓印，藉此來製造本實施形態之熱壓印構件。 並且，作為形成Al被覆層的方法之一例，亦可利用蒸鍍或熱噴塗先使Al附著於鋼材上，接著再使A群元素附著。藉此即可形成由Al層與A群元素所構成的Al被覆層。 又，作為形成Al被覆層的方法之另一例，亦可使用含A群元素之蒸鍍源或熱噴塗源進行蒸鍍或熱噴塗，以使Al及A群元素同時附著於鋼材。Al被覆層中的A群元素比率宜為0.001%~30質量%。
之後，與鍍鋁鋼材的情況同樣地對具有Al被覆層的鋼材1實施熱壓印，藉此便能製造本實施形態之熱壓印構件。 實施例
就本發明實施例進行說明，惟，實施例中之條件僅為用以確認本發明之可實施性及效果而採用的一條件例，本發明並不受該一條件例限定。只要不脫離本發明要旨而可達成本發明之目的，本發明即可採用各種條件。
作為鍍敷前的鋼板，宜使用具有高機械強度(意指拉伸強度、降伏點、延伸率、縮面率、硬度、衝擊值、疲勞強度等有關機械性的變形及破壞之各種性質)的鋼板。於表1中顯示用於本發明之熱壓印用鋼板的鍍敷前的鋼板之一例。
[表1]
對於具有表1所記載之化學成分的鋼板(鋼No.S1~S18)，利用熔融鍍敷法在鋼板的兩面形成了Al鍍敷層。熔融鍍敷時的鍍敷浴溫是設為700℃，且在將鋼板浸漬於鍍敷浴中後，以氣體抹拭(gas wiping)法將附著量調整成每單面70g/m2
。除了符號a4、a5外的例子，在鍍敷層凝固前以平均附著量為0.1g/m2
的方式吹送了粒徑0.05μm的氧化鈦。針對符號a4、a5，並未進行粒子的吹送。 令鍍敷浴含有以質量%計0.001%以上且30.0%以下的A群元素。作為A群元素，是選擇了Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Ba、Sr及Ti中1種或2種以上。之後，將Al鍍敷鋼板在爐溫900℃的電阻爐中以均熱時間為5分鐘之方式進行加熱。然後，在以模具成形的同時，以模具進行冷卻，而製得熱壓印構件。
針對所製得的熱壓印構件，調查了熱壓印構件的氧化膜層中之A群元素比率、熱壓印構件的氧化膜層的表層中之A群元素的濃化程度、氧化膜層中所含的化合物、以及氧化膜層的厚度。又，作為特性，調查了塗料密著性、塗裝後耐蝕性及耐孔蝕性。結果顯示於表2A、表2B中。 表中雖未記載，但不論在哪個例子中，Al-Fe金屬間化合物層的厚度皆在0.1~10.0μm之範圍內。
(1)氧化膜層 氧化膜層的化合物種類是藉由使用TEM(穿透型電子顯微鏡)測定電子線繞射而判別出來。又，A元素的比率是使用TEM(穿透型電子顯微鏡)的EDX(能量色散型X射線分光法)功能測定而得。利用EDX功能分別求取氧化膜層構成元素當中扣除氧之構成元素含有率，並求出其中A群元素含有率的合計，藉此求得氧化膜層中扣除氧的A群元素之存在比率。具體而言，是以原子%求得令A群元素、Al、Si及Fe的合計量為100原子%時之A群元素的存在比率。 此次所得之實施例及比較例的氧化膜層含有A群元素的氧化物，在此之外的剩餘部分則含有氧化鋁，且更含有不純物。此外，隨著試驗例的不同而會含有氧化矽。 氧化膜層的厚度是使用GDS來將氧的檢測強度降低到最大值的1/6為止之位置判斷為氧化膜層與Al-Fe金屬間化合物層的界面而求得。更具體而言，以GDS從氧化膜層表面在厚度方向上每0.1秒以0.060μm/秒的濺鍍速度測定氧後，在氧原子的檢測強度成為最大值的1/6之測定時間當中，設最長時間為T[秒]，並將T乘以濺鍍速度，藉此求得氧化膜層的厚度。
並且，針對含量最多的A群元素，求出以下二者之比(表中檢測強度比1)：表層~從表層起算以厚度方向而言在氧化膜厚之厚度的1/3倍的位置範圍中之A群元素檢測強度的最大值(測定時間0~T/3(秒)中之A群元素檢測強度的最大值)，與從表層起算以厚度方向而言在氧化膜厚之厚度的2/3倍的位置~氧化膜層與Al-Fe金屬間化合物層的界面範圍中之A群元素檢測強度的平均值(測定時間T/3(秒)~T(秒)中之A群元素檢測強度的平均值)。 同樣也求出以下二者之比(表中檢測強度比2)：表層~從表層起算以厚度方向而言在氧化膜厚之厚度的1/5倍的位置範圍中之A群元素檢測強度的最大值，與從表層起算以厚度方向而言在氧化膜厚之厚度的2/3倍的位置~氧化膜層與Al-Fe金屬間化合物層的界面範圍中之A群元素檢測強度的平均值。
(2)塗料密著性 塗料密著性是根據日本特許第4373778號所記載之方法來作評估。亦即，將試樣浸漬於60℃的去離子水中240小時後，以刀具切劃出100個1mm間隔的棋盤格後，以目視測定棋盤格部之剝離部分的個數而藉此算出面積率，並根據該面積率來作評分。 (評分) 3：剝離面積0%以上且小於10% 2：剝離面積10%以上且小於70% 1：剝離面積70%以上且在100%以下
(3)塗裝後耐蝕性 塗裝後的耐蝕性評估是以汽車技術協會制定之JASO M609所規定之方法來進行。以刀具在塗膜上切出傷痕，並測量腐蝕試驗180循環後起自切痕之塗膜膨脹寬度(單側最大值)。 (評估) 3：膨脹寬度0mm以上且小於1.5mm 2：膨脹寬度1.5mm以上且小於3mm 1：膨脹寬度3mm以上
(4)耐孔蝕性 耐孔蝕性的評估是以以下方法來進行。 在常溫下將試樣浸漬於日本帕卡濑精公司製造之表面調整劑Prepalene X中1分鐘後，在35度下於同公司製造之塗裝底塗用化學轉化劑Palbond SX35中浸漬2分鐘。之後，以JIS H 8502中所記載的方法供於複合循環腐蝕試驗。以日本油漆公司製造之Powerfloat 1200賦予厚度15μm的塗膜，並如JIS H 8502所記載之方式以切刀賦予切口。根據所賦予的切口部分之經過60循環後的鋼板板厚減少量，如以下進行評分。 [評分] 5：板厚減少量小於0.1mm 4：板厚減少量在0.1mm以上且小於0.2mm 3：板厚減少量在0.2mm以上且小於0.3mm 2：板厚減少量在0.3mm以上且小於0.4mm 1：板厚減少量在0.4mm以上
[表2A]
[表2B]
如發明例A1~A57，若以發明範圍內的比率使A群元素含有於氧化膜層中，塗料密著性便優異。其結果，塗裝後耐腐蝕性亦優異。又，在發明例A1~A57中，A群元素是在氧化膜層的表層部濃化。因此，耐孔蝕性也優異。 相對於此，氧化膜層中未含有A群元素的比較例a1、氧化膜層中之A群元素比率在發明範圍外及/或氧化膜層的厚度在發明範圍外之a2、a3、a6、a7、a8及a9，其等之塗料密著性及/或耐孔蝕性差。又，a4、a5並未進行粒子之吹送，因此A群元素未在氧化膜層的表層部濃化，而耐孔蝕性差。
[表3]
又，表3所示發明例B1~B7是藉由將鍍敷浴之Si含量設為8%以上，而控制成使Al-Fe金屬間化合物中含有Si。 從表3的結果可知比起Al-Fe金屬間化合物層中幾乎不含Si的發明例A27，發明例B1~B7之塗裝後耐蝕性優異。這可認為是因為隨著腐蝕試驗的時間經過而生成的Si氧化物耐水性優異，而具有抑制腐蝕的效果所致。且在B1~B7之任一例中，Al-Fe金屬間化合物層的厚度皆在0.1~10.0μm的範圍內。
以上是就本發明的適當實施形態詳細說明，惟本發明當然不受該等示例限定。且顯而易見地，只要是具有本發明所屬技術領域之通識人士，皆可在申請專利範圍中所記載之技術思想範疇內思及各種變更例或修正例，並知悉該等亦理當歸屬本發明之技術範圍。
產業上之可利用性 根據本發明，可提供一種與電沉積塗膜的密著性(塗料密著性)及耐孔蝕性優異的熱壓印構件。因此，產業上的可利用性高。
1‧‧‧鋼材
2‧‧‧Al-Fe金屬間化合物層
3‧‧‧氧化膜層
10‧‧‧粒子
21‧‧‧鍍敷金屬(熔融狀態)
22‧‧‧鍍敷金屬(凝固狀態)
圖1是本實施形態之熱壓印構件的截面示意圖。 圖2是顯示磷酸鋅結晶之析出量與氧化膜層中之A群元素比率之關係的圖表。 圖3是顯示磷酸鋅結晶之析出量與塗料密著性之關係的圖表。 圖4是顯示塗料密著性與氧化膜層中之A群元素比率之關係的圖表。 圖5是顯示塗料密著性與氧化膜層厚度之關係的圖表。 圖6是顯示熱壓印構件的製造方法之一例的示意圖。 圖7A是顯示使用GDS測定而得之本實施形態熱壓印構件之A群元素(Mg)分布狀態之一例的圖。 圖7B是顯示使用GDS測定而得之比較鋼之A群元素(Mg)分布狀態之一例的圖。
Claims (7)
- 一種熱壓印構件，具有：鋼材、形成於前述鋼材上的Al-Fe金屬間化合物層、及形成於前述Al-Fe金屬間化合物層上的氧化膜層；前述氧化膜層是由A群元素、Al、氧及不純物所構成，且前述A群元素是選自於由Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn所構成群組的1種或2種以上元素；前述氧化膜層中扣除前述氧之前述A群元素比率為0.01原子%以上且在80原子%以下，前述氧化膜層的厚度t為0.1~10.0μm，並且，使用GDS從前述氧化膜層表面在厚度方向上測得前述氧化膜層中的A群元素時，在從前述表面起至前述厚度t的1/3倍為止的範圍中之前述A群元素的檢測強度之最大值，為在從前述厚度t的2/3倍起至t為止的範圍中之前述A群元素的檢測強度之平均值的3.0倍以上。
- 如請求項1之熱壓印構件，其中前述A群元素的前述檢測強度之前述最大值為前述A群元素的前述檢測強度之前述平均值的8.0倍以上。
- 如請求項1或2之熱壓印構件，其中前述鋼材成分以質量%計含有：C：0.1~0.4%、Si：0.01~0.60%、Mn：0.50~3.00%、P：0.05%以下、S：0.020%以下、Al：0.10%以下、Ti：0.01~0.10%、B：0.0001~0.0100%、N：0.010%以下、Cr：0~1.0%、Mo：0~1.0%，且剩餘部分由Fe及不純物所構成。
- 如請求項3之熱壓印構件，其中前述鋼材成分以質量%計含有Cr：0.01~1.0%、Mo：0.01~1.0%中之任一者或兩者。
- 如請求項1或2之熱壓印構件，其中前述Al-Fe金屬間化合物層含Si。
- 如請求項3之熱壓印構件，其中前述Al-Fe金屬間化合物層含Si。
- 如請求項4之熱壓印構件，其中前述Al-Fe金屬間化合物層含Si。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017110212 | 2017-06-02 | ||
| JP2017-110212 | 2017-06-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201903166A TW201903166A (zh) | 2019-01-16 |
| TWI664301B true TWI664301B (zh) | 2019-07-01 |
Family
ID=64454843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107118998A TWI664301B (zh) | 2017-06-02 | 2018-06-01 | 熱壓印構件 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200189233A1 (zh) |
| JP (1) | JP6836600B2 (zh) |
| KR (1) | KR20200013685A (zh) |
| BR (1) | BR112019025231A2 (zh) |
| CA (1) | CA3064848A1 (zh) |
| MX (1) | MX2019014245A (zh) |
| RU (1) | RU2019142469A (zh) |
| TW (1) | TWI664301B (zh) |
| WO (1) | WO2018221738A1 (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2020012957A (es) * | 2018-05-31 | 2021-02-16 | Posco | Lamina de acero chapada con aleacion de al-fe para formacion en caliente, que tiene excelentes caracteristicas de soldadura twb, miembro de formacion en caliente, y metodos de fabricacion para los mismos. |
| EP3889310A4 (en) * | 2018-11-30 | 2022-08-10 | Nippon Steel Corporation | ALUMINUM CLAD STEEL SHEET, HOT STAMPED ELEMENT, AND METHOD OF MAKING HOT STAMPED ELEMENT |
| KR102378315B1 (ko) * | 2019-02-05 | 2022-03-28 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 피복 강 부재, 피복 강판 및 그것들의 제조 방법 |
| US20220275481A1 (en) * | 2019-08-29 | 2022-09-01 | Nippon Steel Corporation | Hot stamped steel |
| CN114341379B (zh) * | 2019-08-29 | 2022-10-25 | 日本制铁株式会社 | 热冲压成形体 |
| CN114729438B (zh) * | 2019-11-29 | 2024-04-09 | 日本制铁株式会社 | 热冲压用镀覆钢板及热冲压构件 |
| KR102357684B1 (ko) * | 2020-09-25 | 2022-02-07 | 현대제철 주식회사 | 내식성이 우수한 핫스탬핑 부품의 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품 |
| KR102365408B1 (ko) * | 2020-09-25 | 2022-02-21 | 현대제철 주식회사 | 내식성이 우수한 핫스탬핑 부품의 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품 |
| KR102365409B1 (ko) * | 2020-09-25 | 2022-02-21 | 현대제철 주식회사 | 내식성이 우수한 핫스탬핑 부품의 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품 |
| EP4321647A1 (en) | 2021-04-05 | 2024-02-14 | Nippon Steel Corporation | Hot-stamp-molded object |
| WO2023135932A1 (ja) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間プレス用鋼板、熱間プレス用鋼板の製造方法、熱間プレス部材、および熱間プレス部材の製造方法 |
| WO2023135981A1 (ja) * | 2022-01-13 | 2023-07-20 | 日本製鉄株式会社 | ホットスタンプ成形品 |
| WO2023135982A1 (ja) * | 2022-01-13 | 2023-07-20 | 日本製鉄株式会社 | めっき鋼板 |
| JP7315129B1 (ja) | 2022-03-29 | 2023-07-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板 |
| WO2023188792A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140030544A1 (en) * | 2011-04-01 | 2014-01-30 | Jun Maki | Hot stamped high strength part excellent in post painting anticorrosion property and method of production of same |
| TW201447040A (zh) * | 2013-04-18 | 2014-12-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 熱壓用鍍敷鋼板、鍍敷鋼板之熱壓方法及汽車零件 |
| TW201511933A (zh) * | 2013-05-07 | 2015-04-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 具優異塗裝後耐蝕性之Ａｌ系合金鍍敷鋼材 |
| JP2015131995A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 新日鐵住金株式会社 | ホットスタンプ用鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4023710B2 (ja) | 2001-06-25 | 2007-12-19 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性，耐熱性に優れたホットプレス用アルミ系めっき鋼板およびそれを使用した自動車用部材 |
| JP5005254B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2012-08-22 | 新日本製鐵株式会社 | 昇温特性、加工性、および塗装後耐食性に優れたホットプレス用Ａｌめっき鋼材 |
| JP5251272B2 (ja) | 2008-06-05 | 2013-07-31 | 新日鐵住金株式会社 | 塗装後耐食性に優れた自動車部材及び熱間プレス用Ａｌめっき鋼板 |
| JP5463906B2 (ja) | 2009-12-28 | 2014-04-09 | 新日鐵住金株式会社 | ホットスタンプ用鋼板及びその製造方法 |
| KR101679492B1 (ko) * | 2012-04-18 | 2016-11-24 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Al계 도금 강판, Al계 도금 강판의 열간 프레스 방법 및 자동차 부품 |
| WO2017017484A1 (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Arcelormittal | Method for the manufacture of a hardened part which does not have lme issues |
-
2018
- 2018-06-01 MX MX2019014245A patent/MX2019014245A/es unknown
- 2018-06-01 WO PCT/JP2018/021254 patent/WO2018221738A1/ja active Application Filing
- 2018-06-01 US US16/617,899 patent/US20200189233A1/en not_active Abandoned
- 2018-06-01 CA CA3064848A patent/CA3064848A1/en not_active Abandoned
- 2018-06-01 KR KR1020197036792A patent/KR20200013685A/ko unknown
- 2018-06-01 RU RU2019142469A patent/RU2019142469A/ru not_active Application Discontinuation
- 2018-06-01 JP JP2018549281A patent/JP6836600B2/ja active Active
- 2018-06-01 BR BR112019025231-2A patent/BR112019025231A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2018-06-01 TW TW107118998A patent/TWI664301B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140030544A1 (en) * | 2011-04-01 | 2014-01-30 | Jun Maki | Hot stamped high strength part excellent in post painting anticorrosion property and method of production of same |
| TW201447040A (zh) * | 2013-04-18 | 2014-12-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 熱壓用鍍敷鋼板、鍍敷鋼板之熱壓方法及汽車零件 |
| TW201511933A (zh) * | 2013-05-07 | 2015-04-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 具優異塗裝後耐蝕性之Ａｌ系合金鍍敷鋼材 |
| JP2015131995A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 新日鐵住金株式会社 | ホットスタンプ用鋼板およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2018221738A1 (ja) | 2019-06-27 |
| TW201903166A (zh) | 2019-01-16 |
| CA3064848A1 (en) | 2018-12-06 |
| KR20200013685A (ko) | 2020-02-07 |
| MX2019014245A (es) | 2020-02-03 |
| US20200189233A1 (en) | 2020-06-18 |
| WO2018221738A1 (ja) | 2018-12-06 |
| JP6836600B2 (ja) | 2021-03-03 |
| RU2019142469A (ru) | 2021-07-09 |
| BR112019025231A2 (pt) | 2020-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI664301B (zh) | 熱壓印構件 | |
| JP6813133B2 (ja) | アルミめっき鋼板、ホットスタンプ部材及びホットスタンプ部材の製造方法 | |
| TWI564404B (zh) | 熔融鍍鋅鋼板 | |
| RU2633162C2 (ru) | Стальной лист для горячего прессования с покрытием, способ горячего прессования стального листа с покрытием и деталь автомобиля | |
| EP3358032B1 (en) | Galvanized steel sheet for hot pressing and method for producing hot pressed molded article | |
| TWI682066B (zh) | Fe-Al系鍍敷熱壓印構件及Fe-Al系鍍敷熱壓印構件的製造方法 | |
| CN104870679B (zh) | 高锰热镀锌钢板及其制造方法 | |
| JP2009542920A (ja) | 優れた耐遅れ割れ性を有する鉄−炭素−マンガンオーステナイト系鋼板の製造方法、およびそのようにして製造された鋼板 | |
| KR20190078438A (ko) | 열간 프레스 성형용 도금강판, 이를 이용한 성형부재 및 이들의 제조방법 | |
| KR20200076741A (ko) | 알루미늄계 도금 강판, 알루미늄계 도금 강판의 제조 방법 및 자동차용 부품의 제조 방법 | |
| TW201432057A (zh) | 合金化熔融鍍鋅鋼板及其製造方法 | |
| CN111247266B (zh) | 淬火用Al镀覆焊接管、Al镀覆中空构件及其制造方法 | |
| JP7248930B2 (ja) | ホットスタンプ成形体 | |
| TW201739935A (zh) | 熱壓印成形體 | |
| TWI788080B (zh) | 熱成形硬化鋁基鍍覆鋼板及其製造方法 | |
| JP6136672B2 (ja) | 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
| JP2003193187A (ja) | 加工性、加工部耐食性に優れた高強度アルミ系めっき鋼板及び高強度自動車部品 | |
| US20230407448A1 (en) | Plated steel | |
| TWI677595B (zh) | 鍍敷鋼板、鍍敷鋼板捲材、熱壓製成形品的製造方法、及汽車構件 | |
| JP2018115379A (ja) | 燐酸塩化成処理性に優れたＺｎ−Ａｌめっき鋼板およびその製造方法 | |
| JP2005200711A (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| TW202003132A (zh) | Al系鍍敷鋼板及其製造方法 | |
| KR20220151700A (ko) | 열간 프레스 성형품의 제조 방법 및 열간 프레스 성형품 | |
| JPH0941111A (ja) | めっき性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |