热冲压成型体制造技术

本发明专利技术的一个方案的热冲压成型体具备母材和镀层，所述镀层从所述母材侧朝向表面侧依次包含界面层、中间层和氧化物层；所述界面层的组织包含合计为99面积％以上的αFe、Fe3Al及FeAl，平均Al含量为所述8.0质量％～32.5质量％的范围内，平均Zn含量限制为超过所述母材的Zn含量且为5质量％以下，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为1.0μm以上；所述中间层的组织包含合计为99面积％以上的Fe(Al、Zn)2及Fe2(Al、Zn)5，平均Al含量为30～50质量％，平均Zn含量为10～40质量％，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为5.0μm以上；所述氧化物层的平均膜厚为0.1～3.0μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热冲压成型体
本专利技术涉及热冲压成型体。
技术介绍
用于汽车等中的结构构件(成型体)为了提高强度及尺寸精度这两者，有时采用热冲压(热压)来制造。在通过热冲压制造成型体时，将热冲压用钢材加热至Ac3点以上，用模具对热冲压用钢材进行压制加工并快速冷却。即，在该制造中，同时进行压制加工和淬火。通过热冲压能够制造高尺寸精度且高强度的成型体。另一方面，通过热冲压制造的成型体由于是在高温中进行加工，因此表面会形成铁氧化皮。因此，提出了通过使用镀覆钢板作为热冲压用钢板来抑制铁氧化皮的形成、进而使成型体的耐蚀性提高的技术(参考专利文献1至3)。例如，专利文献1中公开了形成有Zn镀层的热压用镀覆钢板，另外，专利文献2中公开了形成有Al镀层的汽车构件用镀覆钢板。此外，专利文献3中公开了在镀Zn钢板的镀层中添加有Mn等各种元素的热压用Zn系镀覆钢板。但是，在这些镀覆钢板中存在以下所示的课题。就专利文献1的技术而言，由于热冲压后Zn残存在成型体的表层，因此可以期待高牺牲防蚀作用。但是，就专利文献1的技术而言，由于是在Zn熔融的状态下对镀覆钢板进行热压加工，因此在热压加工中熔融Zn会侵入进镀覆钢板的母材中，有可能在母材内部产生裂纹。该裂纹被称为液体金属脆化裂纹(LiquidMetalEmbrittlement，以下有时称为“LME”)。起因于LME，导致成型体的疲劳特性发生劣化。此外，就现状而言，为了避免发生LME，需要适当控制镀覆钢板的加工时的加热条件。具体采用了下述方法等：进行加热直至熔融Zn全部扩散至镀覆钢板的母材中而成为Fe-Zn固溶体。但是，为了实施这些方法，需要长时间的镀覆钢板的加热，其结果是，存在生产率降低这样的问题。就专利文献2的技术而言，由于使用了熔点高于Zn的Al作为镀层的成分，因此像专利文献1那样熔融金属侵入至镀覆钢材的母材的可能性较低。因此，根据专利文献2的技术，可预测：不仅能获得优异的耐LME性，而且还能在热冲压后获得疲劳特性优异的成型体。但是，对于形成有Al镀层的成型体而言，存在下述问题：在汽车用构件的涂装前所进行的磷酸盐处理时，难以形成磷酸盐皮膜。换言之，存在下述问题：采用专利文献2的技术所得到的成型体无法充分地得到磷酸盐处理性。就专利文献3的技术而言，对热冲压成型体的最表层(氧化物皮膜)进行改性，使焊接性得以提高。但是，在专利文献3的技术中也有可能发生LME而无法充分地获得热冲压成型体的疲劳特性。另外，在专利文献3的技术中，镀层中添加的元素有可能会使磷酸盐处理性降低。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-73774号公报专利文献2：日本特开2003-49256号公报专利文献3：日本特开2005-113233号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术鉴于上述情况而完成，目的在于提供疲劳特性、磷酸盐处理性、涂膜密合性及焊接性优异的热冲压成型体。用于解决课题的手段本专利技术的主旨如下所述。(1)本专利技术的一个方案的热冲压成型体具备母材和镀层，所述镀层从所述母材侧朝向表面侧依次包含界面层、中间层和氧化物层；所述界面层的组织包含合计为99面积％以上的αFe、Fe3Al及FeAl，平均Al含量为8.0质量％～32.5质量％的范围内，平均Zn含量限制为超过所述母材的Zn含量且为5质量％以下，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为1.0μm以上；所述中间层的组织包含合计为99面积％以上的Fe(Al、Zn)2及Fe2(Al、Zn)5，平均Al含量为30～50质量％，平均Zn含量为10～40质量％，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为5.0μm以上；所述氧化物层的平均膜厚为0.1～3.0μm。(2)根据上述(1)所述的热冲压成型体，其中，所述界面层的平均膜厚可以为1.0～10.0μm。(3)根据上述(1)或(2)所述的热冲压成型体，其中，所述镀层中的Al及Zn的每单位面积的合计重量可以为20g/m2～100g/m2。(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的热冲压成型体，其中，所述镀层可以进一步包含平均超过0质量％且为10.0质量％以下的Si，在所述中间层中，所述Fe(Al、Zn)2及所述Fe2(Al、Zn)5中的0～50面积％被置换为Fe(Al、Si)。专利技术效果本专利技术的热冲压成型体对于镀层的合金形态、镀层中的特定层中的Al、Zn量以及作为镀层的最表层所形成的氧化物的膜厚分别进行了改良。其结果是，根据本专利技术的热冲压成型体，能够达成下述所有内容：基于抑制LME发生所带来的成型体的疲劳特性改善；成型体的磷酸盐处理性的改善以及由此所带来的涂膜密合性的改善；和成型体的焊接性的改善。附图说明图1是表示对Al-Zn系镀覆钢材在实施例1的条件下进行加热后紧接着进行了V形热弯曲加工而得到的成型体的加工部的断面SEM图像的一个例子。图2是表示对Zn系镀覆钢材在实施例1的条件下进行加热后紧接着进行了V形热弯曲加工而得到的成型体的加工部的断面SEM图像的一个例子。图3是表示对Al系镀覆钢材在实施例1的条件下进行加热后紧接着进行了V形热弯曲加工而得到的成型体的加工部的断面SEM图像的一个例子。图4是表示在对Al-Zn系镀覆钢材在实施例1的条件下进行加热后紧接着用具备水冷套的平板模具进行加工并快速冷却、然后实施了磷酸盐处理的情况下所得到的成型体的表面的SEM图像(二次电子图像)的一个例子。图5是表示在对Zn系镀覆钢材在实施例1的条件下进行加热后紧接着用具备水冷套的平板模具进行加工并快速冷却、然后实施了磷酸盐处理的情况下所得到的成型体的表面的SEM图像(二次电子图像)的一个例子。图6是表示在对Al系镀覆钢材在实施例1的条件下进行加热后紧接着用具备水冷套的平板模具进行加工并快速冷却、然后实施了磷酸盐处理的情况下所得到的成型体的表面的SEM图像(二次电子图像)的一个例子。图7是本实施方式的热冲压成型体的表面附近的断面图。图8是本实施方式的热冲压成型体的表面附近的Al浓度及Zn浓度的示意图。具体实施方式以下，对本专利技术的热冲压成型体的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，关于本实施方式的热冲压成型体的化学成分的单位“％”，只要没有特别说明，则是指“质量％”。另外，本实施方式中，热冲压成型体是指对热冲压用镀覆钢材进行热冲压加工(热压加工)所得到的成型体。以下，有时会将热冲压成型体简称为“成型体”、将热冲压用镀覆钢材简称为“钢材”或“镀覆钢材”。本专利技术的专利技术者们对热冲压成型体(Al-Zn系镀覆钢材、Zn系镀覆钢材及Al系镀覆钢材)的疲劳特性(耐LME性)及磷酸盐处理性进行了研究。其结果是，本专利技术的专利技术者们得到了在下述情况下热冲压成型体的疲劳特性及磷酸盐处理性全都为良好这样的认知：热冲压成型体的镀层从母材侧朝向表面侧依次包含界面层、中间层和氧化物层，其中，界面层的组织包含合计为99面积％以上的αFe、Fe3Al及FeAl，Al含量为8.0质量％～32.5质量％的范围内，且随着接近母材而减少，平均Zn含量被限制为5质量％以下，其化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为1.0μm以上；中间层的组织包含合计为99面积％以上的Fe(Al、Zn)2及Fe2(Al、Zn)5，平均Al含量为30～50质量％，平均Zn含量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热冲压成型体，其特征在于，具备母材和镀层，所述镀层从所述母材侧朝向表面侧依次包含界面层、中间层和氧化物层，所述界面层的组织包含合计为99面积％以上的αFe、Fe3Al及FeAl，平均Al含量为所述8.0质量％～32.5质量％的范围内，平均Zn含量限制为超过所述母材的Zn含量且为5质量％以下，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为1.0μm以上，所述中间层的组织包含合计为99面积％以上的Fe(Al、Zn)2及Fe2(Al、Zn)5，平均Al含量为30～50质量％，平均Zn含量为10～40质量％，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为5.0μm以上，所述氧化物层的平均膜厚为0.1～3.0μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热冲压成型体，其特征在于，具备母材和镀层，所述镀层从所述母材侧朝向表面侧依次包含界面层、中间层和氧化物层，所述界面层的组织包含合计为99面积％以上的αFe、Fe3Al及FeAl，平均Al含量为所述8.0质量％～32.5质量％的范围内，平均Zn含量限制为超过所述母材的Zn含量且为5质量％以下，化学成分的剩余部分包含Fe及杂质，并且平均膜厚为1.0μm以上，所述中间层的组织包含合计为99面积％以上的Fe(Al、Zn)2及Fe2(Al、Zn)5，平均Al含量为30～50质量％，平均Zn含量为10～40质量％，化学成分的剩余部分包含Fe及...

【专利技术属性】
技术研发人员：仙石晃大，竹林浩史，秋冈幸司，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP