热压用镀敷钢板和镀敷钢板的热压方法技术

本发明专利技术提供一种热润滑性、皮膜密合性、点焊性以及涂装后耐蚀性优异的热压用镀敷钢板以及该钢板的热压方法。本发明专利技术的热压用镀敷钢板，其特征在于，在钢板的一面或两面形成镀Al层，并在所述镀Al层上形成含有选自氢氧化锌、磷酸锌和有机酸锌中的一种以上的Zn化合物的表面皮膜层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热压用镀敷钢板和镀敷钢板的热压方法
本专利技术涉及实施以Al为主成分的镀Al层被覆，热润滑性、皮膜密合性、点焊性和涂装后耐蚀性优异的热压用镀敷钢板，以及该镀敷钢板的热压方法。
技术介绍
近年，为了保护环境和防止地球温室化，抑制化石燃料消费的要求不断提高，该要求对各种制造业造成影响。例如，对于作为移动手段在每天的生活和活动中不可缺少的汽车也不例外，要求车身的轻量化等带来的燃油效率的提高等。但是，汽车中简单地实现车身的轻量化在制品功能上不被允许，有必要确保适当的安全性。汽车结构的大多数由铁系材料、尤其是由钢板形成，降低该钢板的重量对车身的轻量化很重要。但是，如上所述简单地降低钢板的重量不被允许，同时要求确保钢板的机械强度。对于这样的钢板的要求，不仅在汽车制造业，在各种制造业都同样地在实行。因而，对于通过提高钢板的机械强度，即使壁厚比以往使用的钢板薄也能够维持或提高机械强度的钢板，正在进行研究开发。一般具有高机械强度的材料，在弯曲加工等的成形加工中有形状冻结性下降的倾向，成形加工为复杂的形状很困难。作为解决对于该成形性的问题的手段之一，可列举所谓的「热压方法(也被称为热锻压法、热压制法、或模压淬火法)」。在该热压方法中，作为成形对象的材料暂且加热到高温，对通过加热而软化了的钢板进行压制加工而成形之后，进行冷却。根据该热压方法，将材料暂且加热到高温使其软化，因此能够容易地对该材料进行压制加工。此外，由于成形后的冷却所带来的淬火效果，能够提高材料的机械强度。因此，采用热压方法，可得到兼具良好的形状冻结性和高机械强度的成形品。但是，如果将该热压方法应用于钢板，则将钢板加热到800℃以上的高温，由此钢板的表面氧化而生成氧化皮(氧化物)。因此，在进行热压加工后，变得需要除去该氧化皮的工序(除氧化皮工序)，从而生产率下降。另外，在需要耐蚀性的构件等，加工后需要对构件表面进行防锈处理和/或金属被覆，变得需要表面清洁化工序和表面处理工序，从而生产率进一步下降。作为抑制这样的生产率下降的方法，可列举对钢板实施被覆的方法。作为钢板上的被覆，一般使用有机系材料和无机系材料等各种材料。其中对钢板具有牺牲防蚀作用的Zn系镀敷钢板，从其防蚀性能和钢板生产技术的观点来看，在汽车钢板等被广泛使用。但是，热压加工中的加热温度(700～1000℃)比有机系材料的分解温度以及Zn等的金属的熔点和沸点高，在利用热压加热时，表面皮膜和镀层蒸发，成为表面性状的显著劣化的原因。因此，作为应用于伴随高温加热的热压方法的钢板，希望使用进行了与有机系材料被覆和Zn系的金属被覆相比沸点高的Al系的金属被覆的钢板、镀Al钢板。在此，所谓镀Al钢板，为了改善镀层的特性，也包含添加了Al以外的元素的钢板，镀层的Al以质量％计为50％以上即可。通过实施Al系的金属被覆，能够防止在钢板表面生成氧化皮，变得不需要除氧化皮等的工序，因此成形品的生产率提高。另外，Al系的金属被覆也有防锈效果，因此耐蚀性也提高。对在具有规定成分组成的钢板上实施了Al系的金属被覆的钢板进行热压的方法在专利文献1有所公开。但是，在实施了Al系的金属被覆的情况下，根据热压加工前的预加热的条件，有时Al被覆熔融，其后由于来自钢板的Fe扩散而生成Al-Fe合金层，进而Al-Fe合金层生长直到钢板的表面而成为Al-Fe合金层。该Al-Fe合金层是极其硬质的，因此存在由于压制加工时与模具的接触，在成形品形成加工损伤这样的问题。Al-Fe合金层其表面难以滑动，润滑性差。此外，该Al-Fe合金层较硬而容易开裂，会在镀层产生龟裂、发生粉化等，因此成形性下降。此外，剥离了的Al-Fe合金层附着于模具、强烈地擦过钢板的Al-Fe合金层表面而附着于模具、在模具粘着以Al-Fe合金层为起因的Al-Fe金属间化合物，从而使成形品的品质下降。因此，需要定期地除去粘着在模具上的Al-Fe金属间化合物，成为使成形品的生产率下降和生产成本增大的一个原因。此外，Al-Fe合金层与通常的磷酸盐处理的反应性低。因此，无法在Al-Fe合金层的表面生成作为电沉积涂装的预处理的化学转化处理皮膜(磷酸盐皮膜)。即使在没有生成化学转化处理皮膜的情况下，也可使涂料密合性良好，而且只要Al的附着量充分则涂装后耐蚀性也良好，但如果使Al的附着量增大，则会使Al-Fe金属间化合物对模具的粘着增强。Al-Fe金属间化合物的粘着，有剥离了的Al-Fe合金层附着的情况、和强烈地擦过Al-Fe合金层层表面而附着的情况。在对具有表面皮膜的钢板进行热压加工时，如果使润滑性提高，则强烈地擦过Al-Fe合金层层表面而附着会被改善。但是，润滑性的提高对改善剥离了的Al-Fe合金层附着于模具并不有效。要改善剥离了的Al-Fe合金层附着于模具，最有效的是降低镀Al层中的Al的附着量。但是，如果使Al的附着量下降则耐蚀性劣化。因此，防止在成形品发生加工损伤的钢板在专利文献2有所公开。专利文献2所公开的钢板，是在具有规定成分组成的钢板表面上实施Al系的金属被覆，进而在Al系的金属被覆表面上形成了含有Si、Zr、Ti或P中的至少一种的无机化合物皮膜、有机化合物皮膜、或它们的复合化合物皮膜的钢板。如专利文献2所公开的形成有表面皮膜的钢板中，即使在加热后的压制加工时表面皮膜也不会剥离，能够防止压制加工时的加工损伤的形成。但是，专利文献2所记载的表面皮膜，在压制加工时得不到充分的润滑性，要求润滑剂的改善等。专利文献3中公开了在镀锌钢板的热压中，解决镀锌层的蒸发所带来的镀锌钢板的表面劣化的方法。即，通过在镀锌层的表面生成高熔点的氧化锌(ZnO)层作为阻挡层，来防止下层的Zn镀层中的Zn的蒸发。但是，专利文献3所公开的方法，是以钢板具有镀锌层为前提的。镀锌层中的Al含量允许到0.4％为止。但是，Al的含量优选较少。专利文献3中公开的方法，是用于防止Zn从Zn镀层蒸发的方法，Al只不过是附带含有。但是，在Zn镀层附带含有Al时，无法完全防止Zn镀层中的Zn的蒸发。因此，一般使用以沸点高的Al为主成分的镀Al钢板。专利文献4中公开了在镀Al钢板的表面施加纤锌矿型的化合物的方法。专利文献4中公开的方法是改善热润滑性与化学转化处理性的方法，为了确保热压加工前的表面皮膜密合性，对表面皮膜添加了粘结剂成分。但是，专利文献4中公开的方法的粘结剂会在热压加工时热分解，存在成形时纤锌矿型化合物与钢板的皮膜密合性下降的问题。专利文献5中公开了形成含有氢氧化锌和硫酸锌的表面皮膜层的镀锌系钢板。但是，专利文献5所公开的钢板为了在镀锌系钢板上形成表面皮膜层，虽然耐蚀性优异，但存在热压时锌镀层中的锌蒸发的问题。另外，在专利文献5所公开的钢板的两面，形成具有3Zn(OH)2·ZnSO4·nH2O(n＝0～5)的氧化物层，ZnSO4会将镀Al层溶解，因此无法使用镀Al钢板。专利文献6中公开了在镀Al钢板上形成了含有选自硫酸锌、硝酸锌和氯化锌之中的Zn化合物的表面皮膜层的钢板。但是，硫酸锌、硝酸锌和氯化锌的水溶液的pH值高，因此在形成表面皮膜层时涂布处理液时，具有使镀Al钢板溶解的作用，其结果，存在使涂装后耐蚀性劣化这样的问题。另外，虽然原因尚未确定，但存在焊接性也劣化的问题。该问题在作为Zn化合物含有硫酸锌和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热压用镀敷钢板，是包含：钢板；在所述钢板上的一面或两面形成的镀Al层；和在所述镀Al层上形成的表面皮膜层的热压用镀敷钢板，其特征在于，所述表面皮膜层含有选自氢氧化锌、磷酸锌和有机酸锌中的一种以上的Zn化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.14 JP 2012-0293961.一种热压用镀敷钢板，是包含：钢板；在所述钢板上的一面或两面形成的镀Al层；和在所述镀Al层上形成的表面皮膜层的热压用镀敷钢板，其特征在于，所述表面皮膜层仅由以下成分构成：选自氢氧化锌和有机酸锌中的一种以上的Zn化合物的粒子、以及树脂成分、硅烷偶联剂和二氧化硅中的至少任一种，所述表面皮膜层中的所述Zn化合物的附着量按Zn计，每一面为0.5～7g/m2。2.根据权利要求1所述的热压用镀敷钢板，其特征在于，含有以相对于所述Zn化合物的总量的质量比率计，合计为5～30％的所述树脂成分、硅烷偶联剂和二氧化硅中的至少任一种。3.根据权利要求1或2所述的热压用镀敷钢板，其特征在于，所述镀Al层含有3～15％的Si。4.根据权利要求1或2所述的热压用镀敷钢板，作为所述Zn化合物，允许含有以质量％计分别为10％以下的硫酸锌和硝酸锌中的一方或...

【专利技术属性】
技术研发人员：山中晋太郎，真木纯，黑崎将夫，楠见和久，
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