热压用镀覆钢板、镀覆钢板的热压方法及汽车零件技术

为了提供以更少的附着量具有优异的润滑性、热压加工中的成型性和生产率提高、能够改善热压成型后的化学转化处理性的热压用镀覆钢板及镀覆钢板的热压方法、和通过该热压方法制造的汽车零件，设置形成于钢板的单面或两面，至少含有Al，还含有总计0.02～2质量％的Mg、Ca、Sr、Li、Na、K中的一种或两种以上元素的镀Al层；和层叠于前述镀Al层上、至少含有ZnO的表面覆膜层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热压用镀覆钢板、镀覆钢板的热压方法以及汽车零件。
技术介绍
近年为了保护环境以及抑制全球变暖，抑制化石燃料消耗的要求提高，该要求对 于各种制造业造成影响。例如，对于作为移动手段的每天的生活、活动不可欠缺的汽车而言 也不例外，要求通过车体的轻量化等实现油耗提高等。但是，对于汽车而言，仅实现车体的 轻量化在产品品质上是不允许的，需要确保适当的安全性。 汽车的结构很多通过铁、特别是钢板形成，降低该钢板的重量对于车体的轻量化 而言是重要的。但是，如上所述，仅降低钢板的重量是不允许的，要求维持钢板的机械强度。 这种对于钢板的要求，不仅在汽车制造业，在各种制造业也同样地提高。因此，对于通过提 高钢板的机械强度，即使比以前使用的钢板薄、也能够维持或提高机械强度的钢板进行了 研究开发。 通常具有高的机械强度的材料，在弯曲加工等成型加工中，存在成型性、定形性 (shape fixability)降低的倾向，加工为复杂形状的情况下，加工其本身变得困难。作为 解决这种关于成型性的问题的手段之一，可列举出所谓"热压方法（也被称为热印（hot stamping)法、热压（hot pressing)法、模压淬火（die quenching)法、模压淬火（press hardening)法）"。该热压方法中，将作为成型对象的材料暂时加热到高温（奥氏体范围）， 对于通过加热而软化了的钢板进行压制加工、进行成型后，进行冷却。根据这种热压方法， 将材料暂时加热到高温使其软化，因此可以容易地对该材料进行压制加工，进而通过利用 成型后的冷却实现的淬火效果，可以提高材料的机械强度。因此，通过该热压加工，可以得 到兼具良好的定形性和高的机械强度的成型品。 但是，将该热压方法适用于钢板的情况下，例如由于加热到800°C以上的高温，表 面的铁等氧化而产生氧化皮（氧化物）。因此进行热压加工之后，需要去除该氧化皮的工序 (除氧化皮工序），生产率降低。另外，对于需要耐蚀性的构件等而言，加工后需要对于构件 表面进行防锈处理、金属覆盖，需要表面清浄化工序和表面处理工序，生产率仍然降低。 作为抑制这种生产率降低的方法的例子，可列举出对钢板实施覆盖的方法。通常 作为钢板上的覆盖，使用有机系材料、无机系材料等各种材料。其中，对于钢板具有牺牲防 蚀作用的镀锌系钢板，从其防蚀性能和钢板生产技术的观点考虑被广泛用于汽车钢板等。 但是，热压加工中的加热温度（700~1000°C )比有机系材料的分解温度、Zn的沸点等高， 热压中进行加热时表面的镀层蒸发，有可能成为表面性状显著劣化的原因。 因此，对于进行加热到高温的热压加工的钢板，例如优选使用沸点比有机系材料 覆盖和Zn系的金属覆盖高的Al系的金属覆盖了的钢板、所谓镀Al钢板。通过实施Al系 的金属覆盖，可以防止氧化皮对钢板表面的附着，无需除氧化皮工序等工序，因此生产率提 高。另外，Al系的金属覆盖也具有防锈效果，因此涂装后的耐蚀性也提高。以上说明的对 具有规定的钢成分的钢实施Al系的金属覆盖而成的镀Al钢板用于热压加工的方法记载于 下述专利文献1。 实施了 Al系的金属覆盖的情况下，根据热压加工的前阶段中的预加热的条件，Al 覆盖首先熔融后，通过由钢板的Fe扩散而变化为Al-Fe化合物。该Al-Fe化合物生长，形 成Al-Fe化合物直至到达钢板的表面为止。以下将该化合物层称为合金层。该合金层极其 硬质，因此由于压制加工时与模具接触而形成加工缺陷。 换而言之，原来的Al-Fe合金层，表面比较难以滑动，润滑性差。并且，Al-Fe合金 层比较硬，因此容易破裂，镀层容易形成裂纹或者容易以粉末状剥离。进而，所剥离的Al-Fe 合金层附着于模具或者Al-Fe表面被强烈摩擦而附着于模具，在模具胶粘?堆积Al-Fe，使 得压制品的等级降低。因此，修补时需要去除胶粘于模具的Al-Fe合金的粉末，成为生产率 降低、成本增大的原因之一。 进而，上述Al-Fe合金层，与通常的磷酸盐处理的反应性低，不会生成作为电沉积 涂装的前处理的化学转化处理覆膜（磷酸盐覆膜）。即使不附着化学转化处理覆膜，涂料密 合性也良好，若Al镀层的附着量为充分的量则涂装后耐蚀性也良好。但是，Al镀层的附着 量增大时，存在使得前述的模具胶粘劣化的倾向。先前说明了胶粘存在所剥离的Al-Fe合 金层附着的情况、Al-Fe表面被强烈摩擦而附着的情况的要旨。在此，通过表面覆膜的润滑 性提高，对于Al-Fe表面被强烈摩擦而附着的情况进行改善，但是对于所剥离的Al-Fe合金 层附着的情况的改善效果比较小。为了改善所剥离的Al-Fe合金层的附着，Al镀层的附着 量降低是最有效的。但是，若附着量降低则如上所述耐蚀性降低。 与此相对，以防止加工缺陷的产生等为目的的钢板记载于下述专利文献2。根据该 专利文献2,提出了在具有规定的钢成分的钢板上实施Al系的金属覆盖，进而在Al系的金 属覆盖上形成含有Si、Zr、Ti或P中的至少一种的无机化合物覆膜、有机化合物覆膜、或它 们的复合化合物覆膜。对于这种形成有表面覆膜的钢板而言，在加热后的压制加工时也残 留表面覆膜，可以防止压制加工时的加工缺陷的形成。另外，该表面覆膜也可以发挥作为压 制加工时的润滑剂的作用，可以提高成型性。但是，实际上得不到充分的润滑性，谋求新的 润滑剂、替代手段。 另外，下述专利文献3中公开了在镀锌钢板的热压中、解决由于表面镀锌层的蒸 发所导致的表面劣化的方法。该专利文献3中记载的方法中，通过在镀锌层的表面生成高 熔点的氧化锌（ZnO)层作为阻障层，防止下层的镀锌层的蒸发流出。但是，专利文献3中公 开的方法以镀锌层作为前提。专利文献3中，关于A1，虽然容许至0. 4%的含有，但是Al浓 度低者为宜，是实质上没有设想Al的技术。该文献中的技术课题是Zn的蒸发，因此是在沸 点高的Al镀覆中当然不能产生的课题。 另外，下述专利文献4中公开了将含有纤维锌矿型的化合物的表面覆膜层设置于 镀Al钢板表面后，进行热压加工的方法。下述专利文献4中，通过设置这种表面覆膜层，改 善热润滑性和化学转化处理性。该技术对于润滑性提高而言是有效的，也发现涂装后耐蚀 性的提高效果。但是，为了通过该技术来提高Al镀层的热润滑性，根据专利文献4的实施 例，需要赋予2~3g/m2的纤维锌矿型的化合物，需要量比较大的化合物。 另外，下述专利文献5中公开了得到在热压之前的加热时氧化皮的生成得到抑 制、并且在热压时镀层不会胶粘于模具的热压用钢板的方法。下述专利文献5中，通过在钢 板表面设置含有Al :20~95质量％、Ca :0.01~10质量％、和Si的Al-Zn系合金镀覆层， 实现加热时的氧化皮生成的抑制、和热压时的镀层对模具的胶粘的防止。但是，下述专利文 献5中公开的Al-Zn系合金镀覆层由于含有Zn，在热压加工时容易产生金属脆裂，另外，在 热压加工时生成Zn的氧化物，由此点焊接性降低。 另外，下述专利文献6中公开了有效制造镀覆缺陷少的热浸镀Al钢板的方法。下 述专利文献6中，为了制造镀覆缺陷少的热浸镀Al钢板，将在规定条件下加热了的钢板浸 渍于含有Mg、Ca、Li中的一种以上元素的镀Al浴规定时间。但是，下述专利文献6中记载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热压用镀覆钢板，其具有：形成于钢板的单面或两面，至少含有Al，还含有总计0.02～2质量％的Mg、Ca、Sr、Li、Na、K中的一种或两种以上元素的镀Al层；和层叠于所述镀Al层上、至少含有ZnO的表面覆膜层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：真木纯，山中晋太郎，黑崎将夫，
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