淬火用Al镀覆焊接管、Al镀覆中空构件及其制造方法技术

一种能够抑制在镀覆层内部的氧化皮产生并实施热加工的淬火用Al镀覆电阻焊管以及使用上述Al镀覆电阻焊管的Al镀覆中空构件，其特征在于，所述淬火用Al镀覆电阻焊管由由筒状的钢板构成且具有规定的化学组成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部构成，所述母材部还具备位于所述钢板的表面并包含Al‑Fe‑Si系的金属间化合物的金属间化合物层和位于所述金属间化合物层的表面并含有Al及Si的Al镀层，在将所述金属间化合物层的厚度设为X(μm)，将Al镀层的厚度设为Y(μm)，将所述钢管的管厚度设为t(mm)，将所述钢管的外径设为D(mm)时，70×X/D≤Y/t≤30。

Al coated welded pipe for quenching, Al coated hollow component and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】淬火用Al镀覆焊接管、Al镀覆中空构件及其制造方法
本专利技术涉及淬火用Al镀覆焊接管、以及进行了热压加工的Al镀覆中空构件的制造方法和Al镀覆中空构件。
技术介绍
近年来，为了保护环境和抑制全球变暖，抑制化石燃料消耗的要求正在提高，该要求对各种制造业产生影响。例如，对于作为移动手段在日常的生活或活动中不可或缺的汽车也不例外，要求由车身轻量化等带来的燃油效率的提高等。但是，汽车中不仅需要车身的轻量化，还需要确保所要求的强度和适当的安全性。汽车的构造大多由钢形成，降低该钢的质量对于车身轻量化是重要的。特别是，钢管为封闭构造，因此能够得到高的刚性，因此近年来，作为汽车的结构构件，其使用增加。作为将钢管加工成构件的方法，以往使用冷态下的弯曲加工法、液压成形法，但近年来，提出了在以热态呈三维状地弯曲加工后立即水冷来加工高强度中空构件的方法。该热弯曲加工方法中，将作为成形对象的材料暂时加热至高温(奥氏体区域)，对通过加热而软化了的钢管进行弯曲加工而成形，然后冷却。根据该热弯曲加工方法，由于将材料暂时加热至高温而使其软化，因此能够容易地对该材料进行弯曲加工，而且，通过由成形后的冷却带来的淬火效果，能够提高材料的机械强度。结果，能够得到兼具复杂形状和高机械强度的成形品。在将热弯曲加工方法应用于钢管的情况下，例如由于加热至800℃以上的高温，表面的铁等氧化而产生氧化皮(氧化物)。因此，在进行热压加工后，需要除去该氧化皮的工序(去氧化皮工序)，生产率降低。另外，在需要耐腐蚀性的构件等中，需要在加工后对构件表面实施防锈处理、金属被覆，需要表面清洁化工序、表面处理工序，生产率仍然会降低。特别是在钢管形状的情况下，难以对内表面侧去氧化皮。作为抑制这样的生产率降低的方法的例子，可举出对钢实施被覆的方法。在使用焊接钢管的情况下，由于对镀覆钢板进行成型、缝焊接而制造，因此镀覆钢板的生产率产生影响。例如，从其防腐蚀性能和钢板生产技术的观点出发，广泛使用具有牺牲防腐蚀作用的镀锌系被覆。但是，热加工中的加热温度(800～1000℃)比有机系材料的分解温度、Zn的沸点等高，在以热加工进行加热时，表面的镀覆层蒸发，有时成为表面性状显著劣化的原因。因此，对于进行加热至高温的热压加工的钢板，优选使用例如不发生有机系材料被覆那样的分解反应，并且，被覆了沸点比Zn系金属被覆高的Al系金属的钢板(所谓的Al镀覆钢板)。通过实施Al系金属被覆，能够防止氧化皮向钢表面的附着，结果不需要去氧化皮工序等工序，因此生产率提高。另外，Al系金属被覆也具有防锈效果，因此涂装后的耐腐蚀性也提高。在专利文献1中，记载了将对具有预定钢成分的钢实施了Al系金属被覆的Al镀覆钢板用于热压加工的方法。在专利文献2中公开了在热压加工用钢板中用于抑制镀覆层内部的氧化皮产生的技术。在专利文献3中公开了将Al镀覆钢板成型为钢管状并对焊接有焊缝部的钢管进行加热及成形并进行淬火而得到高强度构件的方法。在专利文献4中公开了对由Al系镀覆层被覆的钢材实施热处理的热处理钢材。实施例中，公开了将Al镀覆钢板UO成形为外径为31.8mm且壁厚为1.2mm的钢管并进行弯曲加工的例子。现有技术文献专利文献1：日本特开2000-38640号公报专利文献2：日本特开2014-118628号公报专利文献3：日本特开2006-16674号公报专利文献4：日本特开2008-69398号公报
技术实现思路
如上所述，作为汽车的结构构件，将Al镀覆钢板作为钢管进行加工来使用的情况正在增加。因此，要求使用生产率高的电缝钢管。另外，从结构构件的强度的观点出发，要求使用板厚较厚的钢管。即，在将板厚设为t并将钢管的外径设为D时，需要加工t/D大的钢管。作为将Al镀覆钢板成形而制成电缝钢管，然后进行热加工、淬火处理时应考虑的课题，可列举出向电缝钢管成型时的合金层的裂纹产生和由裂纹引起的镀覆层内部的铁氧化物(氧化皮)的产生。裂纹在将Al镀覆钢板成形为钢管状时，在受到应变的钢板与Al镀层界面的Al-Fe-Si系合金层生成。Al-Fe-Si系合金层非常硬且为脆性，因此在将钢板成形为钢管形状时，合金层被部分破坏，产生裂纹。并且，以产生的裂纹为起点，在加热时没有完全用镀覆层阻隔大气中的氧而使钢板氧化，由此在镀覆层内部产生铁氧化物(氧化皮)。专利文献2中，为了抑制铁氧化物(氧化皮)的产生而规定了合金层厚度和镀覆层厚度。专利文献2着眼于热印用的Al镀覆钢板的裂纹，公开了减小C方向(与轧制方向成直角的方向)的金属间化合物层的裂纹的技术。但是，在电缝钢管的情况下，有其成形应变通常比钢板、UO成形后的钢管大的倾向。这是因为存在例如在制管时进行回弯的情况、在之后的精成型、挤压工序中在周向上赋予压缩应变的工序。另外，由于钢管的成形过程中的主应变为C方向，因此裂纹在L方向(轧制方向)上发展。在t/D大的情况下，应变进一步变大，容易产生裂纹。即，与钢板或UO钢管的热加工相比，容易产生以该裂纹为起点在加热时产生氧化皮这样的问题。而且，本专利技术人等得到了以下见解，在对Al镀覆钢板进行电阻焊的情况下，由于Al熔点低，因此，由于熔融的Al的影响，电阻焊时与其他钢板相比困难，在未进行良好的电阻焊的情况下，焊接部可能成为氧化皮产生的起点。即，在对Al镀覆钢板进行电阻焊并对其进行热加工而制造结构构件的情况下，需要考虑到这些点的特有的对策。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供对于由成形Al镀覆钢板而得到的电缝钢管能够抑制因淬火处理导致的在镀覆层内部的氧化皮产生并且能够实施热压加工的淬火用Al镀覆电阻焊管、以及使用该淬火用Al镀覆电阻焊管的热加工后的Al镀覆中空构件的制造方法及Al镀覆中空构件。本专利技术人等反复进行了深入研究，结果发现除了合金层的厚度及镀覆层的厚度以外，板厚及钢管的外径对抑制氧化皮产生也发挥重要的作用。另外，发现为了进行良好的电阻焊，抑制氧化皮产生，镀覆层的厚度与板厚的关系是重要的。本专利技术是基于上述见解而完成的，其主旨如下所述。[1]一种淬火用Al镀覆电阻焊管，是包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部的电阻焊管，其特征在于，所述母材部以质量％计含有C：0.06～0.50％、Si：0.01～0.80％、Mn：0.60～3.00％、P：0.050％以下、S：0.050％以下、Al：0.10％以下、O：0.006％以下、N：0.020％以下、Ti：0.01～0.10％、B：0～0.1000％、Nb：0～0.10％、V：0～0.30％、Cr：0～0.50％、Mo：0～0.50％、Ni：0～0.50％、Cu：0～0.50％、Ca：0～0.005％、以及REM：0～0.005％，余量为Fe和杂质，所述母材部还具备：位于所述钢板的表面并包含Al-Fe-Si系金属间化合物的金属间化合物层、以及位于所述金属间化合物层的表面并含有Al和Si的Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淬火用Al镀覆电阻焊管，是包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部的电阻焊管，其特征在于，/n所述母材部以质量％计含有/nC：0.06～0.50％、/nSi：0.01～0.80％、/nMn：0.60～3.00％、/nP：0.050％以下、/nS：0.050％以下、/nAl：0.10％以下、/nO：0.006％以下、/nN：0.020％以下、/nTi：0.01～0.10％、/nB：0～0.1000％、/nNb：0～0.10％、/nV：0～0.30％、/nCr：0～0.50％、/nMo：0～0.50％、/nNi：0～0.50％、/nCu：0～0.50％、/nCa：0～0.005％、以及/nREM：0～0.005％，/n余量为Fe和杂质，/n所述母材部还具备：位于所述钢板的表面并包含Al-Fe-Si系金属间化合物的金属间化合物层、以及位于所述金属间化合物层的表面并含有Al和Si的Al镀层，/n在将所述金属间化合物层的厚度设为X，将Al镀层的厚度设为Y，将所述钢管的管厚度设为t，并将所述钢管的外径设为D时，满足/n70×X/D≤Y/t≤30，/n其中厚度X和厚度Y的单位均为μm，管厚度t和外径D的单位均为mm。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种淬火用Al镀覆电阻焊管，是包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部的电阻焊管，其特征在于，
所述母材部以质量％计含有
C：0.06～0.50％、
Si：0.01～0.80％、
Mn：0.60～3.00％、
P：0.050％以下、
S：0.050％以下、
Al：0.10％以下、
O：0.006％以下、
N：0.020％以下、
Ti：0.01～0.10％、
B：0～0.1000％、
Nb：0～0.10％、
V：0～0.30％、
Cr：0～0.50％、
Mo：0～0.50％、
Ni：0～0.50％、
Cu：0～0.50％、
Ca：0～0.005％、以及
REM：0～0.005％，
余量为Fe和杂质，
所述母材部还具备：位于所述钢板的表面并包含Al-Fe-Si系金属间化合物的金属间化合物层、以及位于所述金属间化合物层的表面并含有Al和Si的Al镀层，
在将所述金属间化合物层的厚度设为X，将Al镀层的厚度设为Y，将所述钢管的管厚度设为t，并将所述钢管的外径设为D时，满足
70×X/D≤Y/t≤30，
其中厚度X和厚度Y的单位均为μm，管厚度t和外径D的单位均为mm。


2.根据权利要求1所述的淬火用Al镀覆电阻焊管，其特征在于，
满足X≤5.0、Y≤32和4.0≤Y/X≤6.0。


3.根据权利要求1或2所述的淬火用Al镀覆电阻焊管，其特征在于，
在所述Al镀层的表面还具备以ZnO为主体的皮膜，所述皮膜的附着量以Zn量计为0.1～1g/m2。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的淬火用Al镀覆电阻焊管，其特征在于，
所述焊接部由以Al为主成分的合金被覆。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的淬火用Al镀覆电阻焊管，其特征在于，
满足2％≤t/D≤10％。


6.一种Al镀覆中空构件，其特征在于，包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部，
所述母材部具备电阻焊管和合金层，
所述电阻焊管以质量％计含有
C：0.06～0.50％、
Si：0.01～0.80％、
Mn：0.60～3.00％、
P：0.050％以下、
S：0.050％以下、
Al：0.10％以下、
O：0.006％以下、
N：0.020％以下、
Ti：0.01～0.10％、
B：0～0.1000％、
Nb：0～0.10％、
V：0～0.30％、
Cr：0～...

【专利技术属性】
技术研发人员：真木纯，藤田宗士，中村登代充，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP