Zn系镀覆热冲压成型品制造技术

本发明专利技术的Zn系镀覆热冲压成型品是具备钢材、Zn系镀层和氧化物层的Zn系镀覆热冲压成型品，上述Zn系镀层的表面侧的区域即上层为Γ相与Fe

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Zn系镀覆热冲压成型品


[0001]本专利技术涉及Zn系镀覆热冲压成型品。

技术介绍

[0002]在汽车用构件的领域，以燃料效率、碰撞安全性的提高作为目的，高强度化的需求提高，作为其解决方法，热冲压技术的应用扩大。所谓热冲压是通过将加热至成为奥氏体单相域的温度(Ac3点)以上例如900℃左右为止的坯料进行压制加工，与热成型同时通过利用了从模具的除热的骤冷(淬火)来制造形状冻结性高、高强度的压制成型品的技术。
[0003]此外，由于在热冲压的加热时生成氧化铁等氧化皮，因此在热冲压成型后需要通过喷丸等来除去氧化皮，但如专利文献1中记载的那样，通过使用镀覆钢板来抑制氧化皮的生成，能够省略氧化皮除去工序，因此热冲压用的Zn系镀覆钢板的应用扩大。
[0004]若使用Zn系镀覆钢板，则在热冲压后在钢板表层中残存Zn成分，因此与非镀覆钢板的热冲压材相比还得到耐蚀性的提高效果。近年来，对于要求高防锈性的构件也存在热冲压材的应用需求，期望热冲压成型品的进一步耐蚀性提高。
[0005]此外，迄今为止热冲压材主要作为骨架构件的增强材来应用，在组装到汽车中后从外面看不见的位置处使用，但还期望通过提高热冲压后的外观品位，从而在今后可视的位置处也应用扩大。然而，一直以来，在将热浸镀锌钢板用于热冲压的情况下，会在表面产生龟的甲壳或蜘蛛的巢那样的花纹(所谓的龟壳花纹)，因此要求其抑制。
[0006]可是，在具备Γ相及Fe
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Zn固溶体的Zn系镀覆热冲压成型品中，Γ相为Zn：70～85质量％、Fe：15～30质量％左右，Fe
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Zn固溶体为Zn：10～40质量％、Fe：60～90质量％。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本专利第3582511号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]Γ相和Fe
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Zn固溶体并非都替化防蚀性能和镀覆密合性这两者优异。此外，兼具耐蚀性和与作为钢材的钢板的密合性的构成是未知的。
[0012]本专利技术是鉴于上述而进行的专利技术，目的是提供可确保与钢材的镀覆密合性及耐蚀性、并且外观优异的Zn系镀覆热冲压成型品。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本专利技术者们发现龟壳花纹通过Mn的局部的氧化而形成，得到控制热冲压加热中的最表层中生成的氧化膜的形成状态及氧化物下的因镀覆相变化而引起的体积变化、流动是重要的见识。此外，本专利技术者们发现：通过将上层为Γ相及Fe
‑
Zn固溶体、下层为Fe
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Zn固溶体的镀层的上层厚度与下层厚度的比率控制在特定的范围，能够兼顾优异的涂装后耐蚀性及优异的镀覆密合性。
[0015]本专利技术是基于上述的见识进一步开展研究而进行的，其主旨如下所述。
[0016](1)本专利技术的一个方案的Zn系镀覆热冲压成型品是具备钢材、形成于上述钢材的表面的含有Zn的Zn系镀层、和形成于上述Zn系镀层的表面的含有Zn及Mn的氧化物层的Zn系镀覆热冲压成型品，上述Zn系镀层的表面侧的区域即上层为Γ相与Fe
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Zn固溶体的二相组织，上述Zn系镀层的除上述上层以外的区域即下层为Fe
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Zn固溶体的单相组织，上述上层的厚度和与上述下层的厚度的厚度满足下述的式(1)，上述Zn系镀覆热冲压成型品的表面的Mn含量的最大值Max.Mn、最小值Min.Mn和平均值Ave.M以质量％计满足下述的式(2)及(3)。
[0017]0.20≤上层厚度/(上层厚度+下层厚度)≤0.80
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(1)
[0018]Ave.Mn＝0.5～7.5
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(2)
[0019]Max.Mn/Min.Mn≤10.0
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(3)
[0020](2)根据上述(1)所述的Zn系镀覆热冲压成型品，其中，上述上层的Γ相与Fe
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Zn固溶体的二相组织中的Γ相比率也可以为20％～80％。
[0021](3)根据上述(1)或(2)所述的Zn系镀覆热冲压成型品，其中，上述Zn系镀层的Zn含量也可以以质量％计为30.0％以上。
[0022](4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的Zn系镀覆热冲压成型品，其中，板厚也可以为1.0mm～3.2mm。
[0023]专利技术效果
[0024]根据本专利技术的上述方案，能够提供可确保与钢材的镀覆密合性及耐蚀性、并且外观优异的Zn系镀覆热冲压成型品。
附图说明
[0025]图1是本实施方式的Zn系镀覆热冲压成型品的截面示意图。
[0026]图2是本实施方式的Zn系镀覆热冲压成型品的反射电子图像((a)及(b)、其中，在(a)和(b)中改变了对比度)及二次电子图像(c)。
[0027]图3是以虚线表示本实施方式的Zn系镀覆热冲压成型品的截面SEM图像中的上层与下层的边界的图。
[0028]图4是表示将本实施方式的Zn系镀覆热冲压成型品的截面SEM图像中的上层分成1μm
×
1μm间距的方块的状态的图。
具体实施方式
[0029]本专利技术者们认为：Γ相由于Zn浓度高且替化防蚀性能高，因此对于涂装后耐蚀性的提高，Γ相的存在是重要的，但由于Γ相为金属间化合物，因此硬而脆。与此相对，认为Fe
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Zn固溶体由于是在铁素体中固溶有Zn的金属，因此塑性变形能力高。于是，从镀覆密合性的观点出发，认为Fe
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Zn固溶体的存在是重要的。本专利技术者们基于该想法，对龟壳花纹的降低进行了深入研究，结果发现：龟壳花纹通过利用热冲压从基底的钢材扩散至热冲压成型品的表面的Mn的局部的氧化而形成，发现控制在热冲压加热中的最表层中生成的氧化膜的形成状态及氧化物下的由镀覆相变化引起的体积变化、流动是重要的。
[0030]具体而言，获知通过在热冲压加热初期伴随着镀层的熔融而含有于镀层中的Al发生氧化，在最表层中以几十nm的厚度主要形成Al氧化物层后生成Zn氧化物、Mn氧化物，但由
于在Al氧化物层断裂的部位处局部地生成Mn氧化物，从而作为龟壳花纹可视。基于以上情况，对龟壳花纹的抑制方法进行了深入研究，结果发现：如果Zn系镀覆热冲压成型品的表面的Mn含量的最大值Max.Mn与最小值Min.Mn之比即Mn含量比(Max.Mn/Min.Mn)为特定的值以下，上述成型品的Mn含量的平均值Ave.Mn在某特定的范围内，则能够均匀地推进氧化物层的形成及镀层的反应，抑制龟壳花纹的生成而得到良好的外观。
[0031]此外，本专利技术者们发现：通过将上层为Γ相及Fe
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Zn固溶体、下层为Fe
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Zn固溶体的镀层的上层厚度与下层厚度的比率控制在特定的范围，能够兼顾优异的涂装后耐蚀性及优异的镀覆密合性。本专利技术基于上述的见识而完成。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种Zn系镀覆热冲压成型品，该Zn系镀覆热冲压成型品具备：钢材、形成于所述钢材的表面的含有Zn的Zn系镀层、和形成于所述Zn系镀层的表面的含有Zn及Mn的氧化物层，所述Zn系镀层的表面侧的区域即上层为Γ相与Fe
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Zn固溶体的二相组织，所述Zn系镀层的除所述上层以外的区域即下层为Fe
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Zn固溶体的单相组织，所述上层厚度与所述下层厚度满足下述的式(1)，所述Zn系镀覆热冲压成型品的表面的Mn含量的最大值Max.Mn、最小值Min.Mn与平均值Ave.Mn以质量％计满足下述的式(2)及式(3)，0.20≤上层厚度/...

【专利技术属性】
技术研发人员：仙石晃大，秋叶浩二郎，竹林浩史，野中俊树，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：