熱壓用鋼板、熱壓部件和熱壓部件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適于以熱壓制造汽車(chē)的行駛部件、車(chē)體結(jié)構(gòu)部件等的熱壓用鋼板，使 用該熱壓用鋼板制造的熱壓部件和使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直以來(lái)，汽車(chē)的行駛部件、車(chē)體結(jié)構(gòu)部件等大多通過(guò)對(duì)具有規(guī)定強(qiáng)度的鋼板進(jìn) 行加壓加工來(lái)制造。近年來(lái)，從保護(hù)地球環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，急切期望汽車(chē)車(chē)體的輕型化。因 此，正不斷進(jìn)行著將用于汽車(chē)車(chē)體的鋼板高強(qiáng)度化而減小其板厚的努力。但是，由于隨著 鋼板的高強(qiáng)度化而其加壓加工性降低，所以難以將鋼板加工成所希望的部件形狀的情況變 多。
[0003] 因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出了使用由模座和沖頭構(gòu)成的模具，通過(guò)在對(duì)經(jīng)加熱的鋼 板進(jìn)行加工的同時(shí)進(jìn)行驟冷而能夠兼顧加工容易化和高強(qiáng)度化的被稱(chēng)為熱壓的加工技術(shù)。
[0004] 但是，在該熱壓中，由于在熱壓前將鋼板加熱到950°C左右的高溫，所以會(huì)在鋼板 表面生成氧化皮（鐵氧化物）。如果生成該氧化皮，則會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題：氧化皮在熱壓時(shí)剝 離而損傷模具或者該氧化皮損傷熱壓后的部件表面。另外，殘留在部件表面的氧化皮也會(huì) 成為外觀不良、涂裝密合性降低的原因。因此，通常進(jìn)行酸洗、噴丸等處理以除去部件表面 的氧化皮。但是，上述酸洗等處理會(huì)使制造工序復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)率降低。
[0005] 此外，汽車(chē)的行駛部件、車(chē)體結(jié)構(gòu)部件等還需要優(yōu)異的耐腐蝕性。但是，利用上述 工序制造的熱壓部件未設(shè)有鍍層等防銹被膜，因此耐腐蝕性極不充分。
[0006] 由此，迫切期望能夠在熱壓前的加熱時(shí)抑制氧化皮的生成，并且提高熱壓后的熱 壓部件的耐腐蝕性的熱壓技術(shù)。針對(duì)該迫切期望，已提出有在表面設(shè)有鍍層等被膜的鋼板 以及使用該鋼板的熱壓方法。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了將被Zn或Zn基合金被覆的鋼板 熱壓，將Zn-Fe基化合物或Zn-Fe-Al基化合物設(shè)置于表面的耐腐蝕性?xún)?yōu)異的熱壓部件的制 造方法。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了將合金化熱浸鍍Zn鋼板在700~1000°C加熱2~20 分鐘后進(jìn)行熱壓，將包含F(xiàn)e-Zn固溶相的鍍層設(shè)置于表面而成的加工性、焊接性、耐腐蝕性 優(yōu)異的熱壓成型品（部件）。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了通過(guò)在以Ni為主體的鍍層I的上 層形成Zn-Ni鍍層，進(jìn)而在該上層形成含有Si、Ti、Al、Zr等的化合物層，從而使加熱后的 涂裝密合性、耐孔蝕性?xún)?yōu)異的熱壓用鋼板。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :英國(guó)專(zhuān)利第1490535號(hào)公報(bào)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本專(zhuān)利第3663145號(hào)公報(bào)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本專(zhuān)利第4039548號(hào)公報(bào)
[0012] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本專(zhuān)利第4883240號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中記載的熱壓部件存在如下問(wèn)題：對(duì)未被覆化成處理被膜、電 鍍涂膜的部位容易引起孔蝕，耐腐蝕性（以下，稱(chēng)為耐孔蝕性）差。
[0014] 另外，如果使用專(zhuān)利文獻(xiàn)4中記載的熱壓用鋼板，則得到具有優(yōu)異的耐孔蝕性的 熱壓部件，但如果能夠進(jìn)一步提高該熱壓部件的耐孔蝕性，并且能夠確保焊縫耐蝕性，則在 嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境部位也能進(jìn)一步使用熱壓部件。
[0015] 本發(fā)明的目的是提供制造嚴(yán)酷環(huán)境下的耐孔蝕性和焊縫耐蝕性?xún)?yōu)異的熱壓部件 所需的熱壓用鋼板、使用該熱壓用鋼板制造的熱壓部件和使用該熱壓用鋼板的熱壓部件的 制造方法。
[0016] 本發(fā)明人等對(duì)以上述為目的的熱壓用鋼板進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果基于以下（i)，得 到了下述（ii)中記載的見(jiàn)解。
[0017] (i)專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中記載的使用設(shè)置有Zn或Zn基合金鍍層的鋼板制造的熱壓 部件的耐孔蝕性差的原因是在熱壓前的加熱時(shí)，鍍層的Zn擴(kuò)散到基底鋼板中而被獲取到 Fe-Zn固溶相中，或者在鍍層表面形成大量的氧化鋅，因此Zn原本具有的犧牲防蝕效果顯 著降低。
[0018] (ii)通過(guò)在鍍鋅層上形成以特定的有機(jī)硅樹(shù)脂為主體的含Si化合物層，從而在 熱壓前的加熱時(shí)鍍鋅層的Zn和含Si化合物形成復(fù)合化合物（Zn2Si04)，得到優(yōu)異的提高耐 孔蝕性和焊縫耐蝕性效果。
[0019] 本發(fā)明是基于這樣的見(jiàn)解而進(jìn)行的，因此其提供一種熱壓用鋼板，該熱壓用鋼板 在基底鋼板上依次具有鍍鋅層和含Si化合物層，含Si化合物層含有具有碳原子數(shù)為4以 上的有機(jī)官能團(tuán)的有機(jī)娃樹(shù)脂。
[0020] 本發(fā)明的熱壓用鋼板中，優(yōu)選含Si化合物層進(jìn)一步含有硅烷偶聯(lián)劑，有機(jī)硅樹(shù)脂 與硅烷偶聯(lián)劑的配合比以質(zhì)量比（有機(jī)硅樹(shù)脂/硅烷偶聯(lián)劑）計(jì)為5/5以上。
[0021] 本發(fā)明的熱壓用鋼板中，優(yōu)選在基底鋼板上依次具有鍍層I和鍍層II，鍍層I含有 60質(zhì)量％以上的Ni，剩余部分由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，附著量為0.01~5g/m2,鍍層 II含有10~25質(zhì)量％的Ni，剩余部分由Zn和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，附著量為10~90g/ m2〇
[0022] 本發(fā)明的熱壓用鋼板中，優(yōu)選基底鋼板以質(zhì)量％計(jì)含有0. 15~0.5%的C、0. 05~ 2. 0% 的Si、0. 5 ~3% 的Mn、0. 1% 以下的P、0. 05% 以下的S、0. 10% 以下的A1、0. 010% 以 下的N，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0023] 本發(fā)明的熱壓用鋼板中，優(yōu)選基底鋼板進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有選自0. 01~1%的 Cr、0. 20%以下的Ti、0. 0005~0? 08%的B中的至少1種。
[0024] 本發(fā)明的熱壓用鋼板中，優(yōu)選基底鋼板進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有0. 003~0. 03%的 Sb〇
[0025] 本發(fā)明的熱壓部件是將本發(fā)明的熱壓用鋼板加熱后進(jìn)行熱壓而成的熱壓部件，對(duì) 熱壓部件的表面測(cè)定X射線衍射強(qiáng)度時(shí)，在2 0 = 36.ldeg附近出現(xiàn)Zn2Si〇d^衍射峰，衍 射峰的峰強(qiáng)度為0. 20kcps以上。
[0026] 本發(fā)明的熱壓部件的制造方法是在將本發(fā)明的熱壓用鋼板以Acjg變點(diǎn)~1000°C 的溫度范圍加熱后進(jìn)行熱壓。
[0027] 本發(fā)明的熱壓部件的制造方法中，將熱壓用鋼板加熱至變點(diǎn)~1000°C的溫 度范圍時(shí)，優(yōu)選以l〇〇°C/s以上的平均升溫速度進(jìn)行加熱。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的熱壓用鋼板，可得到嚴(yán)酷環(huán)境下的耐孔蝕性和焊縫耐蝕性?xún)?yōu)異的熱 壓部件。使用本發(fā)明的熱壓用鋼板制造的熱壓部件和利用本發(fā)明的方法制造的熱壓部件適 合于汽車(chē)的行駛部件、車(chē)體結(jié)構(gòu)部件。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方 式。
[0030] 1)熱壓用鋼板
[0031] 本發(fā)明的熱壓用鋼板具有在基底鋼板的表面形成的鍍鋅層和在鍍鋅層上形成的 含Si化合物層。以下，對(duì)含Si化合物層、鍍鋅層、基底鋼板、熱壓用鋼板的制造方法進(jìn)行說(shuō) 明。
[0032] 1-1)含Si化合物層
[0033] 含Si化合物層含有具有碳原子數(shù)為4以上的有機(jī)官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂。有機(jī)硅 樹(shù)脂是指在樹(shù)脂骨架中具有硅氧烷單元的樹(shù)脂。有機(jī)硅樹(shù)脂中不僅包含由硅氧烷單元構(gòu)成 的樹(shù)脂，也包含具有硅氧烷單元和硅氧烷以外的單元（例如，含C、H、N、0等的有機(jī)化合物 單元）的樹(shù)脂。
[0034] 作為上述有機(jī)官能團(tuán)，例如可舉出苯基、環(huán)氧丙氧基丙基、苯乙烯基、甲基丙烯酰 氧基丙基、丙烯酰氧基丙基、氨基乙基-氨基丙基、脲基丙基等。另外，作為有機(jī)官能團(tuán)，也 可使用通過(guò)環(huán)氧改性、醇酸改性、聚酯改性、丙烯酸改性等改性得到的碳原子數(shù)4以上的有 機(jī)官能團(tuán)。
[0035] 這樣的有機(jī)硅樹(shù)脂通過(guò)與后述的鍍鋅層的Zn的反應(yīng)而形成Zn2Si04。另一方面，使 用具有碳原子數(shù)3以下的有機(jī)官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂、硅烷偶聯(lián)劑、無(wú)機(jī)系含Si化合物（例 如，硅酸鋰、硅酸鈉、膠體二氧化硅等），基本不會(huì)形成Zn2Si04。因此，使用具有碳原子數(shù)3 以下的有機(jī)官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂等，基本得不到嚴(yán)酷腐蝕環(huán)境下的耐孔蝕性提高效果和焊 縫耐蝕性提高效果。另外，即使使用含Ti化合物、含A1化合物、含Zr化合物等來(lái)代替含Si 化合物，也不會(huì)形成復(fù)合化合物本身，或者即使形成了復(fù)合化合物，該復(fù)合化合物也顯示不 出像含Si的復(fù)合化合物這樣的提高耐孔蝕性和焊縫耐蝕性的效果。
[0036] 熱壓用鋼板上的Zn2Si04的形成可通過(guò)采用X射線衍射法測(cè)定在加熱熱壓用鋼板 后進(jìn)行熱壓而成的熱壓部件的表面的X射線衍射強(qiáng)度來(lái)確認(rèn)。"加熱熱壓用鋼板"的加熱程 度與使用本發(fā)明的熱壓用鋼板制造熱壓部件時(shí)的加熱相同程度。具體而言，上述加熱程度 優(yōu)選最高到達(dá)鋼板溫度為Acjg變點(diǎn)~100