專利名稱：鍍鋁結(jié)構(gòu)件和生產(chǎn)方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件及其生產(chǎn)方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過對(duì)鍍鋁鋼板進(jìn)行熱處理和成型加工、并且用Al-Si-Fe合金的合金層進(jìn)行鍍覆以提高成型性、可焊接性和抗腐蝕性的鍍鋁結(jié)構(gòu)件、例如用于汽車的結(jié)構(gòu)件。
日本專利申請(qǐng)公開No.2000-204463公開了一種熱浸鍍鋁鋼板，這種鋼板由于其氧化膜而具有優(yōu)異的抗腐蝕性，并且由于不含有例如鉛等重金屬而對(duì)于環(huán)境的影響較小，從這一角度看，這種鋼板可以用于汽車的油箱、消音器、隔熱板等。
發(fā)明概述包含在熱浸鍍鋁鋼板中的在與鋼基體交界處的硬質(zhì)Al-Fe合金層在成型性方面或多或少都存在一些問題。進(jìn)而，該合金層在成型加工中易于開裂，并且因此有時(shí)需要進(jìn)行其它的處理以便確保足夠的抗腐蝕性。由于鍍鋁層的熔點(diǎn)低并且單一的鋁表面層的熱傳導(dǎo)性不充分，所以焊接性能是另一個(gè)問題。因此，熱浸鍍鋁鋼板在應(yīng)用上受到限制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在抗腐蝕性、成型性能和焊接性能上具有優(yōu)點(diǎn)、并且在汽車領(lǐng)域具有更廣泛應(yīng)用的鍍鋁結(jié)構(gòu)件和生產(chǎn)方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件包括一個(gè)鋼基體層；和一個(gè)形成于鋼基體層的表面上的Al-Si-Fe合金層，該合金層包含一個(gè)從鋼基體層的表面向合金層表面延伸的，硬度小于或等于鋼基體層的硬度、且厚度大于或等于合金層厚度的50％的軟質(zhì)區(qū)域，該Al-Si-Fe合金層具有小于或等于500mg/dm2的氧化物重量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)方法包括以在1～10℃/sec的范圍內(nèi)的加熱速率加熱熱浸鍍鋁鋼板的第一方法要素；和使熱浸鍍鋁鋼板在900～950℃的溫度范圍內(nèi)的升高的溫度下保持2～8分鐘的第二方法要素；以在5～15℃/sec范圍內(nèi)的冷卻速率將熱浸鍍鋁鋼板冷卻至700～800℃的溫度范圍內(nèi)的溫度的第三方法要素；在700～800℃的溫度范圍內(nèi)將該熱浸鍍鋁鋼板成型成預(yù)定形狀的第四方法要素；以及以20～100℃/sec范圍內(nèi)的冷卻速率將形成預(yù)定形狀的熱浸鍍鋁鋼板從700～800℃的溫度范圍內(nèi)迅速冷卻至低于或等于300℃的較低溫度的第五方法要素。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的測(cè)試1中使用的試樣的形狀和尺寸的透視圖，用以對(duì)成型性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
圖2A是表示測(cè)試1的實(shí)例No.1中的一個(gè)結(jié)構(gòu)件中的鍍層的微觀結(jié)構(gòu)的照片。
圖2B是表示測(cè)試1中的實(shí)例No.2中的一個(gè)結(jié)構(gòu)件中的鍍層的微觀結(jié)構(gòu)的照片。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方案中的結(jié)構(gòu)件點(diǎn)焊中的連續(xù)焊點(diǎn)性能與普通的熱浸鍍鋁鋼板相比較的圖解。
圖4是表示實(shí)施方案中的測(cè)試1的結(jié)果的表1。
圖5是表示實(shí)施方案中的測(cè)試3的結(jié)果的表2。
發(fā)明的詳細(xì)說明通常，熱浸鍍鋁鋼板是通過將帶材連續(xù)浸入熔融鋁的槽中。根據(jù)鍍覆金屬的成分，熱浸鍍鋁鋼板被大致分成兩類。其中一種采用純鋁作為鍍覆金屬(用于抗大氣腐蝕性能)，另一種采用除了Al之外還包含Si的Al-Si合金作為鍍覆金屬(用于耐熱性能)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采用包含Si添加劑(大約3～11％的Si)的耐熱鍍覆鋼板。
向鍍層中添加Si，用以抑制鍍鋁工藝過程中在鋼和鍍層之間界面的硬質(zhì)Al-Fe合金層的生長(zhǎng)，并且因此用于提高Al鍍層的附著力和抗腐蝕性。在這種熱浸鍍鋁鋼板中，在Al鍍層和鋼基體層之間的交界中形成Al-Si-Fe合金層。
當(dāng)在特定條件下，對(duì)這種類型的熱浸鍍鋁鋼板進(jìn)行熱處理時(shí)，Al-Si-Fe層會(huì)生長(zhǎng)并全面擴(kuò)展直到到達(dá)表面為止。圖2A表示在鍍鋁鋼板的一個(gè)例子中的剖面結(jié)構(gòu)，該鍍鋁鋼板包含由于熱處理而生長(zhǎng)至表面的這種Al-Si-Fe層。
在由于熱處理而使Al-Si-Fe生長(zhǎng)的過程中，Al鍍層的鋼基體層之間的相互擴(kuò)散產(chǎn)生各種Al-Si-Fe三元金屬間化合物、例如αFeAlSi相(alpha FeAlSi)、βFeAlSi相(beta FeAlSi)和γFeAlSi相(gammaFeAlSi)。通過熱處理形成的Al-Si-Fe合金層具有由這些金屬間化合物構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)，并且在可成型性能、抗腐蝕性和焊接性能方面具有優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)Al-Si-Fe合金層的硬度超過鋼基體的硬度時(shí)，由于削弱了涂層的可塑性，并且增加了鍍層中開裂的可能性，Al-Si-Fe合金層對(duì)鋼板在成型工藝中的成型性能和抗腐蝕性產(chǎn)生不利影響。因此，在本實(shí)施例中，在鋼和鍍層之間的交界處或附近，形成具有比鋼基體的硬度低的不太硬的或軟質(zhì)層。該軟質(zhì)層可以防止在任何情況下產(chǎn)生的裂紋從表面向鋼基板更深地延伸。在本實(shí)施例中，該軟質(zhì)層的厚度等于或大于合金鍍層總厚度的50％。從位于或接近與鋼基體的交界的位置處延伸至或超過鍍層深度的中間處的厚的軟質(zhì)層，有效地用于防止裂紋的發(fā)展并保證足夠的抗腐蝕性。
以氧化物形式包含在鍍覆合金層中的氧，在電解沉積過程中導(dǎo)致產(chǎn)生氣孔，因此如果氧的量增加，則使鍍層和沉積薄膜之間的附著力削弱。因此，使氧化物的質(zhì)量或氧化物的重量等于或小于500mg/dm2。在本說明書中，如后面所述，“氧化物重量”被定義為，在950℃下進(jìn)行熱處理之后的試樣質(zhì)量和在熱處理之前的試樣質(zhì)量之間的質(zhì)量差。
層狀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理并不完全清楚。目前，本發(fā)明的發(fā)明人等假設(shè)(1)將試樣保持在升高的溫度下將導(dǎo)致Fe的擴(kuò)散，并且在鍍層中產(chǎn)生Fe和Si的濃度梯度。(2)在這種情況下，促使鍍層合金相轉(zhuǎn)變成由各個(gè)深度處的成分確定的穩(wěn)定化合物相，從而在不同的深度區(qū)域中形成不同的化合物層。(3)因此，通過控制加熱升高的溫度和在該升高的溫度下的保持時(shí)間，改變了Fe的擴(kuò)散量并且改變了轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定化合物的程度。
由于Fe從鋼基體層的擴(kuò)散，與鋼基體層相鄰的該Al-Si-Fe合金層被軟化，并且與鋼的附著更為緊密，并因此更容易成型。具體地，F(xiàn)e含量的優(yōu)選范圍是85～95％。當(dāng)Fe含量在這一范圍內(nèi)時(shí)，與鋼基體接觸的軟質(zhì)層的硬度等于或小于鍍層平均硬度的80％(300～400Hv)。當(dāng)Fe的含量小于85％時(shí)，由Fe的擴(kuò)散產(chǎn)生的上述良好效果不夠充分。當(dāng)Fe的含量大于95％時(shí)，F(xiàn)e的擴(kuò)散過度，并且使Al的含量太低，無法獲得在多層結(jié)構(gòu)中的最外層中的抗腐蝕性。在本說明書中，除非另有說明，否則百分比％用于表示“質(zhì)量％”(質(zhì)量百分比)。
通過熱處理和Fe從鋼基體的擴(kuò)散，使Al-Si-Fe合金層軟化。然而，F(xiàn)e的過度擴(kuò)散將使Al的含量降低到抗腐蝕性所需的水平以下。從抗腐蝕性的角度考慮，為了保持最低限度的Al含量，并且為了形成比鋼基體材料更軟的層，至少在三層或更多層的多層結(jié)構(gòu)中的一層中，優(yōu)選將Al的含量設(shè)定在25～40％的范圍內(nèi)。當(dāng)Al含量小于25％時(shí)，抗腐蝕性不足。當(dāng)Al含量為40％或更大時(shí)，軟質(zhì)層的成型變得困難，并且與鋼基體的附著力變差。
在包含三層或更多組成或成分不同的次級(jí)層的多層結(jié)構(gòu)的情況下，在與鋼基體層相鄰的最內(nèi)層和形成鍍層表面的最外層之間存在一個(gè)或多個(gè)中間層。優(yōu)選地，該中間層或至少一個(gè)中間層含有25～40％Al。
通過從鋼基體材料擴(kuò)散而來的Fe與鋁鍍層的合金化，提高了焊接性能。合金化的Al-Si-Fe鍍層的熔點(diǎn)高于通過熱浸鍍形成的Al鍍層，從而可以在低電流條件下進(jìn)行焊接。進(jìn)而，在點(diǎn)焊時(shí)防止鍍覆金屬與焊接電極的附著，有利地改善了連續(xù)點(diǎn)焊的狀況。
通過將Al-Si-Fe鍍層全部合金化成多層結(jié)構(gòu)、例如具有含有不同合金組成的五個(gè)層的五層結(jié)構(gòu)，改善了熱穩(wěn)定性。包含硬質(zhì)最外層的多層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，即使在用于高張力材料的很大的壓力下，仍可以在點(diǎn)焊中保持與焊槍的良好接觸。
當(dāng)Fe的含量隨著鋁鍍層和從金屬基體擴(kuò)散而來的Fe之間的合金化過程而增加時(shí)，鍍層的熱傳導(dǎo)率減小，并且可以以低電流進(jìn)行焊接。通過使鍍層表面或最外層中的Fe的濃度在35～50％的范圍內(nèi)，可以將可焊接性能和抗腐蝕性結(jié)合起來。通過形成具有多層結(jié)構(gòu)的Al-Si-Fe層，或者通過形成具有Fe含量的濃度梯度的Al-Si-Fe層，可以形成具有在這一范圍內(nèi)的表面Fe濃度的鍍層。當(dāng)最外層的Fe的濃度小于35％時(shí)，焊接性能的改善不充分。當(dāng)最外層中的Fe濃度大于50％時(shí)，Al含量相對(duì)減小并且抗腐蝕性下降。
通過下述工藝，可以獲得如上面所述、在表面上具有Al-Si-Fe合金層的鍍鋁結(jié)構(gòu)件。首先，將鍍層中含有Si的耐熱熱浸鍍鋁鋼板以1～10℃/sec的速率加熱至900～950℃的溫度范圍內(nèi)的一個(gè)溫度下，并且在該升高的溫度下保持2～8分鐘的保持時(shí)間(或持續(xù)時(shí)間)。在這種情況下，當(dāng)熱浸鍍鋁鋼板被以比10℃/sec快的加熱速率加熱至高于900℃的溫度時(shí)，鋁鍍層會(huì)產(chǎn)生局部熔融。當(dāng)加熱速率低于1℃/sec時(shí)，該鍍層會(huì)被氧化。當(dāng)試樣保持的升高溫度低于900℃時(shí)，鋼基體材料中的奧氏體化過程太慢，無法獲得作為結(jié)構(gòu)件的足夠強(qiáng)度。當(dāng)升高的溫度大于950℃時(shí)，鍍層產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的氧化作用，并且Fe的擴(kuò)散過度以至到達(dá)鍍層的表面。當(dāng)在升高的溫度下保持的時(shí)間短于2分鐘時(shí)，Al-Si-Fe合金層的形成變得不充分。當(dāng)在升高的溫度下保持的時(shí)間比8分鐘長(zhǎng)時(shí)，鍍層產(chǎn)生氧化，并且對(duì)電解沉積鍍膜的粘附產(chǎn)生不利影響。
在保持在上述溫度范圍內(nèi)的熱處理之后，將鋼板從加熱爐送至成型壓力機(jī)。在輸送過程中，開始冷卻。在這種情況下，熱處理之后的冷卻速率需要在5～15℃/sec的范圍內(nèi)，以便在預(yù)定的溫度下進(jìn)行成型加工并從預(yù)定的溫度快速冷卻。當(dāng)冷卻速率低于5℃/sec時(shí)，鍍層的氧化變得顯著。對(duì)于比15℃/sec更高的速率冷卻，需要進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
制成所需形狀的成型操作是在700～800℃的溫度范圍下開始的。在成型操作之后，將成型的板材從700～800℃以20～100℃/sec的速率，迅速冷卻到低于或等于300℃的溫度。通過這種迅速冷卻，使鋼基體材料冷卻，同時(shí)保持通過熱處理形成的Al-Si-Fe合金層，并且獲得所需形狀的鍍鋁結(jié)構(gòu)件。熱處理的上述條件對(duì)于鋼基體材料的淬火硬化也是足夠的，所以對(duì)于增強(qiáng)材料強(qiáng)度是有效的。由于需要再加熱并且加速了鍍層的氧化，所以不需要在高于800℃下開始成型操作。當(dāng)在低于700℃的溫度下開始成型操作時(shí)，對(duì)于馬氏體轉(zhuǎn)變而言的淬火溫度太低。當(dāng)成型操作之后的冷卻速率低于20℃/sec時(shí)，向馬氏體的轉(zhuǎn)變不充分，并且Fe的擴(kuò)散過度。當(dāng)成型操作之后的冷卻速率比100℃/sec塊時(shí)，由于需要改善生產(chǎn)設(shè)備中的冷卻系統(tǒng)所以成本易于顯著增加?？焖倮鋮s至小于或等于300℃的溫度有效的防止留下鐵素體相、并且促進(jìn)馬氏體轉(zhuǎn)變的充分進(jìn)行。
下面對(duì)實(shí)施方案的實(shí)際例子進(jìn)行說明。
(測(cè)試1)在下述條件下生產(chǎn)鍍鋁或鋁化結(jié)構(gòu)件，并且對(duì)成型性能、抗腐蝕性和焊接性能進(jìn)行研究。用于鍍覆的原料板材成分0.22％C、0.22％Si、1.0％Mn、0.015％P、0.007％S。
板材厚度1.4mm。
鋁鍍層中的Si濃度5％。
鋁鍍層的厚度10～20μm。從上述熱浸鍍鋁鋼板上切下一個(gè)寬度160mm、長(zhǎng)度160mm的平板，在下述條件下進(jìn)行熱處理，并且成圖1中所示的形狀。然后，對(duì)合金鍍層的成分、硬度、成型性能、抗腐蝕性和焊接性能進(jìn)行研究。
<熱處理?xiàng)l件>
加熱速率 8℃/sec加熱溫度 900～950℃保持時(shí)間 2～10min首次冷卻速率 7℃/sec成型開始溫度 720℃快速冷卻開始溫度 720℃
二次冷卻速率 30℃/sec冷卻結(jié)束的溫度100℃[測(cè)試結(jié)果]表1表示出了測(cè)試的結(jié)果。在表1中的所有情況下，鍍層中最軟的層是與鋼基體材料的鋼基體層相鄰的層。表1包括一個(gè)生產(chǎn)條件列，該列被分為升高的溫度列和保持時(shí)間列；一個(gè)鍍層結(jié)構(gòu)和成分(％)列，該列被分為組分和硬度列、內(nèi)層(INNER)列、第一中間層(INTER1)列、第二中間層(INTER2)列、第三中間層(INTER3)列和外層(OUTER)列；一個(gè)鋼基體材料的硬度(Hv)列；一個(gè)鍍層的硬度(Hv)列，該列被分為最軟層列、平均列、和較基體材料軟化的范圍(％)的列；一個(gè)氧化物重量(mg/dm2)列；一個(gè)成型性能列；一個(gè)抗腐蝕性列；和一個(gè)焊接性能列。
<成型性能>成型操作之后，在Al-Si-Fe合金層中檢查裂紋。沒有到達(dá)鋼基體層裂紋的測(cè)試試樣被評(píng)價(jià)為合適，并且標(biāo)為圓圈。具有一條或多條到達(dá)鋼基體層裂紋的試樣被評(píng)價(jià)為不合適，并且標(biāo)為叉。除了No.2結(jié)構(gòu)件之外，試樣均表現(xiàn)出良好成型性能，No.2結(jié)構(gòu)件鍍覆過硬的鍍層，該鍍層的平均硬度比鋼基體材料的硬度大，并且該鍍層在延伸至大于合金層厚度的50％的整個(gè)深度范圍的區(qū)域中的硬度都更大。作為一個(gè)典型的例子，圖2A表示沒有裂紋的No.1結(jié)構(gòu)件中的鍍層的微觀結(jié)構(gòu)，并且圖2B表示產(chǎn)生開裂的No.2結(jié)構(gòu)件中的鍍層微觀結(jié)構(gòu)。
<抗腐蝕性>對(duì)所生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行由JIS Z2371確定的鹽霧腐蝕試驗(yàn)(SST)，以評(píng)價(jià)每個(gè)結(jié)構(gòu)件的抗腐蝕性。結(jié)果，No.3結(jié)構(gòu)件表現(xiàn)出較差的抗腐蝕性，在No.3結(jié)構(gòu)件中，由于在升高的溫度下保持的時(shí)間過長(zhǎng)所以Fe的擴(kuò)散過度，并且因此在最外層中的鋁含量太低。
<焊接性能>在下述條件下對(duì)所生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行連續(xù)的點(diǎn)焊。當(dāng)連續(xù)焊點(diǎn)的數(shù)目增加時(shí)，通常熔核直徑會(huì)減小并且焊接強(qiáng)度傾向于降低。因而，在下述焊接條件下進(jìn)行點(diǎn)焊，直到焊點(diǎn)數(shù)目達(dá)到比JIS Z3140中的A級(jí)判斷標(biāo)準(zhǔn)小的數(shù)目為止。根據(jù)連續(xù)焊點(diǎn)的數(shù)目確定焊接性能。由于NO.3結(jié)構(gòu)件的連續(xù)焊點(diǎn)的數(shù)目為大約500，在判斷標(biāo)準(zhǔn)的水平之下，所以No.3結(jié)構(gòu)件被判斷為不合適并且用X標(biāo)出。對(duì)于除了No.3結(jié)構(gòu)件之外的結(jié)構(gòu)件，焊點(diǎn)數(shù)目最高達(dá)到3000，達(dá)到滿足判斷標(biāo)準(zhǔn)的水平，并且在該點(diǎn)結(jié)束點(diǎn)焊。因此，除No.3試樣之外結(jié)構(gòu)件用圓圈標(biāo)為合適。因此，測(cè)試的結(jié)果表示當(dāng)熱處理的保持時(shí)間太長(zhǎng)并且Fe的擴(kuò)散使鍍層軟化時(shí)，如No.3試樣那樣，焊接能力下降。該No.3試樣的抗腐蝕性和焊接性能均較差。然而，No.3試樣的成型性能良好。因此，No.3試樣仍適合于一些應(yīng)用?；w材料 鍍鋁鋼板(厚1.2mm)和具有440MPa抗拉強(qiáng)度的類型的GA材料(厚2.0mm)壓力 5.98kN預(yù)壓 50Hz上升 3Hz通電 9kA×18Hz保持 21Hz(測(cè)試2)通過采用以與測(cè)試1的試樣No.1相同的方式進(jìn)行熱處理的熱浸鍍鋁鋼板，和作為比較例的不進(jìn)行熱處理的熱浸鍍鋁鋼板對(duì)在下述條件下進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)焊的特征進(jìn)行比較。圖3表示對(duì)于實(shí)施例，試樣和比較試樣的測(cè)試2的結(jié)果。不進(jìn)行熱處理的熱浸鍍鋁鋼板的試樣表現(xiàn)出大約500點(diǎn)，而根據(jù)本發(fā)明的例子的試樣表現(xiàn)出3000點(diǎn)或更多。
(測(cè)試條件)基體材料鍍鋁鋼板(1.2t)和具有440MPa的抗拉強(qiáng)度的GA材料(2.0t)壓力610kgf預(yù)壓50cyc上升3cyc通電9kA×18cyc保持21cyc(測(cè)試3)將熱浸鍍鋁鋼板在950℃下保持不同長(zhǎng)度的時(shí)間，以形成Al-Si-Fe合金層，并且在合金層上進(jìn)行電解沉積鍍覆。然后，對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，以考察合金層中的氧化物重量和涂覆性能(paintability)之間的關(guān)系。結(jié)果表示在表2中。在此，氧化物重量被定義為在加熱之前通過化學(xué)平衡進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量的結(jié)果和加熱之后質(zhì)量測(cè)量的結(jié)果之間的質(zhì)量差。
從表2可知，當(dāng)氧化物重量大于500mg/dm2時(shí)，在沉積鍍膜中產(chǎn)生的氣孔變得明顯。在受到氣孔損害的試樣中，鍍膜的粘附力不充分，并且通過電解沉積涂覆不能充分提高抗腐蝕性。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的鍍鋁結(jié)構(gòu)件中，鋼基體或基體層上的Al-Si-Fe合金層防止在鋼基體和鍍層之間形成硬質(zhì)層，并且取而代之地在深度方向上形成范圍很寬的較軟區(qū)域。而且，該合金層的氧化物重量低。因此，本實(shí)施方案可以提高成型性能和涂覆性能，并且通過平衡Al含量和Fe含量，同時(shí)獲得抗腐蝕性和焊接性能。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的生產(chǎn)方法中，對(duì)鍍覆有包含Si的熱浸鋁鍍層的鋼板進(jìn)行熱處理，形成所需形狀，并且迅速冷卻。因此，該生產(chǎn)方法可以提高抗腐蝕性、涂覆性能、焊接性能和成型性能。
本申請(qǐng)以2002年7月11日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2002-202770為基礎(chǔ)。該日本專利申請(qǐng)No.2002-202770的全部?jī)?nèi)容在此被引入作為參考。
盡管上面通過參考本發(fā)明的特定實(shí)施方案已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案。根據(jù)上述技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)上述實(shí)施方案作出各種改進(jìn)和改變。本發(fā)明的范圍參照下面的權(quán)利要求進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件，包括一個(gè)鋼基體層；和一個(gè)形成于鋼基體層表面上的Al-Si-Fe合金層，該合金層包含一個(gè)從鋼基體層表面向合金層表面延伸的，硬度小于或等于鋼基體層的硬度、且厚度大于或等于合金層厚度的50％的軟質(zhì)區(qū)域，該Al-Si-Fe合金層具有小于或等于500mg/dm2的氧化物重量。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，Al-Si-Fe合金層具有包含一個(gè)與鋼基體層相鄰的內(nèi)層、和一個(gè)形成合金層表面的外層的多層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，該內(nèi)層為多層結(jié)構(gòu)中最軟的層。
4.如權(quán)利要求2所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，該內(nèi)層包含85～95％的Fe，并且內(nèi)層的Hv硬度比合金層的平均硬度軟20％或更多。
5.如權(quán)利要求2所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，Al-Si-Fe合金層的多層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括一個(gè)包含25～40％Al的中間層，且該中間層的硬度比鋼基體層低。
6.如權(quán)利要求2所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，Al-Si-Fe合金層的多層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括多個(gè)中間層，至少一個(gè)中間層包含25～40％Al，并且硬度低于鋼基體層。
7.如權(quán)利要求2所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，Al-Si-Fe合金層的外層比鋼基體層硬。
8.如權(quán)利要求2所述的鍍鋁結(jié)構(gòu)件，其中，外層包含35～50％的Fe。
9.一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件，包括一個(gè)鋼基體層；和一個(gè)形成于鋼基體層表面上的Al-Si-Fe合金層，該Al-Si-Fe合金層具有多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括一個(gè)與鋼基體相鄰的內(nèi)層，一個(gè)形成合金層表面的外層，以及一個(gè)形成于內(nèi)層和外層之間的中間層，所述內(nèi)層包含85～95％的Fe，所述中間層包含25～40％的Al，且所述的外層的硬度比鋼基體層大。
10.一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)方法，包括以1～10℃/sec范圍內(nèi)的加熱速率加熱熱浸鍍鋁鋼板；將該熱浸鍍鋁鋼板在900～950℃的溫度范圍內(nèi)升高的溫度下保持2～8分鐘；以5～15℃/sec范圍內(nèi)的冷卻速率將該熱浸鍍鋁鋼板冷卻至700～800℃的溫度范圍內(nèi)的溫度；在700～800℃的溫度范圍內(nèi)將該熱浸鍍鋁鋼板成型成預(yù)定形狀；和以20～100℃/sec范圍內(nèi)的冷卻速率將形成預(yù)定形狀的熱浸鍍鋁鋼板從700～800℃的溫度范圍內(nèi)迅速冷卻至低于或等于300℃的較低溫度。
全文摘要
一種鍍鋁結(jié)構(gòu)件，包含一個(gè)形成于鋼基體層上的Al－Si－Fe合金層。該合金層包括一個(gè)硬度小于或等于鋼基體層硬度的軟質(zhì)區(qū)域，該軟質(zhì)區(qū)域從鋼基體層表面向合金層表面延伸大于或等于合金層厚度的50％的深度范圍。該Al－Si－Fe合金層具有小于或等于500mg/dm
文檔編號(hào)C22C38/04GK1472068SQ0314728
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月11日
發(fā)明者高木潔, 三郎, 中西榮三郎, 吉田智行, 行 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社