熱沖壓成形體及熱沖壓成形體的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過熱的壓制成形而與成形同時進行淬火的構件，即主要應用于汽車 車身的骨架構件、增強構件及行走構件等的熱沖壓成形體及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，以與提高汽車的燃燒效率有關的輕質(zhì)化為目的，謀求鋼板的高強度化，努 力推進使所用的鋼板輕質(zhì)化?？墒牵绻玫匿摪宓膹姸忍岣?，則在成形加工時發(fā)生卡滯 或鋼板的斷裂，此外發(fā)生因回彈現(xiàn)象而使成形品的形狀變得不穩(wěn)定的問題。
[0003] 作為制造高強度構件的技術，有不對高強度的鋼板進行壓制而在壓制成形后提高 強度的方法。其一個例子是熱沖壓成形。如專利文獻1、2中所述，熱沖壓成形是在通過對要 成形的鋼板進行預加熱使其易成形后，以高溫原狀進行壓制成形的方法。作為其成形材料， 在大多情況下，選擇可進行淬火的鋼種，在壓制后的冷卻時通過淬火謀求高強度化。由此， 能夠在壓制成形后不實施用于高強度化的另外的熱處理工序的情況下，與壓制成形同時使 鋼板高強度化。
[0004] 可是，由于熱沖壓成形是對加熱的鋼板進行加工的成形方法，所以鋼板的表面氧 化導致的氧化鐵皮的形成是不可避免的。即使在非氧化性氣氛中對鋼板進行加熱，在壓制 成形時從加熱爐中取出時，如果與大氣接觸則在表面上形成氧化鐵皮。而且，在這樣的非氧 化性氣氛中的加熱還需要花費成本。
[0005] 如果加熱中在鋼板表面形成氧化鐵皮，則產(chǎn)生該氧化鐵皮在壓制時脫落而附著在 模具上、阻礙壓制成形的生產(chǎn)性、或在壓制后的制品上殘存這樣的氧化鐵皮、使外觀不良的 問題。而且，如果殘存這樣的氧化皮膜，則成形品表面的氧化鐵皮使密合性劣化，因此在不 將該氧化鐵皮除去的情況下對成形品進行化成處理和涂裝時，涂裝密合性出現(xiàn)問題。
[0006] 因而，通常，如專利文獻3所述，在熱沖壓后通過噴砂清理處理或噴丸清理處理將 氧化鐵皮除去后，進行化成處理或涂裝。可是，這樣的清理處理繁雜，使熱沖壓的生產(chǎn)性顯 著降低。此外，還有使成形品產(chǎn)生變形的顧慮。
[0007] 另一方面，在專利文獻4~6中，公開了對鍍鋅系鋼板或鍍鋁鋼板進行熱沖壓，抑 制氧化鐵皮的生成的技術。此外，專利文獻7~9中也公開了對鍍敷鋼板進行熱沖壓的技 術。
[0008] 此外，專利文獻10~11等中公開了制造鍍鋅系鋼板的方法。
[0009] 現(xiàn)有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1 :日本特開平7-116900號公報
[0012] 專利文獻2 :日本特開2002-102980號公報
[0013] 專利文獻3 :日本特開2003-2058號公報
[0014] 專利文獻4 :日本特開2000-38640號公報
[0015] 專利文獻5 :日本特開2001-353548號公報
[0016] 專利文獻6:日本特開2003-126921號公報
[0017] 專利文獻7:日本特開2011-202205
[0018] 專利文獻8:日本特開2012-233249
[0019] 專利文獻9 :日本特開2005-74464
[0020] 專利文獻9 :日本特開2003-126921
[0021] 專利文獻10 :日本特開平4-191354
[0022] 專利文獻11 :日本特開2012-17495

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 發(fā)明要解決的問題
[0024] 可是，在對鍍鋁鋼板、尤其對熱浸鍍鋁鋼板進行熱沖壓時，在鋼板加熱時產(chǎn)生鍍層 與鋼母材之間的相互擴散，在鍍覆界面生成Fe-Al或Fe-Al-Si的金屬間化合物。此外，在 鍍層表面生成鋁的氧化皮膜。該鋁的氧化皮膜盡管不是鐵的氧化皮膜那樣的皮膜，但涂裝 密合性仍出現(xiàn)問題，不一定能滿足汽車外板、行走用構件等所要求的嚴格的涂裝密合性。此 外，難以形成作為涂裝基底處理而廣泛使用的化成處理皮膜。
[0025] 另一方面，在對鍍鋅系鋼板、尤其對熱浸鍍鋅鋼板進行熱沖壓時，因加熱時的鍍層 和鋼母材的相互擴散而形成Zn-Fe金屬間化合物或Fe-Zn固溶相，在最表面上形成Zn系的 氧化皮膜。這些化合物或相、氧化皮膜與上述的鋁系氧化皮膜不同，不阻礙涂裝密合性及化 成處理性。
[0026] 近年來，作為熱沖壓用鋼板的制造工藝，一直采用通電加熱或感應加熱等能夠?qū)?鋼板進行急速加熱的方法。在此種情況下，熱沖壓中的升溫時間和保持時間的合計大多在1 分鐘以內(nèi)。在這樣的條件下，對鍍鋅系鋼板進行熱沖壓時，因軟質(zhì)的鍍層附著在模具上，需 要頻繁地進行模具的保養(yǎng)，有阻礙生產(chǎn)性的問題。
[0027] 本發(fā)明的目的是克服上述問題，提供一種在采用通電加熱或感應加熱等急速加熱 方法、并使用低涂布量（lowcoatingweight)的電鍍鋅系鋼板進行熱沖壓時，能夠不在模 具上附著鍍膜地高效率地制造成形體，而且即使不進行熱沖壓后的噴丸清理等后處理，也 能夠確保涂裝密合性的熱沖壓成形體及其制造方法。
[0028] 用于解決課題的手段
[0029] 作為本發(fā)明的主旨的部分如下。
[0030] (1) -種熱沖壓成形體，其是對下述電鍍鋅系鋼板進行熱沖壓而成的熱沖壓成形 體，
[0031] 所述電鍍鋅系鋼板中，作為鋼板的成分，以質(zhì)量％計含有：
[0032] C:0· 10 ~0· 35%、
[0033] Si:0· 01 ~3. 00%、
[0034] A1 :0· 01 ~3. 00%、
[0035] Μη:1.0 ~3. 5%、
[0036] P:0· 001 ~0· 100%、
[0037] S:0· 001 ~0· 010%、
[0038] N:0· 0005 ~0· 0100%、
[0039] Ti:0· 000 ~0· 200%、
[0040] Nb:0· 000 ~0· 200%、
[0041] Mo:0· 00 ~1· 00%、
[0042] Cr:0· 00 ~1· 00%、
[0043] V:0· 000 ~1· 000%、
[0044] Ni:0· 00 ~3· 00%、
[0045] Β:0· 0000 ~0· 0050%、
[0046] Ca:0· 0000 ~0· 0050%、
[0047] Mg:0· 0000~0· 0050%，剩余部分由Fe及雜質(zhì)構成，
[0048] 所述電鍍鋅系鋼板實施有每單面的鍍膜附著量為5g/m2以上且低于40g/m2的電鍍 鋅系；
[0049] 熱沖壓成形體的鍍層由〇g/m2~15g/m2的Zn-Fe金屬間化合物及作為剩余部分的 Fe-Zn固溶相構成；
[0050] 在熱沖壓成形體的鍍層中，相對于每1mm鍍層長度，存在1X10個~IX104個平 均直徑為l〇nm~1μm的粒狀物質(zhì)。
[0051] (2)根據(jù)上述（1)所述的熱沖壓成形體，其中，
[0052] 所述鋼板以質(zhì)量％計，含有以下元素中的1種或2種以上：
[0053] Ti:0· 001 ~0· 200%、
[0054] Nb:0· 001 ~0· 200%、
[0055] Mo:0· 01 ~1. 00%、
[0056] Cr:0· 01 ~1. 00%、
[0057] V:0· 001 ~1. 000%、
[0058] Ni:0· 01 ~3. 00%、
[0059] B:0· 0002 ~0· 0050%、
[0060] Ca:0· 0002 ~0· 0050%、
[0061] Mg:0· 0002 ~0· 0050%。
[0062] (3)根據(jù)上述（1)或（2)所述的熱沖壓成形體，其中，所述粒狀物質(zhì)為含有Si、Mn、 Cr及A1中的1種或2種以上元素的氧化物中的1種或2種以上。
[0063] (4)根據(jù)上述⑴~⑶中任1項所述的熱沖壓成形體，其中，所述電鍍鋅系鋼板 為電鍍鋅合金鋼板。
[0064] (5) -種熱沖壓成形體的制造方法，其在對下述鋼進行熱乳工序、酸洗工序、冷乳 工序、連續(xù)退火工序、調(diào)質(zhì)壓延工序及電鍍鋅系工序而形成電鍍鋅系鋼板后，對電鍍鋅系鋼 板進行熱沖壓成形工序來制造熱沖壓成形體，
[0065] 所述鋼中作為鋼的成分，以質(zhì)量％計含有：
[0066] C:0· 10 ~0· 35%、
[0067] Si:0· 01 ~3. 00%、
[0068] A1 :0· 01 ~3. 00%、
[0069] Μη:1.0 ~3. 5%、
[0070] P:0· 001 ~0· 100%、
[0071] S:0· 001 ~0· 010%、
[0072] N:0· 0005 ~0· 0100%、
[0073] Ti:0· 000 ~0· 200%、
[0074] Nb:0· 000 ~0· 200%、
[0075] Mo:0· 00 ~1· 00%、
[0076] Cr:0· 00 ~1· 00%、
[0077] V:0· 000 ~1· 000%、
[0078] Ni:0· 00 ~3· 00%、
[0079] Β:0· 0000 ~0· 0050%、
[0080] Ca:0· 0000 ~0· 0050%、
[0081] Mg:0· 0000~0· 0050%，剩余部分由Fe及雜質(zhì)構成，
[0082] 當制造所述熱沖壓成形體時，
[0083] 在所述連續(xù)退火工序中，在含有0. 1體積％~30體積％的氫及相當于露點為一 7 0 °C~一 2 0 °C的H2 0、剩余部分為氮及雜質(zhì)的氣氛氣體中，在鋼板的加熱中且在板溫為 350°C~700°C的范圍內(nèi)，對鋼板進行4次以上的彎曲角度為90°~220°的反復彎曲；
[0084] 在所述電鍍鋅系工序中，對鋼板實施每單面的鍍膜附著量為5g/m2以上且低于 40g/m2的電鍍鋅系；
[0085] 在所述熱沖壓成形工序中，對電鍍鋅系鋼板以50°C/秒以上的平均升溫速度升溫 到700°C~1KKTC的溫度范圍，在從升溫開始至到達熱沖壓為止的時間為1分鐘以內(nèi)進行 熱沖壓，然后冷卻到常溫。
[0086] (6)根據(jù)上述（5)所述的熱沖壓成形體的制造方法，其中，所述鋼以質(zhì)量％計，含 有以下元素中的1種或2種以上：
[0087] Ti:0· 001 ~0· 200%、
[0088] Nb:0· 001 ~0· 200%、
[0089] Mo:0· 01 ~1. 00%、
[0090] Cr:0· 01 ~1. 00%、
[0091] V:0· 001 ~1. 000%、
[0092] Ni:0· 01 ~3. 00%、
[0093] B:0· 0002 ~0· 0050%、
[0094] Ca:0·