CN108431286A - 抑制微细裂纹的热压成型品及其制造方法 - Google Patents
抑制微细裂纹的热压成型品及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108431286A CN108431286A CN201680075864.7A CN201680075864A CN108431286A CN 108431286 A CN108431286 A CN 108431286A CN 201680075864 A CN201680075864 A CN 201680075864A CN 108431286 A CN108431286 A CN 108431286A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hot
- zinc system
- steel plate
- system coating
- forming product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 60
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 30
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001336 glow discharge atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- KRQUFUKTQHISJB-YYADALCUSA-N 2-[(E)-N-[2-(4-chlorophenoxy)propoxy]-C-propylcarbonimidoyl]-3-hydroxy-5-(thian-3-yl)cyclohex-2-en-1-one Chemical compound CCC\C(=N/OCC(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1)C1=C(O)CC(CC1=O)C1CCCSC1 KRQUFUKTQHISJB-YYADALCUSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010731 rolling oil Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/261—After-treatment in a gas atmosphere, e.g. inert or reducing atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
- C23C2/29—Cooling or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
- B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明公开一种热压成型品及其制造方法，所述热压成型品通过对锌系镀覆钢板进行热压成型而制造，所述锌系镀覆钢板包括基础钢板及形成在所述基础钢板表面的锌系镀层，所述锌系镀层包含合计0.05～2.0重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素、余量的Zn及不可避免的杂质，70重量％以上的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素浓缩在从所述热压成型品的合金化锌系镀层的表面到3μm以内的区域中，所述合金化锌系镀层由所述锌系镀层被合金化而形成。
Description
技术领域
本发明涉及抑制微细裂纹的热压成型品及其制造方法。
背景技术
近年来，为了汽车的轻量化，高强度钢的应用逐渐在增加，但是，所述高强度钢在常温下进行加工时，存在容易磨损或断裂的问题。此外，加工时还会发生回弹(springback)的现象而难以进行精确的尺寸加工，因此难以成型复杂的产品。由此，热压成型(HotPress Forming，HPF)已被用为加工高强度钢的优选方法。
热压成型(HPF)是利用钢板在高温下具有软质化且高延展性的性质而在高温下加工成复杂的形状的方法，更具体地，热压成型是在将钢板加热至奥氏体域以上的状态下，进行加工的同时进行快速冷却，以将钢板的组织转变为马氏体，从而能够制造具有高强度和精确形状的产品的方法。
但是，以高温加热钢材时钢材表面会产生腐蚀或脱碳等现象，为了防止上述现象，常使用表面形成有锌系镀层或铝系镀层的镀覆钢材作为热压成型的材料。尤其，具有锌系镀层的镀锌钢板是利用锌的自我牺牲腐蚀保护性来提高耐蚀性的钢材。
但是，对所述镀覆钢材进行热压成型时，模具与镀层直接接触，从而在表面磨擦严重的深加工部位的镀层中产生裂纹，并且沿着镀层中产生的裂纹扩散到基础钢板表面，从而产生微细的龟裂。
为了解决如上所述的问题，专利文献1(美国授权专利公报第6296805号)中公开了在钢板表面进行Al系镀覆的技术。如所述专利文献1公开所示，通过进行Al系镀覆，在加热炉中保持镀层的同时抑制钢板表面的氧化反应，并形成Al的钝态薄膜，从而增加耐蚀性，但是，存在Al镀覆钢板的耐蚀性大幅下降的问题。
为了解决如上所述的问题，重新审视并进行了对Zn镀覆热压钢板的研究，但是，镀覆钢材因超过900的高温作业环境和热压成型时由合金化的Zn-Fe合金化层与模具之间的摩擦造成的压力，在基础钢板的表面上产生微细裂纹(micro-crack)。所述微细裂纹可能会成为基础钢板中的扩散裂纹的起始点，或者引起疲劳龟裂，因此，可能会阻碍部件的耐久性，从而存在问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的之一为提供一种抑制微细裂纹的热压成型品及其制造方法。
(二)技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种热压成型品，所述热压成型品通过对锌系镀覆钢板进行热压成型而制造，所述锌系镀覆钢板包括基础钢板及形成在所述基础钢板表面的锌系镀层，所述锌系镀层包含合计0.05～2.0重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素、余量的Zn及不可避免的杂质，70重量％以上的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素浓缩在从所述热压成型品的合金化锌系镀层的表面到3μm以内的区域中，所述合金化锌系镀层由所述锌系镀层被合金化而形成。
根据本发明的另一个方面，提供一种热压成型品的制造方法，所述方法包括以下步骤：准备锌系镀覆钢板；以3.5～4.2℃/秒的速度，将所述锌系镀覆钢板第一次加热至640～680℃的温度；以1.1～1.6℃/秒的速度，将所述经过第一次加热的锌系镀覆钢板第二次加热至900～930℃的温度；将所述经过第二次加热的锌系镀覆钢板保持恒温1～5分钟；以及通过模具成型所述保持恒温的锌系镀覆钢板的同时，进行快速冷却，所述锌系镀覆钢板包括：基础钢板；以及锌系镀层，形成在所述基础钢板的表面，并包含合计0.05～2.0重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素。
(三)有益效果
作为本发明的多种效果之一，本发明的一个实施例的热压成型品有效抑制热压成型时所产生的镀层内微细裂纹向基础钢板扩散，从而具有耐久性优异的优点。
但是，本发明的多种有益的优点和效果并不局限于上述内容，在说明本发明的具体实施方式的过程中可以进一步容易理解。
附图说明
图1是示出所观察的比较例1的微细裂纹的图，
图2是示出所观察的发明例1的微细裂纹的图，
图3是示出所观察的发明例3的微细裂纹的图，
图4是示出所观察的比较例4的微细裂纹的图，
图5是示出所观察的发明例5的微细裂纹的图，
图6的(a)是根据发明例1的镀层深度，分析Al、Mg及Sn的含量的辉光放电光谱分析(GDS)数据，图6的(b)是根据发明例3的镀层深度，分析Al、Mg及Sn的含量的辉光放电光谱分析(GDS)数据，图6的(c)是根据发明例5的镀层深度，分析Al、Mg及Sn的含量的辉光放电光谱分析(GDS)数据。
最佳实施方式
本发明人为了提供抑制微细裂纹的热压成型品而进行了深入的研究，结果发现，将具有含适量晶界偏析元素的锌系镀层的锌系镀覆钢板用作热压成型用材料，并在热压成型时适当控制加热条件，使得所述晶界偏析元素浓缩在镀层表层，从而能够有效阻断镀层内的微细裂纹扩散到基础钢板，并完成了本发明。
下面，对本发明的一个方面的热压成型品进行详细说明。
本发明的一个方面的热压成型品是通过对包括基础钢板及形成在所述基础钢板表面的锌系镀层的锌系镀覆钢板进行热压成型而制造。
本发明中，对基础钢板的种类不作特别限制，例如，可以是用作一般锌系镀覆钢板的基材的热轧钢板或冷轧钢板。但是，就热轧钢板而言，表面具有大量的氧化皮，所述氧化皮降低镀覆附着性，从而存在降低镀覆质量的问题，因此，作为基材更优选使用通过酸溶液预先去除氧化皮的热轧钢板。
另外，锌系镀层形成在基础钢板的一面或两面，所述锌系镀层在用于热压成型的热处理时进行合金化，并变成合金化锌系镀层。
锌系镀层优选包含合计0.05～2.0重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素、余量的Zn及不可避免的杂质。
Sb、Sn及Bi作为晶界偏析元素，是在高温作业环境中起到抑制通过氧的晶界渗透形成内部氧化物的作用的元素。本发明中，为了显示所述效果，所述元素的含量之和优选为0.05重量％以上，更优选为0.3重量％以上。但是，当所述元素的含量之和过高时，妨碍在镀层表面形成铝氧化膜，从而可能会阻碍铝的屏障作用，并且，相比增加的含量，效果降低，从而存在降低经济性的问题。因此，所述元素的含量之和优选为2.0重量％以下，更优选为1.5重量％以下。
例如，锌系镀层还可以包括：Mg：0.1～5.0重量％及Al：0.1～7.5重量％。
Mg是起到提高热压成型品的耐蚀性的作用的元素。本发明中，为了显示所述效果，优选包含0.1重量％以上的Mg，更优选包含1重量％以上的Mg。但是，当Mg的含量过高时，由于镀液内的Mg氧化而存在产生镀液浮渣(Dross)的问题。因此，锰含量的上限优选为5.0重量％，更优选为4.0重量％，进一步更优选为3.0重量％。
Al起到抑制Mg氧化物浮渣的作用。当Al的含量过低时，防止镀液内Mg氧化的效果较小。因此，铝含量的下限优选为0.1重量％，更优选为1.5重量％。但是，当Al的含量过高时，存在需要提高镀液温度的问题。但是，镀液温度高时，会引发镀覆设备的侵蚀等。因此，铝含量的上限优选为7.5重量％，更优选为7.2重量％。
例如，由锌系镀层进行合金化而形成的合金化锌系镀层的Fe合金化度优选为30～85％，更优选为45～78％，进一步更优选为50～75％。当Fe合金化度满足上述范围时，能够有效防止热压时的表面龟裂，并且，具有通过牺牲腐蚀保护使耐蚀特性变优异的优点。但是，当Fe合金化度小于30％时，镀层内浓缩有部分Zn的区域以液相存在，从而加工时会引发液相脆化龟裂。另外，当Fe合金化度超过85％时，可能会降低耐蚀性。
本发明的热压成型品的特征在于，70重量％以上的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素浓缩在从合金化锌系镀层的表面到3μm以内的区域中。
如上所述，当大量的Sb、Sn及Bi浓缩在合金化锌系镀层的表面时，在氧从镀层表面渗入并引起晶界偏析之前，Sb、Sn及Bi位于镀层表面，从而抑制内部氧化物的形成，并防止镀层产生晶界裂纹，由此可以阻断微细裂纹向基材部件的扩散。并且，微细裂纹主要产生在模具与镀层的摩擦及其严重的部位，但是，浓缩在表面的Sb、Sn及Bi的氧化物可减少模具与镀层之间的摩擦系数，并减少微细裂纹的产生，从而能够进一步提高热压成型品的耐久性。
另外，本发明中，对测量元素含量，即，浓缩在合金化锌系镀层表面到3μm以内的区域中的、选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素的含量的具体方法不作特别限制，例如，可以使用如下方法。即，垂直切割热压成型品之后，利用辉光放电光谱分析仪(GDS)测量镀层截面中的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素的分布之后，根据距镀层表面的深度与元素含量的图表，对其面积进行积分，从而能够测量浓缩在从合金化锌系镀层的表面到3μm以内的区域中的元素含量，其中，所述元素为选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素。
以上说明的本发明的热压成型品可以通过多种方法制造，对所述制造方法不作特别限制。例如，可以通过如下方法制造。
下面，对本发明的另一个方面的耐久性优异的热压成型品的制造方法进行详细说明。
首先，准备具有上述合金组成的锌系镀覆钢板。本发明中，对准备锌系镀覆钢板的具体方法不作特别限制，可以根据通常的熔融锌系镀覆钢板的制造方法制造，例如，将基础钢板浸渍于具有上述组成的锌系镀液中之后，进行冷却以制造锌系镀覆钢板。
但是，为了进一步使本发明期望的效果极大化，在将基础钢板浸渍于锌系镀液之前，优选将惰性气体预先供应至锌系镀液中，以进行冒泡(Bubbling)。此时，惰性气体可以是选自由氮(N2)、氩(Ar)及氦(He)组成的组中的一种或两种以上。
如上所述，在进行镀覆之前，在锌系镀液中进行冒泡时，不仅有利于Sb、Sn及Bi更均匀地分布在锌系镀液内，而且有利于Sb、Sn及Bi更均匀地分布在通过后面描述的镀覆操作获得的锌系镀层内，此外还有利于在最终获得的热压成型品的合金化锌系镀层表面浓缩Sb、Sn及Bi。这是因为在进行用于热压成型的加热之前，镀层内的Sb、Sn及Bi的分布越均匀，越容易实现Sb、Sn及Bi的表面浓缩。
另外，为了获得上述效果，惰性气体的供应优选保持一小时以上，更优选保持三小时以上。另外，惰性气体的供应时间越久，越有利于镀液内的成分均匀分布，因此，对所述保持时间的上限不作特别限制。
接着，为了将镀覆的锌系镀覆钢板加工成成型品，进行第一次加热。该步骤是为了以下目的而执行，即，镀层中的锌在空气中被氧化之前，与基础铁进行合金化，从而提高熔融点，以在后续加热工艺中赋予镀层充分的锌含量。
第一次加热时，平均加热速度优选为3.5～4.2℃/秒。当平均加热速度小于3.5℃/秒时，上升时间变长，从而使通过合金化的熔融点上升效果被延迟，因此，可能会发生锌的过度氧化，但是，当平均加热速度超过4.2℃/秒时，相比基材的合金化，表面的锌先被熔融，从而可能会使镀层的表面氧化加重。
第一次加热时，第一次加热终止温度优选为640～680℃。当第一次加热终止温度小于650℃时，由于低温度而使得镀层内的扩散系数降低，从而可能会无法实现镀层的均匀的合金化，但是，当第一次加热终止温度超过680℃时，由于超过锌δ(Delta)相的熔点，使镀层液体化，并且使锌气化，从而可能引起镀层的损失。
接着，将经过第一次加热的锌系镀覆钢板进行第二次加热。该步骤为了以下目的而执行，即，使充分变成δ相的镀层稳定地变为Fe-α(alpha)相，并且使添加的内部抗氧化物质优先偏析在晶界中，从而防止由氧引起的晶界氧化，并抑制微细裂纹。
第二次加热时，平均加热速度优选为1.1～1.6℃/秒。当平均加热速度小于1.1℃/秒时，合金化为Fe-α相的时间变长，从而相比晶界偏析元素，可能会因氧导致晶界氧化，但是，当平均加热速度超过1.6℃/秒时，在高温的镀层表面上，部分镀层发生液化，从而可能会因不均匀的表面导致质量下降。
第二次加热时，第二次加热终止温度优选为900～930℃。当第二次加热终止温度小于900℃时，无法充分实现基材的奥氏体的转变，从而难以确保最终产品的强度，当第二次加热终止温度超过930℃时，镀层全部被液化，从而会降低基于添加的晶界氧化元素的微细裂纹的抑制效果。
接着，在第二次加热终止温度下，对经过第二次加热的锌系镀覆钢板以恒温保持1～5分钟。当保持时间小于1分钟时，由于总加热时间不足，难以确保基材的奥氏体转变的充分的时间，但是，当保持时间超过5分钟时，由于过度发生镀层的合金化，使得镀层内的锌含量降低，从而导致耐蚀性降低。
接着，通过模具成型经过第二次加热的锌系镀覆钢板的同时进行快速冷却。此时，通过模具的成型和快速冷却只要根据通常的热压成型方法进行即可，在本发明中不作特别限制。
具体实施方式
下面，通过实施例对本发明进行更详细说明。但是，以下实施例的记载仅仅用于例示本发明的实施，本发明并不限定于以下实施例的记载。这是因为本发明的权利范围由权利要求书中记载的内容和由此合理推导的内容而确定。
作为镀覆用试片，准备厚度为0.8mm、宽度为100mm、长度为200mm的低碳冷轧钢板用作基础钢板之后，将所述基础钢板浸渍于丙酮中进行超声波清洗，以去除存在于表面的轧制油等异物。然后，在普通的熔融镀覆现场进行为确保钢板机械特性而实施的750℃还原气氛的热处理之后，浸渍于具有下述表1的组成的锌系镀液中，以制造镀覆钢材。然后，对制造的各镀覆钢材进行气体擦拭，将镀覆附着量调节为每片面70g/m2，并以12℃/秒的速度进行冷却。
然后，以下述表2的条件，对冷却的各镀覆钢材进行加热之后，进行热压成型，并得到热压成型品。
然后，垂直切断各热压成型品，通过GDS分析测量镀层内晶界偏析元素的分布，并将结果显示在下述表2中。具体测量方法如下。
然后，成型时测量拉伸和表面磨擦最严重部位中的微细裂纹的最大深度，并将结果显示在下述表2中。
[表1]
[表2]
参照表2，可以确认，就满足本发明的所有条件的发明例1至发明例10而言，微细裂纹的最大深度抑制在10μm以下。
另外，图1是示出所观察的比较例1的微细裂纹的图，图2是示出所观察的发明例1的微细裂纹的图，图3是示出所观察的发明例3的微细裂纹的图，图4是示出所观察的比较例4的微细裂纹的图，图5是示出所观察的发明例5的微细裂纹的图。参照图1至图5，可以确认，就发明例而言，有效阻断了镀层内的微细裂纹向基础钢板的扩散。
另外，图6的(a)是根据发明例1的镀层深度，分析Al、Mg及Sn的含量的辉光放电光谱分析(GDS)数据，图6的(b)是根据发明例3的镀层深度，分析Al、Mg及Sn的含量的辉光放电光谱分析(GDS)数据，图6的(c)是根据发明例5的镀层深度，分析Al、Mg及Sn的含量的辉光放电光谱分析(GDS)数据。
Claims (7)
1.一种热压成型品，所述热压成型品通过对锌系镀覆钢板进行热压成型而制造，所述锌系镀覆钢板包括基础钢板及形成在所述基础钢板表面的锌系镀层，
所述锌系镀层包含合计0.05～2.0重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素、余量的Zn及不可避免的杂质，
70重量％以上的选自由所述Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素浓缩在从所述热压成型品的合金化锌系镀层的表面到3μm以内的区域中，所述合金化锌系镀层由所述锌系镀层被合金化而形成。
2.根据权利要求1所述的热压成型品，其中，
所述锌系镀层包含合计0.3～1.5重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素。
3.根据权利要求1所述的热压成型品，其中，
以重量％计，所述锌系镀层还包含：Al：0.1～5.0％、Mg：0.1～5.0％。
4.根据权利要求1所述的热压成型品，其中，
所述合金化锌系镀层的Fe合金化度为30～85％。
5.一种热压成型品的制造方法，所述方法包括以下步骤：
准备锌系镀覆钢板；
以3.5～4.2℃/秒的速度，将所述锌系镀覆钢板第一次加热至640～680℃的温度；
以1.1～1.6℃/秒的速度，将经过第一次加热的所述锌系镀覆钢板第二次加热至900～930℃的温度；
将经过第二次加热的所述锌系镀覆钢板在恒温下保持1～5分钟；以及
通过模具成型保持恒温的所述锌系镀覆钢板的同时，进行快速冷却，
所述锌系镀覆钢板包括：
基础钢板；以及
锌系镀层，形成在所述基础钢板表面，并合计包含0.05～2.0重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素。
6.根据权利要求1所述的热压成型品的制造方法，其中，
所述锌系镀层合计包含0.3～1.5重量％的选自由Sb、Sn及Bi组成的组中的一种以上的元素。
7.根据权利要求1所述的热压成型品的制造方法，其中，
以重量％计，所述锌系镀层还包含：Al：0.1～5.0％、Mg：0.1～5.0％。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150186107A KR101726094B1 (ko) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 미세크랙이 억제된 열간 프레스 성형품 및 그 제조방법 |
| KR10-2015-0186107 | 2015-12-24 | ||
| PCT/KR2016/014963 WO2017111442A1 (ko) | 2015-12-24 | 2016-12-21 | 미세크랙이 억제된 열간 프레스 성형품 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108431286A true CN108431286A (zh) | 2018-08-21 |
| CN108431286B CN108431286B (zh) | 2020-03-20 |
Family
ID=58580256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680075864.7A Active CN108431286B (zh) | 2015-12-24 | 2016-12-21 | 抑制微细裂纹的热压成型品及其制造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20190003031A1 (zh) |
| EP (1) | EP3396006B1 (zh) |
| JP (1) | JP6661772B2 (zh) |
| KR (1) | KR101726094B1 (zh) |
| CN (1) | CN108431286B (zh) |
| WO (1) | WO2017111442A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950160A (zh) * | 2018-08-25 | 2018-12-07 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种基于csp流程的锌基镀层热成形钢及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113564507B (zh) * | 2021-07-28 | 2022-08-09 | 东北大学 | 一种热镀锌低温镀液及其制法和应用 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002055751A1 (fr) * | 2000-12-29 | 2002-07-18 | Nippon Steel Corporation | Plaque d'acier a placage en zinc moule a haute resistance possedant une excellente adhesion en depot et parfaitement adaptee au formage a la presse et procede de fabrication associe |
| CN101460642A (zh) * | 2006-12-27 | 2009-06-17 | Posco公司 | 具有优良表面质量的镀Zn钢板及其制造方法 |
| KR100928788B1 (ko) * | 2007-12-28 | 2009-11-25 | 주식회사 포스코 | 용접성이 우수한 고강도 박강판과 그 제조방법 |
| KR20110015180A (ko) * | 2009-08-07 | 2011-02-15 | 주식회사 포스코 | 도금성 및 굽힘가공성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법 |
| WO2012139769A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Hot formable strip, sheet or blank, process for the production thereof, method for hot forming a product and hot formed product |
| CN103350539A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-16 | 江苏克罗德科技有限公司 | 耐高温防腐蚀镀铝锌钢板及其制备方法 |
| WO2014024825A1 (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-13 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間成形用亜鉛系めっき鋼板 |
| KR20140081622A (ko) * | 2012-12-21 | 2014-07-01 | 주식회사 포스코 | 도금성이 우수한 고망간강 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 |
| WO2014166630A1 (en) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Tata Steel Ijmuiden Bv | Product formed by hot forming of metallic coated steel sheet, method to form the product, and steel strip |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055590B2 (ja) * | 1980-07-18 | 1985-12-05 | 新日本製鐵株式会社 | 耐経時めっき剥離性に優れたゼロスパングル亜鉛めっき鋼板及びその製造方法並びに溶融亜鉛めっき被覆浴 |
| FR2780984B1 (fr) | 1998-07-09 | 2001-06-22 | Lorraine Laminage | Tole d'acier laminee a chaud et a froid revetue et comportant une tres haute resistance apres traitement thermique |
| JP2004124207A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nippon Steel Corp | 熱間プレス用Ｚｎ系めっき鋼板及びこれを使用した高強度自動車部品 |
| CN102782188B (zh) * | 2009-12-28 | 2014-06-18 | 新日铁住金株式会社 | 热压成形构件的制造方法 |
| EP2728032A4 (en) * | 2011-06-28 | 2015-03-11 | Posco | PLATED STEEL PLATE WITH PLATED LAYER WITH EXCELLENT STABILITY FOR HOT PRESSING |
| JP5488735B2 (ja) * | 2012-07-31 | 2014-05-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融亜鉛めっき鋼管の製造方法 |
-
2015
- 2015-12-24 KR KR1020150186107A patent/KR101726094B1/ko active IP Right Grant
-
2016
- 2016-12-21 US US16/064,785 patent/US20190003031A1/en not_active Abandoned
- 2016-12-21 CN CN201680075864.7A patent/CN108431286B/zh active Active
- 2016-12-21 WO PCT/KR2016/014963 patent/WO2017111442A1/ko active Application Filing
- 2016-12-21 EP EP16879309.9A patent/EP3396006B1/en active Active
- 2016-12-21 JP JP2018532709A patent/JP6661772B2/ja active Active
-
2023
- 2023-10-30 US US18/385,162 patent/US20240082902A1/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002055751A1 (fr) * | 2000-12-29 | 2002-07-18 | Nippon Steel Corporation | Plaque d'acier a placage en zinc moule a haute resistance possedant une excellente adhesion en depot et parfaitement adaptee au formage a la presse et procede de fabrication associe |
| CN101460642A (zh) * | 2006-12-27 | 2009-06-17 | Posco公司 | 具有优良表面质量的镀Zn钢板及其制造方法 |
| KR100928788B1 (ko) * | 2007-12-28 | 2009-11-25 | 주식회사 포스코 | 용접성이 우수한 고강도 박강판과 그 제조방법 |
| KR20110015180A (ko) * | 2009-08-07 | 2011-02-15 | 주식회사 포스코 | 도금성 및 굽힘가공성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법 |
| WO2012139769A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Hot formable strip, sheet or blank, process for the production thereof, method for hot forming a product and hot formed product |
| WO2014024825A1 (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-13 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間成形用亜鉛系めっき鋼板 |
| KR20140081622A (ko) * | 2012-12-21 | 2014-07-01 | 주식회사 포스코 | 도금성이 우수한 고망간강 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 |
| WO2014166630A1 (en) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Tata Steel Ijmuiden Bv | Product formed by hot forming of metallic coated steel sheet, method to form the product, and steel strip |
| CN103350539A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-16 | 江苏克罗德科技有限公司 | 耐高温防腐蚀镀铝锌钢板及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950160A (zh) * | 2018-08-25 | 2018-12-07 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种基于csp流程的锌基镀层热成形钢及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019508575A (ja) | 2019-03-28 |
| EP3396006A4 (en) | 2018-11-07 |
| CN108431286B (zh) | 2020-03-20 |
| EP3396006A1 (en) | 2018-10-31 |
| US20190003031A1 (en) | 2019-01-03 |
| KR101726094B1 (ko) | 2017-04-12 |
| EP3396006B1 (en) | 2019-11-20 |
| US20240082902A1 (en) | 2024-03-14 |
| WO2017111442A1 (ko) | 2017-06-29 |
| JP6661772B2 (ja) | 2020-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2829327C (en) | Steel sheet for hot stamped member and method of production of same | |
| CN105531385B (zh) | 制造设有金属防腐蚀保护层的钢构件的方法以及钢构件 | |
| CN106164184B (zh) | 以高生产率生产经压制硬化并涂覆的钢部件的方法 | |
| JP2019535894A (ja) | アルミニウムまたはアルミニウム合金のコーティングを持った鋼溶接部品およびその調製方法 | |
| RU2621501C1 (ru) | Формованное горячей штамповкой изделие и способ изготовления формованного горячей штамповкой изделия | |
| EP3216892B1 (en) | Hot-dip galvanized steel sheet | |
| US10253418B2 (en) | Steel sheet provided with a coating offering sacrificial cathodic protection, method for the production of a part using such a sheet, and resulting part | |
| CN108430662B (zh) | 耐蚀性优异的热压成型品及其制造方法 | |
| CN110100038A (zh) | 耐腐蚀性和加工性优异的热浸镀铝系钢材及其制造方法 | |
| US20240082902A1 (en) | Microcrack-reduced, hot press-formed article, and method for manufacturing same | |
| CN106460138A (zh) | 设置有提供牺牲阴极保护的含镧涂层的钢板 | |
| JP2016524038A (ja) | 良好な耐久性を示す高強度鋼、および焼入れと亜鉛浴による分配処理とによる製造方法 | |
| CA2605486A1 (en) | Hot dip galvannealed steel sheet and method of production of the same | |
| JP5023871B2 (ja) | 熱間プレス鋼板部材の製造方法 | |
| CN107532264B (zh) | 合金化热镀锌原板及其制造方法和合金化热镀锌钢板 | |
| KR20170005838A (ko) | 내부식성 금속 코팅이 제공된 강 부품을 제조하는 방법, 및 강 부품 | |
| CA2868956C (en) | Hot-dip galvanized steel sheet for stamping having excellent cold workability, die hardenability, and surface quality, and producing method thereof | |
| JP7393553B2 (ja) | 加工性及び耐食性に優れたアルミニウム系合金めっき鋼板及びこの製造方法 | |
| CN110088349A (zh) | 牺牲腐蚀保护性及镀覆性优异的高锰热浸镀铝钢板及其制造方法 | |
| KR20150073000A (ko) | 열간 프레스 성형용 도금강판 및 그 제조방법 | |
| JP2006307302A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
| TW201233812A (en) | Method of producing Zn-Fe alloy steel having predetermined Γ -phase layer body thickness | |
| US11795560B2 (en) | Hot stamped body | |
| JP2024516505A (ja) | コーティング平鋼製品及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: POSCO Holdings Co.,Ltd. Address before: Gyeongbuk, South Korea Patentee before: POSCO |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230607 Address after: Gyeongbuk, South Korea Patentee after: POSCO Co.,Ltd. Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: POSCO Holdings Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |