JP2023504123A - 優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品及びその製造方法 - Google Patents
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- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
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Abstract
Description
優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品、当該部品は、基板及びその上のコーティングを含む;基板の組成重量パーセントは、C:0.01~0.8%、Si:0.05~1.0%、Mn:0.1~5%、P:0.001~0.3%、S:0.001~0.1%、Al:0.001~0.3%、Ti:0.001~0.5%、B:0.0005~0.1%、任意的なCr:0.15~0.75%、任意的なNb:0.001~0.5%、任意的なV:0.001~0.5%、残部はFeと不可避不純物である;熱成形部品の外観には色収差とまだらを有しなく、熱成形部品表面の酸素含有量は0.1~20wt.%であり、表面の酸素含有量平均値に対する標準偏差の比は、0<酸素含有量標準偏差/酸素含有量平均値≦0.3を満足する。
一部の実施形態では、好ましくは、S含有量は0.001-0.05%である。
一部の実施形態では、好ましくは、V含有量は0.001-0.40%である。
一部の実施形態では、好ましくは、前記基板の成分は、少なくともCr、NbとVからの一つ、任意的な二つ、またはすべての三つを含有する。
1) アルミシリコンのメッキ:ストリップ鋼をメッキ液に浸入し、アルミシリコンをメッキし、メッキ層付き鋼板を得る;メッキ層付き鋼板表面のC、H又はO含有量≦50mg/m2であり、メッキ層の重量は、片面では30~120g/m2であり、メッキ層重量平均値に対するメッキ層重量標準偏差の比は、0<メッキ層重量標準偏差/メッキ層重量平均値≦0.3を満足する;
2) ブランキング:コーティングされた鋼板を冷間圧延した後、または直接に打抜やレーザー切断によって、コンポーネントの希望の形状にビレットを加工する;
3) ビレット熱処理:ビレットを加熱炉に入れ加熱、保温し、加熱炉の温度は680~970℃であり、加熱炉にどんな追加ガスも導入しなく、空気中の自然状態で、炉内の露点は、5℃より低いであり、加熱炉にビレットの総滞留時間は、1~13分間である;
4) ビレット輸送:加熱されたビレットを迅速に金型へ輸送し、プレスを行う;輸送時間は、10秒間未満である;
5) ビレット熱プレス:加熱されたビレットを冷却し、プレス成形した。
本発明の実施例および比較例における鋼板の組成を表1に示され、表2は、本発明の実施例と比較例の製造プロセスであり、表3は、本発明の実施例と比較例の性能である。各実施例および比較例のメッキ層重量は、片面では30~120g/m2に制御されている。各実施例と比較例では、加熱炉にどんな追加ガスも導入しなく、空気中の自然状態で、炉内の露点は、5℃より低いに制御される。
1.2mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:0.5%、Fe:0.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は680-950℃であり、滞留時間は、3.0minであり、金型まで輸送する時間は、5s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレス開始温度は680℃であり、プレッシャーを保持する時間は、10sであり、保持されるプレッシャーは、14MPaである。
0.9mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:4%、Fe:4%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は700-940℃であり、滞留時間は、5minであり、プレス開始温度は700℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、13sであり、保持されるプレッシャーは、15MPaである。
1.0mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:9.0%、Fe:2.7%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は850-880℃であり、滞留時間は、11minであり、プレス開始温度は650℃であり、金型まで輸送する時間は、8s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、6sであり、保持されるプレッシャーは、12MPaである。
2.8mmメッキ層付き鋼板を2.0mmに冷間圧延した後に、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:8.8%、Fe:2.7%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は800-920℃であり、滞留時間は、7minであり、プレス開始温度は630℃であり、金型まで輸送する時間は、8s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、8sであり、保持されるプレッシャーは、14MPaである。
1.1mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:14%、Fe:3.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は810-935℃であり、滞留時間は、5.5minであり、プレス開始温度は780℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、10sであり、保持されるプレッシャーは、15MPaである。
1.5mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:3.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は870-960℃であり、滞留時間は、4minであり、プレス開始温度は750℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、15sであり、保持されるプレッシャーは、17MPaである。
1.8mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:3.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は800-945℃であり、滞留時間は、3.5minであり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、20sであり、保持されるプレッシャーは、18MPaである。
2.0mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:3.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は850-935℃であり、滞留時間は、4minであり、プレス開始温度は720℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、18sであり、保持されるプレッシャーは、20MPaである。
2.4mmメッキ層付き鋼板を冷間圧延し、冷間圧延の変形量は10%であり、そして、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:3.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は870-935℃であり、滞留時間は、5minであり、プレス開始温度は730℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、12sであり、保持されるプレッシャーは、13MPaである。
2.8mmメッキ層付き鋼板を冷間圧延し、冷間圧延の変形量は50%であり、そして、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:3.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は800-970℃であり、滞留時間は、3.5minであり、プレス開始温度は760℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、13sであり、保持されるプレッシャーは、16MPaである。
2.0mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:8.5%、Fe:2.8%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は840-920℃であり、滞留時間は、4.5minであり、プレス開始温度は690℃であり、金型まで輸送する時間は、6s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、15sであり、保持されるプレッシャーは、13MPaである。
2.5mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:4.0%、Fe:2.7%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は700-900℃であり、滞留時間は、5minであり、プレス開始温度は800℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、10sであり、保持されるプレッシャーは、15MPaである。
1.0mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:3%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は850-930℃であり、滞留時間は、8minであり、プレス開始温度は730℃であり、金型まで輸送する時間は、6s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、13sであり、保持されるプレッシャーは、9MPaである。
3.0mmメッキ層付き鋼板を冷間圧延し、冷間圧延の変形量は40%であり、そして、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:11%、Fe:2.5%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は830-910℃であり、滞留時間は、4minであり、プレス開始温度は760℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、13sであり、保持されるプレッシャーは、16MPaである。
1.8mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:9.5%、Fe:2.6%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は830-920℃であり、滞留時間は、6minであり、プレス開始温度は710℃であり、金型まで輸送する時間は、6s以内であり、型締め速度は、80mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、10sであり、保持されるプレッシャーは、10MPaである。
1.5mmメッキ層付き鋼板を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:11%、Fe:2.8%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は850-920℃であり、滞留時間は、7minであり、プレス開始温度は740℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、9sであり、保持されるプレッシャーは、13MPaである。
1.5mmメッキ層付き鋼板(表面に塗る油の量は700mg/m2)を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:10%、Fe:2.8%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は935℃であり、滞留時間は、4.5minであり、プレス開始温度は700℃であり、金型まで輸送する時間は、7s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、10sであり、保持されるプレッシャーは、12MPaである。
1.5mmメッキ層付き鋼板(表面に塗る油の量は1,000mg/m2)を、一定のサイズと形を有するビレットへレーザーブランキングし、溶融めっきのメッキ液の組成は、Si:8%、Fe:2.6%、残部はAlと不可避不純物である;ビレットを、加熱炉に入れ、加熱炉温度は935℃であり、滞留時間は、4.5minであり、プレス開始温度は750℃であり、金型まで輸送する時間は、6s以内であり、型締め速度は、70mm/sであり、プレッシャーを保持する時間は、15sであり、保持されるプレッシャーは、10MPaである。
Claims (15)
- 基板及びその上のコーティングを含む;基板の組成重量パーセントは、C:0.01~0.8%、Si:0.05~1.0%、Mn:0.1~5%、P:0.001~0.3%、S:0.001~0.1%、Al:0.001~0.3%、Ti:0.001~0.5%、B:0.0005~0.1%、任意的なCr:0.15~0.75%、任意的なNb:0.001~0.5%、任意的なV:0.001~0.5%、残部はFeと不可避不純物である;熱成形部品の外観には色収差とまだらを有しなく、熱成形部品表面の酸素含有量は0.1~20wt.%であり、表面の酸素含有量平均値に対する標準偏差の比は、0<酸素含有量標準偏差/酸素含有量平均値≦0.3を満足することを特徴とする優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- 前記基板の組成重量パーセントは、C:0.01~0.8%、Si:0.05~1.0%、Mn:0.1~5%、P:0.001~0.3%、S:0.001~0.1%、Al:0.001~0.3%、Ti:0.001~0.5%、B:0.0005~0.1%、Nb:0.001~0.5%、V:0.001~0.5%、残部はFeと不可避不純物であることを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- 前記基板の組成重量パーセントは、C:0.01~0.8%、Si:0.05~1.0%、Mn:0.1~5%、P:0.001~0.3%、S:0.001~0.1%、Al:0.001~0.3%、Ti:0.001~0.5%、B:0.0005~0.1%、Cr:0.15~0.75%、任意的なNb:0.001~0.5%、任意的なV:0.001~0.5%、残部はFeと不可避不純物であることを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- 前記基板の成分は、少なくともCr、NbとVからの一つ、任意的な二つ、またはすべての三つを含有することを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- Nb+V総含有量≦0.40%であることを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- P含有量は0.01-0.10%であり、S含有量は0.001-0.05%であることを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- Nb含有量は0.001-0.40%であり、V含有量は、0.001-0.40%であることを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- 前記熱成形部品の降伏強度は400~1600MPaで、引張強度は500~2300MPaで、伸び≧4%であることを特徴とする請求項1に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品。
- 以下のステップを含むことを特徴とする本発明に記載された請求項1-8のいずれか1項に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法:
1) アルミシリコンのメッキ:ストリップ鋼をメッキ液に浸入し、アルミシリコンをメッキし、メッキ層付き鋼板を得る;メッキ層付き鋼板表面のC、H又はO含有量≦50mg/m2であり、メッキ層の重量は、片側の面では30~120g/m2であり、メッキ層重量平均値に対するメッキ層重量標準偏差の比は、0<メッキ層重量標準偏差/メッキ層重量平均値≦0.3を満足する;
2) ブランキング:コーティングされた鋼板を冷間圧延した後、または直接に打抜やレーザー切断によって、コンポーネントの希望の形状にビレットを加工する;
3) ビレット熱処理:ビレットを加熱炉に入れ加熱、保温し、加熱炉の温度は680~970℃であり、加熱炉にどんな追加ガスも導入しなく、空気中の自然状態で、炉内の露点は、5℃より低いであり、加熱炉にビレットの総滞留時間は、1.5~13分間である;
4) ビレット輸送:加熱されたビレットを迅速に金型へ輸送し、プレスを行う;輸送時間は、10秒間未満である;
5) ビレット熱プレス:加熱されたビレットを冷却し、プレス成形した。 - ステップ3)における加熱炉内の温度は、2つのセクションに分けられ、低温ゾーンは680~870℃であり、高温ゾーンは880~970℃であり、ビレットの低温ゾーンでの滞留時間は0.5~3分間、高温ゾーンでの滞留時間は1~10分間であることを特徴とする請求項9に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法。
- 前記ステップ5)では、ビレットの熱プレス開始温度は、600℃以上であり、好ましくに、630-800℃であることを特徴とする請求項9に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法。
- 前記ステップ5)プレス過程では、金型を型締めた後に、プレッシャーを保持しつつ4~20s焼入れを続いて、部品に加えられるプレッシャーは、平均的に、部品の表面には、8MPaを超えることを特徴とする請求項9に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法。
- 前記ステップ5)の後、800~400℃の間の加熱されたビレットの冷却速度は、30℃/s、好ましくは、60℃/sを超えることを特徴とする請求項9に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法。
- 前記ステップ5)プレス成型の後に、金型の表面温度が150℃を下回った後、熱成形部品を金型から取り外すことを特徴とする請求項9に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法。
- 前記ビレット熱処理、輸送と熱プレスをを施したメッキ層付き鋼板は、油塗り処理を経ていないことを特徴とする請求項9に記載された優れた性能を有するコーティング付き熱成形部品の製造方法。
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