JP6607338B1 - Fe−Al系めっきホットスタンプ部材及びFe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
A層及びC層
Al:40質量%以上60質量%以下
Fe:40質量%以上60質量%未満
Si:5質量%以下(0質量%を含まない。)
Mn:0.5質量%未満(0質量%を含まない。)
Cr:0.4質量%未満(0質量%を含まない。)
B層
Al:20質量%以上40質量%未満
Fe:50質量%以上80質量%未満
Si:5質量%超15質量%以下
Mn:0.5質量%以上10質量%以下
Cr:0.4質量%以上4質量%以下
D層
Al:20質量%未満(0質量%を含まない。)
Fe:60質量%以上100質量%未満
Si:5質量%以下(0質量%を含まない。)
Mn:0.5質量%以上2.0質量%以下
Cr:0.4質量%以上4質量%以下
[2]前記A層の表面に、Mg及び/又はCaの酸化物からなる、厚みが0.1μm以上3μm以下の酸化物層を更に有する、[1]に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材。
[3]前記母材は、残部のFeの一部に換えて、質量%で、W:0.01〜3.00%、Mo:0.01〜3.00%、V:0.01〜2.00%、Ti:0.005〜0.500%、Nb:0.01〜1.00%、Ni:0.01〜5.00%、Cu:0.01〜3.00%、Co:0.01〜3.00%、Sn:0.005〜0.300%、Sb:0.005〜0.100%、Ca:0.0001〜0.01%、Mg:0.0001〜0.01%、Zr:0.0001〜0.01%、REM:0.0001〜0.01%の少なくとも何れかを更に含有する、[1]又は[2]に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材。
[4]質量%で、C:0.1%以上0.5%以下、Si:0.01%以上2.00%以下、Mn:0.3%以上5.0%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.0001%以上0.100%以下、Al:0.01%以上0.50%以下、Cr:0.01%以上2.00%以下、B:0.0002%以上0.0100%以下、N:0.001%以上0.010%以下を含有し、残部が、Fe及び不純物からなる母材成分を有する鋼のスラブを、熱間圧延、酸洗、冷間圧延し、その後に焼鈍と溶融アルミめっきを連続的に施した鋼板をブランキングした後に、ブランキング後の前記鋼板を加熱設備に投入してから取り出すまでの加熱時間を150秒以上650秒以下として、当該ブランキング後の鋼板を850℃以上1050℃以下で加熱し、直後に所望の形状に成形して、30℃/秒以上の冷却速度で急冷するものであり、前記溶融アルミめっきに用いる溶融アルミめっき浴の組成は、Al:80質量%以上96質量%以下、Si:3質量%以上15質量%以下、Fe:1質量%以上5質量%以下を合計が100質量%以下となるように含有し、残部は不純物からなり、前記加熱における鋼板温度Y(℃)、加熱時間X(秒)について、Yが600℃以上800℃以下にある加熱時間Xが100秒以上300秒以下となり、かつ、鋼板温度Yに対し、YのXに関する一次導関数(dY/dX)が0となる場合が、Yが600℃以上800℃以下の範囲内に存在するように制御する、Fe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法。
[5]前記溶融アルミめっき浴の組成は、更に、Mg又はCaの少なくとも何れかを、合計で0.02質量%以上3質量%以下含有する、[4]に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法。
[6]前記スラブは、母材成分として、残部のFeの一部に換えて、質量%で、W:0.01〜3.00%、Mo:0.01〜3.00%、V:0.01〜2.00%、Ti:0.005〜0.500%、Nb:0.01〜1.00%、Ni:0.01〜5.00%、Cu:0.01〜3.00%、Co:0.01〜3.00%、Sn:0.005〜0.300%、Sb:0.005〜0.100%、Ca:0.0001〜0.01%、Mg:0.0001〜0.01%、Zr:0.0001〜0.01%、REM:0.0001〜0.01%の少なくとも何れかを更に含有する、[4]又は[5]に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法。
本発明の実施形態に係るFe−Al系めっき高強度ホットスタンプ部材(以下、単に「ホットスタンプ部材」とも称する。)は、母材となる鋼板の片面又は両面上に、Fe−Al系めっき層を有している。本実施形態に係るホットスタンプ部材のビッカース硬度(JIS Z 2244、荷重9.8N)は、300HV以上である。以下、本実施形態に係るホットスタンプ部材が備える母材及びFe−Al系めっき層について、詳細に説明する。
まず、本実施形態に係るホットスタンプ部材における母材成分について、詳細に説明する。なお、以下の説明において、成分についての%は、質量%を意味する。
本発明は、ホットスタンプ後に、ビッカース硬度300HV以上の高強度を有する成形された部品(ホットスタンプ部材)を提供するものであり、ホットスタンプ後に急冷してマルテンサイトを主体とする組織に変態させることが要求される。そのため、焼入性の向上という観点から、C(炭素)の含有量は、少なくとも0.1%以上であることが必要である。Cの含有量は、好ましくは0.15%以上である。一方、Cの含有量が多過ぎると、鋼板の靭性及び延性の低下が顕著となるため、ホットスタンプ成形時に割れが生じる。このような靭性及び延性の低下は、Cの含有量が0.5%を超えると顕著となるため、Cの含有量は、0.5%以下とする。Cの含有量は、好ましくは0.40%以下である。
Si(ケイ素)は、ホットスタンプ時の加熱でめっき中に拡散し、上記Fe−Al系めっき層の耐食性を向上する効果がある。かかる耐食性の向上は、Siの含有量が0.01%以上となるときに発現するため、Siの含有量を0.01%以上とする。Siの含有量は、好ましくは0.05%以上であり、更に好ましくは0.1%以上である。一方、Siは、Feよりも酸化されやすい元素(易酸化性元素)である。そのため、連続焼鈍めっきラインにおいては、焼鈍処理中に安定なSi系酸化皮膜が鋼板表面に形成されるが、過剰にSiを含有させると溶融Alめっき処理時のめっき付着を阻害して、不めっきが生じる。そのため、不めっきの抑制という観点から、Siの含有量は2.0%以下とする。Siの含有量は、好ましくは1.80%以下であり、更に好ましくは1.50%以下である。
Mn(マンガン)は、ホットスタンプ時の加熱でめっき中に拡散し、上記Fe−Al系めっき層の耐食性を向上させる効果がある。かかる耐食性の向上効果は、Mnの含有量が0.3%以上となるときに発現するため、Mnを含有量を0.3%以上とする。更に、Mnの含有量を0.3%以上とすることで、母材の焼入れ性を高め、ホットスタンプ後の強度も向上させることができる。Mnの含有量は、好ましくは0.5%以上であり、更に好ましくは0.7%以上である。一方、過剰なMnの含有は、焼入れ後の部材の衝撃特性が低下する。かかる衝撃特性の低下は、Mnの含有量が5.0%を超えると生じるため、Mnの含有量は、5.0%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは3.0%以下であり、更に好ましくは2.5%以下である。
P(リン)は、不可避的に含有される元素である一方で、固溶強化元素でもあり、比較的安価に鋼板の強度を上昇させることができる。Pの含有量が0.100%を超えると、靭性を低下させるなどの悪影響が生じるため、Pの含有量は、0.100%以下とする。Pの含有量は、好ましくは0.050%以下である。一方、Pの含有量の下限は特に限定するものではないが、Pの含有量を0.001%未満にしようとすると、精錬限界の観点から経済的ではない。従って、Pの含有量は、0.001%以上とする。Pの含有量は、好ましくは0.005%以上である。
S(硫黄)は、不可避的に含有される元素であり、鋼中のMnと反応し、MnSとして鋼中の介在物になる。Sの含有量が0.100%を超える場合には、生成したMnSが破壊の起点となり、延性及び靭性を阻害して、加工性が劣化する。そのため、Sの含有量は、0.100%以下とする。Sの含有量は、好ましくは0.010%以下である。一方、Sの含有量の下限は特に限定するものではないが、Sの含有量を0.0001%未満にしようとすると、精錬限界の観点から経済的ではない。従って、Sの含有量は、0.001%以上とする。Sの含有量は、好ましくは0.0005%以上であり、更に好ましくは0.001%以上である。
Al(アルミニウム)は、脱酸剤として鋼中に含有される。Alは、Feよりも酸化されやすい元素(易酸化性元素)である。Alの含有量が0.50%を超える場合には、焼鈍処理中に安定なAl系酸化皮膜が鋼板表面に形成され、溶融Alめっきの付着性を阻害して、不めっきが生じる。従って、Alの含有量は、不めっきの抑制という観点から、0.50%以下とする。Alの含有量は、好ましくは0.30%以下である。一方、Alの含有量の下限は特に限定するものではないが、Alの含有量を0.01%未満にしようとすると、精錬限界の観点から経済的ではない。従って、Alの含有量は、0.01%以上とする。Alの含有量は、好ましくは0.02%以上である。
Cr(クロム)は、Mnと同様に、鋼板の焼入れ性を向上させる効果がある。かかる焼入れ性の向上効果は、Crの含有量が0.01%以上である場合に発現するため、Crの含有量は、0.01%以上とする。更に、Crの含有量を0.01%以上とすることで、Crがホットスタンプ時の加熱でめっき中に拡散し、上記Fe−Al系めっき層の耐食性を向上させる効果を発現する。Crの含有量は、好ましくは0.05%以上であり、更に好ましくは0.1%以上である。一方、Crは、Feよりも酸化されやすい元素(易酸化性元素)である。Crの含有量が2.0%を超える場合には、焼鈍処理中に安定なCr系酸化皮膜が鋼板表面に形成され、溶融Alめっき処理時のめっき付着を阻害して、不めっきが生じる。従って、不めっきの抑制という観点から、Crの含有量は、2.0%以下とする。Crの含有量は、好ましくは1.00%以下である。
B(ホウ素)は、焼入れ性の観点から有用な元素であり、Bの含有量を0.0002%以上とすることで、かかる焼入れ性の向上効果が発現する。従って、Bの含有量を0.0002%以上とする。Bの含有量は、好ましくは0.0005%以上である。一方、Bを0.0100%を超えて含有させたとしても、かかる焼入れ性の向上効果は飽和し、また、鋳造欠陥や熱間圧延時の割れを生じさせるなど、製造性を低下させる。そのため、Bの含有量は、0.0100%以下とする。Bの含有量は、好ましくは0.0050%以下である。
N(窒素)は、不可避的に含まれる元素であり、特性の安定化の観点からは、鋼中に固定することが望ましい。Nは、Alや、選択的に含有されるTi、Nb等にて固定可能であるが、Nの含有量が増加すると固定用に含有させる元素が多量となり、コストアップを招くことになる。そこで、Nの含有量は、0.010%以下とする。Nの含有量は、好ましくは0.008%以下である。一方、Nの含有量の下限は特に限定するものではないが、Nの含有量を0.001%未満にしようとすると、精錬限界の観点から経済的ではない。従って、Nの含有量は、0.001%以上とする。Nの含有量は、好ましくは0.002%以上である。
本実施形態に係る母材は、残部のFeの一部に換えて、質量%で、W:0.01〜3.00%、Mo:0.01〜3.00%、V:0.01〜2.00%、Ti:0.005〜0.500%、Nb:0.01〜1.00%、Ni:0.01〜5.00%、Cu:0.01〜3.00%、Co:0.01〜3.00%、Sn:0.005〜0.300%、Sb:0.005〜0.100%、Ca:0.0001〜0.01%、Mg:0.0001〜0.01%、Zr:0.0001〜0.01%、REM:0.0001〜0.01%の少なくとも何れかを更に含有してもよい。
W(タングステン)及びMo(モリブデン)は、それぞれ焼入れ性の観点から有用な元素であり、焼入れ性を向上させるという観点から、含有させてもよい。かかる焼き入れ性の向上効果は、各元素の含有量が0.01%以上である場合に発現する。従って、W、Moの含有量は、それぞれ0.01%以上とすることが好ましい。ただし、各元素を3.00%を超えて含有させたとしても、かかる焼入れ性の向上効果は飽和し、またコストも上昇するため、W、Moの含有量は、それぞれ3.00%以下とすることが好ましい。
V(バナジウム)は、焼入れ性の観点から有用な元素であり、焼入れ性を向上させるという観点から、含有させてもよい。かかる焼き入れ性の向上効果は、各元素の含有量が0.01%以上である場合に発現する。ただし、Vを2.00%を超えて含有させたとしても、かかる焼入れ性の向上効果は飽和し、またコストも上昇するため、Vの含有量は、2.00%以下とすることが好ましい。
Ti(チタン)は、Nを固定するという観点から、含有させてもよい。Tiを用いてNを固定する場合には、質量%にてNの含有量の約3.4倍の量を含有させることが求められるが、Nの含有量は低減しても10ppm程度であるので、Tiの含有量の下限は、例えば0.005%とすればよい。一方、Tiを過剰に含有させた場合、焼入れ性を低下させ、また強度も低下させる。かかる焼入れ性や強度の低下は、Tiの含有量が0.500%を超えた場合に顕著となるため、Tiの含有量は、0.500%以下とすることが好ましい。
Nb(ニオブ)は、Nを固定するという観点から、含有させてもよい。Nbを用いてNを固定する場合には、質量%にてNの含有量の約6.6倍の量を含有させることが求められるが、Nの含有量は低減しても10ppm程度であるので、Nbの含有量の下限は、例えば0.01%とすればよい。一方、Nbを過剰に含有させた場合、焼入れ性を低下させ、また強度も低下させる。かかる焼入れ性や強度の低下は、Nbの含有量が1.00%を超えた場合に顕著となるため、Nbの含有量は、1.00%以下とすることが好ましい。
Ni(ニッケル)は、焼入れ性に加え、耐衝撃特性の改善に繋がる低温靭性の観点で有用な元素であり、含有させてもよい。かかる焼入れ性及び低温靭性の向上効果は、Niの含有量が0.01%以上である場合に発現する。従って、Niの含有量は、0.01%以上とすることが好ましい。ただし、5.00%を超えてNiを含有させても、かかる効果は飽和し、またコストも上昇するため、Niの含有量は、5.00%以下とすることが好ましい。
Cu(銅)、Co(コバルト)は、Niと同様に、焼入れ性に加え、靭性の観点で有用な元素であり、含有させてもよい。かかる焼入れ性及び靭性の向上効果は、Cu、Coの含有量がそれぞれ0.01%以上である場合に発現する。従って、Cu、Coの含有量は、0.01%以上とすることが好ましい。ただし、3.00%を超えてCu、Coを含有させても、かかる効果は飽和し、またコストを上昇させるばかりでなく、鋳片性状の劣化や熱間圧延時の割れや疵を生じさせるため、Cu、Coの含有量は、3.00%以下とすることが好ましい。
Sn(スズ)及びSb(アンチモン)は、いずれもめっきの濡れ性や密着性を向上させるのに有効な元素であり、含有させてもよい。かかるめっきの濡れ性や密着性の向上効果は、各元素の含有量が0.005%以上である場合に発現する。従って、Sn、Sbの含有量は、それぞれ0.005%以上であることが好ましい。ただし、Snを0.300%を超えて含有させた場合や、Sbを0.100%を超えて含有させた場合には、製造時の疵が発生しやすくなったり、また靭性の低下を引き起こしたりする。そのため、Snの含有量は0.300%以下であり、Sbの含有量は0.100%以下であることが好ましい。
Ca(カルシウム)、Mg(マグネシウム)、Zr(ジルコニウム)、REM(Rare Earth Metal:希土類元素)は、それぞれ0.0001%以上の含有量となることで、介在物の微細化に効果がある。そのため、Ca、Mg、Zr、REMの含有量は、それぞれ0.0001%以上であることが好ましい。一方、各元素の含有量が0.01%を超える場合には、上記の効果が飽和する。そのため、Ca、Mg、Zr、REMの含有量は、それぞれ0.01%以下であることが好ましい。
次に、本発明において最も重要な、Fe−Al系めっき層について、詳細に説明する。
Al:40質量%以上60質量%以下
Fe:40質量%以上60質量%未満
Si:5質量%以下(0質量%を含まない。)
Mn:0.5質量%未満(0質量%を含まない。)
Cr:0.4質量%未満(0質量%を含まない。)
B層
Al:20質量%以上40質量%未満
Fe:50質量%以上80質量%未満
Si:5質量%超15質量%以下
Mn:0.5質量%以上10質量%以下
Cr:0.4質量%以上4質量%以下
D層
Al:20質量%未満(0質量%を含まない)
Fe:60質量%以上100質量%未満
Si:5質量%以下(0質量%を含まない。)
Mn:0.5質量%以上2質量%以下
Cr:0.4質量%以上4質量%以下
また、上記D層には、面積(断面積)が3μm2以上30μm2以下であるカーケンダルボイド(Kirkendall void)が、個数密度として10個/6000μm2以上40個/6000μm2以下含まれる。これにより、成形部耐食性がより確実に向上する。D層中にカーケンダルボイドが存在することで、ホットスタンプの成形時にめっきに掛かる応力集中が緩和されてめっきの剥離が抑制される結果、成形部耐食性が向上する。かかる効果は、カーケンダルボイドの個数密度が10個/6000μm2未満である場合には、得ることができない。一方、カーケンダルボイドの個数密度が40個/6000μm2を超える場合には、むしろホットスタンプの成形時のめっき剥離の起点となってしまう。
また、上記のA層の表面に、更に、選択的にMg及び/又はCaの酸化物からなる酸化物層を、厚み0.1μm以上3μmで有することが、成形部耐食性と塗装後耐食性の向上の点でより好ましい。A層の表面に、Mg及び/又はCaの酸化物からなる酸化物層が形成されることで、ホットスタンプ成形時の潤滑性が向上し、めっきの損傷が抑制されることに加え、化成皮膜の形成が促進されるために、成形部耐食性と塗装後耐食性が向上する。酸化物層の厚みが0.1μm未満である場合には、上記のような効果は得られず、酸化物層の厚みが3μmを超える場合には、酸化物層の密着性が低下して、後に形成される電着塗膜の剥離を招く。
本実施形態に係るFe−Al系めっきホットスタンプ部材に関し、母材及びFe−Al系めっき層については、以上述べた通りであるが、ホットスタンプ部材は、自動車部品として使用される際には、後に、溶接、化成処理、電着塗装等の各種の処理を経て、最終製品となる。
次に、本実施形態に係るFe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法について、述べる。
本実施形態において、Alめっき鋼板を得るまでの工程に関し、熱間圧延については、特に限定されるものではない。例えば、1300℃以下の加熱温度(例えば、1000〜1300℃の範囲内)で熱間圧延を開始し、900℃前後(例えば、850〜950℃の範囲内)で熱間圧延を完了させ、圧延率は、60〜90%の範囲内とすればよい。
上述したようにして得られた、アルミめっきが付着した鋼板(Alめっき鋼板)は、ブランキングした後にホットスタンプ設備で連続的に加熱、成形、急冷される。これにより、加熱時に、Feがアルミめっきの表面まで拡散し、Fe−Al系めっき高強度ホットスタンプ部材が製造される。ここで、加熱方式については、特に限定されるものではなく、輻射熱を用いた炉加熱や、近赤外線方式や、遠赤外線方式や、誘導加熱もしくは通電加熱の加熱方式等を使用することが可能である。
ホットスタンプ部材は、溶接、化成処理、電着塗装等の後処理を経て、最終部品となる。化成処理としては、通常、リン酸亜鉛系皮膜、又は、ジルコニウム系皮膜が付与される。また、電着塗装としては、通常、カチオン電着塗装が用いられることが多く、その膜厚は、5〜50μm程度である。電着塗装の後に、外観品位や耐食性向上のために、中塗り、上塗り等の塗装が更に施されることもある。
以下の表1に示すような鋼成分の冷延鋼板(板厚1.4mm)を供試材料とし、熱間圧延工程及び冷間圧延工程を経て、連続的に再結晶焼鈍、溶融アルミめっき処理を行った。なお、表1において、相対的に含有量の多いAl、Fe及びSiの質量割合は、四捨五入により整数表示としている。熱間圧延時における巻取り温度は、700℃以上800℃以下とし、溶融Alめっきは、無酸化炉−還元炉タイプのラインを使用し、めっき後ガスワイピング法でめっき付着量を片面約30g/m2以上120g/m2以下となるように調節し、その後冷却した。この際のアルミめっき浴組成としては、Al−2%Feであり、Siは、3%以上15%であった。得られたAlめっき鋼板を、240mm×300mmにブランキングし、以下の表2−1、表2−2に示したような条件のもとで曲げR=5mmのハット型に成形して、50℃/秒以上の冷却速度で急冷し、下死点での保持時間は10秒とすることで、高強度ホットスタンプ部材を得た。
B:dY/dX≠0(単調昇温)、加熱時間:500秒、最高到達板温:950℃、600℃以上800℃以下にある加熱時間X:60秒
C:dY/dX≠0(単調昇温)、加熱時間:300秒、最高到達板温:850℃、600℃以上800℃以下にある加熱時間X:150秒
D:dY/dX≠0(単調昇温)、加熱時間:100秒、最高到達板温:700℃、600℃以上800℃以下にある加熱時間X:30秒
E:dY/dX=0となる状態あり、加熱時間:700秒、最高到達板温:1100℃、600℃以上800℃以下にある加熱時間X:400秒
F:dY/dX=0となる状態あり、加熱時間:300秒、最高到達板温:650℃、600℃以上800℃以下にある加熱時間X:100秒
上記手順により製造したホットスタンプ部材である曲げR=5mmのハット成形品のそれぞれに対して、日本パーカライジング(株)製化成処理液PB−SX35Tを用いて化成処理を施し、その後、日本ペイント(株)製カチオン電着塗料パワーニクス110を約10μm厚みで塗装した。その後、自動車技術会で定めた複合腐食試験(JASO M610−92)を60サイクル(20日)実施し、成形品のR部の赤錆の発生有無を確認した。成形品に赤錆が存在した場合を評点「VB(Very Bad)」とし、同様にして120サイクル(40日)の段階で赤錆が存在した場合を評点「B(Bad)」とし、赤錆が存在しなかった場合を評点「G(Good)」とした。「G」を合格レベルとし、「B」及び「VB」を不合格レベルとした。
同様に、製造したハット成形品のそれぞれに対して、日本パーカライジング(株)製化成処理液PB−SX35Tで化成処理を施し、その後、日本ペイント(株)製カチオン電着塗料パワーニクス110を約10μm厚みで塗装した。その後、成形品の縦壁部をカッターで塗膜にクロスカットを入れ、自動車技術会で定めた複合腐食試験(JASO M610−92)を180サイクル(60日)実施し、クロスカット部の塗膜の膨れ幅を測定した。このとき、比較材として、合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA:付着量片面45g/m2)を用い、上記と同様の化成処理、電着塗膜、クロスカットを付与したものを試験した。塗膜の膨れ幅がGAより上回っていた場合を評点「B(Bad)」とし、塗膜の膨れ幅がGAより下回っていた場合を評点「G(Good)」とし、塗膜の膨れ幅がGAの1/2以下に下回っていた場合を評点「VG(Very Good)」とした。「G」及び「VG」を合格レベルとし、「B」を不合格レベルとした。
実施例1と同様の製法にてホットスタンプ部材を得るに際し、めっき浴組成として、更に、Mg又はCaを0.02質量%以上2質量%以下含有させてホットスタンプ部材を得た結果を、以下の表3に示した。ここで、熱処理条件としては、実施例1における条件「A」を採用した。また、Mg又はCaの酸化物からなる酸化物層の厚さを、断面SEMにより調べた結果を、以下の表3にあわせて示した。なお、成形部耐食性及び塗装後耐食性の評価基準は、実施例1と同様である。
実施例1と同様に、表1に示す鋼成分の冷延鋼板(板厚1.4mm)を供試材料とし、熱間圧延工程及び冷間圧延工程を経て、連続的に再結晶焼鈍、溶融アルミめっき処理を行った。熱間圧延時における巻取り温度は、700℃以上800℃以下とし、溶融Alめっきは、無酸化炉−還元炉タイプのラインを使用し、めっき後ガスワイピング法でめっき付着量を片面約30g/m2以上120g/m2以下となるように調節し、その後冷却した。この際のめっき浴組成を、以下の表4に示した。
Claims (6)
- 母材の片面又は両面上に位置するFe−Al系めっき層を有しており、
前記母材は、質量%で、
C :0.1%以上0.5%以下
Si:0.01%以上2.00%以下
Mn:0.3%以上5.0%以下
P :0.001%以上0.100%以下
S :0.0001%以上0.100%以下
Al:0.01%以上0.50%以下
Cr:0.01%以上2.00%以下
B :0.0002%以上0.0100%以下
N :0.001%以上0.010%以下
を含有し、残部が、Fe及び不純物からなり、
前記Fe−Al系めっき層は、厚みが10μm以上60μm以下であり、かつ、表面から前記母材に向かって順に、A層、B層、C層、D層の4層で構成されており、
前記4層のそれぞれは、以下に示す成分を合計が100質量%以下となるように含有し、残部が不純物であるFe−Al系金属間化合物からなり、前記D層は、更に、断面積が3μm2以上30μm2以下であるカーケンダルボイド(Kirkendall void)を、10個/6000μm2以上40個/6000μm2以下含有する、Fe−Al系めっきホットスタンプ部材。
A層及びC層
Al:40質量%以上60質量%以下
Fe:40質量%以上60質量%未満
Si:5質量%以下(0質量%を含まない。)
Mn:0.5質量%未満(0質量%を含まない。)
Cr:0.4質量%未満(0質量%を含まない。)
B層
Al:20質量%以上40質量%未満
Fe:50質量%以上80質量%未満
Si:5質量%超15質量%以下
Mn:0.5質量%以上10質量%以下
Cr:0.4質量%以上4質量%以下
D層
Al:20質量%未満(0質量%を含まない。)
Fe:60質量%以上100質量%未満
Si:5質量%以下(0質量%を含まない。)
Mn:0.5質量%以上2.0質量%以下
Cr:0.4質量%以上4質量%以下 - 前記A層の表面に、Mg及び/又はCaの酸化物からなる、厚みが0.1μm以上3μm以下の酸化物層を更に有する、請求項1に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材。
- 前記母材は、残部のFeの一部に換えて、質量%で、
W :0.01〜3.00%
Mo:0.01〜3.00%
V :0.01〜2.00%
Ti:0.005〜0.500%
Nb:0.01〜1.00%
Ni:0.01〜5.00%
Cu:0.01〜3.00%
Co:0.01〜3.00%
Sn:0.005〜0.300%
Sb:0.005〜0.100%
Ca:0.0001〜0.01%
Mg:0.0001〜0.01%
Zr:0.0001〜0.01%
REM:0.0001〜0.01%
の少なくとも何れかを更に含有する、請求項1又は2に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材。 - 質量%で、
C :0.1%以上0.5%以下
Si:0.01%以上2.00%以下
Mn:0.3%以上5.0%以下
P :0.001%以上0.100%以下
S :0.0001%以上0.100%以下
Al:0.01%以上0.50%以下
Cr:0.01%以上2.00%以下
B :0.0002%以上0.0100%以下
N :0.001%以上0.010%以下
を含有し、残部が、Fe及び不純物からなる母材成分を有する鋼のスラブを、熱間圧延、酸洗、冷間圧延し、その後に焼鈍と溶融アルミめっきを連続的に施した鋼板をブランキングした後に、ブランキング後の前記鋼板を加熱設備に投入してから取り出すまでの加熱時間を150秒以上650秒以下として、当該ブランキング後の鋼板を850℃以上1050℃以下で加熱し、直後に所望の形状に成形して、30℃/秒以上の冷却速度で急冷するものであり、
前記溶融アルミめっきに用いる溶融アルミめっき浴の組成は、
Al:80質量%以上96質量%以下
Si:3質量%以上15質量%以下
Fe:1質量%以上5質量%以下
を合計が100質量%以下となるように含有し、残部は不純物からなり、
前記加熱における鋼板温度Y(℃)、加熱時間X(秒)について、Yが600℃以上800℃以下にある加熱時間Xが100秒以上300秒以下となり、かつ、鋼板温度Yに対し、YのXに関する一次導関数(dY/dX)が0となる場合が、Yが600℃以上800℃以下の範囲内に存在するように制御する、Fe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法。 - 前記溶融アルミめっき浴の組成は、更に、Mg又はCaの少なくとも何れかを、合計で0.02質量%以上3質量%以下含有する、請求項4に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法。
- 前記スラブは、母材成分として、残部のFeの一部に換えて、質量%で、
W :0.01〜3.00%
Mo:0.01〜3.00%
V :0.01〜2.00%
Ti:0.005〜0.500%
Nb:0.01〜1.00%
Ni:0.01〜5.00%
Cu:0.01〜3.00%
Co:0.01〜3.00%
Sn:0.005〜0.300%
Sb:0.005〜0.100%
Ca:0.0001〜0.01%
Mg:0.0001〜0.01%
Zr:0.0001〜0.01%
REM:0.0001〜0.01%
の少なくとも何れかを更に含有する、請求項4又は5に記載のFe−Al系めっきホットスタンプ部材の製造方法。
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