JP6928972B2 - ホットスタンプ加工済コンポーネント、ホットスタンプ加工に使用されるプレ被覆スチールシートおよびホットスタンプ加工プロセス - Google Patents
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Description
第一に、特許文献1の前記ホットスタンプ加工被覆スチールシートは、冷間曲げ性能(VDA−238規格に従う曲げ靭性)がホットスタンプ加工後に低くなるという問題を含んでいるということが実際の製造プロセスで判明した。
本発明を、例示の実施形態を参照して以下に詳細に説明する。以下の実施形態または実験データは、本発明を例示することを意図しており、本発明がこれらの実施形態または例示のデータに限定されないことは当業者にとって明白なはずである。
(a)第一の層。6μmから14μmの厚み、図示の例では、8μmから12μmの厚みを有する相互拡散層。前記相互拡散層の前記厚みは、前記基板への亀裂伝搬を防止するために特定の遷移層が形成されることを保証するために6μm以上であることが必要である。14μm以下の前記厚みは、主に、Cの過剰な拡散によるCリッチを回避することである。前記相互拡散層は、AlおよびSiにおけるα−Feリッチであり、前記Fe含有量は、70重量%以上である。さらに、前記相互拡散層は、ナノ粒子のFe3Al等のFeおよびAlの金属間化合物相を含有することができる。さらに、前記相互拡散層の前記表面は、1μmから2μmの金属間化合物FeAl層によってさらに被覆されてもよい。Fe3AlおよびFeAl等の前記金属間化合物のアカウントは、前記第一の層では20体積%以下である。前記第一の層の前記硬度値HV10gfは220から410である。
Claims (11)
- ホットスタンプ加工済コンポーネントであって、該ホットスタンプ加工済コンポーネントは、ベーススチールの少なくとも一つの表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金の被膜を備え、前記被膜は、6μmから26μmの合計厚みを有し、
前記被膜は、前記ベーススチールに近い側、すなわち、最内側に位置された第一の層のみからなり、かつ前記第一の層は、6μmから14μmの厚みを有する相互拡散層であり、前記相互拡散層の外側は、1μmから2μmの厚みを有するFeAl層で被覆されており、前記相互拡散層の組成は、AlおよびSi含有α−Feであり、Fe含有量は、70重量%以上であることを特徴とするホットスタンプ加工済コンポーネント。 - ホットスタンプ加工済コンポーネントであって、該ホットスタンプ加工済コンポーネントは、ベーススチールの少なくとも一つの表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金の被膜を備え、前記被膜は、6μmから26μmの合計厚みを有し、
前記被膜は、第一の層および第二の層のみからなり、前記第一の層は、前記ベーススチールに近い側、すなわち、最内側に位置され、かつ前記第一の層は、6μmから14μmの厚みを有する相互拡散層であり、前記相互拡散層の外側は、1μmから2μmの厚みを有するFeAl層で被覆されており、前記相互拡散層の組成は、AlおよびSi含有α−Feであり、Fe含有量は70重量%以上であり、
前記第二の層は、前記第一の層の外側に位置し、かつ前記第二の層は、0μmから8μmの厚みを有し、前記第二の層の構造は、Fe、Al、およびSiの金属間化合物であり、Fe含有量は、30重量%から47.9重量%であることを特徴とするホットスタンプ加工済コンポーネント。 - ホットスタンプ加工済コンポーネントであって、該ホットスタンプ加工済コンポーネントは、ベーススチールの少なくとも一つの表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金の被膜を備え、前記被膜は、6μmから26μmの合計厚みを有し、
前記被膜は、第一の層、第二の層および第三の層のみからなり、前記第一の層は、前記ベーススチールに近い側、すなわち、最内側に位置し、かつ前記第一の層は、6μmから14μmの厚みを有する相互拡散層であり、前記相互拡散層の外側は、1μmから2μmの厚みを有するFeAl層で被覆されており、前記相互拡散層の組成は、AlおよびSi含有α−Feであり、Fe含有量は70重量%以上であり、
前記第二の層は、前記第一の層の外側に位置し、かつ前記第二の層は、0μmから8μmの厚みを有し、前記第二の層の構造は、Fe、Al、およびSiの金属間化合物であり、Fe含有量は、30重量%から47.9重量%であり、
前記第三の層は、前記第二の層の外側に位置し、かつ前記第三の層の厚みは、0μmから10μmであり、前記第三の層の構造は、Fe、AlおよびSiの金属間化合物であり、Fe含有量は、48重量%から69重量%であることを特徴とするホットスタンプ加工済コンポーネント。 - ホットスタンプ加工済コンポーネントであって、該ホットスタンプ加工済コンポーネントは、ベーススチールの少なくとも一つの表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金の被膜を備え、前記被膜は、6μmから26μmの合計厚みを有し、
前記被膜は、第一の層、第二の層、第三の層および不連続分布表面層のみからなり、
前記第一の層は、前記ベーススチールに近い側、すなわち、最内層に位置し、かつ前記第一の層は、6μmから14μmの厚みを有する相互拡散層であり、前記相互拡散層の外側は、1μmから2μmの厚みを有するFeAl層で被覆されており、前記相互拡散層の組成は、AlおよびSi含有α−Feであり、Fe含有量は70重量%以上であり、
前記第二の層は、前記第一の層の外側に位置し、前記第二の層は、0μmから8μmの厚みを有し、前記第二の層の構造は、Fe、Al、およびSiの金属間化合物であり、Fe含有量は、30重量%から47.9重量%であり、
前記第三の層は、前記第二の層の外側に位置し、かつ前記第三の層の厚みは、0μmから10μmであり、かつ前記第三の層の構造は、Fe、AlおよびSiの金属間化合物であり、Fe含有量は、48重量%から69重量%であり、
前記表面層は、前記第三の層の外側に位置し、前記表面層は、0μmから4μmの厚みを有し、かつ前記表面層は、前記第二の層の構造および前記第三の層の構造を備え、かつ前記表面層は、前記第三の層の構造の少なくとも30体積%を含有することを特徴とするホットスタンプ加工済コンポーネント。 - 前記ベーススチールは、重量パーセントで、以下の成分、すなわち、0.28%から0.4%のC、0.6%から3.5%のMn、0%から0.004%のB、0%から0.4%のNb+Ti+V、0.05%から1%のSi、0.01から1%のAl、および合計含有量が5%未満のCr、Mo、Ni、Cuを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のホットスタンプ加工済コンポーネント。
- 前記ベーススチールは、重量パーセントで、以下の成分、すなわち、0.19%から0.29%のC、0.6%から3.5%のMn、0%から0.004%のB、0%から0.4%のNb+Ti+V、0から2%のSi、0から2%のAl、および合計含有量が5%未満のCr、Mo、Ni、Cuを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のホットスタンプ加工済コンポーネント。
- 前記ベーススチールは、0.1重量%から0.4重量%のVを含有することを特徴とする請求項5又は6に記載のホットスタンプ加工済コンポーネント。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記ホットスタンプ加工済コンポーネントを備える自動車両。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のホットスタンプ加工済コンポーネントの形成における、ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートの使用であって、
前記ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートは、前記ベーススチールの少なくとも一つの表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金のプレ被膜を備え、前記ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートの前記合計厚みは、0.5mmから3.0mmであり、かつ前記プレ被膜の厚みは、3μmから19μmである、使用。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載のホットスタンプ加工済コンポーネントを製造するためのホットスタンプ加工プロセスであって、以下のステップ、すなわち、
ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートまたは前記ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートの予備形成コンポーネントを840℃以上に多段加熱するスチールシートオーステナイト化ステップ、ここで、前記ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートは、前記ベーススチールの少なくとも一つの表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金のプレ被膜を備え、前記ホットスタンプ加工用のプレ被覆スチールシートの合計厚みは、0.5mmから3.0mmであり、かつ前記プレ被膜の厚みは、3μmから19μmであり、
前記加熱されたプレ被覆スチールシートをホットスタンプ加工ダイに移動し、前記ダイに移動されるときに前記プレ被覆スチールシートの温度が550℃を超えることが保証されるスチールシート移動ステップ、
ホットスタンプ加工済コンポーネントを得るために前記移動されたプレ被覆スチールシートを前記ダイでスタンプ加工するホットスタンプ加工ステップを備え、
前記スチールシートオーステナイト化ステップにおいて、前記多段加熱は、以下のように実行される、すなわち、
0.5mmから1.5mmの厚みを有するプレ被覆スチールシートに対しては、加熱温度は、被膜合金化のための予加熱段階において700℃から875℃に設定され、オーステナイト化加熱の第一の段階における加熱温度は、920℃から940℃に設定され、第二の段階における加熱温度は、940℃から960℃に設定され、第三の段階における加熱温度は、920℃から940℃に設定され、第四の段階は、熱保持段階であり、かつ温度は、900℃から920℃に設定され、0.5mmから1.0mmの厚みを有する前記プレ被覆スチールシートに対しては、オーステナイト化加熱の前記第一の段階から前記第四の段階に関する合計加熱時間は、90秒から140秒に設定され、1.0mmより大きくかつ1.5mm以下の厚みを有する前記プレ被覆スチールシートに対しては、オーステナイト化加熱の前記第一の段階から前記第四の段階に関する合計加熱時間は、120秒から180秒に設定され、
1.5mmより大きくかつ3.0mm以下の厚みを有する前記プレ被覆スチールシートに対しては、被膜合金化のための前記予加熱段階における加熱温度は、700℃から895℃に設定され、前記オーステナイト化加熱プロセスにおいて、前記第一の段階における加熱温度は、940℃から960℃に設定され、前記第二の段階における加熱温度は、950℃から970℃に設定され、前記第三の段階における加熱温度は、940℃から960℃に設定され、前記第四の段階は、熱保持段階であり、かつ温度は920℃から940℃に設定され、1.5mmよりも大きくかつ2.0mm以下の厚みを有する前記プレ被覆スチールシートに対しては、オーステナイト化加熱の前記第一の段階から前記第四の段階に関する合計加熱時間は、180秒から220秒に設定され、2.0mmよりも大きくかつ2.5mm以下の厚みを有する前記プレ被覆スチールシートに対しては、オーステナイト化加熱の前記第一の段階から前記第四の段階に関する合計加熱時間は、180秒から260秒に設定され、2.5mmよりも大きくかつ3.0mm以下の厚みを有する前記プレ被覆スチールシートに対しては、オーステナイト化加熱の前記第一の段階から前記第四の段階に関する合計加熱時間は、200秒から300秒に設定されることを特徴とするホットスタンプ加工プロセス。 - 前記スチールシート移動ステップ後の塗料焼き付けステップをさらに備え、前記塗料焼き付けステップにおいて、前記ホットスタンプ加工済コンポーネントは、130℃から200℃に加熱されかつ5分間から60分間保持され、次に、任意の方法で冷却されることを特徴とする請求項10に記載のホットスタンプ加工プロセス。
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