WO2014207982A1 - 熱間プレス用鋼板 - Google Patents

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WO2014207982A1
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hot
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less
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中島　清次
美奈子 森本
安藤　聡
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • Y10T428/12944—Ni-base component

Definitions

  • the present invention relates to a steel plate for hot pressing suitable for manufacturing an automobile undercarriage member, a vehicle body structural member, and the like by hot pressing.
  • Patent Document 1 discloses a processing technique called a hot press that enables both easy processing and high strength by simultaneously processing a heated steel sheet using a die and a punch and simultaneously cooling it. Proposed.
  • a hot press the steel plate is heated to a high temperature of around 950 ° C. before hot pressing, so scale (iron oxide) is generated on the surface of the steel plate and the scale peels off during hot pressing.
  • the mold is damaged or the surface of the member after hot pressing is damaged.
  • the scale remaining on the surface of the member also causes poor appearance and poor paint adhesion.
  • the scale on the surface of the member is usually removed by processing such as pickling or shot blasting. However, this complicates the manufacturing process and reduces productivity.
  • excellent corrosion resistance is also required for automobile suspension members and body structure members.
  • the hot press member manufactured by the process as described above is not provided with a rust preventive film such as a plating layer, the corrosion resistance is very insufficient.
  • Patent Document 2 discloses a hot pressed member excellent in corrosion resistance in which a steel sheet coated with Zn or a Zn base alloy is hot pressed and a Zn—Fe base compound or a Zn—Fe—Al base compound is provided on the surface. A manufacturing method is disclosed.
  • Patent Document 3 a Zn—Ni plating layer having an adhesion amount of 10 to 90 g / m 2 is applied on an upper layer of a lower plating layer having an adhesion amount of 0.01 to 5 g / m 2 mainly composed of Ni.
  • a steel sheet for hot pressing is disclosed.
  • the hot-pressed member manufactured by the method described in Patent Document 2 uses a galvanized steel sheet or a zinc-aluminum-plated steel sheet having a low melting point, zinc in the plating layer penetrates into the steel sheet during hot press forming. So-called liquid metal brittle cracks that cause cracks may occur.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and does not cause liquid metal brittle cracking even under hot press conditions with a short conveying time for the purpose of improving productivity, and is excellent in resistance to liquid metal brittleness. Another object is to provide a hot-press steel sheet.
  • the plating layer contains 60% by mass or more of Ni, the balance being a high melting point plating layer made of Zn and inevitable impurities, and a plating layer having an adhesion amount of more than 5 g / m 2 and 50 g / m 2 or less.
  • a Zn—Ni plating layer containing 10 to 25% by mass of Ni in the upper layer, the balance being Zn and inevitable impurities, and having an adhesion amount of 10 to 90 g / m 2 or less. It has been found that it is possible to provide a hot-press steel sheet with excellent liquid metal brittleness resistance that does not cause liquid metal brittle cracking even under hot press conditions with a short conveying time for the purpose of improving productivity. The present invention has been reached.
  • the present invention has been made on the basis of such knowledge.
  • the steel sheet surface contains 60% by mass or more of Ni, the balance is made of Zn and unavoidable impurities, and the adhesion amount per side exceeds 5 g / m 2.
  • the first plating layer of 50 g / m 2 or less and the upper layer of the first plating layer contain 10 to 25% by mass of Ni, the balance is made of Zn and inevitable impurities, and the adhesion amount per side is 10 to 10%.
  • It is a steel sheet for hot press characterized by having a second plating layer of 90 g / m 2 or less.
  • liquid metal brittle cracking does not occur even under hot press conditions with a short conveying time for the purpose of improving productivity, and excellent in liquid metal brittleness resistance. It is possible to manufacture a hot press member.
  • the hot press member manufactured using the hot-press steel plate of the present invention is excellent in liquid metal brittleness resistance, and is suitable for an automobile suspension member and a vehicle body structure member.
  • FIG. 1 is a view showing a steel plate after hat-shaped forming according to the first embodiment.
  • Plating layer in order to ensure excellent liquid metal brittleness resistance even under hot pressing conditions with a short conveying time for the purpose of improving productivity, 60 mass% or more of Ni is provided on the steel plate surface. 10 to 25% by mass in the first plating layer with the balance consisting of Zn and inevitable impurities, the adhesion amount per one side exceeding 5 g / m 2 and 50 g / m 2 or less, and the upper layer of the first plating layer And a second plating layer having a balance of 10 to 90 g / m 2 or less, the balance being made of Zn and inevitable impurities, and the remaining amount being 10 to 90 g / m 2 .
  • the hot press forming start temperature becomes high, and thus press forming may be started in a state where the solidification of the plating layer is not completed. As a result, liquid metal brittle cracks may occur.
  • the reason why the Ni content of the first plating layer is set to 60% by mass or more is that the melting point of the first plating layer is set to an extremely high temperature of 1000 ° C. or higher that does not melt even during heating before hot pressing. is there.
  • the adhesion amount per one side of the first plating layer is more than 5 g / m 2 and 50 g / m 2 or less.
  • the adhesion amount is 5 g / m 2 or less, the shielding effect by the first plating layer is not recognized.
  • the adhesion amount exceeds 50 g / m 2 , the effect is not only saturated but also the cost is increased. Accordingly, the adhesion amount of the first plating layer is set to 5 g / m 2 greater than 50 g / m 2 or less.
  • the second plating layer contains 10 to 25% by mass of Ni in the upper layer of the first plating layer, the balance is made of Zn and inevitable impurities, and the adhesion amount per side is 10 to 90 g / m 2 .
  • the reason why the Ni content of the second plating layer is 10 to 25% by mass is that the phase structure of the second plating layer is a ⁇ phase having excellent corrosion resistance and a melting point of 881 ° C.
  • the Ni content of the plating layer is 10 to 25% by mass.
  • a high ⁇ phase having a melting point of 881 ° C. having a crystal structure of Ni 2 Zn 11 , NiZn 3 , or Ni 5 Zn 21 is formed.
  • the formation reaction of ZnO during heating can be minimized.
  • the corrosion resistance of Zn exhibits excellent corrosion resistance.
  • the ⁇ phase has a crystal structure of any of Ni 2 Zn 11 , NiZn 3 , and Ni 5 Zn 21 and can be confirmed by an X-ray diffraction method or an electron beam diffraction method using TEM (Transmission Electron Microscopy). It is.
  • the adhesion amount per one side of the second plating layer is 10 to 90 g / m 2 .
  • the adhesion amount is less than 10 g / m 2 , the corrosion resistance of the hot pressed member is insufficient. If the adhesion amount exceeds 90 g / m 2 , the cost increases. For this reason, the adhesion amount of the plating layer is in the range of 10 to 90 g / m 2 .
  • the adhesion amount of the plating layer can be obtained by a wet analysis method. Specifically, for example, the entire plating layer with a known adhesion area is dissolved in an aqueous solution obtained by adding 1 g / l of hexamethylenetetramine as an inhibitor to a 6% by mass hydrochloric acid aqueous solution. Find it.
  • the method for forming such a plating layer is not particularly limited, and a known electroplating method is suitable. Moreover, the adhesion amount of the plating layer can be controlled by adjusting the energization time, as is usually done.
  • C 0.15-0.50% C is an element that improves the strength of steel.
  • TS tensile strength
  • the amount needs to be 0.15% or more.
  • the amount of C exceeds 0.50%, the blanking workability of the raw steel plate is significantly lowered. Therefore, the C content is 0.15 to 0.50%.
  • Si 0.05-2.00% Si, like C, is an element that improves the strength of steel.
  • the amount needs to be 0.05% or more.
  • the Si content exceeds 2.00%, the plating processability may be adversely affected when a plating process for forming a plating film mainly composed of Zn or Al on the steel sheet surface is performed. Therefore, the Si content is 0.05 to 2.00%.
  • Mn 0.5 to 3.0%
  • Mn is an element effective for suppressing the ferrite transformation and improving the hardenability, and also reduces the Ac 3 transformation point, so that it is an effective element for lowering the heating temperature before hot pressing. is there. In order to exhibit such an effect, the amount needs to be 0.5% or more.
  • the amount of Mn exceeds 3.0%, it segregates and the uniformity of the characteristics of the raw steel plate and hot pressed member is lowered. Therefore, the Mn content is 0.5 to 3.0%.
  • P 0.10% or less
  • the amount of P exceeds 0.10%, segregation occurs and the uniformity of the characteristics of the steel plate and the hot pressed member is reduced, and the toughness is also significantly reduced. Therefore, the P content is 0.10% or less.
  • Al 0.10% or less
  • the Al content is 0.10% or less.
  • N 0.010% or less
  • the N content is 0.010% or less.
  • the balance is Fe and inevitable impurities.
  • Cr 0.01 to 1.0% Cr is an element effective for strengthening steel and improving hardenability. In order to exhibit such an effect, the Cr content is preferably 0.01% or more. On the other hand, if the Cr content exceeds 1.0%, the cost is significantly increased, so the upper limit is preferably set to 1.0%.
  • Ti 0.20% or less
  • Ti is an element effective for strengthening steel and improving toughness by refining. Further, it is also an element effective for forming a nitride in preference to B described below and exhibiting the effect of improving hardenability by solid solution B.
  • the upper limit may be 0.20%. preferable.
  • B 0.0005 to 0.0800%
  • B is an element effective for improving the hardenability during hot pressing and toughness after hot pressing.
  • the B content is preferably 0.0005% or more.
  • the upper limit is preferably 0.0800%.
  • Sb 0.003 to 0.030%
  • Sb has an effect of suppressing a decarburized layer generated in the steel sheet surface layer portion between the time when the steel plate is heated before hot pressing and the time when the steel plate is cooled by a series of processes of hot pressing. In order to exhibit such an effect, the amount needs to be 0.003% or more. On the other hand, if the amount of Sb exceeds 0.030%, the rolling load increases and the productivity is lowered. Therefore, the Sb content is preferably 0.003 to 0.030%.
  • Hot press member can be manufactured by giving the hot-pressing steel plate of this invention mentioned above to the hot press by a conventional method.
  • hot pressing may be performed after heating the steel sheet for hot pressing to a temperature in the range of 850 to 950 ° C., which is a temperature equal to or higher than the Ac 3 transformation point.
  • the heating method before hot pressing include heating by an electric furnace or a gas furnace, flame heating, energization heating, high frequency heating, induction heating, far infrared heating, and the like.
  • a hot press member is manufactured by setting the hot press steel plate heated as described above in a die having a die and a punch, performing press forming, and cooling under a desired cooling condition.
  • the first plating layer was plated at a current density of 5 A / dm 2 in a plating bath containing 240 g / L nickel sulfate hexahydrate, 30 g / L boric acid, pH 3.6 and bath temperature 50 ° C. went.
  • the plating adhesion amount was adjusted by changing the energization time.
  • the second plating layer had a current density of 5 in a plating bath containing 200 g / L nickel sulfate hexahydrate, 10 to 100 g / L zinc sulfate heptahydrate, pH 1.5, bath temperature 50 ° C.
  • Plating was performed at ⁇ 100 A / dm 2 .
  • the Ni content was adjusted by changing the addition amount of zinc sulfate heptahydrate and the current density, and the plating adhesion amount was adjusted by changing the energization time.
  • the cooling rate of the steel sheet in the conveying process after heating is approximately 20 ° C./second, for example, the steel sheet heated to 900 ° C. is conveyed to the press machine in a conveying time of approximately 10 seconds.
  • the molding start temperature is about 700 ° C.
  • the conveying time was 4 to 6 seconds, which was faster than usual, the molding start temperature was 820 ° C. or higher.
  • the produced hat-type parts were evaluated for liquid metal brittleness resistance by the following method.
  • Liquid metal brittleness A sample for cross-sectional observation is taken from the shoulder R part (outer surface side) of the hat-shaped part, observed with a scanning electron microscope (SEM), and the maximum depth of cracks entering the base material is determined. evaluated.
  • SEM scanning electron microscope
  • ⁇ Maximum crack depth ⁇ 0.01 mm (occurring)
  • Steel plate No. Table 1 shows the details of the plated layers 1 to 16, the hot press conditions, and the liquid metal brittleness evaluation results.
  • Nos. 1 to 10 are excellent in resistance to liquid metal brittleness even under hot press conditions where the forming start temperature is high, that is, under hot press conditions where the conveying time is short.
  • the steel plate for hot pressing of the present invention No. 1 to 10 and steel plate No. All hat-type parts manufactured using 11 to 16 had a strength of 980 MPa or more.

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Abstract

　生産性の向上を目的とする搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、液体金属脆性割れを生じない、耐液体金属脆性に優れた熱間プレス用鋼板を提供することを目的とする。　鋼板表面に、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下の第一めっき層と、前記第一めっき層の上層に、１０～２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０～９０ｇ／ｍ２以下の第二めっき層とを有する熱間プレス用鋼板。

Description

熱間プレス用鋼板
　本発明は、自動車の足廻り部材や車体構造部材などを熱間プレスで製造するのに適した熱間プレス用鋼板に関するものである。
　従来から、自動車の足廻り部材や車体構造部材などの多くは、所定の強度を有する鋼板をプレス加工して製造されている。近年、地球環境の保全という観点から、自動車車体の軽量化が熱望され、使用する鋼板を高強度化して、その板厚を低減する努力が続けられている。しかし、鋼板の高強度化に伴ってそのプレス加工性が低下するため、鋼板を所望の部材形状に加工することが困難になる場合が多くなっている。
　特許文献１には、ダイとパンチからなる金型を用いて加熱された鋼板を加工すると同時に急冷することにより加工の容易化と高強度化の両立を可能にした熱間プレスと呼ばれる加工技術が提案されている。しかし、この熱間プレスでは、熱間プレス前に鋼板を９５０℃前後の高い温度に加熱するため、鋼板表面にはスケール（鉄酸化物）が生成し、そのスケールが熱間プレス時に剥離して、金型を損傷させる、または熱間プレス後の部材表面を損傷させるという問題がある。
また、部材表面に残ったスケールは、外観不良や塗装密着性の低下の原因にもなる。このため、通常は酸洗やショットブラストなどの処理を行って部材表面のスケールは除去される。しかし、これは製造工程を複雑にし、生産性の低下を招く。
さらに、自動車の足廻り部材や車体構造部材などには優れた耐食性も必要とされる。しかし、上述のような工程により製造された熱間プレス部材ではめっき層などの防錆皮膜が設けられていないため、耐食性が甚だ不十分である。
　このようなことから、熱間プレス前の加熱時にスケールの生成を抑制するとともに、熱間プレス後の部材の耐食性を向上させることが可能な熱間プレス技術が要望されており、表面にめっき層などの皮膜を設けた熱間プレス用鋼板やそれを用いた熱間プレス方法が提案されている。例えば、特許文献２には、ＺｎまたはＺｎベース合金で被覆された鋼板を熱間プレスし、Ｚｎ－Ｆｅベース化合物またはＺｎ－Ｆｅ－Ａｌベース化合物を表面に設けた耐食性に優れる熱間プレス部材の製造方法が開示されている。
　また、特許文献３には、Ｎｉを主体とする付着量が０．０１～５ｇ／ｍ２の下層めっき層の上層に、付着量が１０～９０ｇ／ｍ２のＺｎ－Ｎｉめっき層を施した熱間プレス用鋼板が開示されている。
英国特許第１４９０５３５号公報 特許第３６６３１４５号公報 特許第４８８３２４０号公報
　しかしながら、特許文献２に記載の方法で製造された熱間プレス部材では、融点の低い亜鉛めっき鋼板や亜鉛アルミニウムめっき鋼板を用いるため、熱間プレス成形時にめっき層中の亜鉛が鋼板に侵入して割れを引き起こす、いわゆる液体金属脆性割れが生じる場合がある。
　また、近年では、熱間プレスのタクトタイムを短縮することによる生産性の向上が強く求められている。このため、熱間プレスの種々の工程の中で、加熱した鋼板をプレス機まですばやく搬送して、すみやかに熱間プレスを行うこと、すなわち搬送時間の短縮が検討されている。しかしながら、特許文献３に記載の熱間プレス用鋼板を使用する場合、短い搬送時間で熱間プレスを行うと液体金属脆性割れが生じる場合があり、これを回避するためにプレス開始を意図的に遅らせるなど、生産性の制約が生じる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、生産性の向上を目的とする搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、液体金属脆性割れを生じない、耐液体金属脆性に優れた熱間プレス用鋼板を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するための熱間プレス用鋼板について鋭意検討を行った。その結果、めっき層としては、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる高融点のめっき層、付着量が５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下とするめっき層と、さらにその上層に、１０～２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、付着量が１０～９０ｇ／ｍ２以下とするＺｎ－Ｎｉめっき層とを有することにより、生産性の向上を目的とする搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、液体金属脆性割れを生じない、耐液体金属脆性に優れた熱間プレス用鋼板の提供が可能であることを見出し、本発明に至った。
　本発明は、このような知見に基づきなされたもので、鋼板表面に、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下の第一めっき層と、前記第一めっき層の上層に、１０～２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０～９０ｇ／ｍ２以下の第二めっき層とを有することを特徴とする熱間プレス用鋼板である。
　本発明の熱間プレス用鋼板を用いることにより、生産性の向上を目的とする搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、液体金属脆性割れが生じることのない、耐液体金属脆性に優れた熱間プレス部材を製造することが可能である。本発明の熱間プレス用鋼板を用いて製造された熱間プレス部材は、耐液体金属脆性に優れており、自動車の足廻り部材や車体構造部材に好適である。
図１は、実施例１のハット型成形後の鋼板を示す図である。
　１）めっき層
　本発明では、生産性の向上を目的とする搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、優れた耐液体金属脆性を確保するために、鋼板表面に、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下の第一めっき層と、第一めっき層の上層に、１０～２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０～９０ｇ／ｍ２以下の第二めっき層とを有することを、特徴とする。
　搬送時間が短い場合、熱間プレス成形の開始温度が高温となるため、めっき層の凝固が完了していない状態でプレス成形が開始される場合がある。その結果、液体金属脆性割れを生じる場合がある。本発明では、鋼板表面に、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下の第一めっき層を設けることにより、後述する第二めっき層に含有される亜鉛の鋼板への侵入を完全に遮蔽することができる。したがって、搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、耐液体金属脆性を確実に確保することが可能となる。
　第一めっき層のＮｉ含有率を６０質量％以上とする理由は、第一めっき層の融点を、熱間プレス前の加熱においても溶融することのない、１０００℃以上の極めて高温とするためである。
　第一めっき層の片面あたりの付着量は５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下とする。付着量が５ｇ／ｍ２以下では、第一めっき層による遮蔽効果が認められない。また、付着量が５０ｇ／ｍ２を超えると効果が飽和するだけでなく、コストアップを招く。このため、第一めっき層の付着量は５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下の範囲とする。
　本発明では、第一めっき層の上層に、１０～２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０～９０ｇ／ｍ２の第二めっき層を有する。
　第二めっき層のＮｉ含有率を１０～２５質量％とする理由は、第二めっき層の相構造を、耐食性に優れ、融点が８８１℃であるγ相とするためである。めっき層のＮｉ含有率を１０～２５質量％とすることにより、Ｎｉ２Ｚｎ１１、ＮｉＺｎ３、Ｎｉ５Ｚｎ２１のいずれかの結晶構造を有する融点が８８１℃と高いγ相が形成されるので、加熱時におけるＺｎＯの生成反応を最小限に抑制することができる。また、熱間プレス完了後にも、めっき層はγ相として残存するため、Ｚｎの犠牲防食効果により優れた耐食性を発揮する。なお、Ｎｉ含有率が１０～２５質量％におけるγ相の形成は、Ｎｉ－Ｚｎ合金の平衡状態図とは必ずしも一致しない。これは電気めっき法などで行われるめっき層の形成反応が非平衡で進行するためと考えられる。γ相は、Ｎｉ２Ｚｎ１１、ＮｉＺｎ３、Ｎｉ５Ｚｎ２１のいずれかの結晶構造を有し、Ｘ線回折法やＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いた電子線回折法により確認することが可能である。
　本発明において、第二めっき層の片面あたりの付着量は１０～９０ｇ／ｍ２とする。付着量が１０ｇ／ｍ２未満では熱間プレス部材の耐食性が不十分である。付着量が９０ｇ／ｍ２を超えるとコストアップを招く。このため、めっき層の付着量は１０～９０ｇ／ｍ２の範囲とする。
　ここで、上記のめっき層の付着量は、湿式分析法により求めることができる。具体的には、例えば、６質量％塩酸水溶液にインヒビターとしてヘキサメチレンテトラミンを１ｇ／ｌ添加した水溶液に付着面積既知のめっき層全体を溶解し、このときの重量減少量からめっき層の付着量を求めればよい。
　また、こうしためっき層の形成方法は特に限定されるものではなく、公知の電気めっき法が好適である。また、めっき層の付着量は、通常行われているように、通電時間を調整することにより制御することができる。
　２）下地鋼板
　９８０ＭＰａ以上の強度を有する熱間プレス部材を得るには、めっき層の下地鋼板として、例えば、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．０５～２．００％、Ｍｎ：０．５～３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する熱延鋼板や冷延鋼板を用いることができる。各成分元素の限定理由を、以下に説明する。ここで、成分の含有量を表す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
　Ｃ：０．１５～０．５０％
　Ｃは、鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス部材の引張強度（ＴＳ）を９８０ＭＰａ以上にするには、その量を０．１５％以上とする必要がある。一方、Ｃ量が０．５０％を超えると、素材の鋼板のブランキング加工性が著しく低下する。したがって、Ｃ量は０．１５～０．５０％とする。
　Ｓｉ：０．０５～２．００％
　Ｓｉは、Ｃと同様に、鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス部材のＴＳを９８０ＭＰａ以上にするには、その量を０．０５％以上とする必要がある。一方、Ｓｉ量が２．００％を超えると、熱間圧延時に赤スケールと呼ばれる表面欠陥の発生が著しく増大するとともに、圧延荷重が増大したり、熱延鋼板の延性の劣化を招く。さらに、Ｓｉ量が２．００％を超えると、ＺｎやＡｌを主体としためっき皮膜を鋼板表面に形成するめっき処理を施す際に、めっき処理性に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、Ｓｉ量は０．０５～２．００％とする。
　Ｍｎ：０．５～３．０％
　Ｍｎは、フェライト変態を抑制して焼入れ性を向上させるのに効果的な元素であり、また、Ａｃ３変態点を低下させるので、熱間プレス前の加熱温度を低下するにも有効な元素である。このような効果の発現のためには、その量を０．５％以上とする必要がある。一方、Ｍｎ量が３．０％を超えると、偏析して素材の鋼板および熱間プレス部材の特性の均一性が低下する。したがって、Ｍｎ量は０．５～３．０％とする。
　Ｐ：０．１０％以下
　Ｐ量が０．１０％を超えると、偏析して素材の鋼板および熱間プレス部材の特性の均一性が低下するとともに、靭性も著しく低下する。したがって、Ｐ量は０．１０％以下とする。
　Ｓ：０．０５％以下
　Ｓ量が０．０５％を超えると、熱間プレス部材の靭性が低下する。したがって、Ｓ量は０．０５％以下とする。
　Ａｌ：０．１０％以下
　Ａｌ量が０．１０％を超えると、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ａｌ量は０．１０％以下とする。
　Ｎ：０．０１０％以下
　Ｎ量が０．０１０％を超えると、熱間圧延時や熱間プレス前の加熱時にＡｌＮの窒化物が形成され、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性が低下する。したがって、Ｎ量は０．０１０％以下とする。
　残部はＦｅおよび不可避的不純物である。なお、以下の理由により、Ｃｒ：０．０１～１．０％、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｂ：０．０００５～０．０８００％のうちから選ばれた少なくとも一種や、Ｓｂ：０．００３～０．０３０％が、個別にあるいは同時に含有されることが好ましい。
　Ｃｒ：０．０１～１．０％
　Ｃｒは、鋼を強化するとともに、焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果の発現のためには、Ｃｒ量を０．０１％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｒ量が１．０％を超えると、著しいコスト高を招くため、その上限は１．０％とすることが好ましい。
　Ｔｉ：０．２０％以下
　Ｔｉは、鋼を強化するとともに、細粒化により靭性を向上させるのに有効な元素である。また、次に述べるＢよりも優先して窒化物を形成して、固溶Ｂによる焼入れ性の向上効果を発揮させるのに有効な元素でもある。しかし、Ｔｉ量が０．２０％を超えると、熱間圧延時の圧延荷重が極端に増大し、また、熱間プレス部材の靭性が低下するので、その上限は０．２０％とすることが好ましい。
　Ｂ：０．０００５～０．０８００％
　Ｂは、熱間プレス時の焼入れ性や熱間プレス後の靭性向上に有効な元素である。こうした効果の発現のためには、Ｂ量を０．０００５％以上とすることが好ましい。一方、Ｂ量が０．０８００％を超えると、熱間圧延時の圧延荷重が極端に増大し、また、熱間圧延後にマルテンサイト相やベイナイト相が生じて鋼板の割れなどが生じるので、その上限は０．０８００％とすることが好ましい。
　Ｓｂ：０．００３～０．０３０％
　Ｓｂは、熱間プレス前に鋼板を加熱してから熱間プレスの一連の処理によって鋼板を冷却するまでの間に鋼板表層部に生じる脱炭層を抑制する効果を有する。このような効果の発現のためにはその量を０．００３％以上とする必要がある。一方、Ｓｂ量が０．０３０％を超えると、圧延荷重の増大を招き、生産性を低下させる。したがって、Ｓｂ量は０．００３～０．０３０％とすることが好ましい。
　３）熱間プレス部材の製造方法
　上記した本発明の熱間プレス用鋼板を、常法による熱間プレスを施して熱間プレス部材を製造することができる。例えば、熱間プレス用鋼板の板温がＡｃ３変態点以上の温度である８５０～９５０℃の範囲となるように加熱した後、熱間プレスを行えばよい。熱間プレス前の加熱方法としては、電気炉やガス炉などによる加熱、火炎加熱、通電加熱、高周波加熱、誘導加熱、遠赤外線加熱などを例示できる。
　上記のとおり加熱された熱間プレス用鋼板を、ダイとパンチを有する金型にセットし、プレス成形を行い、所望の冷却条件で冷却することにより、熱間プレス部材が製造される。
　下地鋼板として、質量％で、Ｃ：０．２３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：１．２％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００５％、Ｃｒ：０．２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｂ：０．００２２％、Ｓｂ：０．００８％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、Ａｃ３変態点が８２０℃で、板厚１．６ｍｍの冷延鋼板を用いた。この冷延鋼板の両面に、電気めっき法により、第一めっき層および第二めっき層を施して、鋼板Ｎｏ．１～１６を作製した。
　第一めっき層は、２４０ｇ／Ｌの硫酸ニッケル六水和物、３０ｇ／Ｌのホウ酸を含有するｐＨ３．６、浴温５０℃のめっき浴中で、電流密度を５Ａ／ｄｍ２としてめっきを行った。通電時間を変化させることによりめっき付着量を調整した。また、鋼板Ｎｏ．２、１１では硫酸亜鉛七水和物を添加することによりＮｉ含有率を調整した。第二めっき層は、２００ｇ／Ｌの硫酸ニッケル六水和物、１０～１００ｇ／Ｌの硫酸亜鉛七水和物を含有するｐＨ１．５、浴温５０℃のめっき浴中で、電流密度を５～１００Ａ／ｄｍ２としてめっきを行った。硫酸亜鉛七水和物の添加量と電流密度を変化させることによりＮｉ含有率を調整し、通電時間を変化させることによりめっき付着量を調整した。
　このようにして作製した鋼板Ｎｏ．１～１６から１００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を採取し、電気炉により表１に示す加熱温度まで鋼板を加熱した。次いで、表１に示す成形開始温度で熱間プレス成形を行った。熱間プレス成形は、半径６ｍｍの肩Ｒ部を有するポンチおよび半径６ｍｍの肩Ｒ部を有するダイからなるハット型金型を用いた。しわ押さえ圧を２０ｔｏｎとし、２００ｍｍ／秒の速度で、ハット型成形を行い、図１に示す成形高さ４０ｍｍのハット型部品を作製した。
　なお、通常の熱間プレスでは、加熱後の搬送工程における鋼板の冷却速度は概ね２０℃／秒程度であるため、例えば９００℃に加熱した鋼板を１０秒程度の搬送時間でプレス機に搬送した場合、成形開始温度は７００℃程度となる。本実施例では、搬送時間を通常より速い４～６秒としたため、成形開始温度はいずれも８２０℃以上の高温であった。
　作製したハット型部品について、以下の方法により耐液体金属脆性の評価を行った。
耐液体金属脆性：ハット型部品の肩Ｒ部（外面側）より断面観察用のサンプルを採取し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、母材に侵入しているクラックの最大深さを評価した。
○：最大クラック深さ＝０ｍｍ（発生なし）
×：最大クラック深さ≧０．０１ｍｍ（発生あり）
　鋼板Ｎｏ．１～１６のめっき層の詳細、熱間プレス条件および耐液体金属脆性の評価結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明の熱間プレス用鋼板Ｎｏ．１～１０は、成形開始温度が高い熱間プレス条件下、すなわち搬送時間の短い熱間プレス条件下においても、耐液体金属脆性に優れていることがわかる。
　また、本発明の熱間プレス用鋼板Ｎｏ．１～１０および比較例となる鋼板Ｎｏ．１１～１６を用いて作製したハット型部品は全て９８０ＭＰａ以上の強度が得られた。

Claims (1)

  1. 　鋼板表面に、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が５ｇ／ｍ２超え５０ｇ／ｍ２以下の第一めっき層と、
    前記第一めっき層の上層に、１０～２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０～９０ｇ／ｍ２以下の第二めっき層と
    を有することを特徴とする熱間プレス用鋼板。
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