外观性和镀层密合性优良的热镀锌钢板和合金化热镀锌钢板以及它们的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及W含Si钢板作为母材的外观性和锻层密合性优良的热锻锋钢板和合 金化热锻锋钢板W及它们的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在汽车、家电、建材等领域中，使用对原材钢板赋予了防诱性的表面处理 钢板，其中，使用防诱性优良的热锻锋钢板、合金化热锻锋钢板。
[0003] -般而言，热锻锋钢板通过W下的方法来制造。首先，使用对板巧实施了热社、冷 社或热处理的薄钢板，在预处理工序中对钢板表面进行脱脂和/或酸洗来进行清洗，或者省 略预处理工序而在预热炉内将钢板表面的油分燃烧除去，然后，在非氧化性气氛中或还原 性气氛中进行加热，由此进行再结晶退火。然后，在非氧化性气氛中或还原性气氛中将钢板 冷却至适合于锻覆的溫度，在不与大气接触的情况下浸溃到添加有微量A1(约0.1质量％~ 约0.2质量％ )的烙融锋浴中。由此，钢板表面被锻覆而得到热锻锋钢板。另外，合金化热锻 锋钢板通过在热锻锋后在合金化炉内对钢板进行热处理而得到。
[0004] 近年来，在汽车领域中，在原材钢板的高性能化的同时促进轻量化。用于弥补原材 钢板的轻量化所伴随的强度降低的钢板的高强度化通过添加 Si、Mn等固溶强化元素来实 现。其中，Si具有能够在不损害钢的延展性的情况下进行高强度化的优点，含Si钢板有望作 为高强度钢板。另一方面，在想要W钢中含有大量Si的高强度钢板作为母材来制造热锻锋 钢板和合金化热锻锋钢板的情况下，存在W下的问题。
[0005] 如上所述，热锻锋钢板在锻覆前在还原气氛中进行退火。但是，钢中的Si与氧的亲 和力高，因此，即使在还原气氛中也被选择性地氧化，在钢板表面形成氧化物。运些氧化物 使钢板表面的润湿性降低，因此，在锻覆时，成为不上锻缺陷的原因。另外，即使在未达到不 上锻的情况下，也存在使锻层密合性降低的问题。
[0006] 此外，运些氧化物在热锻锋后的合金化过程中使合金化速度显著降低。结果，合金 化热锻锋钢板的生产率大幅降低。另一方面，为了确保生产率而在高溫下进行合金化处理 时，还存在抗粉化性降低的问题，难W兼顾高效的生产率和良好的抗粉化性。另外，高溫下 的合金化处理使残余丫相不稳定，因此会损害添加 Si所带来的优点。可见，制造兼顾机械特 性和锻层品质的高强度热锻锋钢板是非常困难的。
[0007] 针对运样的问题，公开了若干技术。在专利文献1中公开了如下技术:首先，在氧化 气氛中在钢板表面形成氧化铁，然后，通过还原退火在钢板表面形成还原铁层，由此改善与 烙融锋的润湿性。另外，在专利文献2中公开了通过控制预热中的氧浓度等气氛来确保良好 的锻层品质的技术。另外，在专利文献3中公开了如下技术:将加热区划分为A~C区运3个阶 段，将各加热区控制为适当的溫度和氧浓度，由此抑制压痕(押b疵)产生，制造不存在不上 锻的外观漂亮的热锻锋钢板。
[000引现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特开平4-202630号公报
[0011] 专利文献2:日本特开平6-306561号公报
[0012] 专利文献3:日本特开2007-291498号公报
【发明内容】
[0013]发明所要解决的问题
[0014] 在专利文献1、2那样的应用氧化还原技术对Si含量高的钢进行热锻锋处理的方法 中，不上锻缺陷得到改善，但另一方面，存在产生压痕运样的氧化还原技术特有的缺陷的问 题。另外，在专利文献3那样的分别对A~C加热区的溫度和氧浓度进行控制的方法中，能够 提供不存在不上锻、压痕运样的表面缺陷的热锻锋钢板。但是，由于钢板的氧化物量因制造 条件(制造计划)而产生偏差，因此存在难W提供稳定的钢板的问题。即，即使将加热区的溫 度控制为相同，有时也会因制造条件（制造计划)而导致钢板的氧化物量不足，从而产生不 上锻缺陷。
[0015] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供WSi含量高的钢板作为母材、 不存在表面缺陷、具有漂亮外观的锻层密合性优良的热锻锋钢板和合金化热锻锋钢板W及 它们的制造方法。
[0016] 用于解决问题的方法
[0017] 已知在直火型加热炉中利用直火燃烧器对钢板进行加热的情况下，形成在钢板表 面的氧化物量受到炉内溫度或可燃性气体与助燃性气体的混合比的影响。另外还已知:在 升溫过程中在钢基下有时将钢板称为钢基)表面形成外部氧化物;从钢基与外部氧化物 的界面起在内侧形成内部氧化物。外部氧化物为化xMni-xO、Fe3xMn3-3x〇4 Je2xMn2-2x〇3等，X为0 ~1的范围。内部氧化物为Si〇2、由Fe2xMn2-2xSi〇Y表示的含有化和/或Μη的Si氧化物，X为0~1 的范围，Y为3或4。作为由Fe2xMn2-2xSi〇Y表示的含有Fe和/或Μη的Si氧化物，可W举出例如 化251〇4、化胞51〇4、]?11251〇4、化5地或胞5地等。需要说明的是，为了与51化相区分，^下有时 将由Fe2xMn2-2xSi〇Y表示的含有化和/或Μη的Si氧化物简称为含有化和/或Μη的Si氧化物。
[0018] 在此，所形成的外部氧化物在之后的退火中被还原，在钢板表面形成还原化层，因 此，具有改善与Zn锻层的润湿性、抑制不上锻的效果。另外，Si〇2、含有Fe和/或Μη的Si氧化 物等内部氧化物具有降低钢中的Si活度、抑制退火中的Si表面富集、抑制不上锻的效果。
[0019] 本发明人对于除了炉内溫度和气体混合比W外给Si含量高的钢板的氧化行为带 来影响的因素进行了研究。结果发现，在钢板中含有碳且燃烧气氛中的碳势低的情况下，与 氧化同时在钢板内部发生的脱碳反应会导致钢板内部的氧势降低。结果，从钢基与外部氧 化物的界面起在内侧促进从Si化向化2xMn2-2xSi〇Y所表示的含有化和/或Μη的Si氧化物的反 应。
[0020] Si化与含有Fe和/或Μη的Si氧化物相比，氧化物中的离子扩散慢，因此，可抑制Fe 离子、Μη离子的向外扩散。因此，通过Fe和Μη与氧的反应生成的FexMni-xO、Fe3xMn3-3x〇4、 Fe2xMn2-2x〇3之类的外部氧化物的形成减少。即，在利用直火燃烧器的加热运样的短时间升 溫中，难W确保用于抑制不上锻所需要的外部氧化物量。另外，在退火后的钢板表面，在未 被还原Fe层覆盖的部分，氧化时形成的Si化等内部氧化物露出于表面。存在于表面的Si化排 斥烙融锋而成为不上锻的起点，因此，使锋锻层表面外观显著下降。
[0021] 在本发明中，伴随氧势的降低，从Si化向含有Fe和/或Μη的Si氧化物的反应得到促 进。含有Fe和/或Μη的Si氧化物与Si化相比，与烙融锋的润湿性良好，因此，在露出于表面的 情况下也不易成为不上锻的起点。
[0022] 进而，本发明人对于在利用直火加热型加热炉的加热和还原气氛中的退火加热运 一系列热处理工序中用于稳定地形成含有Fe和/或Μη的Si氧化物的加热条件进行了考察。 结果查明，对于碳浓度为0.08质量％ ^上且低于0.20质量％的钢板，在使可燃性气体中的 C0和控气体的浓度为60体积％ ^下、使助燃性气体中的化浓度为20~50体积％的气氛下中 将钢板表面的到达溫度加热至600~800°C后，在氨气浓度为3~25体积％、水蒸气浓度为 0.070体积％ W下且余量为化和不可避免的杂质的气氛中，在630~850°C的均热溫度下对 钢板进行加热，由此能够从钢基与锋锻层的界面起在钢基侧稳定地形成面积率为50% W上 的含有Fe和/或Μη的Si氧化物。此外还查明，在该条件下得到的钢板内部的内部氧化层的厚 度为扣mW下、脱碳层的厚度为下。需要说明的是，本发明中，内部氧化层是指在钢基 内部观察到内部氧化物的区域，是检测到相对于深度50~60WI1的氧峰的平均值为2倍W上 的氧峰的区域。另外，本发明中，脱碳层是指从钢基与锋锻层的界面起存在于钢基侧的贫碳 层，是与母材中相比碳浓度为一半W下的区域。
[0023] 本发明是基于上述见解而完成的，其主旨如下所述。
[0024] [ 1 ] -种外观性和锻层密合性优良的热锻锋钢板，其特征在于，
[00巧]具有W质量％计含有C :0.