热冲压用镀敷钢板的加热处理方法

专利名称：热冲压用镀敷钢板的加热处理方法
技术领域：
本发明涉及用于使镀敷钢板在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前预先加热该镀敷钢板的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法。
背景技术：
汽车的行走部分的构件和各种增强构件等有特别要求兼顾高强度化和轻量化的倾向。通常，使用的钢板的强度增高时，在成形加工时有发生划伤和断裂或者因钢板回弹现象多而成形品的形状不稳定的问题。
针对该问题，如专利文献1和2所示那样，作为用于制造高强度钢材部件的技术之一有热冲压成形。根据该技术，从可淬火钢种中选择的应成形的钢材，例如，通过预先加热到Ac3点或Ac3以上的温度而形成奥氏体区域，以容易成形的状态实施冲压成形的同时或者刚实施热冲压后，将该冲压成形的钢材急冷到Ms点或Ms点以下的温度，使其发生马氏体相变，藉此，实施淬火，从而得到高强度化的钢材部件。
但是，在上述这样的热冲压成形时，由于在比较高的温度下加热，不可避免要在钢材的表面形成氧化铁覆膜。即使是在预加热炉内在非氧化气氛气体下进行加热，其后的冲压成形时，与大气接触也会在表面上形成铁的氧化物。这样的铁氧化物在冲压时脱落到金属模中，防碍了生产率，或者冲压成形后铁氧化物残存，发生外观不良。另外，由于这样的在冲压成形后的钢材部件的表面上残存的铁氧化覆膜密合性差，所以有可能在后续工序的化学处理和涂装处理中成为涂布的涂装膜的密合性降低的原因。
针对该问题，如专利文献3所示，提出了通过喷砂处理、喷丸处理除去铁氧化覆膜后、再通过上述化学处理和涂装处理而涂布涂装膜的技术。另外，如专利文献4～6所示那样，分别提出了使用镀锌系钢板和镀铝钢板进行热冲压成形、以抑制铁的氧化覆膜的生成而且热冲压成形后在钢材部件的表面上残存具有耐蚀性的镀敷覆膜的技术。例如，上述专利文献4是热处理后的耐久性优良的热轧和冷轧覆膜钢板及使用该钢板的成形品的制造方法，是以5℃/秒或5℃/秒以上的升温速度加热到750℃或750℃以上的方法，但是没有谈及加热炉的炉内气氛如何。上述专利文献5是由被覆轧制钢板的带材制造具有高机械特性值的成品部件的制造方法，由于在热成形前的加热时由覆膜形成阻挡层，所以无须炉内的气氛气体管理，可以在不管理炉内气氛气体的条件下在900℃下进行加热。上述专利文献6公开了可以抑制耐氧化性差的镀铝和镀其它金属与Fe的金属间化合物的氧化及提高可涂装性的技术，但是实施例只是加热炉内氧浓度为21容积％和20容积％的比较，作为镀敷的种类公开的只是镀铝系、镀锡，而且没有谈及炉内气氛气体的露点如何。另外，专利文献7是作为热冲压用镀锌钢板预先形成氧化锌层的技术，作为氧化的气氛气体在露点30℃或30℃以上的条件下加热到700℃而形成氧化锌层。
专利文献1特开平7-116900号公报专利文献2特开2002-102980号公报专利文献3特开2003-002058号公报专利文献4特开2000-038640号公报专利文献5特开2001-353548号公报专利文献6特开2003-105445号公报专利文献7特开2003-129209号公报另外，热冲压镀铝钢板的场合，在表面生成铝的氧化覆膜，即使不像铁氧化覆膜的生成那样，但也存在涂装密合性的问题，因而不能得到可以满足汽车的外板、行走部分用构件等所要求的严格的涂装密合性。
另外，使用镀锌系钢板的场合，在热冲压前的预先加热镀锌系钢板中取氧浓度为0容积％时，其最上层不形成氧化锌层，因而从加热炉取出到大气中时，会发生钢板急速氧化的问题。另外，根据加热条件，该氧化锌层变得过厚，有可能发生涂装密合性的问题。
另外，即使在形成氧化锌层的加热气氛气体的条件下，因炉内钢板的支持方法，在与支持构件接触的钢板部分，其钢板的2层的形成也不充分，外观上就会发生不均匀，因而存在该部分的涂装密合性、耐蚀性降低的情况，有必要预先除去与支持构件的接触部分，将其余部分加热处理后作为镀敷钢板而使用。
本发明以以上情况作为背景，其目的在于提供可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法。

发明内容
本发明人等以以上的情况作为背景，反复进行了各种研究的结果发现，在热冲压成形之前，将用于加热镀敷钢板的加热炉内的氧浓度设为比0容积％高的氧浓度时，从加热炉取出时，钢板的表面不急速被氧化，可以得到均匀的外观。根据本发明人等的分析可以判明，在该加热炉内，在镀敷钢板的表面上预先形成氧化物层或者氢氧化物层，它们具有作为抑制急速氧化的阻挡层的功能，另外，在上述加热炉内，与支持镀敷钢板的支持构件的接触面越小，就越更均匀地形成氧化物层或氢氧化物层等。本发明就是根据这样的见解而进行的。另外，上述镀敷钢板是镀锌钢板的场合，在其镀锌钢板的表面上预先形成有氧化锌层或氢氧化锌层。
即，作为权利要求1涉及的发明的要点在于，是用于使镀敷钢板在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前预先加热该镀敷钢板的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，将该镀敷钢板在氧浓度比0容积％高的气氛气体中进行加热。
另外，作为权利要求2涉及的发明的要点在于，是用于使镀敷钢板在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前预先加热该镀敷钢板的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，将该镀敷钢板在氧浓度是0容积％或0容积％以上而且露点是0℃或0℃以上的气氛气体下加热。
另外，作为权利要求3涉及的发明的要点在于，上述气氛气体的氧浓度是1～5容积％的范围内的低氧气氛气体。
另外，作为权利要求4涉及的发明的要点在于，上述镀敷钢板是镀锌系钢板。
另外，作为权利要求5涉及的发明的要点在于，上述加热处理在燃气炉的燃烧气体的气氛气体下进行。
另外，作为权利要求6涉及的发明的要点在于，上述加热处理在通过支持构件以线接触或点接触的方式支持上述镀敷钢板的状态下进行。
按照权利要求1涉及的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，用于在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前加热该镀敷钢板，由于在氧浓度比0容积％更高的气氛气体下加热镀敷钢板，在该钢板的表面上形成该镀敷材料的金属氧化物层等的阻挡层，可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，所以可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品。
另外，按照上述权利要求2涉及的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，由于在氧浓度为0容积％或0容积％以上而且露点为0℃或0℃以上的气氛气体下加热镀敷钢板，即使加热炉的氧浓度是0容积％，在露点是0℃或0℃以上的某程度的气体中存在水分的情况下，因构成镀敷材料的金属的氢氧化物层构成阻挡层，可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，所以可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品。
按照上述权利要求3涉及的发明，上述加热气氛气体的氧浓度是1～5容积％的范围内的低氧气氛气体，由于在镀敷钢板的表面上可以以适当的厚度形成构成镀敷材料的金属的金属氧化物层等的阻挡层，所以可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，同时还可以恰当地消除因该金属氧化物层等变得过厚而涂装密合性发生问题。
另外，根据上述权利要求4涉及的发明，由于上述镀敷钢板是镀锌系钢板，作为阻挡层形成氧化锌层或氢氧化锌层，所以可以恰当地抑制从加热炉中取出时的急速氧化。
另外，根据上述权利要求5涉及的发明，由于上述加热处理在燃气炉内的燃烧气体的气氛气体下进行，所以具有通过改变该燃气炉中的可燃性(燃料)气体和空气的比例就可以简单而且容易地控制氧浓度的优点。
另外，根据上述权利要求6涉及的发明，由于上述加热处理在通过支持构件以线接触或点接触方式支持上述镀敷钢板的状态下进行，所以在钢板的表面上可以更均匀地形成氧化锌层或氢氧化锌层等的阻挡层。另外，镀敷钢板和支持其的支持构件是面接触的场合，不必除去其面接触部分、加热处理剩余部分后作为镀敷钢板而使用。


图1是表示将根据本发明的加热方法在各种条件下进行了热处理的钢板的评价结果与根据现有的加热方法进行了加热处理的钢板评价结果进行对比的图表。
图2是表示根据本发明的加热方法热处理时的钢板的采用不同支持方法时的钢板的评价结果的图表。
图3是表示图1和图2中所用的加热气氛气体内的水蒸气量和加热气氛气体的露点的关系的图。
图4是表示图1和图2中所用的加热气氛气体内的水蒸气量和加热气氛气体的露点的关系的对应表。
图5是表示图2的试验中用于加热处理的圆柱状的支持构件支持钢片试样的状态的透视图。
图6是表示图2的试验中用于加热处理的三角棱柱状的支持构件支持钢片试样的状态的透视图。
图7是表示图2的试验中用于加热处理的圆锥状的支持构件支持钢片试样的状态的透视图。
图8是表示图2的试验中用于加热处理的四棱柱状的支持构件支持钢片试样的状态的透视图。
10钢片试样12圆柱状的支持构件
14三角棱柱状的支持构件16圆锥状的支持构件18四棱柱状的支持构件具体实施方式
这里，热冲压是通过以下方法实施淬火而制造高强度的钢材部件的加工技术将钢板加热处理到Ac3点以上的温度，在形成奥氏体区域的低强度状态下冲压加工后，立即在该冲压金属模内或冲压金属模外急冷到Ms点或Ms点以下的温度，使其发生马氏体相变。而且，在热冲压之前，必须用加热炉将镀敷钢板加热到形成奥氏体相的温度。在是镀锌钢板的场合，上述加热处理和热冲压后，在其钢板的表面上生成铁锌层和氧化锌层的2层。
由于纯锌的熔点是420℃、沸点是907℃，所以在上述加热炉内的900℃的加热处理中也许是一般推定的锌蒸发或熔融，但是观察实际的电炉内的大气气氛气体中加热的钢材的断面时，在最表层形成氧化锌和/或氢氧化锌的阻挡层，在其内层形成铁锌层。可以认为，该氧化锌层和氢氧化锌层抑制了从加热炉取出时的急速氧化反应。因此，在该氧化锌层和氢氧化锌层的形成中，必须赋予氧和/或水蒸气，在上述加热处理中，供给氮气气氛气体和对完全燃烧在理论上必要的氧量以下的空气而形成氧缺乏状态(低氧状态)的场合，就不形成作为锌的氧化覆膜的氧化锌层。
上述加热处理后或热冲压后的钢材表面的上述铁锌层上生成的氧化锌层，作为平均膜厚优选在5μm或5μm以下的范围内。氧化锌层的平均膜厚超过5μm时，氧化锌层自体相对于钢材的密合性劣化，涂装的密合性就不充分。另外，在氧化锌层，除了氧化锌以外，有时含有锌的氢氧化物等或含有作为镀敷中的成分的Al(铝)等的氧化物。本发明的氧化锌层也包括这种情况。
上述加热处理后或热冲压后的钢材的表面上生成的铁锌层的平均厚度优选在1μm～50μm的范围内。铁锌层的平均厚度低于1μm时，耐蚀性不充分，超过50μm时，点焊等焊接性不充分。
作为热冲压加工的钢材部件的坯料的钢材，对其成分没有特别的限定。例如，如前所述，设想是在热冲压工序中进行淬火的场合，钢板淬火后的强度主要通过由钢板内含有的碳、锰、铬、硼的含量算出的碳当量来决定。在必须是高强度的成形品的场合，例如，C的含量优选在0.1重量％～3.0重量％的范围内。低于0.1重量％时，恐怕强度会降低，超过3.0重量％时，恐怕韧性会降低。
上述热冲压加工的坯料钢材，由于要进行镀锌，所以与锌的润湿性和密合性必须充分。在高Si钢等润湿性存在问题的场合，适宜采用表面研磨和预镀(预备镀敷)等的提高密合性的工序。
在本发明中，由于作为镀敷钢板适宜使用合金化热浸镀锌钢板，所以按照镀敷后的铁锌的合金化可以在短时间内进行那样，优选P含量少的钢材。以连续作业线的镀敷合金化处理作为前提时，P的含量优选在0.2重量％或0.2重量％以下。
固着在坯料钢材的表面上的镀敷种类有镀Al系和镀锌系等，但优选镀锌系。只要最终能够得到热冲压成形品的质量，对于该镀敷的种类就不作特别的限定。即，既可以是镀纯锌，也可以是根据其目的适当添加了Mn、Ni、Cr、Co、Mg、Sn、Pb等的合金元素的镀锌合金。有时由该原料不可避免地含有Be、B、Si、P、Ti、V、W、Mo、Sb、Cd、Nb、Cu、Sr等。优选的组成是锌-铁合金、锌-镍合金、锌-钴合金、锌-铬合金、锌-锰合金的镀敷等。这是由于这样的镀敷覆膜的熔点比镀纯锌高，镀敷覆膜中的锌难以蒸发。镀敷的方法可以通过电镀法、热浸镀法对钢板实施镀敷处理，但对该方法不作限定。
从制造成本和性能出发，最优选合金化热浸镀锌钢板。这时，只要将镀敷覆膜中的铁的含量定为比较高的10％或10％以上，由于实用上可以在比较短的时间内形成铁锌层，因而更优选。镀敷覆膜中的铁含量优选在20重量％或20重量％以下。这是由于，现有的镀敷制造作业线若要达到超过该值的铁含有率，就必须极度地降低作业线速度，是不现实的。
镀敷的附着量，考虑到在后述的加热工序中的锌的蒸发和氧化覆膜形成工序中的减少，在最终的热冲压成形品的表层部，作为锌残存10g/m2或10g/m2以上的程度才是充分的。具体地说，必须根据使用成形品的部位需要具有的耐蚀性的水平进行选择，但是有必要在40g/m2或40g/m2以上。在要求严格的耐蚀性的汽车部件中，镀敷的附着量作为锌优选50g/m2或50g/m2以上的附着量。若考虑镀敷的生产率，50～70g/m2范围内的附着量最佳。
对热冲压之前的加热方法或加热装置没有特别的限定，但通常通过燃气炉或者由氮等的惰性气体的气氛气体的电炉进行加热。通过该加热，镀敷履膜中的锌的一部分蒸发或者成为氧化锌层而存在于上部，另外剩余的一部分或全部扩散到坯料钢材中，藉此，形成含有铁锌层的镀敷层。
通常，热冲压时的钢板材料的加热温度是700～1000℃左右。此时的加热钢板的加热炉被设定为700～1000℃的温度。钢板材料的温度过高时，氧化锌层的膜厚过大，焊接性降低或者氧化锌层的密合性差而使涂装密合性也差。与此相反，加热温度过低时，钢板材料软化不充分，热冲压加工时需要过大的冲压压力(负荷)，在钢板材料的表面上产生裂纹等的缺陷或者成为钢板材料断裂的原因。另外，淬火钢的场合，由于冷却梯度与其淬透性有关，所以要将材料的温度加热保持到一定值或一定值以上，必须以一定值或一定值以上的冷却梯度进行冷却。因此，如果材料的加热温度不在一定温度或一定温度以上，就不能够充分地确保其冷却梯度。从这样的观点出发，优选的加热条件是按照使材料温度成为800～900℃那样设定加热炉的温度。
对热冲压之前的钢板材料的加热时间，即，对上述加热温度的保持时间没有特别的限定。但是，为了控制铁锌层和其上的氧化锌层的厚度达到目的条件，存在最佳值。加热时间极短的场合，例如，为数秒左右时，则难以充分地形成通过镀锌系覆膜和母材的钢材的相互扩散而形成的铁锌层。另外，相反，加热时间成为超过10分钟的长时间时，有时因炉内的气氛气体，氧化锌层的厚度会过厚。当然，考虑能量的损失，也不优选长时间的加热。因此，优选加热时间是数分钟。
在热冲压之前用于加热钢板材料的加热炉内，是氧浓度比0容积％更高的气氛气体，优选是1～5容积％范围内的低氧气氛气体，更优选是1～3容积％范围内的低氧气氛气体。氧量过多时，根据温度条件氧化锌层会过厚，有可能发生涂装密合性的问题。虽然是只要是比0容积％高的氧浓度，就可以大致形成氧化锌层，但如果是1容积％或1容积％以上的氧浓度，就能够效率良好地形成氧化锌层。
作为加热炉使用由电阻的高发热体加热的电炉的场合，可以任意地调节或控制氧浓度、水蒸气浓度，但是为了在上述氧浓度范围内取为比大气的氧浓度约21容积％更低的低氧，可以向炉内注入氮气等惰性气体以降低氧浓度。另外，通过使易氧化的其它金属预先在炉内氧化，也可以降低氧浓度。
用燃气炉的场合，在燃烧气体的气氛气体下加热。该场合，改变燃气炉内可燃性气体和空气的流量比，可以控制燃烧状态和炉内的气氛气体。在与由计算上完全燃烧时需要的含有氧的空气量同等或比其少时，炉内成为氧缺乏状态。另外，为了将氧浓度取为比0容积％更高的值，例如取为1～5容积％的范围内或者1～3容积％的范围内，可以调节上述空气量。作为生成上述燃烧气体的可燃性气体可适宜使用天然气、丙烷气等烃系气体，而且只要是不腐蚀钢材的气体即可。
上述加热炉有使火焰直接与钢材接触的直焰加热方法和以辐射热加热的方法，但是从被加热材料的升温梯度的均匀性、控制到达温度的容易性的观点出发，优选在加热到一定温度的气氛气体中加热的气氛气体加热。
热冲压前用于加热钢板材料的加热炉内的水蒸气量一般用露点进行管理。由于在各温度下预先求出饱和的水蒸气量，所以通过测定其露点，可以测定炉内气氛气体中的水蒸气量。通常，取低水蒸气量时，有用冷冻法除去的方法，但是伴随温度的降低，成本升高。相反，提高水蒸气量却一点不难，在炉内增加水蒸气就可以简单地实现。露点只要是0℃或0℃以上即可，但是为了有效地生成氢氧化锌，优选20℃或20℃以上，更优选30℃或30℃以上。
上述热冲压成形可以使用与通常的冲压方法同样的冲压模来成形钢板，但是成形时的温度必须是软化钢材的一定值或一定值以上。根据钢材的厚度、强度、成形形状，可以调整钢材的温度，但是在一般的热冲压时，优选700℃或700℃以上。因此，希望从加热炉出来的钢板迅速地传送到冲压机，并被固定在冲压模中。
对于上述冲压成形时急速冷却钢材的方法没有特别的限定，但是，从进行淬火的观点出发，必须按照冷却梯度是充分的那样进行调整，冲压金属模内安装水冷机构，在设备或效率方面是有效的。该场合，热的钢板材料也可以采用直接喷水的直接水冷方式和在冲压金属模内部设冷却水路的间接冷却方式的任一种。热的钢板材料是否通过直接喷水，对表面的氧化锌层的厚度和结构会产生若干差别，但设定为5μm覆膜厚度或5μm覆膜厚度以下时，可以是任一种方法。
在上述热冲压前用于加热钢板材料的加热炉内，在700～1000℃下加热处理钢板材料，在这样的温度区域内，优选以点接触或线接触的方式由支持构件来支持钢板材料。具体地说，可以是由圆柱或圆筒状的支持构件形成的线接触支持、由圆锥状的支持构件形成的曲面支持、由棱柱状或角锥状的支持构件形成的棱线支持、由板材状的支持构件形成的端面支持、由圆锥状或角锥状的支持构件形成的顶点支持、由半球状的支持构件形成的球面支持等。这些支持构件只要是在700～1000℃下难以与铁、锌或者铝反应的材料而且与氧和水蒸气也难以反应的材料即可，适宜使用陶瓷材料、耐热合金钢等。这些支持构件也可以是中空或实心的。作为在炉内对钢板的其它的支持方法，也可以是用空气压悬浮的支持方法。
由于用上述加热炉加热同时用热冲压成形成规定的形状而且进行淬火的镀锌钢板具有耐蚀性和轻量而且具有高刚性或高强度，所以可以以单独或点焊而被一体化的多个的状态构成例如，汽车的车体或作为汽车的构成部件的一部分的车架、车身侧板、侧梁、门、增强件、门冲击横梁、中柱和前支柱等的支柱类等的钢材部件。
(实施例1)以下对于本发明的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法说明本发明人等进行的实验例和其评价结果。
试样的制造·试验坯料为了用于实验，将含有C0.2重量％、Si0.3重量％、Mn1.3重量％、P0.01重量％的板厚2mm×长300mm×宽100mm的冷轧钢板作为坯料钢板，分别准备多个下述镀敷钢板对坯料钢板采用热浸镀法、合金化热浸镀锌的附着量在单侧面是56g/m2、镀敷覆膜中的铁含量是13重量％的合金化热浸镀锌钢板GA，和以同样的冷轧钢板作为坯料钢板，对该坯料钢板采用电镀法、镀锌的附着量在单侧面是55g/m2的电镀锌钢板EG，并制成钢片试样。
·加热处理工序然后，为了将上述各钢片试样加热到Ac3点或Ac3点以上，用加热炉在炉内温度920℃下保持5分钟对钢片实施热处理。关于用于钢片的加热炉方式、炉内气氛气体的种类、可燃性气体的种类、加热炉内的氧浓度和露点的组合，分别使用图1和图2中对每一种钢片试样所示的组合而实施热处理。炉内气氛气体的露点DP(℃)和水蒸气量(vol％)如图3的曲线或图4的表中所示那样具有1对1的关系，露点DP(℃)上升时，水蒸气量(vol％)也上升。在该热处理工序中，为了调查加热炉内的试样10的支持方法的影响，如图5～图8所示，采用4种不同的支持构件，即，20mmφ的圆柱状的支持构件12、断面6cm2的三角棱柱状的支持构件14、圆锥前端直径是1mm的圆锥状的支持构件16、断面8cm2的四棱柱状的支持构件18，从下方分别支持使用了相同加热条件的钢片试样10。使用圆柱状的支持构件12和三角棱柱状的支持构件14的场合，与钢片试样10之间成为线接触，用圆锥状的支持构件16的场合，与钢片试样10之间成为点接触，用四棱柱状的支持构件18的场合，与钢片试样10之间成为面接触。这里，上述图4所示的表是“钢的热处理改订5版”(日本钢铁协会编，昭和60年3月15日丸善株式会社发行)的第30页1.11中所记载的表，上述图3由图4的数值曲线化而得到。
·热冲压成形工序(包括急冷工序)而且，上述各钢片试样在上述加热炉中加热、从该加热炉取出后，立即在用于模拟冲压成形而准备的具有水冷机构的平板冲压的平坦的金属模之间夹压30秒，急冷。
评价方法·外观评价以目视观察实施了上述平板冲压的各钢片试样的表面状态，评价表面状态的异常氧化和有无不均匀。记入图1和图2的加热冲压后外观一栏的符号◎表示钢片试样10的表面的铁锌层和氧化锌层或者氢氧化锌层具有非常良好的表面状态，符号○表示良好，符号×表示不良。
·涂装密合性评价对于上述实施了平板冲压的各钢片试样实施化学处理(处理液日本パ-カライジング社制PBL-3080，处理条件用该处理液的标准条件)后，再实施电沉积涂敷(涂料关西ペイント社制GT10，涂装膜厚度20μm，电压和通电特性曲线200V的斜率通电(0V至200V用30秒)，烘烤160℃×20分钟)，浸渍在40℃的离子交换水中500小时。然后，用交错划线式试验(JISG3312 12.2.5)中所述的方法在涂装面上划入网纹后，进行带剥离试验。剥离面积在1％或1％以下的作为合格，记入图1和图2的涂装密合性一栏的符号◎表示非常良好，符号○表示合格(良好)，符号×表示不合格(不良)。
评价结果图1表示了除了使用由圆柱状的支持构件12支持钢片试样10的共同支持条件以外、在不同的加热条件下加热时的与加热状态和试样对应的评价结果。如图1所示，在合金化热浸镀锌钢板GA和电镀锌钢板EG之间，评价结果看不出差别。其次，即使是在电炉内作为炉内气氛气体的种类采用氮气的场合、和在燃气炉内作为可燃性气体的种类使用天然气或丙烷气的场合之间，评价结果也看不出差别。而且，加热炉内在氧浓度比0容积％更高的加热气氛气体下、或者氧浓度在0容积％或0容积％以上而且露点DP在0℃或0℃以上的加热气氛气体下，钢片试样10的表面状态和涂装密合性大致得到符号○或符号○以上的评价。另外，在氧浓度为1容积％～5容积％的范围内的低氧加热气氛气体下、或者即使氧浓度比1容积％更低而露点DP在4℃或4℃以上的存在水蒸气的气氛气体下，钢片试样10的表面状态和涂装密合性得到符号◎的非常高的评价。
图2表示了在加热炉、炉内气氛气体的种类、可燃性气体的种类、氧浓度、水蒸气使用共同的条件，但支持方法使用不同的条件下加热时的、支持状态和与其对应的评价结果。即，图2表示了在使用可燃性气体的种类是丙烷气的燃烧炉、氧浓度是3容积％而且水蒸气量是6容积％的燃烧气体的气氛气体下加热处理由合金化热浸镀锌钢板GA构成的钢片试样的这点上是共同的、但是采用4种不同的支持构件、即、采用以线接触的方式支持钢片试样10的圆柱状的支持构件12、同样以线接触的方式支持钢片试样10的三角棱柱状的支持构件14、以点接触的方式支持钢片试样10的圆锥状的支持构件16、以面接触的方式支持钢片试样10的四棱柱状的支持构件18进行热处理时的、支持状态和与其对应的评价结果。如图2所示，加热炉中钢片试样10用以线接触或点接触的圆柱状的支持构件12、三角棱柱状的支持构件14、圆锥状的支持构件16支持的场合，各自的场合的钢片试样10的表面状态和涂装密合性得到符号◎的非常高的评价。但是加热炉中钢片试样10用以面接触的四棱柱状的支持构件18支持的场合，钢片试样10的表面状态和涂装密合性只得到符号×的不合格或者不良的低的评价。
如上所述，按照本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，为了在冲压金属模内急冷实施淬火的热冲压之前加热处理镀敷钢板，由于在氧浓度比0容积％更高的气氛气体下加热钢片试样10，在该钢片试样10的表面上形成该镀敷材料的金属氧化物层，即，形成氧化锌层等的阻挡层，可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，因而可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品。
另外，按照本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，由于在氧浓度是0容积％或0容积％以上而且露点是0℃或0℃以上的气氛气体下加热钢片试样10，即使加热炉的氧浓度是0容积％而在露点是0℃或0℃以上的某程度的气中存在水分的条件下，在钢片试样10的表面上作为构成镀敷材料的金属的羟化金属覆膜的氢氧化锌层等构成阻挡层，因此可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，因而可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品。
另外，按照本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，加热气氛气体取为氧浓度是1～5容积％的范围内的低氧气氛气体时，由于在钢片试样10的表面上可以以适当的厚度形成构成该镀敷材料的金属的金属氧化物层、即、氧化锌层的阻挡层，所以可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，同时还可以恰当地消除因该金属氧化物层等过厚导致的涂装密合性发生问题。
另外，按照本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，钢片试样10是合金化热浸镀锌钢板GA或电镀锌钢板EG的镀锌系钢板，作为阻挡层形成氧化锌层或氢氧化锌层，因而可以恰当地抑制从加热炉中取出时的急速氧化。
另外，为了进行本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理、作为气体炉内的气氛气体的种类使用燃烧气体的场合，具有通过改变该燃气炉中的可燃性气体和空气的比例就可以简单而且容易地控制氧浓度的优点。
另外，在本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法中，由于在加热炉内，支持钢片试样10的支持构件，即，如图5、图6、图7所示那样，用圆柱状的支持构件12、三角棱柱状的支持构件14、圆锥状的支持构件16以线接触或点接触的方式支持钢片试样10(镀敷钢板)，所以在钢片试样10的表面上可以更均匀地形成氧化锌层或氢氧化锌层等的阻挡层。另外，如图8所示，用四棱柱状的支持构件18以面接触的方式支持钢片试样10的场合，不必作为加热处理去掉其面接触部分的剩余部分的钢片试样10而使用。
另外，通过本实施例的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法进行加热、用热冲压的方法冲压成形和淬火、而且根据需要点焊的钢板构件，其焊接质量稳定，可以得到高强度，而且可以得到高耐蚀性，因而适用于构成汽车的车体或其构成部件的一部分的钢板构件的制造，藉此，可以得到焊接质量稳定而且高刚性或高耐蚀性的汽车的车体或其构成部件。
以上，根据附图详细地说明了本发明的实施例，但是该实施例等终归只是一种实施方式，本发明可以根据本领域技术人员的知识以添加各种变更、改良的方式来实施。
权利要求
1.一种热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，是用于使镀敷钢板在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前预先加热该镀敷钢板的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，其特征在于，使该镀敷钢板在氧浓度比0容积％高的气氛气体中进行加热。
2.一种热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，是用于使镀敷钢板在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前预先加热该镀敷钢板的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，其特征在于，使该镀敷钢板在氧浓度是0容积％或0容积％以上而且露点是0℃或0℃以上的气氛气体下进行加热。
3.根据权利要求1或2所述的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，其特征在于，上述氧浓度是1～5容积％的范围内的低氧气氛气体。
4.根据权利要求1～3任一项所述的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，其特征在于，上述镀敷钢板是镀锌系钢板。
5.根据权利要求1～4任一项所述的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，其特征在于，上述加热处理在燃气炉内的燃烧气体的气氛气体下进行。
6.根据权利要求1～5任一项所述的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，其特征在于，上述加热处理在通过支持构件以线接触或点接触的方式支持上述镀敷钢板的状态下进行。
全文摘要
本发明的目的是提供可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品的热冲压用镀敷钢板的加热处理方法。按照该热冲压用镀敷钢板的加热处理方法，为了在冲压金属模内急冷而实施淬火的热冲压之前加热处理镀敷钢板，在氧浓度比0容积％高的气氛气体下、或者在氧浓度是0容积％或0容积％以上而且露点是0℃或0℃以上的气氛气体下，加热钢片试样(10)，在该钢片试样(10)的表面上形成该镀敷材料的金属氧化物层，即，形成氧化锌或氢氧化锌等的阻挡层，可以恰当地抑制从加热炉取出时的急速氧化，因而可以稳定地得到具有充分的涂装密合性和耐蚀性的热冲压成形品。
文档编号B21D22/02GK1600877SQ20041007390
公开日2005年3月30日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月29日
发明者尾林彰, 市川正信, 须藤俊太郎, 福井国博, 今井和仁 申请人:丰田铁工株式会社, 丰田自动车株式会社, 住友金属工业株式会社