淬火用Al镀覆焊接管、Al镀覆中空构件及其制造方法与流程

本发明涉及淬火用al镀覆焊接管、以及进行了热压加工的al镀覆中空构件的制造方法和al镀覆中空构件。
背景技术：
：近年来，为了保护环境和抑制全球变暖，抑制化石燃料消耗的要求正在提高，该要求对各种制造业产生影响。例如，对于作为移动手段在日常的生活或活动中不可或缺的汽车也不例外，要求由车身轻量化等带来的燃油效率的提高等。但是，汽车中不仅需要车身的轻量化，还需要确保所要求的强度和适当的安全性。汽车的构造大多由钢形成，降低该钢的质量对于车身轻量化是重要的。特别是，钢管为封闭构造，因此能够得到高的刚性，因此近年来，作为汽车的结构构件，其使用增加。作为将钢管加工成构件的方法，以往使用冷态下的弯曲加工法、液压成形法，但近年来，提出了在以热态呈三维状地弯曲加工后立即水冷来加工高强度中空构件的方法。该热弯曲加工方法中，将作为成形对象的材料暂时加热至高温(奥氏体区域)，对通过加热而软化了的钢管进行弯曲加工而成形，然后冷却。根据该热弯曲加工方法，由于将材料暂时加热至高温而使其软化，因此能够容易地对该材料进行弯曲加工，而且，通过由成形后的冷却带来的淬火效果，能够提高材料的机械强度。结果，能够得到兼具复杂形状和高机械强度的成形品。在将热弯曲加工方法应用于钢管的情况下，例如由于加热至800℃以上的高温，表面的铁等氧化而产生氧化皮(氧化物)。因此，在进行热压加工后，需要除去该氧化皮的工序(去氧化皮工序)，生产率降低。另外，在需要耐腐蚀性的构件等中，需要在加工后对构件表面实施防锈处理、金属被覆，需要表面清洁化工序、表面处理工序，生产率仍然会降低。特别是在钢管形状的情况下，难以对内表面侧去氧化皮。作为抑制这样的生产率降低的方法的例子，可举出对钢实施被覆的方法。在使用焊接钢管的情况下，由于对镀覆钢板进行成型、缝焊接而制造，因此镀覆钢板的生产率产生影响。例如，从其防腐蚀性能和钢板生产技术的观点出发，广泛使用具有牺牲防腐蚀作用的镀锌系被覆。但是，热加工中的加热温度(800～1000℃)比有机系材料的分解温度、zn的沸点等高，在以热加工进行加热时，表面的镀覆层蒸发，有时成为表面性状显著劣化的原因。因此，对于进行加热至高温的热压加工的钢板，优选使用例如不发生有机系材料被覆那样的分解反应，并且，被覆了沸点比zn系金属被覆高的al系金属的钢板(所谓的al镀覆钢板)。通过实施al系金属被覆，能够防止氧化皮向钢表面的附着，结果不需要去氧化皮工序等工序，因此生产率提高。另外，al系金属被覆也具有防锈效果，因此涂装后的耐腐蚀性也提高。在专利文献1中，记载了将对具有预定钢成分的钢实施了al系金属被覆的al镀覆钢板用于热压加工的方法。在专利文献2中公开了在热压加工用钢板中用于抑制镀覆层内部的氧化皮产生的技术。在专利文献3中公开了将al镀覆钢板成型为钢管状并对焊接有焊缝部的钢管进行加热及成形并进行淬火而得到高强度构件的方法。在专利文献4中公开了对由al系镀覆层被覆的钢材实施热处理的热处理钢材。实施例中，公开了将al镀覆钢板uo成形为外径为31.8mm且壁厚为1.2mm的钢管并进行弯曲加工的例子。现有技术文献专利文献1：日本特开2000-38640号公报专利文献2：日本特开2014-118628号公报专利文献3：日本特开2006-16674号公报专利文献4：日本特开2008-69398号公报技术实现要素：如上所述，作为汽车的结构构件，将al镀覆钢板作为钢管进行加工来使用的情况正在增加。因此，要求使用生产率高的电缝钢管。另外，从结构构件的强度的观点出发，要求使用板厚较厚的钢管。即，在将板厚设为t并将钢管的外径设为d时，需要加工t/d大的钢管。作为将al镀覆钢板成形而制成电缝钢管，然后进行热加工、淬火处理时应考虑的课题，可列举出向电缝钢管成型时的合金层的裂纹产生和由裂纹引起的镀覆层内部的铁氧化物(氧化皮)的产生。裂纹在将al镀覆钢板成形为钢管状时，在受到应变的钢板与al镀层界面的al-fe-si系合金层生成。al-fe-si系合金层非常硬且为脆性，因此在将钢板成形为钢管形状时，合金层被部分破坏，产生裂纹。并且，以产生的裂纹为起点，在加热时没有完全用镀覆层阻隔大气中的氧而使钢板氧化，由此在镀覆层内部产生铁氧化物(氧化皮)。专利文献2中，为了抑制铁氧化物(氧化皮)的产生而规定了合金层厚度和镀覆层厚度。专利文献2着眼于热印用的al镀覆钢板的裂纹，公开了减小c方向(与轧制方向成直角的方向)的金属间化合物层的裂纹的技术。但是，在电缝钢管的情况下，有其成形应变通常比钢板、uo成形后的钢管大的倾向。这是因为存在例如在制管时进行回弯的情况、在之后的精成型、挤压工序中在周向上赋予压缩应变的工序。另外，由于钢管的成形过程中的主应变为c方向，因此裂纹在l方向(轧制方向)上发展。在t/d大的情况下，应变进一步变大，容易产生裂纹。即，与钢板或uo钢管的热加工相比，容易产生以该裂纹为起点在加热时产生氧化皮这样的问题。而且，本发明人等得到了以下见解，在对al镀覆钢板进行电阻焊的情况下，由于al熔点低，因此，由于熔融的al的影响，电阻焊时与其他钢板相比困难，在未进行良好的电阻焊的情况下，焊接部可能成为氧化皮产生的起点。即，在对al镀覆钢板进行电阻焊并对其进行热加工而制造结构构件的情况下，需要考虑到这些点的特有的对策。本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供对于由成形al镀覆钢板而得到的电缝钢管能够抑制因淬火处理导致的在镀覆层内部的氧化皮产生并且能够实施热压加工的淬火用al镀覆电阻焊管、以及使用该淬火用al镀覆电阻焊管的热加工后的al镀覆中空构件的制造方法及al镀覆中空构件。本发明人等反复进行了深入研究，结果发现除了合金层的厚度及镀覆层的厚度以外，板厚及钢管的外径对抑制氧化皮产生也发挥重要的作用。另外，发现为了进行良好的电阻焊，抑制氧化皮产生，镀覆层的厚度与板厚的关系是重要的。本发明是基于上述见解而完成的，其主旨如下所述。[1]一种淬火用al镀覆电阻焊管，是包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部的电阻焊管，其特征在于，所述母材部以质量％计含有c：0.06～0.50％、si：0.01～0.80％、mn：0.60～3.00％、p：0.050％以下、s：0.050％以下、al：0.10％以下、o：0.006％以下、n：0.020％以下、ti：0.01～0.10％、b：0～0.1000％、nb：0～0.10％、v：0～0.30％、cr：0～0.50％、mo：0～0.50％、ni：0～0.50％、cu：0～0.50％、ca：0～0.005％、以及rem：0～0.005％，余量为fe和杂质，所述母材部还具备：位于所述钢板的表面并包含al-fe-si系金属间化合物的金属间化合物层、以及位于所述金属间化合物层的表面并含有al和si的al镀层，在将所述金属间化合物层的厚度设为x(μm)，将al镀层的厚度设为y(μm)，将所述钢管的管厚度设为t(mm)，并将所述钢管的外径设为d(mm)时，满足70×x/d≤y/t≤30。[2]根据上述[1]的淬火用al镀覆电阻焊管，其特征在于，满足x≤5.0、y≤32和4.0≤y/x≤6.0。[3]根据上述[1]或[2]的淬火用al镀覆电阻焊管，其特征在于，在所述al镀层的表面还具备以zno为主体的皮膜，所述皮膜的附着量以zn量计为0.1～1g/m2。[4]根据上述[1]～[3]中任一项的淬火用al镀覆电阻焊管，其特征在于，所述焊接部由以al为主成分的合金被覆。[5]根据上述[1]～[4]的淬火用al镀覆电阻焊管，其特征在于，满足2％≤t/d≤10％。[6]一种al镀覆中空构件，其特征在于，包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部，所述母材部具备电阻焊管和合金层，所述电阻焊管以质量％计含有c：0.06～0.50％、si：0.01～0.80％、mn：0.60～3.00％、p：0.050％以下、s：0.050％以下、al：0.10％以下、o：0.006％以下、n：0.020％以下、ti：0.01～0.10％、b：0～0.1000％、nb：0～0.10％、v：0～0.30％、cr：0～0.50％、mo：0～0.50％、ni：0～0.50％、cu：0～0.50％、ca：0～0.005％、以及rem：0～0.005％，余量为fe和杂质，所述合金层位于所述电阻焊管的表面并包含al-fe系合金和al-fe-si系合金中的至少一者，所述合金层中的fe氧化物的产生率为5％以下，所述电阻焊管的钢基体的维氏硬度hv为350～800。[7]根据上述[6]的al镀覆中空构件，其特征在于，在所述合金层中，没有残存未成为合金的al。[8]根据上述[6]或[7]的al镀覆中空构件，其特征在于，在所述合金层的表面还具备以zno为主体的皮膜，所述皮膜的附着量以zn量计为0.1～1g/m2。[9]一种al镀覆中空构件的制造方法，其特征在于，具备加热工序、成形工序和骤冷工序，所述加热工序中，将淬火用al镀覆电阻焊管在850℃以上的加热温度下进行加热，所述淬火用al镀覆电阻焊管包含由筒状的钢板形成的母材部和设置于所述钢板的对接部并在所述钢板的长度方向上延伸的电阻焊部，所述母材部以质量％计含有c：0.06～0.50％、si：0.01～0.80％、mn：0.60～3.00％、p：0.050％以下、s：0.050％以下、al：0.10％以下、o：0.006％以下、n：0.020％以下、ti：0.01～0.10％、b：0～0.1000％、nb：0～0.10％、v：0～0.30％、cr：0～0.50％、mo：0～0.50％、ni：0～0.50％、cu：0～0.50％、ca：0～0.005％、以及rem：0～0.005％，余量为fe和杂质，所述母材部还具备：位于所述钢板的表面并包含al-fe-si系金属间化合物的金属间化合物层、以及位于所述金属间化合物层的表面并含有al和si的al镀层，所述成形工序中，将加热后的所述淬火用al镀覆电阻焊管形成为预期形状，所述骤冷工序中，将成形为预期形状的所述淬火用al镀覆电阻焊管以20℃/秒以上的平均冷却速度进行骤冷，在将所述金属间化合物层的厚度设为x(μm)，将al镀层的厚度设为y(μm)，将所述钢管的管厚度设为t(mm)，将所述钢管的外径设为d(mm)，并将热加工时设定的从常温到到达温度-50℃的平均升温速度设为hr(℃/秒)时，满足由以下的式(1)和式(2)表示的关系：y/x≥α×t/d···(1)α＝168×hr-0.45···(2)。根据本发明，能够制造如下al镀覆中空构件：对于由成形al镀覆钢板而得到的钢管能够抑制在镀覆层内部的氧化皮产生，并且实施热压加工并对钢管实施淬火处理，并且将al镀覆钢管作为母材。附图说明图1是热压加工后的al镀覆中空构件的合金层中的氧化皮的截面照片。图2是作为加热前的原材料的al镀覆钢管的al镀覆的截面照片。具体实施方式以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。在对本发明的实施方式的淬火用al镀覆电阻焊管、以及al镀覆中空构件的制造方法及热压加工后的al镀覆中空构件进行说明之前，首先，对本发明人等为了解决所述课题而进行的研究的内容进行说明。成形为电缝钢管时的裂纹取决于成形时的应变。成形时的应变能够通过在将板厚设为tmm且将管的外径设为dmm时着眼于表示应变量的参数t/d而大致整理。在考虑到减少受到该应变量时的合金层裂纹量的情况下，即使合金层产生裂纹，如果存在于合金层的上层的al镀层足够厚，则在加热过程中也可修复裂纹。本发明人等研究的结果是，在将al镀覆厚度设为y(μm)，将合金层厚(金属间化合物层厚)设为x(μm)时，表示各层的厚度比率的参数y/x越大，则意味着由裂纹引起的对氧化皮产生的耐性越大。因此，发现通过着眼于两个参数(t/d)与(y/x)的关系，能够解决上述课题。另外发现，由于al镀覆钢板的al熔点低，因此，由于熔融的al的影响，电阻焊与其他钢板相比困难，为了进行良好的电阻焊，需要将(y/t)设为合适的范围。而且，本发明人等研究的结果，得到了热压加工时的钢管的升温速度也对氧化皮产生带来大的影响的见解，想到了如下内容：在使从常温到到达温度-50℃为止的平均升温速度为hr(℃/秒)时，使作为hr的函数的α与(t/d)的积比(y/x)大很重要。通过满足该关系性，即使将al镀覆钢管加热至900℃左右，也能够抑制镀覆层内部的氧化皮生成。本发明的实施方式是基于上述见解而完成的。关于升温速度影响镀覆层内部氧化皮产生的理由，可以考虑如下的理由。通过热压加工时的加热，al镀层的成分及钢管成分相互扩散，合金层生长。当合金层产生裂纹时，合金层的生长作用于修复裂纹的方向。但是，在所产生的裂纹过大的情况下，无法修复裂纹，结果若裂纹到达al镀层表面，则钢管因大气中的氧而被氧化。在对al镀覆钢管进行快速加热的情况下，al镀层在约600℃下成为液相，该液相进入裂纹内部，由此促进裂纹的修复。快速加热是使液相的al容易生成的处理，可以理解为通过快速加热，液相al带来的裂纹修复作用变大。此外，以下的本实施方式中，将(y/x)除以(t/d)而得到的值标记为α，定义为α＝168×hr-0.68。该定义式是根据本发明人的实验算出的。以下，对本实施方式的淬火用al镀覆焊接管、热压加工后的al镀覆中空构件的制造方法及进行了热压加工的al镀覆中空构件进行详细说明。以下，“％”是指“质量％”。＜关于al镀覆钢板＞本实施方式的淬火用al镀覆焊接管是将al镀覆钢板成形为开口管形状，通过缝焊接使对接部形成钢管形状的。作为缝焊接，优选电阻焊。本实施方式中使用的al镀覆钢板是对于钢板上的一面或两面形成有含有al的al镀层的钢板。另外，也可以在al镀层上进一步层叠至少含有zno的表面皮膜层。[关于钢板]作为用于al镀覆钢板的钢板，优选使用设计成具有在热压加工后具有高机械强度(例如与抗拉强度、屈服点、伸长率、拉深率、硬度、冲击值、疲劳强度、蠕变强度等机械变形及破坏相关的各种性质)的钢板。以下，对实现可用于本发明一实施方式的高机械强度的钢板成分的一例进行说明。[c：0.06～0.50％]c是为了确保成为目标的机械强度而含有的元素。在c含量小于0.06％的情况下，无法得到足够的机械强度的提高，含有c的效果不足。而且，无法通过热弯曲后的淬火处理使硬度为hv350以上。在c含量超过0.50％的情况下，虽然能够使钢板进一步固化，但容易产生熔融裂纹。因此，优选c含量以质量％计为0.06％以上且0.50％以下。[si：0.01～0.80％]si是用于脱氧的元素，而且是提高机械强度的强度提高元素之一，与c同样地，为了确保作为目标的机械强度而含有。在si含量小于0.01％的情况下，可能无法充分地脱氧，难以发挥强度提高效果，无法得到足够的机械强度的提高。另一方面，si也是易氧化性元素。因此，在si含量超过0.80％的情况下，在进行熔融al镀覆时润湿性降低，可能产生不镀覆。因此，优选si含量以质量％计为0.01％以上且0.80％以下。[mn：0.60～3.00％]mn是使钢强化的强化元素之一，也是提高淬火性的元素之一。而且，mn是对于防止作为杂质之一的s引起的热脆性有效的元素。在mn含量小于0.60％的情况下，无法得到这些效果，在0.60％以上可发挥上述效果。另一方面，在mn含量超过3.00％的情况下，残留γ相过多，强度可能降低。因此，优选mn含量以质量％计为0.60％以上且3.00％以下。[p：0.050％以下]p为杂质，发生晶界偏析而使部件脆化，因此优选含量少，设为0.050％以下。难以使含量完全为0，现实的下限为0.001％。[s：0.050％以下]s是形成mns等非金属夹杂物的杂质元素。非金属夹杂物在冷加工时成为裂纹产生的起点，因此s越少越好，优选为0.050％以下。s含量越低越好，但若降低至小于0.001％，则精炼成本大幅上升，因此考虑到精炼成本，也可以为0.001％以上。[al：0.10％以下]al是用作脱氧剂的元素。不需要在脱氧后的钢中含有，通常0.0003％以上的al残留并含有在钢中。在al含量超过0.10％时，夹杂物大量生成，加工性降低，因此优选为0.10％以下。[o：0.006％以下]在大量含有o时，在钢中形成粗大的氧化物，因此优选少，优选为0.006％以下。o的含量越低越好，但若降低至小于0.001％，则精炼成本大幅上升，因此考虑到精炼成本，也可以为0.001％以上。[n：0.020％以下]n是杂质，并且是对提高强度有效的元素。将n含量设为0.001％会花费大的成本，因此也可以设为0.001％以上。若n含量变多，则延展性、韧性劣化，因此使含量为0.020％以下。[ti：0.01～0.10％]ti提高钢的强度，并且具有抑制al镀层的表面缺陷的效果、抑制产生表面缺陷时的耐氧化性劣化的效果。为了得到该效果，ti含量为0.01％以上。若含量超过0.10％，则生成粗大的ti氮化物，成形性降低，因此设为0.10％以下。[b：0.1000％以下]b是具有在淬火时起作用而使强度提高的效果的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到强度提高效果，优选使b含量为0.0003％以上。另一方面，在b含量超过0.1000％的情况下，可能形成夹杂物而脆化，使疲劳强度降低，因此设为0.1000％以下，优选为0.0060％以下。[nb：0～0.10％]nb提高再结晶温度和/或形成碳氮化物，使钢细粒化。为了发挥这些效果，优选含有0.01％以上。若含量超过0.10％，则由于析出效果而损害低温韧性，因此设为0.10％以下。[v：0～0.30％]v是形成碳氮化物而提高强度的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到提高强度的效果，优选含有0.01％以上。若含量超过0.30％，则钢板的加工性降低，因此为0.30％以下。[cr：0～0.50％]cr与mn同样是对淬火性有效的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到提高淬火性的效果，优选使cr含有0.01％以上。若cr含量超过0.50％，则在快速加热时碳化物稳定化，在淬火时碳化物的溶解延迟，可能无法实现所需的淬火强度，因此为0.50％以下。[mo：0～0.50％]mo是提高淬火性的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到淬火性提高效果，优选含有0.01％以上。若含量超过0.50％，则al镀层的耐热性降低，设为0.50％以下。[ni：0～0.50％]ni是对提高韧性有效的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到添加效果，ni优选为0.001％以上。若ni含量超过0.50％，则加工性降低，因此使ni为0.50％以下。[cu：0～0.50％]cu是提高淬火性并有助于强度提高的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到添加的效果，cu优选为0.001％以上。若cu含量超过0.50％，则可能在热轧制时产生缺陷，因此cu优选为0.50％以下。[ca：0.～0.005％]ca是能够通过微量添加来控制硫化物形态的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到添加的效果，ca优选为0.001％以上。若ca含量超过0.005％，则生成粗大的ca氧化物，在加工时成为裂纹产生的起点，因此ca设为0.005％以下。[rem：0～0.005％]rem是对改善成形性有效的元素，能够根据需要含有。为了有效地得到添加效果，优选使rem含量为0.001％以上。若rem含量变多，则可能损害延展性，因此使含量为0.005％以下。在将al镀覆钢板成形为钢管时，需要弯曲加工和焊接，弯曲加工后的al镀覆钢板的端部为了容易进行电阻焊而削除镀层，而且，削除通过电阻焊生成的焊道。因此，在焊缝部不存在al镀层。因此，为了防止来自焊接部的氧化及脱碳，避免焊接管在使用中被腐蚀的可能性，有时喷镀al等。通过应用含有al等的金属喷镀，能够在一定程度上抑制来自焊接部的氧化及脱碳。p、n、al会影响喷镀金属与焊缝的密合性。在喷镀al等的情况下，优选使钢板中的p、n、al的含量比上述更低，分别特别优选为p：0.01％以下、n：0.006％以下、al：0.08％以下。在使用以上述含量以上含有p、n、al的钢板的情况下，修补热喷镀部的密合性降低，在之后的工序的热压加工时的升温等下，喷镀部有时会剥离。钢板的余量是fe和不可避免的杂质。不可避免的杂质是指原材料中含有的成分或者是在制造过程中混入的成分，是指不是有意地含有在钢中的成分。具体而言，可列举p、s、o、n、sb、sn、w、co、as、mg、pb、bi和h。p、s、o、n需要将含量控制在上述范围。关于其他元素，通常可作为sb、sn、w、co和as为0.1％以下、mg、pb和bi为0.005％以下、h为0.0005％以下的不可避免的杂质混入，但只要是通常范围，就无需特别控制。由这样的成分形成的钢板被al镀覆，成形为钢管形状后，通过热压加工和/或热弯曲加工方法(以下统称为“热加工”)等进行加热、加工，然后，利用压制模具的排热、水、气水、气体等介质进行冷却，进行淬火，变得具有以抗拉强度计约1500mpa以上的机械强度。虽然是这样具有高机械强度的钢管，但如果通过热加工方法进行加工，则能够在通过加热而软化的状态下进行加工，因此能够容易地成形。另外，钢管能够实现高的机械强度，进而，即使为了轻量化而变薄，也能够维持或提高机械强度。[关于al镀层]al镀层形成于钢板的单面或两面。al镀层例如通过熔融镀覆法形成于钢板表面。本实施方式的al镀层的形成方法不限于熔融镀覆法，能够利用电镀覆法等这样的公知的al镀覆法。作为al镀层的成分，优选含有70％以上的al，更优选含有80％以上的al，进一步含有si。即，本实施方式的al镀层是由al-si构成的镀层。若在al镀层中含有si，则能够控制在被覆熔融镀覆金属时生成的合金层。在si含量小于3％的情况下，fe-al合金层在实施al镀覆的阶段较厚地生长，可能在向钢管成形时产生裂纹而对耐腐蚀性等造成不良影响。另一方面，在si含量超过15％的情况下，镀层的加工性、耐腐蚀性可能降低。因此，si含量优选为3％以上且15％以下。在通过熔融镀覆法形成al镀层的情况下，作为si以外的元素，有时含有2～4％的从浴中的设备和/或钢带溶出的fe。另外，除了该fe以外，也可以在al镀浴中分别含有0.01～1％左右的mg、ca、sr、li中的至少一种。[关于金属间化合物层]若在上述那样的钢板的表面形成上述那样的al镀层，则在钢板与al镀层之间，钢板的成分与al镀层的成分相互扩散，从而形成包含由al-fe-si系合金构成的金属间化合物的金属间化合物层。金属间化合物层的厚度取决于al镀覆时的浴温、通板速度、钢成分等而决定，例如为3μm～8μm左右的范围。该金属间化合物层的成分通常以质量％计含有al：35～65％、si：3～15％，余量由fe和杂质构成。[关于al镀层及金属间化合物层的厚度的测定方法]上述那样的al镀层及金属间化合物层的厚度能够通过公知的各种测定方法进行测定。例如，能够通过用光学显微镜、扫描型电子显微镜等观察钢管成形前的al镀覆钢板或al镀覆焊接管的截面来进行测定。具体而言，以适当的倍率在多个视场下对al镀覆钢板或al镀覆焊接管的截面进行观察，测定各视场中的al镀层及金属间化合物层的厚度。然后，通过取得在测定的视场间得到的测定值的平均值，能够设为al镀层及金属间化合物层的厚度。[关于表面皮膜层]也可以使al镀覆钢板进一步在al镀层的表面层叠表面皮膜层。表面皮膜层优选至少含有zno。使用使zno微粒悬浮在水溶液中的液体，利用辊涂机等涂布该悬浮液并使其干燥，由此能够形成表面皮膜层。该表面皮膜层具有改善热加工中的润滑性以及与化学转化处理液的反应性的效果。在表面皮膜层中，作为zno以外的成分，例如能够含有有机物的粘合剂成分。作为有机性粘合剂，例如可列举聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、硅烷偶联剂等水溶性树脂。另外，也可以使表面皮膜层含有zno以外的氧化物(例如sio2、tio2、al2o3等)。作为包含如上述那样的粘合剂成分的表面皮膜层的形成方法，例如可列举将含有zno的悬浮液与预定的有机性粘合剂混合而涂布于al镀层表面的方法、利用粉体涂装的涂布方法等。含有zno的表面皮膜层的附着量优选在钢板的单面以zn量换算计为0.1～1g/m2。在zno含量以zn量计为0.1g/m2以上的情况下，能够有效地发挥涂膜密合性提高效果、润滑提高效果等。另一方面，在zno含量以zn计超过1g/m2的情况下，会赋予超出必要的皮膜，因此缺乏经济合理性。在用于汽车等的高强度钢管部件中，钢管部件的内表面暴露于腐蚀环境的可能性低，因此也能够仅对成为钢管部件的外表面的一侧赋予含有zno的表面皮膜层。表面皮膜层的形成方法并不限定于上述例子，能够通过公知的各种方法形成。在将具有表面皮膜层的al镀覆钢板成形为钢管的情况下，成形时表面皮膜层也可能被部分地剥离或除去。为了避免这种情况，也可以在钢管成形后赋予表面皮膜层。钢管成形后的表面皮膜层的赋予能够通过将钢管浸渍在上述悬浮液中或者通过喷雾赋予上述悬浮液等方法来进行。<关于钢管的制造>在本实施方式中，将al镀覆钢板加工为开口管形状，对两端部进行加热、按压并进行电阻焊，由此制管，形成al镀覆焊接管。作为电阻焊，大多使用高频焊接。通常，成为焊道部的部位的镀层优选预先通过磨削等除去后进行焊接。另外，为了在焊接后使焊道部平坦，优选使用切削加工等。而且，由于在焊道部没有被覆镀层，因此有时会产生之后的热加工时的表面氧化和与之相伴的来自表层的脱碳及使用时的腐蚀等。为了避免这种情况，也可以对焊道部喷镀含有al的金属，在焊道部上形成喷镀皮膜。在此，含有al的金属可列举纯al、al-zn、al-si、al-mg等。al的耐热性优异，因此热加工时的保护性优异。此时的喷镀皮膜的厚度例如优选为5～100μm。对钢管外表面进行喷镀。钢管直径通常大多为20～70mm左右，但没有特别限定。此外，本实施方式的al镀覆中空构件在al镀覆焊接管的热加工后得到，因此难以根据al镀覆中空构件求出钢管状态下的准确的钢管直径、板厚。因此，本实施方式中，规定热加工前的状态。[关于al镀层及金属间化合物层的厚度与应变量的关系]由上述那样的成分形成的al镀层能够抑制加热钢板时的钢基体的氧化，而且也提高耐腐蚀性。而且，如上所述，能够通过使2个参数(t/d)和(y/x)适当来提高针对由裂纹引起的氧化皮产生的耐性。具体而言，通过满足70×t/d≤y/x···(1)，能够得到优异的针对由裂纹引起的氧化皮产生的耐性。在此，x是金属间化合物层(合金层)厚度(μm)，y是al镀层厚度(μm)，t是板厚(mm)，d是钢管外径(mm)。另外，“al镀层”是指不包含合金层的含有al或al及si的镀层。而且，如上所述，为了进行良好的电阻焊，需要将(y/t)设为适当范围。具体而言，通过满足y/t≤30···(2)，能够进行良好的电阻焊。由此，能够抑制以焊接部为起点产生氧化皮的情况。若归纳上述(1)、(2)式，则写为70×x/d≤y/t≤30。如上所述，y/x越大，针对由裂纹引起的氧化皮产生的耐性越大。但是，如上所述，若al镀层的厚度y变大，则难以进行电阻焊。考虑到这一点，优选x≤5.0(μm)、y≤32(μm)、4.0≤y/x≤6.0。本发明的淬火用al镀覆电阻焊管的t/d没有特别限定。但是，t/d大的情况下的电阻焊时的应变变大，热加工时的氧化皮产生容易成为问题，因此，本发明对于t/d大时、例如t/d≥2％、t/d≥4％的电阻焊管特别有效。另外，如前所述，t/d变大时成形应变变大，因此t/d优选为10％以下。＜关于利用热加工方法的加工＞接着，对利用热加工方法对al镀覆钢管(al镀覆焊接管)进行加工的情况进行说明。以下说明的钢管的热加工的加工方法基本上与对钢板进行热加工时相同。本实施方式的热加工方法中，首先，将al镀覆钢管(al镀覆焊接管)加热至高温使其软化。接着，通过压制加工和/或弯曲加工对软化后的镀覆钢板进行成形，然后，利用压制模具的排热、水、气水、气体等冷却介质对成形后的镀覆钢管进行骤冷。通过这样使钢板暂时软化，能够容易地进行压制加工和弯曲加工。另外，具有上述成分的al镀覆钢管通过加热和冷却而被淬火，实现以抗拉强度计约1500mpa以上的高机械强度。在此，在对本实施方式的al镀覆钢管(al镀覆焊接管)进行热加工时的加热中，能够采用以下方式，即，通过使al镀覆钢管在电炉等的保持为高温的炉内通过来加热。在该情况下，由于al镀层的表面辐射率较低，因此升温速度大多为4～5℃/秒。与此相对，例如通过应用近红外线加热炉或高频加热、通电加热，能够实现15℃/秒以上的快速加热。考虑到喷镀部位的氧化及脱碳，优选进行快速加热。对于钢基体的氧化，合金层的厚度与合金层的上层的al镀层的厚度的影响大，而且，也取决于钢管的成形尺寸及加热时的升温速度等。因此，本实施方式中，如上所述，使(y/x)为(t/d)的α倍以上。α为168×hr-0.45。hr是从热加工时设定的常温到(到达温度-50)℃为止的平均升温速度(℃/秒)。即，以同时满足下述式(101)和式(103)的方式设定升温速度。α＝168×hr-0.45···式(103)α＝168×hr-0.45···式(103)若al镀覆焊接管满足由上述式(101)和式(103)表示的关系，则在后段实施的热加工时，金属间化合物层中产生的裂纹被适当地修复，能够抑制镀层中的氧化皮产生，并且对al镀覆焊接管进行热加工。另一方面，在al镀覆焊接管不满足由上述式(101)和式(103)表示的关系的情况下，在后段实施的热加工时，金属间化合物层中产生的裂纹的修复赶不上，会产生由裂纹引起的氧化皮。在对钢管进行热加工时，由于加工对象为管状体，因此与板材不同，成为来自单面的排热，因此难以增大冷却速度。因此，优选向内部导入气体(热容量小的流体)。钢管内表面难以喷镀，因此导入到内表面的气体优选为非氧化性气体(例如氮气)。在热加工后，将得到的成形品骤冷。冷却通常利用基于模具的排热、水、气水、气体等冷却介质来进行。为了通过淬火得到高强度构件，冷却速度(平均冷却速度)为20℃/秒以上。此外，冷却速度的上限值没有特别规定，但实用上难以设为300℃/秒以上。基于模具的骤冷的冷却速度更优选为30℃/秒以上且300℃/秒以下。＜关于al镀覆中空构件＞al镀覆钢管(al镀覆焊接管)中的al镀层在al镀覆钢管被加热时在熔点以上熔融，同时通过与fe的相互扩散，向以al-fe为中心的合金层变化。al-fe合金层的熔点高，为1150℃左右。al-fe或含有si的al-fe-si化合物存在许多，若进行高温加热或长时间加热，则转变为fe浓度更高的化合物。优选的是，作为最终制品的热压加工后的al镀覆中空构件的表面状态为合金化至作为原材料的al镀覆钢管(al镀覆焊接管)中的al镀层的表面的状态，且合金化的结果形成的镀层中的fe氧化物(氧化皮)的产生率为5％以下。另外，作为最终制品的热加工后的al镀覆中空构件，进一步优选的表面状态为合金化至作为原材料的al镀覆钢管(al镀覆焊接管)中的al镀层的表面的状态，且在合金化的结果形成的镀层中没有产生fe氧化物的状态。若在中空构件的合金层中残存未合金的al，则仅未合金化的al残留的部位快速地腐蚀，涂装后耐腐蚀性中极易引起涂膜膨胀，因此不优选。另外，若在合金层内部存在5％以上的氧化皮，则在钢管表面存在脱碳层，疲劳特性可能降低。另外，与脱碳层相当的部位没有镀覆，因此耐腐蚀性也降低。在用作原材料的al镀覆钢管(al镀覆焊接管)的al镀层的表面形成有以zno为主体的表面皮膜层的情况下，在作为最终制品的al镀覆中空构件的合金层上，也存在以zno为主体的表面皮膜层。另外，也可以在使用未形成以zno为主体的表面皮膜层的al镀覆钢管(al镀覆焊接管)通过热加工法制造al镀覆中空构件，然后在制造出的al镀覆中空构件的表面设置上述那样的以zno为主体的表面皮膜层。合金层中的氧化皮产生率如下定义。对钢管部件的截面进行埋入研磨，在圆周方向上利用光学显微镜或sem观察0.5mm范围，测量产生氧化皮的组织整体的比例。合金层内部的氧化皮比较粗大(例如5～20μm宽度)，因此，例如图1所示，在光学显微镜观察中也能够容易地测定。例如，利用光学显微镜观察0.5mm(500μm)范围，在该范围中存在5个宽度为10μm的氧化皮的情况下，判定为(10μm×5个)/500μm＝10％的氧化皮产生率。作为比较，在图2中示出作为加热前的原材料的al镀覆钢管的al镀层的截面照片。淬火后的部件的钢基体部位的硬度以维氏硬度(hv)计为350～800左右。硬度值与钢中的c量大致对应，在c量为0.06％的情况下，hv为最大350左右，在c量为0.5％的情况下，hv为800左右。此外，hv能够按照jisz2244进行测定，在测定hv时，以5kgf(1kgf约为9.8n)的载荷测定钢板的板厚中央部附近。实施例以下，一边示出实验例，一边对本发明的淬火用al镀覆焊接管、热弯曲加工后的al镀覆中空构件的制造方法及al镀覆中空构件进行具体说明。此外，以下所示实验例不过是本发明的淬火用al镀覆焊接管、热加工后的al镀覆中空构件的制造方法及al镀覆中空构件的一例，本发明的淬火用al镀覆焊接管、热加工后的al镀覆中空构件的制造方法及al镀覆中空构件并不限定于下述例子。特别是热加工也可以适用于弯曲、缩径、扩管、压溃等。<实验例1>使用以下表1所示钢成分的冷轧钢板(板厚1.2～2.0mm)，通过熔融镀覆法实施了al镀覆。al镀覆时的退火温度约为800℃，al镀浴含有si：9％，另外含有约2％的从钢带溶出的fe。利用气体擦拭法将镀覆后的镀覆附着量调整成单面为20～100g/m2。对于一部分冷轧钢板，在冷却后，利用辊涂机，在含有平均粒径约为50nm的zno的悬浮液中涂布含有相对于zno量为20％的丙烯酸系粘合剂的液体，在约80℃下烧结。附着量以zn量计单面为0.1～1.5g/m2。表1供试材料的钢成分(单位：质量％)csimnpstibaln0.220.131.280.0060.0030.020.0040.040.003※余量为fe和杂质。使用制造出的al镀覆钢板，制造al镀覆钢管(al镀覆焊接管)。电阻焊为高频焊接，焊接时的频率为300khz，焊接速度为5m/秒。焊道部由切削加工、即焊缝切割，在一部分钢管的外表面部，赋予50μm的al喷镀皮膜。制造具有各种板厚、外径的钢管，评价其特性。评价方法如下所示。(1)截面组织和镀层厚度对钢管的截面进行镜面研磨，用2体积％硝酸乙醇溶液进行蚀刻后，进行光学显微镜观察，分别测定合金层(金属间化合物层)的厚度、al镀层的厚度。在钢管的周向上采集3枚试样，拍摄各1枚的其外表面的光学显微镜照片，分别算出合计6个部位的合金层厚度的平均值及al镀层厚度的平均值。对于喷镀的试样，也同样地在长度方向上采集3枚喷镀覆膜厚度，算出3个部位的平均值。(2)利用热压加工的实施例在油压压制机内配置用于成形的模具，在其内部配置钢管和钢管的加热装置。将长度800mm的钢管的两端经由凸缘密封，向内表面导入氮气。在该状态下，使用高频加热将钢管升温至900℃。高频加热通过使感应线圈从钢管的一侧移动至相反侧而进行，加热后线圈向模具外搬送，然后用压制机成形。加热时的气氛为大气。通过控制感应线圈的搬送速度，使钢管的升温速度(平均升温速度)变化。成形形状简单地将钢管减少至1/2的厚度(纵向的直径)，用模具进行淬火。此时的焊道部以位于上表面的方式配置。之后从成形品采集试样，通过截面研磨及2体积％的硝酸乙醇蚀刻，使钢和镀覆层的组织显现。此时，存在在al-fe层内部存在以feo为主体的氧化皮的试样，按照上述方法观察、评价该氧化皮产生率。另外，对于生成脱碳层的试样，也测定了脱碳层的厚度。评价标准如下。另外，根据各试样的截面，按照jisz2244所规定的方法，在5kgf的载荷下测定hv：维氏硬度。g：氧化皮产生率无(0％)f：氧化皮产生率1～5％p：氧化皮产生率超过5％，并且，生成3μm以上的脱碳层(3)喷镀材料密合性在喷镀al后，评价喷镀部的密合性。评价使用编带进行，按照以下的基准进行评价。具体而言，将市售的透明胶带粘贴于各试样，在将粘贴的透明胶带剥离时，通过在喷镀部是否产生剥离来进行评价。g：无剥离f：剥离1mm直径以内p：剥离超过1mm(4)涂膜密合性从热压加工后的钢管试验片切取包含焊缝部的部位，评价涂膜密合性。化学转化处理使用日本パーカライジング(股)公司制造的化学转化处理液(pb-sx35)，电沉积涂装以15μm为目标涂装日本ペイント(股)公司制造的电沉积涂料(powernics110)，在170℃下进行烧结。作为涂膜密合性评价，在50℃的5％盐水中浸渍480小时，取出后用切刀赋予1mm棋盘格，然后进行编带。以下述基准评价此时的剥离状况。g：无剥离f：剥离3方块以下p：剥离4方块以上或与方块无关地剥离(5)盐温水密合性对于实施上述化学转化处理和电沉积涂装的试样，在涂膜上不产生缺陷地在50℃的5％盐水中浸渍2周，在浸渍后1小时以内赋予1mm棋盘格，进行编带来评价涂膜密合性。该评价成为与(4)所示密合性相比非常严格的评价。通常，这样的严格的涂膜密合性没有限制，特别是在严酷的腐蚀环境下使用时必要的特性。g：无剥离f：剥离3方块以下p：剥离4方块以上或与方块无关地剥离将评价的水平和此时的评价结果汇总示于以下表2。表2根据上述表2可知，若观察来自热压加工后的截面的氧化皮产生状况，则满足70×x/d≤y/t≤30，在y/x为t/d的α倍以上的情况下，氧化皮的产生是轻微的或完全看不到。明确得知存在如下倾向：氧化皮产生状况也取决于升温速度，通过增大升温速度，氧化皮产生减轻。另外，明确得知通过在al镀覆表面赋予含有zno的皮膜，特别是基于盐温水试验的涂膜密合性提高。另外，由表2明确得知，相当于本发明例的试样的钢基体的硬度(hv)均示出450～530之间的值。<实验例2>对于具有以下表3所示钢成分的板厚1.4mm的钢板，在与实施例1同样的条件下实施了al镀覆。al镀层的厚度为24μm，合金层的厚度为5μm。将该钢板成形为外径32mm的钢管，对焊接部实施约30μm的al喷镀。然后，实施了实施例1所示的喷镀材料密合性评价。表3结果，对于符号b～d，确认到喷镀材料的剥离。由该结果明确得知，作为钢中成分，优选降低p、al、n。关于这些以外的条件，未确认到喷镀材料的剥离。另外，将这些钢管在与实施例1同样的条件(升温速度为10℃/秒)下进行热压加工，进行与实施例1同样的评价。结果，热压加工后，得到截面组织、涂膜密合性均与“g”相当的评价结果。以上，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于这些例子。显然只要是具有本发明所属
技术领域：
中的通常知识的人员，就能够在权利要求所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，应理解为这些当然也属于本发明的技术范围。产业上的可利用性若使用本发明的淬火用al镀覆焊接管，则能够通过热加工制造高强度构件，能够得到与以往相比轻量化的部件。由此，在作为最终用途的汽车等中，有助于进一步的轻量化。当前第1页12