热压构件的制作方法

1.本发明涉及一种热压构件。
2.本技术基于2021年01月14日于日本技术的日本特愿2021-004022号来主张优先权，并将其内容援引于此。


背景技术：

3.近年来，为了环境保护及防止地球温暖化，要求抑制化学燃料的消耗。这种要求例如针对作为移动手段在日常生活及活动中不可缺少的汽车也不例外。针对这种要求，在汽车中，对基于车身的轻量化等的燃料经济性的提高等进行了研究。汽车的结构大部分由铁，尤其是钢板形成，因此使该钢板变薄来降低重量对于车身的轻量化来说效果较大。然而，当单纯地使钢板的厚度变薄来降低钢板的重量时，担心作为结构物的强度会降低，安全性会降低。因此，为了使钢板的厚度变薄，需要使被使用的钢板的机械强度变高，以便不会降低结构物的强度。
4.因此，针对通过提高钢板的机械强度，从而即使使其比以前使用的钢板更薄，也能够维持或提高机械强度的钢板，进行了研究开发。针对这种钢板的要求不仅在汽车制造业中，在各种制造业中也同样进行。
5.一般地，具有高机械强度的材料在弯曲加工等成形加工中，存在形状冻结性较低的倾向，在加工为复杂形状的情况下，加工本身会变得困难。作为解决针对该成形性的问题的手段之一，可举出所谓的热压法的应用。在热压法中，在将作为成形对象的材料暂时加热到高温使其奥氏体化，并对因加热而软化的材料进行冲压加工，使其成形后，或与成形同时地，通过在模具中急速地冷却来使其发生马氏体相变，在成形后能够得到高强度的加工品。
6.根据热压法，将材料暂时加热到高温使其软化，并在材料软化的状态下进行冲压加工，因此能够容易地对材料进行冲压加工。因此，通过该热压加工，会得到兼顾良好的形状冻结性与高机械强度的冲压成形品。尤其是在材料为钢的情况下，能够通过成形后的冷却所带来的淬火效果来提高冲压成形品的机械强度。
7.然而，在将热压法应用于钢板的情况下，例如由于加热到800～850℃以上的高温，因而表面的铁等氧化，生成氧化皮(氧化物)。因此，在进行了热压加工后，需要除去该氧化皮的工序(除氧化皮工序)，生产性会降低。此外，在需要耐腐蚀性的构件等中，需要在加工后对构件表面进行防锈处理或金属被覆，因此需要表面清洁化工序、表面处理工序，生产性仍然会降低。
8.作为抑制这种生产性降低的方法的例子，可举出对钢板实施被覆的方法。一般地，作为钢板上的被覆，使用有机系材料及无机系材料等各种材料。其中，针对钢板，从其防腐蚀性能和钢板生产技术的观点出发，多适用具有牺牲防腐蚀作用的锌系镀层。另一方面，为了得到淬火效果，冲压时的加热温度多以比钢的ac3相变点更高的温度来进行，例如加热温度为800～1000℃左右。然而，该加热温度比有机系材料的分解温度及zn系等金属材料的沸点等更高。因此，在为了热压而对被覆有机系材料及zn系的金属材料的钢板进行加热的情
况下，钢板的表面的镀层会蒸发，有时会成为表面性状显著劣化的原因。
9.在要避免这种表面性状的劣化的情况下，针对进行加热到高温的热压加工的钢板，例如优选被覆与有机系材料被覆或zn系的金属被覆相比沸点较高的al系的金属。
10.通过使用实施了al系的金属被覆的钢板、即所谓的镀al钢板，能够防止氧化皮附着于钢板表面的情况，因为无需除氧化皮工序等工序，所以生产性会提高。此外，因为al系的金属被覆也具有防锈效果，所以涂装后的耐腐蚀性也会提高。
11.根据这样的情况，作为热压用钢板，开始应用在表面具备al系镀层的镀al系钢板。
12.然而，在对镀al系钢板进行了热压的情况下，存在以下这样的问题：在热压构件(热压后的钢板)中，化学转化处理性不足。
13.在要使热压后的钢板的化学转化处理性提高的情况下，提出了使镀层含有zn或mg的方案。然而，在镀层含有zn或mg的情况下，在进行了点焊时，会成为产生lme所导致的裂纹的原因。
14.例如，在专利文献1中，公开了一种钢板，其由金属涂层被覆，该金属涂层包含2.0～24.0重量％的锌、7.1～12.0重量％的硅、任意的1.1～8.0重量％的镁、及任意从pb、ni、zr或hf中选择的追加元素，各追加元素的重量含有率低于0.3重量％，剩余部分为铝及任意不可避免的杂质及残留元素，al/zn比超过2.9。
15.在专利文献2中，公开了一种硬化部件的制造方法，该方法在对以金属涂层预先涂敷的钢板进行热成形时，会得到没有因热成形而产生的lme问题的部件，该金属涂层包含2.0～24.0重量％的锌、1.1～7.0重量％的硅，在硅的量为1.1～4.0重量％之间的情况下，根据情况，包含1.1～8.0重量％的镁，并根据情况，包含从pb、ni、zr或hf中选择的追加元素，各追加元素的重量含量小于0.3重量％，剩余部分为铝及不可避免的杂质及残留元素。
16.先行技术文献
17.专利文献
18.专利文献1：国际公开第2017/017513号
19.专利文献2：国际公开第2017/017514号


技术实现要素：

20.发明要解决的技术问题
21.然而，在专利文献1中，针对lme没有任何研究。
22.此外，在专利文献2的方法中，针对抑制热压等热成形时的lme的效果，尽管可确认，但本发明人们进行了研究，结果可知：在针对以该方法得到的部件进行了点焊的情况下，会产生lme。
23.如上所述，以往，针对化学转化处理性优异，可抑制点焊时的lme的热压构件，并未提出方案。因此，本发明的目的在于，提供一种热压构件，其以将镀al系钢材(具备含al镀层的钢材)用作素材的热压构件为前提，化学转化处理性优异，且能够抑制点焊时的lme(耐lme性优异)。
24.用于解决技术问题的技术手段
25.本发明人们进行了研究，以便在对镀al钢板进行热压得到的热压构件中，使化学转化处理性及点焊时的耐lme性提高。结果认识到：由于在限定了镀层的化学组成的基础
上，使镀层中以预定的分布状态含有预定的尺寸的zn氧化物及/或zn－mg氧化物，从而化学转化处理性优异，且能够抑制点焊时的lme。
26.本发明基于上述认识而完成，其主旨如下。
27.[1]本发明的一个方案的热压构件包括钢材和镀层，该镀层被形成在所述钢材上，所述镀层具有如下化学组成：以质量％计，包含zn：0.5～15.0％、mg：0～10.0％、si：0.05～10.0％、fe：20.0～60.0％、以及合计0～5.00％的从ca：0～3.00％、sb：0～0.50％、pb：0～0.50％、sr：0～0.50％、sn：0～1.00％、cu：0～1.00％、ti：0～1.00％、ni：0～1.00％、mn：0～1.00％、cr：0～1.00％、la：0～1.00％、ce：0～1.00％、zr：0～1.00％、及hf：0～1.00％中选择的1种或2种以上，剩余部分由al及杂质构成，所述镀层包含在所述镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与所述厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成的zn系氧化物，在所述镀层的所述厚度方向的截面中，在将所述镀层与所述钢材的界面的长度记为le，将从所述镀层的上表面投影所述zn系氧化物到所述界面得到的长度的总和记为σli，将从所述镀层的上表面投影所述zn系氧化物的与所述镀层接触的部分到所述界面得到的长度的总和记为σlai时，满足以下的式(1)及式(2)。
[0028]
σli/le≥0.10(1)
[0029]
σlai/σli≥0.50(2)
[0030]
[2]也可以是，如[1]所述的热压构件在所述化学组成中，以质量％计，为mg：0.2～7.0％。
[0031]
[3]也可以是，如[1]所述的热压构件在所述化学组成中，以质量％计，为mg：3.0～7.0％、zn：7.0～15.0％。
[0032]
发明效果
[0033]
根据本发明的上述方案，能够提供一种化学转化处理性优异，且点焊时的耐lme性优异的热压构件。
附图说明
[0034]
图1是表示本实施方式的热压构件的镀层的截面的一例的图。
[0035]
图2是对zn系氧化物的投影长度相对于界面长度的比例的测定方法进行说明的图。
[0036]
图3是对σlai的测定方法进行说明的图。
具体实施方式
[0037]
针对本发明的一个实施方式的热压构件(本实施方式的热压构件)进行说明。
[0038]
如图1所示，本实施方式的热压构件包括钢材1和镀层2，该镀层2被形成在钢材1上，镀层2具有预定的化学组成，包含在镀层2的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与所述厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的zn系氧化物101(由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成)，在镀层2的厚度方向的截面中，在将镀层2与钢材1的界面的长度记为le，将从镀层2的上表面投影zn系氧化物101到镀层2与钢材1的界面得到的长度的总和记为σli时，满足σli/le≥0.10(σli/le为0.10以上)，当将从镀层2的上表面投影zn系氧化
物101的与镀层接触的部分到镀层2与钢材1的界面得到的长度的总和记为σlai时，满足σlai/σli≥0.50。zn系氧化物主要通过热压而形成，因此如图1所示，主要被形成于表层部附近。
[0039]
＜钢材＞
[0040]
本实施方式的热压构件的镀层2较为重要，针对钢材1的种类，并不被特别地限定。可以根据应用的产品或所需的强度及板厚等来确定。例如，能够使用jis g3131：2018所记载的热轧钢板或jis g3141：2017所记载的冷轧钢板等钢板。
[0041]
＜镀层＞
[0042]
本实施方式的热压构件在钢材1上(表面上)具有镀层2。镀层2既可以被形成于钢材1的单面，也可以被形成于两面。
[0043]
[化学组成]
[0044]
关于本实施方式的热压构件所具备的镀层2的化学组成，针对被包含的各元素的限定理由进行说明。各元素的含量的％以质量％计。
[0045]
zn：0.5～15.0％
[0046]
zn为通过热压而在钢材的表面形成zn系氧化物(在zn氧化物，或镀层含mg的情况下，也包含zn－mg氧化物)的元素。在热压构件的表面存在zn氧化物的情况下，化学转化处理性会提高。此外，zn也是有助于通过牺牲防腐蚀性提高的镀层耐腐蚀性提高的元素。为了得到这些效果，将zn含量设为0.5％以上。zn含量优选为1.0％以上，更优选的是，为5.0％以上，进一步优选的是，为7.0％以上。
[0047]
另一方面，当zn含量超过15.0％时，会难以抑制lme。因此，将zn含量设为15.0％以下。zn含量优选为10.0％以下。
[0048]
mg：0～10.0％
[0049]
mg是具有如下效果的元素：在热压时，在钢材的表面，与zn一同地形成zn－mg氧化物，提高热压构件的化学转化处理性。在提高化学转化处理性这点上，与zn氧化物相比，zn－mg氧化物的效果更大。虽然无需一定含有mg，但为了得到上述效果，也可以含有。在充分地得到上述效果的情况下，优选将mg含量设为0.2％以上。关于mg含量，更优选的是，为0.5％以上，进一步优选的是，为2.0％以上。
[0050]
另一方面，为了将热压构件的mg含量设为超过10.0％，就需要将镀敷钢板的mg含量设为超过15.0％。在该情况下，会发生镀浴的渣滓产生量増大等制造上的问题。因此，将mg含量设为10.0％以下。关于mg含量，优选为7.0％以下，更优选的是，为5.0％以下。
[0051]
si：0.05～10.0％
[0052]
si为具有如下效果的元素：在钢板上形成镀层时，抑制在钢板与镀层之间形成的合金层被形成得过厚的情况，从而提高钢板与镀层的密接性。此外，也为在与mg一同被含有的情况下，与mg形成化合物，从而有助于提高涂装后耐腐蚀性的元素。在得到上述效果的情况下，将si含量设为0.05％以上。si含量优选为0.1％以上，更优选的是，为1.0％以上。
[0053]
另一方面，当si含量超过10.0％时，镀层的加工性会降低。因此，将si含量设为10.0％以下。si含量优选为8.0％以下。
[0054]
fe：20.0～60.0％
[0055]
fe在形成镀层时，从钢材向镀层扩散，并且在热压时从钢材扩散到镀层，从而被包
含于镀层。fe的一部分与镀层的al等结合而合金化。
[0056]
在fe含量小于20.0％时，未合金化的al相会残存于镀层中。在该情况下，有时镀层会向模具附着，制造性会降低。
[0057]
另一方面，当fe含量超过60.0％时，fe浓度过剩，因此有时在腐蚀环境中，会提前产生红锈。
[0058]
从ca：0～3.00％、sb：0～0.50％、pb：0～0.50％、sr：0～0.50％、sn：0～1.00％、cu：0～1.00％、ti：0～1.00％、ni：0～1.00％、mn：0～1.00％、cr：0～1.00％、la：0～1.00％、ce：0～1.00％、zr：0～1.00％、hf：0～1.00％中选择的1种或2种以上合计0～5.00％
[0059]
也可以是，本实施方式的热压构件的镀层中，只要在上述范围内，则也可以作为杂质，或通过有意地添加而含有ca、sb、pb、sr、sn、cu、ti、ni、mn、cr、la、ce、zr、hf中的1种或2种以上。
[0060]
当ca含量较多时，在镀层中会生成以cazn
11
相为代表的ca系金属间化合物，耐腐蚀性会降低。因此，将ca含量设为3.00％以下。
[0061]
另一方面，当镀层中含有ca时，伴随mg含量的増加，在镀敷操作时易被形成的渣滓的形成量会减少，镀层制造性会提高。因此，当为3.00％以下的范围时，也可以使其含有ca。
[0062]
当sb含量、sr含量、pb含量过剩时，镀浴的粘性上升，镀浴的建浴本身变得困难的情况较多，无法制造镀敷性状良好的镀敷钢板。因此，将sr含量设为0.50％以下，将sb含量设为0.50％以下，将pb含量设为0.50％以下。
[0063]
当镀层中含有sr、sb、pb时，镀层的外观会变化，形成锌花，从而可确认金属光泽的提高。因此，分别在0.50％以下的范围的话，也可以含有这些元素。
[0064]
sn为在含zn、al、mg的镀层中，使mg溶出速度上升的元素。当mg的溶出速度上升时，平面部耐腐蚀性会恶化。因此，将sn含量设为1.00％以下。
[0065]
当cu含量、ti含量、ni含量、mn含量过剩时，镀浴的粘性上升，镀浴的建浴本身变得困难的情况较多，无法制造镀敷性状良好的镀敷钢板。因此，将各元素的含量分别设为1.00％以下。
[0066]
另一方面，这些元素为有助于提高耐腐蚀性的元素。因此，若在1.00％以下的范围的话，也可以含有。
[0067]
当la含量、ce含量过剩时，镀浴的粘性上升，镀浴的建浴本身变得困难的情况较多，无法制造镀敷性状良好的镀敷钢材。因此，将la含量、ce含量分别设为1.00％以下。
[0068]
当zr含量、hf含量过剩时，耐腐蚀性有时会降低。因此，将zr含量、hf含量分别设为1.00％以下。
[0069]
本实施方式的镀敷钢板的镀层的化学组成具有上述化学组成，剩余部分由al及杂质构成。
[0070]
镀层的化学组成通过以下方法来进行测定。
[0071]
首先，得到以酸对镀层进行剥离溶解而成的酸液，该酸含有抑制钢基(钢材)的腐蚀的抑制剂。接着，通过以icp分析对得到的酸液进行测定，从而能够得到镀层的化学组成。关于酸的种类，只要为可溶解镀层的酸，就没有特别的限制。关于化学组成，作为平均化学组成来进行测定。
[0072]
在icp分析中，无法对o进行分析，因此上述化学组成为不考虑镀层中的o的存在的元素的含量。
[0073]
[组织]
[0074]
本实施方式的热压构件所具备的镀层包含在镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与厚度方向垂直的方向(表面方向)上0.1μm以上的尺寸的、由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成的zn系氧化物。
[0075]
此外，关于该镀层，在厚度方向的截面中，在将镀层与钢材的界面的长度记为le，将从镀层的上表面投影具有上述尺寸的zn系氧化物到界面得到的长度的总和记为σli，将从镀层的上表面投影zn系氧化物的与镀层接触的部分到镀层与钢材的界面得到的长度的总和记为σlai时，σli/le≥0.10且σlai/σli≥0.50。
[0076]
当由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成的zn系氧化物存在于镀层中时，在进行了化学转化处理时，磷酸锌晶体(在zn－mg的情况下，为含mg的磷酸锌晶体)被制膜。结果，会得到优异的化学转化处理性。
[0077]
但是，在将预定的尺寸的zn系氧化物(zn氧化物或zn－mg氧化物)投影到界面时的投影长度相对于镀层与钢材的界面的长度较小的(在从上表面观察时，未充分覆盖界面)情况下，不会充分地得到化学转化处理性的提高效果。因此，将在厚度方向的截面中观察时，相对于界面的长度，在厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在面方向上0.1μm以上的尺寸的zn系氧化物的投影长度的合计(换言之，上方存在氧化物的界面的长度的合计)的比例设为0.10(10％)以上。优选的是，为0.30(30％)以上，更优选的是，为0.50(50％)以上。
[0078]
此外，在镀层中不包含在镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成的zn系氧化物的情况下，会成为化学转化处理性降低的原因。
[0079]
此外，即使镀层中不包含zn系氧化物，当镀层与zn系氧化物之间存在间隙(空隙)时，在化学转化处理后，在化学转化处理层与镀层之间也会残留间隙。在该情况下，化学转化处理层的密接性会降低，会容易产生未覆盖区域。
[0080]
因此，在本实施方式的热压构件所具备的镀层中，提高氧化物中的与镀层接触的部分的比例。针对氧化物中的与镀层接触的部分的比例，具体而言像以下这样来算出。
[0081]
首先，在镀层的厚度方向的截面中，将镀层与钢材的界面整体的长度记为le，将从镀层的上表面投影zn系氧化物到界面得到的长度的总和记为σli。然后，将从镀层的上表面方向投影氧化物中的与镀层接触的部分到界面得到的长度的总和记为σlai。因此，当提高氧化物中的与镀层接触的部分的比例时，σlai相对于σli的比例会提高。
[0082]
所谓“氧化物中的与镀层接触的部分”，设为从氧化物整体中除去“未与镀层接触的”部分后得到的部分。所谓氧化物中的未与镀层接触的部分，设为在镀层与zn系氧化物之间，在截面的sem观察下，存在超过0.5mm的间隙(空隙)的部分。另一方面，当在截面的sem观察中，在镀层与zn系氧化物之间观察不到间隙，或是即使观察到，间隙也为0.5mm以下时，设为氧化物中的与镀层接触的部分。
[0083]
此外，针对氧化物中的与镀层接触的部分，在氧化物的厚度方向的两侧存在镀层的情况下，意味着在厚度方向的两侧处，镀层与氧化物之间，间隙为0.5mm以下(含0)。在氧化物的仅在厚度方向的一侧存在镀层的情况下(氧化物成为了最表层的情况下等)，意味着
在存在镀层的方向上，在与镀层之间，间隙为0.5mm以下。即，即使存在氧化物，在其厚度方向上在与氧化物之间隔开超过0.5mm的间隙地存在镀层的部分，也会被从求σlai时测定投影长度的对象中排除。
[0084]
关于镀层与氧化物之间的这种间隙，认为因zn的蒸发而产生。
[0085]
在本实施方式的热压构件中，能够通过如后所述地使zn相分散于枝晶中，并促进向镀层内的氧扩散，从而在zn(在含mg的情况下，也为mg)蒸发前，将这些元素作为氧化物来固定。在该情况下，能够通过抑制间隙的形成来将σlai/σli设为0.50(50％)以上。
[0086]
关于σlai/σli，优选为0.60以上，更优选的是，为0.70以上，进一步优选的是，为0.80以上。
[0087]
在镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、zn系氧化物(zn氧化物及/或zn－mg氧化物)能够通过以下的方法来确认其存在。
[0088]
以能够对包含钢材与镀层的界面的镀层的截面进行观察的方式采集试样，并以埋入了树脂的状态对镀敷钢板的截面进行研磨。在镜面精加工的研磨后，在扫描型电子显微镜(sem)观察下，用sem－eds，在例如50μm
×
50μm的视野中，对元素图像进行拍摄。在得到的元素图像内，将o(氧)与zn共存的区域判断为zn氧化物，将o、zn、mg共存的区域判断为zn－mg氧化物。通过对以本方法确定的zn氧化物及zn－mg氧化物的尺寸进行测定，从而能够确定出在镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与所述厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、zn系氧化物(zn氧化物及/或zn－mg氧化物)。
[0089]
此外，投影长度的合计相对于界面长度的比例(σli/le)通过以下的方法求得。
[0090]
通过上述的方法，对zn系氧化物进行识别。然后，例如如图2所示，在镀层2中存在多个zn系氧化物的情况下，相对于测定区域中的钢材1与镀层2的界面的长度le，对从镀层2的上表面投影各zn系氧化物到界面得到的长度(l1、l2、l3、l4、l5(在图中，为l1～l5，但在夹杂物有i个的情况下，为l1～li)进行测定。将对l1～l5进行合计得到的值(σl5)(在l1～li的情况下，为σli)作为投影长度的合计。但是，针对投影部分重复的部分，会从长度的合计中去除(重复的部分仅包含于长度中1次)。
[0091]
通过将投影长度的合计(σli)除以界面长度(le)，得到投影长度的合计相对于界面长度的比例(σli/le)。
[0092]
另一方面，氧化物的与镀层接触的部分的投影长度占氧化物的投影长度的比例(σlai/σli)通过以下的方法来求得。
[0093]
例如，如图3所示，在镀层2中存在多个zn系氧化物101的情况下，在氧化物的厚度方向的两侧(附图的上下方向)存在镀层的情况下，会得到两侧的、在与镀层之间观察不到间隙，或是即使观察到间隙也为0.5mm以下的(与两侧的镀层接触)部分的投影长度(例如la1)。此外，在仅在氧化物的厚度方向中的一侧存在镀层的情况下，会得到在该方向上，在与镀层之间观察不到间隙，或观察到间隙也为0.5mm以下的(与镀层接触的)部分的投影长度(例如la2、la3)。
[0094]
将这些la1、la2、la3、
···
lai合计得到的值记为σlai。但是，针对投影部分重复的部分，会从长度的合计中去除(重复的部分仅包含于长度中1次)。
[0095]
根据该σlai和以上述方法求得的σli，算出σlai/σli。
[0096]
此外，优选的是，本实施方式的热压构件的镀层2的组织包含fe－al系金属间化合物、fe－al－si系金属间化合物、以及fe－zn系金属间化合物。
[0097]
尤其是，优选的是，在本实施方式的热压构件中，镀层包含fe2al5相，fe2al5相中的zn固溶量为3.00～8.00质量％。在该情况下，耐腐蚀性会提高。
[0098]
优选的是，在避开热压加工时的lme裂纹的观点上，mg系imc(金属间化合物相)为5面积％以下。
[0099]
在本实施方式中，镀层中的各相的面积率通过以下的方法求得。
[0100]
首先，将制作的试样切断为25mm
×
25mm的大小，在埋入树脂后研磨到镜面抛光后，在镀层截面中以1500倍的倍率得到sem－eds元素图像。元素图像以熔融镀层的厚度整体进入到视野中的方式拍摄。照片拍摄位置随机地选择。不得接收面积率的计算结果而对拍摄位置任意地进行重新选择。
[0101]
根据元素图像，对各组织及各相进行确定。然后，通过计算机图像分析，对全部的截面照片中出现的各组织及各相的全截面积进行测定，并将其除以在全部的截面照片中出现的熔融镀层的截面积，由此来算出各组织及各相的面积率。
[0102]
＜制造方法＞
[0103]
接着，针对本实施方式的热压构件的优选的制造方法进行说明。本实施方式的热压构件与制造方法无关，只要具有上述特征，就会得到其效果。然而，因为根据包含以下工序的方法，能够稳定地进行制造，所以是优选的。
[0104]
(i)镀敷工序，其将钢材浸渍于镀浴，制成镀敷原板；
[0105]
(ii)冷却工序，其将所述镀敷原板冷却到200℃以下的温度区域；
[0106]
(iii)保持工序，其将所述冷却工序后的镀敷原板根据需要进行再加热，并在100～200℃的温度区域中保持100秒以上，得到镀敷钢材；
[0107]
(iv)热压工序，其对所述镀敷钢材进行热压，得到热压构件。
[0108]
在本实施方式的热压构件的优选的制造方法中，能够通过(i)～(iii)来得到如下的镀敷钢材：有具有预定的化学组成的镀层，镀层的组织包含作为al与zn的固溶体的α相，在所述α相中，粒径为10～200nm的zn相以数密度计含有10个/100μm2以上。通过对该镀敷钢材进行热压，得到本实施方式的热压构件。
[0109]
[镀敷工序]
[0110]
在镀敷工序中，通过使钢材浸渍于镀浴，从而在钢材的表面形成镀层，并制成镀敷原板。
[0111]
根据镀浴的组成，能够估计被形成的镀层的组成，因此可以根据欲得到的镀层的化学组成进行调整。
[0112]
供给到镀敷工序的钢材不被特别地限定，但例如能够使用jis g3131：2018所记载的热轧钢板或jis g3141：2017所记载的冷轧钢板。
[0113]
此外，也可以是，在镀敷工序之前，对钢材进行还原退火。针对退火条件，可以为公知的条件，例如在露点为－10℃以上的5％h2－n2气体气氛下加热到750～900℃，并保持30～240秒。
[0114]
优选的是，镀浴组成以质量％计，包含zn：1.0～30.0％、mg：0～10.0％、si：0.05～10.0％、fe：0～10.0％、以及合计0～5.00％的从ca：0～3.00％、sb：0～0.50％、pb：0～
0.50％、sr：0～0.50％、sn：0～1.00％、cu：0～1.00％、ti：0～1.00％、ni：0～1.00％、mn：0～1.00％、cr：0～1.00％、la：0～1.00％、ce：0～1.00％、zr：0～1.00％、及hf：0～1.00％中选择的1种或2种以上，剩余部分由al及杂质构成。
[0115]
通过浸渍于这种镀浴，会得到具备镀层的镀敷原板，该镀层具有接近镀浴的化学组成。zn、mg、fe的含量会因热压时的加热而变化，因此也会考虑该变化，为了如上所述地控制热压构件中的化学组成，优选对镀敷原板的化学组成进行控制。
[0116]
[冷却工序]
[0117]
在冷却工序中，在以n2等擦拭气体对镀敷附着量进行了调整后，对镀敷工序后的(从镀浴中提起的)镀敷原板进行冷却。
[0118]
在冷却时，在从镀浴中提起后，以到380℃的平均冷却速度为20℃/秒以上，小于40℃/秒的方式进行冷却(第1冷却)，然后，以380～200℃的平均冷却速度为40℃/秒以上的方式，进行冷却(第2冷却)到200℃以下。
[0119]
通过将到380℃的(第1冷却的)平均冷却速度设为20℃/秒以上，小于40℃/秒，从而使zn固溶于α相中。由此，在后面进行的保持工序中的、α相中，10～200nm的zn相的形成被促进。在从镀浴中提起后，当到380℃的平均冷却速度为40℃/秒以上时，无法充分地使zn固溶。另一方面，当平均冷却速度小于20℃/秒时，在高温下，zn会析出，在接着进行的保持工序中，无法使微细的zn相析出到α相中。
[0120]
通过限定了380～200℃的温度区域的平均冷却速度的到200℃以下的冷却(第2冷却)，将固溶的zn相以过饱和的状态，冷却到200℃以下的温度区域。由此，后面进行的保持工序中的、α相中的10～200nm的zn相的形成被促进。
[0121]
当该温度区域的平均冷却速度小于40℃/秒时，在镀敷钢材的阶段中，微细的zn相向α相中的析出会不充分，在热压构件中，zn系氧化物的形成会不充分。关于第2冷却的平均冷却速度，优选为60℃/秒以上，更优选的是，为70℃/秒以上，进一步优选的是，为80℃/秒以上。
[0122]
380～200℃的冷却的冷却开始温度(第1冷却与第2冷却的切换温度)优选接近380℃，但当到200℃的平均冷却速度成为40℃/秒以上时，可以为300～380℃之间。
[0123]
[保持工序]
[0124]
在保持工序中，将冷却工序后的镀敷原板在100～200℃的温度区域中保持100秒以上，得到镀敷钢材。在保持时，在冷却工序中，在冷却到了100℃以下的情况下等，也可以根据需要来进行再加热。
[0125]
在上述冷却后，在100～200℃的温度区域中保持100秒以上，由此，10～200nm的粒径的zn相会充分地析出到α相中。在该情况下，
[0126]
在热压构件中，zn系氧化物会被充分地形成。
[0127]
在保持温度较低，或保持时间较短的情况下，zn相的析出量会变得不充分，在热压构件中，zn系氧化物的形成会变得不充分。
[0128]
另一方面，在保持温度较高的情况下，在α相中，会难以形成10～200nm的zn相。此外，当保持时间较长时，会成为zn相粗大地生长的原因，因此将保持时间设为1000秒以下。
[0129]
此外，优选的是，在冷却工序(第1冷却及第2冷却)完成后，在5分以内进行保持工序。所谓“冷却工序完成”，是指钢材的温度到达200℃的时间点。
[0130]
在冷却工序完成后，当到保持工序开始为止的时间超过5分钟时，作为准稳定相的αr相的析出开始，会难以满足α相中的zn相的数密度。
[0131]
在冷却工序完成后，到保持工序开始为止的时间优选为1分以内。
[0132]
[热压工序]
[0133]
在热压工序中，对经上述工序得到的镀敷钢板进行加热，并与成形一同地，或在成形后进行冷却。
[0134]
在热压工序中，为了对钢板赋予预定的强度，例如在加热到840℃～1000℃，并保持1～4分钟后，在模具中冲压成形，并进行急冷。
[0135]
实施例
[0136]
作为供镀敷的钢板，准备出板厚1.6mm的冷轧钢板(0.2％c－2.0％si－2.3％mn)。
[0137]
在将该钢板切断为100mm
×
200mm后，用分批式的热浸镀试验装置，持续进行了退火及热浸镀。
[0138]
在退火时，在氧浓度为20ppm以下的炉内，在由含有5％的h2气体，剩余部分由n2构成的气体构成，露点0℃的气氛下，以860℃进行了120秒钟的退火。
[0139]
在退火后，在以n2气体对钢板进行空冷，从而钢板温度到达了浴温+20℃时，使其浸渍于表1所示的浴温的镀浴中约3秒钟。
[0140]
在针对形成有镀层的镀敷原板，以n2气体将镀敷的附着量调整为40～80g/m 2
后，以表1所示的条件进行了冷却。然后，根据需要进行再加热，并以表1所示的条件进行了保持。钢板的温度用在镀敷原板中心部进行点焊的热电偶进行了测定。
[0141]
此外，针对得到的镀敷钢材，在将镀敷钢材插入到设定为900℃的大气气氛的马弗炉中后，在经过4分钟后取出，进行在平板模具中冲压并急冷的热压，从而得到了热压构件。
[0142]
在得到的热压构件中，以上述方法，调查了镀层的化学组成、是否包含在镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与厚度方向垂直的方向(面方向)上0.1μm以上的尺寸的zn系氧化物(zn氧化物及/或zn－mg氧化物)、以及在包含的情况下，zn系氧化物在与钢材的界面中的投影长度比例σli/le、σlai/σli。将结果在表1及表2中示出。
[0143]
此外，针对这些热压构件，通过以下的条件进行点焊，观察焊接部的截面，以龟裂(lme裂纹)的长度进行了评价。
[0144]
即，从表所记载的no.1～26热压构件中采集50mm
×
50mm(
×
板厚)的样本，使其与相同尺寸的市售的合金化热浸镀锌钢板重叠，以击打角为7
°
(电极的轴向从与钢板表面垂直的方向的偏离)，荷重为400kgf的方式，按压通电电极，将电流模式设定为熔核直径为3.5
×
√t～5.5
×
√t(t：板厚)，并进行了点焊。对于通电电极，使用了jis标准下的型的cu－cr电极。
[0145]
在点焊后，与设置击打角的方向平行地，以可观察到钢板的板厚方向的板厚方向截面的方式进行了切断。在切断后，以光学显微镜对通过机械研磨和化学研磨抛光为镜面的焊接部的截面进行观察，并对内裂纹的lme龟裂长度进行了测定。
[0146]
通过有无龟裂、长度，如下地进行判断，当为aa或a时，判断为耐lme性优异。
[0147]
(评价)
[0148]
aa：无龟裂
[0149]
a：龟裂长度100μm以下
[0150]
b：龟裂长度超过100μm
[0151]
此外，从热压构件中，采集50mm
×
100mm(
×
板厚)的样本，对该样本，按照(sd5350系统：日本paint indastrial coding公司制标准)实施磷酸锌处理，使化学转化处理皮膜形成。
[0152]
通过对形成有该化学转化处理皮膜的镀敷钢板的表面进行sem观察，对化学转化处理皮膜的未覆盖区域(lack of hiding)的比例(面积％)进行了测定。
[0153]
根据未覆盖区域的比例，像以下那样进行判断，当为aa或a时，判断为化学转化处理性优异。
[0154]
aa：5％以下
[0155]
a：超过5％，10％以下
[0156]
b：超过10％
[0157]
此外，对得到的热压构件进行了耐腐蚀性(涂装后耐腐蚀性)评价。
[0158]
即，从热压构件中采集50
×
100mm的样本，并实施zn磷酸处理(sd5350系统：日本paint indastrial coding公司制标准)，然后，以厚度为20μm的方式实施电沉积涂装(pn110powernix(注册商标)gray：日本paint indastrial coding公司制标准)，并在烧结温度150℃下，以20分钟进行了烧结。然后，对电沉积涂膜导入到达基铁的切割，将其提供给jaso试验。当jaso试验中的90次循环时间点处的涂膜膨胀幅度为1mm以下时，评价为“a”，当为超过1mm时，评价为“b”。
[0159]
此外，作为得到的热压构件的点焊性，对点焊时的适当电流范围进行了评价。
[0160]
即，从热压构件的平面部中采集50mm
×
50mm(
×
板厚)的样本，将2张该样本的镀敷面彼此重叠，以电极间的加压力为200kgf的方式进行加压，使其密接，并使焊接电流每次0.5ka地变化4～12ka而实施了点焊。电源设为单相交流(50hz)，通电时间设为12个循环。对于点焊机，使用了dengensha制的电阻焊机，对于电极，使用了圆顶半径型的cr－cu电极(前端径)。
[0161]
在点焊后，通过焊接部的截面光学显微镜观察，测定熔核直径，并对焊接电流与熔核直径的关系(焊接瓣)进行了调查。
[0162]
进而，将熔核直径为4√t以上的电流值(熔核形成电流)作为下限，将产生灰尘的电流值(灰尘产生电流)作为上限，对适当电流范围(单位：ka)进行了测定。
[0163]
根据该适当电流范围的宽度，像以下那样进行了评价。
[0164]
aa：2ka以上
[0165]
a：小于1～2ka
[0166]
b：小于1ka
[0167]
[表1]
[0168][0169]
[表2]
[0170][0171]
[表3]
[0172][0173]
由表1～表3可知，针对具有预定的化学组成，镀层包含在镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成的zn系氧化物，σli/le≥0.10，σlai/σli≥0.50的no.2～no.7、no.9～no.19，化学转化处理性或点焊时的耐lme性优异。与此不同，针对镀层的化学组成、zn系氧化物的存在状态中的1个以上脱离本发明范围的比较例no.1、no.8、no.20～no.26，化学转化处理性或点焊时的耐lme性较差。
[0174]
此外，针对发明例中的no.2～19，fe2al5相中的zn的固溶量处于3.00质量％以上的优选范围，因此耐腐蚀性也较为优异。
[0175]
此外，针对no.3～19，因为zn氧化物或zn－mg氧化物与镀层的密接投影长度比例σlai/σli处于优选为0.60以上的范围，所以适当电流范围也扩大了。
[0176]
附图标记说明
[0177]
1 钢材
[0178]
2 镀层
[0179]
101 zn系氧化物

技术特征：
1.一种热压构件，其特征在于，包括：钢材；以及镀层，其被形成在所述钢材上，所述镀层具有如下化学组成：以质量％计，包含zn：0.5～15.0％、mg：0～10.0％、si：0.05～10.0％、fe：20.0～60.0％、以及合计0～5.00％的从ca：0～3.00％、sb：0～0.50％、pb：0～0.50％、sr：0～0.50％、sn：0～1.00％、cu：0～1.00％、ti：0～1.00％、ni：0～1.00％、mn：0～1.00％、cr：0～1.00％、la：0～1.00％、ce：0～1.00％、zr：0～1.00％、及hf：0～1.00％中选择的1种或2种以上，并且剩余部分由al及杂质构成，所述镀层包含在所述镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与所述厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、由zn氧化物及zn－mg氧化物中的1种或2种构成的zn系氧化物；在所述镀层的所述厚度方向的截面中，在将所述镀层与所述钢材的界面的长度记为le，将从所述镀层的上表面投影所述zn系氧化物到所述界面得到的长度的总和记为σli，将从所述镀层的上表面投影所述zn系氧化物的与所述镀层接触的部分到所述界面得到的长度的总和记为σlai时，满足以下的式(1)及式(2)，σli/le≥0.10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)σlai/σli≥0.50
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)。2.如权利要求1所述的热压构件，其中，在所述化学组成中，以质量％计，mg：0.2～7.0％。3.如权利要求1所述的热压构件，其中，在所述化学组成中，以质量％计，mg：3.0～7.0％，
zn：7.0～15.0％。

技术总结
该热压构件包括钢材和镀层，该镀层被形成在所述钢材上，所述镀层具有预定的化学组成，所述镀层包含在所述镀层的厚度方向上1.0μm以上10.0μm以下、且在与所述厚度方向垂直的方向上0.1μm以上的尺寸的、由Zn氧化物及Zn－Mg氧化物中的1种或2种构成的Zn系氧化物，在所述镀层的所述厚度方向的截面中，在将所述镀层与所述钢材的界面的长度记为Le，将从所述镀层的上表面投影所述Zn系氧化物到所述界面得到的长度的总和记为ΣLi，将从所述镀层的上表面投影所述Zn系氧化物的与所述镀层接触的部分到所述界面得到的长度的总和记为ΣLai时，满足ΣLi/Le≥0.10及ΣLai/ΣLi≥0.50。足ΣLi/Le≥0.10及ΣLai/ΣLi≥0.50。足ΣLi/Le≥0.10及ΣLai/ΣLi≥0.50。


技术研发人员：光延卓哉 竹林浩史 高桥武宽
受保护的技术使用者：日本制铁株式会社
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2023/9/7