(57)【要約】  本発明は、圧延被覆鋼板から極めて高い機械的特性を有する部品を製造する方法に関する。本発明によれば、鋼部品の厚みの９０％より多くは、鉄の含有量が６５重量パーセント％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４を有するＦｅ−Ｚｎベース相を少なくとも含む化合物で被覆されている。上記化合物は、鋼とプレコートとの間の少なくとも１つの合金化熱処理によって形成され、上記プレコートは、０．５から２．５重量％のアルミニウムと、任意に、Ｐｂ≦０．００３重量％、Ｓｂ≦０．００３重量％、Ｂｉ≦０．００３重量％、０．００２重量％≦Ｓｉ≦０．０７重量％、Ｌａ＜０．０５重量％、Ｃｅ＜０．０５重量％から選択される１つ以上の元素と、を含み、残部は、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛合金からなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなり、鉄重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４である化合物で被覆された鋼部品であって、
前記化合物は、前記鋼とプレコートとの間の合金化のための少なくとも１つの熱処理によって形成され、
前記プレコートは、含有量を重量で表して、０．５から２．５％のアルミニウムと、任意に、
Ｐｂ≦０．００３％、
Ｓｂ≦０．００３％、
Ｂｉ≦０．００３％、
０．００２％≦Ｓｉ≦０．０７０％、
Ｌａ＜０．０５％、
Ｃｅ＜０．０５％
から選択される１つ以上の元素と、を含み、
残部が、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛ベース合金である、鋼部品。
【請求項２】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．５重量％以上であるが、０．７重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼部品。
【請求項３】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．７重量％より多いが、０．８重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼部品。
【請求項４】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．８重量％より多いが、２．５重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼部品。
【請求項５】
前記鋼の組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．５％、
０．５％≦Ｍｎ≦３％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦１％、
Ｔｉ≦０．２％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％
を含み、
組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の鋼部品。
【請求項６】
前記鋼の組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％、
０．８％≦Ｍｎ≦１．５％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦０．３％、
Ｔｉ≦０．１％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．００２％≦Ｂ≦０．００５％
を含み、
組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項５に記載の鋼部品。
【請求項７】
被覆鋼部品を製造する方法であって、
熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備される段階と、
前記鋼板は、含有量を重量で表して、０．５から２．５％のアルミニウムと、任意に、
Ｐｂ≦０．００３％、
Ｓｂ≦０．００３％、
Ｂｉ≦０．００３％、
０．００２％≦Ｓｉ≦０．０７０％、
Ｌａ＜０．０５％、
Ｃｅ＜０．０５％
から選択される１つ以上の元素と、を含み、残部は、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛ベース合金によって形成された金属プレコートで被覆される段階と、
熱前処理が、任意に実行される段階と、
前記鋼板は、切断されて、部品を得る段階と、
前記部品は、加熱されて、前記鋼と前記プレコートとの間の合金化によって、その厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなり、鉄重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４である合金化コーティングを形成し、前記鋼に部分または完全オーステナイト組織を付与する段階と、
前記部品は、熱間変形を受ける段階と、および
前記部品は、前記鋼部品に所望の機械的特性を付与するのに適切な条件下で冷却される段階と、を含む方法。
【請求項８】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が、０．５重量％以上であるが、０．７重量％以下である合金であることを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．７重量％より多いが、０．８重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．８重量％より多いが、２．５重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
【請求項１１】
組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．５％、
０．５％≦Ｍｎ≦３％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦１％、
Ｔｉ≦０．２％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％
を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備されることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％、
０．８％≦Ｍｎ≦１．５％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦０．３％、
Ｔｉ≦０．１％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．００２％≦Ｂ≦０．００５％
を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備されることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記熱前処理は、４５０℃から５２０℃の温度まで２から１０分間の浸漬時間加熱することを含むことを特徴とする、請求項７から１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記合金化を達成し、前記鋼に部分または完全オーステナイト組織を付与するために、前記加熱は、Ａｃ１からＡｃ３＋１００℃の温度で行われ、前記温度での浸漬期間は、少なくとも２０秒であることを特徴とする、請求項７から１３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から６に記載の部品、または陸用自動車用構造部品または安全部品を製造するための請求項７から１４のいずれか一項に記載されたように製造された部品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い機械的強度および良好な耐食性を示す熱間圧延被覆鋼部品または冷間圧延被覆鋼部品の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
用途によっては、高い機械的強度、良好な衝撃強度および良好な耐食性を兼ね備える鋼部品を製造することが望まれる。この種の兼ね備えは、特に、自動車産業において望ましく、目的は、著しく軽い車両を製造することである。これは、特に、極めて高い機械的特性を有する鋼製部品を使用することにより達成されることができ、その微構造は、マルテンサイトまたはベイナイト−マルテンサイトである。フェンダークロスメンバ、ドアまたはセンターピラーリインフォースメントおよび車輪アームなどの自動車の耐侵入性（ａｎｔｉ−ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ）部品、構造部品または安全性部品が、例えば、上記特性を必要とする。
【０００３】
ＦＲ２０００４４２７は、圧延鋼板が亜鉛または亜鉛ベース合金からなる金属プレコートを備える製造方法を開示し、鋼は、例えば、約５００ＭＰａの引っ張り強度を有する。次いで鋼板は切断されて、ブランクを得、それは、表面に合金化化合物を形成し、ブランクを熱間鍛造する目的で熱処理を受ける。次に、このブランクは、鋼に高硬度を付与するのに適切な条件下で冷却される。５００ＭＰａの初期強度を有する鋼から始めることによって、例えば、１５００ＭＰａより高い機械的強度を有する部品が得られる。このようにして熱処理中にプレコートと鋼との相互拡散によって形成された合金化化合物は、腐食および脱炭に対する保護を付与し、高温潤滑機能を付与し、熱間圧延伸装置の寿命の向上を可能にする。
【０００４】
化合物の存在は、裸部品、すなわちプレコートがないものに行われた熱間鍛造方法と比較して、炉内加熱の間に、脱炭に対する保護を付与する。また、それは、炉内での酸化によって生ずる不規則な表層を取り除くために、部品を、順次、ショットピーニングやサンドブラストする必要性をなしにする。
【０００５】
しかし、次のものを合金化にすることにより形成されたコーティングの特定の特性を必要とするある用途において、この方法を行う場合、制限に遭遇する可能性がある。
【０００６】
熱間鍛造部品は、顕著な凹面領域を含んでいる可能性がある。ベース鋼とコーティングとの間の高温硬さの差およびレオロジーの差を鑑みて、ベース鋼におけるコーティング圧痕（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）の現象が、特に、非常に変形した領域において遭遇する可能性がある。機械的に高い圧力を加えられる部品の場合には、これらの圧痕を回避することが望ましく、それらは、潜在的な欠陥開始範囲である。
【０００７】
鋼とプレコートとの間の合金化をもたらす熱処理中に、鉄リッチＦｅ／Ｚｎ相から核が形成され、これらの核生成サイト近くの亜鉛が拡散を受ける。この拡散は、空所（ｖａｃａｎｃｉｅｓ）を生成し、微視的レベルで凝縮性（ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ）の欠陥の生成を恐らくもたらす。したがって、最も好ましい製造状態が、コーティングにおけるこれらの凝縮性の欠陥を低減または取り除くために求められる。
【０００８】
また、成形工程中の装置の磨耗を最小限にすることが求められ、コーティングに依存して比較的顕著である可能性がある。高い粗さを有するコーティングが、装置の完全性に関して不利であることが分かった。したがって、このコーティングの粗さを低減する条件を得ることが試みられている。
【０００９】
また、部品が、後の塗装作業を恐らく受けることが意図される、または目に見える部品として使用されることが意図される場合、合金化熱処理後のコーティングの規則的表面外観を得ることが求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
目的は、特に、熱処理後の表面ひび割れの外観を回避することである。コーティングにおけるそのような目に見える欠陥は、数ミリメートルのサイズを一般に有し、境界によって分離されるセルが並ぶことによって特徴づけられる。任意の１つのセル内において、コーティングの厚みはほぼ一定であるが、一方、コーティングの厚みは、セル境界で不規則である。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題を解決することである。特に、本発明の目的は、予め亜鉛ベース合金で被覆された熱間圧延鋼板部品または冷間圧延鋼板部品を製造する方法を提供し、それは、合金化処理段階を含み、合金化後に得られるコーティングは、ひび割れおよび粗さに対する高い耐性が、成形装置の満足な寿命に関連するのと同時に良好な凝縮性を有する。また、圧痕欠陥をもたらさない方法を提供することも試みられる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のために、本発明の１つの主題は、その厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなり、Ｆｅ重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４である化合物で被覆された鋼部品であって、化合物は、鋼とプレコートとの間の合金化のための少なくとも１つの熱処理によって形成され、プレコートは、含有量を重量で表して、０．５から２．５％のアルミニウムと、任意に、Ｐｂ≦０．００３％、Ｓｂ≦０．００３％、Ｂｉ≦０．００３％、０．００２％≦Ｓｉ≦０．０７０％、Ｌａ＜０．０５％、Ｃｅ＜０．０５％から選択される１つ以上の元素と、を含み、残部は、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛ベース合金である鋼部品である。
【００１３】
プレコートは、アルミニウム含有量が０．５重量％以上であるが、０．７重量％以下の合金であることが好ましい。
【００１４】
好ましい実施形態によれば、プレコートは、アルミニウム含有量が０．７重量％より多いが、０．８重量％以下の合金である。
【００１５】
また、プレコートは、アルミニウム含有量が０．８重量％より多いが、２．５重量％以下の合金であることが好ましい。
【００１６】
鋼の組成は、含有量を重量で表して、０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦０．５％、０．０１％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなることが好ましい。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、鋼の組成は、含有量を重量で表して、０．１５％≦Ｃ≦０．２５％、０．８％≦Ｍｎ≦１．５％、０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％、０．０１％≦Ｃｒ≦０．３％、Ｔｉ≦０．１％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．００２％≦Ｂ≦０．００５％を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる。
【００１８】
本発明の主題は、また、被覆鋼部品を製造する方法であって、
熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備される段階と、
鋼板は、含有量を重量で表して、０．５から２．５％のアルミニウムと、任意に、Ｐｂ≦０．００３％、Ｓｂ≦０．００３％、Ｂｉ≦０．００３％、０．００２％≦Ｓｉ≦０．０７０％、Ｌａ＜０．０５％、Ｃｅ＜０．０５％から選択される１つ以上の元素と、を含み、残部は、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛ベース合金によって形成された金属プレコートで被覆され、熱前処理が、任意に実行され、鋼板は、切断されて、部品を得て、部品は、加熱されて、鋼と前記プレコートとの合金化によって、その厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなり、Ｆｅ重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４である合金化コーティングを形成し、鋼に部分または完全オーステナイト組織を付与する段階と、
部品は、熱間変形を受け、部品は、鋼部品に所望の機械的特性を付与するのに適切な条件下で冷却される段階と、を含む方法である。
【００１９】
好ましい実施形態によれば、プレコートは、アルミニウム含有量が、０．５重量％以上であるが、０．７重量％以下である合金である。
【００２０】
また、プレコートは、アルミニウム含有量が０．７重量％より多いが、０．８重量％以下の合金であることが好ましい。
【００２１】
プレコートは、アルミニウム含有量が０．８重量％より多いが、２．５重量％以下の合金であることが好ましい。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、組成が、含有量を重量で表して、０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦０．５％、０．０１％≦Ｃｒ  １％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備される。
【００２３】
また、組成が、含有量を重量で表して、０．１５％≦Ｃ≦０．２５％、０．８％≦Ｍｎ≦１．５％、０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％、０．０１％≦Ｃｒ≦０．３％、Ｔｉ≦０．１％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．００２％≦Ｂ≦０．００５％を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備されることが好ましい。
【００２４】
１つの特定の実施形態によれば、熱前処理は、２から１０分間の浸漬時間、４５０℃から５２０℃の温度まで加熱することを含む。
【００２５】
合金化を達成し、鋼に部分または完全オーステナイト組織を付与するために、加熱は、Ａｃ１からＡｃ３＋１００℃の温度で行われ、上記温度での浸漬期間は、少なくとも２０秒であることが好ましい。
【００２６】
本発明の主題は、また、上記部品、または陸用自動車用構造部品または安全部品を製造するための上記変形のうちの１つによって製造される部品の使用である。
【００２７】
本発明の他の特徴および利点は、実施例によって、および以下の添付図面を参照して以下に付与される記載で明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明者らは、驚くべきことに、プレコートが、特定量のアルミニウムを含有する亜鉛ベース合金からなる場合、ベース鋼とプレコートとの間の合金化のための熱処理後に形成されたコーティングの質が、純度の高い亜鉛から得られたプレコートと比較して相当向上されることを発見した。図１は、亜鉛ベースプレコートのアルミニウム含有量に応じて、コーティングの質の特性を示す指数の変化を示す。この指数は、コーティングの凝縮性、粗さ、およびひび割れ耐性を考慮する。この指数についての評価は、０から１０（１０は、非常に良好な凝縮性、粗さ、およびひび割れ耐性であり、０は、まさに普通の挙動である）である。
【００２９】
プレコートのアルミニウム重量含有量が、０．５％未満である場合、形成された合金化コーティングの凝縮性は普通であり、コーティングは、合金化処理中に進展した可変サイズの気孔を有する。さらに、これら条件下では、非常に進展したひび割れネットワークの存在が明らかにされる。
【００３０】
アルミニウム含有量が２．５％より大きい場合、コーティングの質は、粗さが増加するために実質的に低下する。
【００３１】
亜鉛ベースプレコートのアルミニウム含有量が、０．５から０．７％である場合、コーティングは、特に、粗さおよびひび割れ耐性に関して、有利な兼ね備えを有する。これらの特性は、アルミニウム含有量が０．７％より大きいが、０．８％以下である場合、さらに向上される。
【００３２】
亜鉛浴のアルミニウム含有量が、０．８％より大きいが、２．５％以下である場合、凝縮性、耐摩耗性およびひび割れ耐性の最適の兼ね備えが得られる。
【００３３】
亜鉛ベースプレコートは、溶融めっき法、電着、真空堆積法、または任意の他の方法によって、ベース鋼に堆積されてもよい。堆積は連続的に行われることが好ましい。亜鉛ベースプレコートは、アルミニウムとは別に、任意に、以下のうちの１つ以上の元素を含有していてもよい。
【００３４】
鉛、アンチモン、およびビスマスであり、これら３つの元素の各重量含有量は、溶融めっきがされたコーティングの場合、スパングリング効果を回避するために、０．００３％以下である。
【００３５】
０．００２％以上の重量含有量のシリコンであり、過剰に大きなＦｅｘＡｌｙ界面層が形成されることを回避することを可能にする。しかし、シリコン含有量が０．０７０％より多い場合、溶融めっきがされたコーティングの場合にドロスが形成される。
【００３６】
０．０５％以下の量のランタンおよびセリウムであり、亜鉛浴に対して表面のぬれ性に有利に働く。
【００３７】
亜鉛ベースプレコートは、また、例えば、カドミウム、錫、または銅などの不可避的不純物を含有していてもよい。プレコートが溶融めっき法によって形成される場合、このようにして鉄およびマンガンは、特に不純物として存在してもよい。
【００３８】
プレコートが堆積されるベース鋼は、有利には、重量で次の組成を有する。
【００３９】
０．１５から０．５重量％、好ましくは０．１５から０．２５重量％の炭素含有量。この元素は、オーステナイト化および合金化処理し、次いで冷却し、その後に得られた焼入性および機械的強度に主な役割を果たす。しかし、０．１５重量％の含有量より低いと、焼入性は低すぎ、強度特性は不十分である。対照的に、０．５重量％の含有量より多いと、欠陥を形成する危険性が、焼き入れの間より大きく、特に、最も厚い部品の場合に大きい。０．１５から０．２５％の炭素含有量は、およそ１２５０から１６５０ＭＰａの強度を得ることを可能にする。
【００４０】
マンガンは、特に、その重量含有量が、少なくとも０．５％、好ましくは０．８％である場合、その脱酸の役割とは別に、焼入性に主な効果を有する。しかし、あまりにも量が多いと（３重量％、または好ましくは１．５重量％）、過剰に偏析する危険性をもたらす。
【００４１】
鋼のシリコン含有量は、０．１から０．５重量％、好ましくは、０．１から０．３５重量％でなければならない。この元素は、溶鋼の脱酸のその役割とは別に、鋼の焼き入れに寄与するが、その含有量は、酸化物が過剰に形成されることを回避し、被覆性を促進するために限定されなければならない。
【００４２】
クロムは、含有量が０．０１％より多いと、焼入性を向上するとともに、合金化およびオーステナイト熱処理し、次いで冷却し、その後の部品の様々な部分において、加熱成形工程後に高強度を達成することに寄与する。１％（好ましくは０．３％）の含有量を超えると、機械的特性においてこの均一性の達成へのクロムの貢献は飽和する。
【００４３】
アルミニウムは、脱酸および窒素の析出を促進する元素である。０．１重量％より多い量では、それは、製造の間に粗いアルミン酸塩を形成し、アルミニウムの含有量を促進し、この値に限定される。
【００４４】
過剰量の硫黄および燐は、脆性を増大させる。これは、それらのそれぞれの含有量を０．０５および０．１重量％に限定することが好ましい理由である。
【００４５】
ホウ素は、その含有量が、０．０００５から０．０１０重量％、好ましくは、０．００２から０．００５重量％でなければならず、焼入性に主な役割を果たす元素である。０．０００５％の含有量より少ないと、満足な焼入性の効果は得られない。十分な効果は、０．００２％の含有量で得られる。最大のホウ素含有量は、靱性を下げないために、０．０１０％未満、好ましくは０．００５％でなければならない。
【００４６】
チタンは、窒素に対して高い親和性を有しており、したがって、ホウ素を保護することに役立ち、その結果、この元素は焼入性に対してその十分な効果を有するために自由（ｉｎ  ｆｒｅｅ  ｆｏｒｍ）である。しかし、０．２％、より詳しくは、０．１％を超えると、溶鋼中に粗い窒化チタンを形成する危険性があり、それは、靱性に悪影響を有する。
【００４７】
本発明による方法において、上記示された組成を有する鋼の熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備され、また上記示された組成を有する亜鉛ベース合金で予め被覆されている。熱処理の前後に、鋼板は、切断されて部品が得られる。次いでこの部品は、以下を一緒に行うために加熱される。
【００４８】
その厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなるコーティングを形成するための合金化処理、そのＦｅ重量含有量は、６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率は、１．９から４である。合金化反応中に、鋼板の元素、特に、鉄、マンガンおよびシリコンは、コーティング内に拡散する。プレコーティングのある元素、特に、亜鉛およびアルミニウムも拡散する。
【００４９】
ベース鋼のオーステナイト化、このオーステナイト化は、恐らく部分または完全である。有利には、炉中の加熱は、部品が、ＡｃｌからＡｃ３＋１００℃の温度に達するように行われる。ＡｃｌおよびＡｃ３は、それぞれ、オーステナイト転移開始温度およびオーステナイト転移終了温度を示す。本発明によれば、この温度での浸漬時間は、部品の様々なポイントでの温度を均一にするように、少なくとも２０秒である。次いで、加熱成形工程は、部品に行われ、この工程は、流動応力の低減および温度にともなう鋼の延性の向上によって有利に働かされる。部分または完全オーステナイト組織から開始して、次いで部品は、部品に意図された機械的特性を付与するように、適切な条件下で冷却される。特に、部品は、冷却の間に装置内で維持されてもよく、装置自体は、熱の抽出に有利に働くために、恐らく冷却される。高い機械的特性を得るために、マルテンサイトまたはベイナイト−マルテンサイト微構造を得ることが好ましい。
【００５０】
任意に、熱前処理は、上記プレコーティング段階後に行われてもよい。この熱前処理は、２から１０分の時間、４５０℃から５２０℃の温度まで加熱することを含む。この熱前処理は、組み合わされた合金化／オーステナイト化処理後に形成されたコーティングの凝縮性、さらにこのコーティングのひび割れ耐性を向上する。また、この熱前処理は、それらの厚みの９０％より多くにわたって、２つの鉄リッチ相からなり、その鉄の重量含有量は、６５％以上であり、そのＦｅ／Ｚｎ比率は、１．９から４であるコーティングの形成に有利に働くことがわかった。前処理がない状態では、コーティングは、単一の鉄リッチ相からなる傾向がある。１つの理論によって結論づけられることを望むことなく、この前処理は、鋼とプレコートとの間の界面を修飾すると考えられ、したがって、拡散現象が、後の合金化処理中に生じる。
【００５１】
実施例として、１．３から１．６ｍｍの厚みを有する冷間圧延鋼板が検討され、次の重量組成を有する：
炭素：０．２２％、
マンガン：１．３％、
シリコン：０．３０％、
燐＜０．０１０％、
硫黄：０．００５％、
クロム：０．１８％、
チタン：０．０２５％、
アルミニウム：０．０５０％、および
ホウ素：０．００３％。
【００５２】
鋼板は、５％以下の量のアルミニウム、０．００３％未満の量の鉛、アンチモンおよびビスマスの３つの元素および０．０２０％未満の量の不可避的な残留元素としての鉄を含有する亜鉛ベース浴中での溶融メッキによって、予め被覆された。純度の高い亜鉛プレコートも、電着によって堆積された。溶融めっきがされたコーティングの場合、プレコートの厚みは、約１０から２０ミクロンであり、一方、電着コーティングの場合には、厚みは、約１０ミクロンであった。
【００５３】
鋼板のいくつかは、４７０から５２０℃で、２から１０分の時間、合金化熱前処理を受けた。次いで鋼板は切断されて、部品を得た。
【００５４】
次いでこれらの部品は、９３０℃（つまり、Ａｃ３＋７０℃）の温度に加熱され、この温度で３分間浸漬された。加熱時間は、温度上昇時間および９３０℃での浸漬時間を含み、１０分であった。これらの条件は、ベース鋼の完全オーステナイト転移をもたらした。この加熱および浸漬段階の間、その厚みの９０％より多くにわたって、１つ以上のＦｅ／Ｚｎ相からなり、その鉄の重量含有量は、６５％以上であり、そのＦｅ／Ｚｎ比率は、１．９から４であった亜鉛ベースプレコートは、ベース鋼と亜鉛ベースプレコートとの間の合金化によって形成されたことが分かった。高融点および高硬度を有するこの合金化コーティングは、高い耐食性を示し、下のベース鋼が、加熱段階の間およびその段階後に酸化、脱炭されることを防止する。
【００５５】
９３０℃の加熱段階後、部品は、５％の熱間変形を受けた。
【００５６】
空気中での後の冷却は、ベイナイト−マルテンサイト構造をもたらした。そのような処理が、７５０ＭＰａより大きくなった後、機械的強度が得られた。
【００５７】
次いで合金化コーティングは、以下の技術によって特徴づけられた。
【００５８】
顕微鏡写真図が、コーティングの凝縮性およびある高温変形領域でのベース鋼板内のその任意の圧痕の存在を判断するために使用された。
【００５９】
目視観察よび測定が、粗度パラメータＲａが定量化されることを可能とした粗さ計で行われ、装置の熱処理および熱変形後のコーティングのひび割れおよび耐摩耗性が、評価された。
【００６０】
観察は、コーティングの中に存在する相が識別されることを可能にした位相差モードで、走査電子顕微鏡を使用する。
【００６１】
これらの観察結果は、以下のとおりである。
【００６２】
本発明による条件下では、合金化することによって形成されたコーティングは、その厚みの９０％より多くにわたって、鉄重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率は１．９から４である鉄リッチＦｅ／Ｚｎ相からなる。図３に示された顕微鏡写真は、走査電子顕微鏡により得られ、本発明による実施例を説明する。合金化コーティングは、２つの相のその厚みほとんどにわたる、中間組成の非常に薄色の相、７０％  Ｆｅ／２７％  Ｚｎ／１％  Ａｌ／０．４％  Ｓｉおよび７６％  Ｆｅ／２２％  Ｚｎ／１％  Ａｌ／０．５％  Ｓｉを含む明るい灰色の外観の相。より少量のマンガンの存在が留意されることができる。シリコンおよびマンガンの存在、およびもちろん、鉄の存在は、合金化／オーステナイト化処理の間に、プレコートにベース金属が拡散することを証明する。少数の残留気孔（暗い領域）もまれに存在する。試料の最外表面では、より高い亜鉛含有量が存在することが留意されることができ、それは、腐食保護を強化する。
【００６３】
アルミニウム含有量が、プレコート中に０．５％未満である場合、形成された合金化コーティングの凝縮性は普通であり、コーティングは、多くの比較的よく発達した気孔を有する。これらの条件下では、極めて顕著な表面ひび割れネットワークの存在も明らかにされる。図２は、０．１％のアルミニウム含有量に対してのそのようなひび割れの例、すなわち、本発明の条件外を示す。
【００６４】
アルミニウム含有量が、プレコート中に２．５％より高い場合、粗さは、Ｒａ＝１．３ミクロンからＲａ＝３ミクロンまで実質的に増加する。
【００６５】
亜鉛ベースプレコートのアルミニウム含有量が、０．５から２．５％である場合、コーティングは、凝縮性、低粗さおよびひび割れのない非常に良好な兼ね備えを示す。顕著な凹面の領域においてでさえ、熱間変形の間に、ベース鋼中にコーティングの圧痕がないことも留意される。さらに、アルミニウム含有量が、０．７％、好ましくは０．８％より多い場合、ひび割れの発生に対する耐性は、その最高水準にある。
【００６６】
したがって、本発明は、高い特性を有する被覆部品を製造することを可能にし、金属コーティングは、凝縮性、低粗さ、ひび割れがない、耐圧痕性の特に有利な兼ね備えを有する。部品の最大強度は、鋼の組成、特に、その炭素含有量およびそのマンガン、クロムおよびホウ素含有量による意図された使用に適合されてもよい。
【００６７】
これらの部品は、自動車の構造のための安全部品、特に、耐侵入性または下部構造部品、強化棒およびセンターピラーの製造ために有利に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】亜鉛ベースプレコートのアルミニウム含有量に応じてコーティングの質の特性を示す指数の変化を示す。
【図２】本発明によらない製造方法を使用して被覆された鋼の表面で観察されたひび割れの表面図である。
【図３】本発明によるコーティングを有する鋼板の断面における微構造図である。
【図１】
2009513826.tif 000002
【図２】
2009513826.tif 000003
【図３】
2009513826.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなり、鉄重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４である化合物で被覆された鋼部品であって、
前記化合物は、前記鋼とプレコートとの間の合金化のための少なくとも１つの熱処理によって形成され、
前記プレコートは、含有量を重量で表して、０．７から２．５％のアルミニウムと、任意に、
Ｐｂ≦０．００３％、
Ｓｂ≦０．００３％、
Ｂｉ≦０．００３％、
０．００２％≦Ｓｉ≦０．０７０％、
Ｌａ＜０．０５％、
Ｃｅ＜０．０５％
から選択される１つ以上の元素と、を含み、
残部が、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛ベース合金である、鋼部品。
【請求項２】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．７重量％より多いが、０．８重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼部品。
【請求項３】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．８重量％より多いが、２．５重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼部品。
【請求項４】
前記鋼の組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．５％、
０．５％≦Ｍｎ≦３％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦１％、
Ｔｉ≦０．２％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％
を含み、
組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼部品。
【請求項５】
前記鋼の組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％、
０．８％≦Ｍｎ≦１．５％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦０．３％、
Ｔｉ≦０．１％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．００２％≦Ｂ≦０．００５％
を含み、
組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項４に記載の鋼部品。
【請求項６】
被覆鋼部品を製造する方法であって、
熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備される段階と、
前記鋼板は、含有量を重量で表して、０．７から２．５％のアルミニウムと、任意に、
Ｐｂ≦０．００３％、
Ｓｂ≦０．００３％、
Ｂｉ≦０．００３％、
０．００２％≦Ｓｉ≦０．０７０％、
Ｌａ＜０．０５％、
Ｃｅ＜０．０５％
から選択される１つ以上の元素と、を含み、残部は、亜鉛と、不可避的不純物と、を含む亜鉛ベース合金によって形成された金属プレコートで被覆される段階と、
熱前処理が、任意に実行される段階と、
前記鋼板は、切断されて、部品を得る段階と、
前記部品は、加熱されて、前記鋼と前記プレコートとの間の合金化によって、その厚みの９０％より多くにわたって、少なくとも１つのＦｅ／Ｚｎベース相からなり、鉄重量含有量が６５％以上であり、Ｆｅ／Ｚｎ比率が１．９から４である合金化コーティングを形成し、前記鋼に部分または完全オーステナイト組織を付与する段階と、
前記部品は、熱間変形を受ける段階と、および
前記部品は、前記鋼部品に所望の機械的特性を付与するのに適切な条件下で冷却される段階と、を含む方法。
【請求項７】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．７重量％より多いが、０．８重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記プレコートが、アルミニウム含有量が０．８重量％より多いが、２．５重量％以下の合金であることを特徴とする、請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．５％、
０．５％≦Ｍｎ≦３％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦１％、
Ｔｉ≦０．２％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％
を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備されることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
組成が、含有量を重量で表して、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％、
０．８％≦Ｍｎ≦１．５％、
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％、
０．０１％≦Ｃｒ≦０．３％、
Ｔｉ≦０．１％、
Ａｌ≦０．１％、
Ｓ≦０．０５％、
Ｐ≦０．１％、
０．００２％≦Ｂ≦０．００５％
を含み、組成の残部は、鉄および製錬に由来する不可避的不純物からなる熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板が準備されることを特徴とする、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記熱前処理は、４５０℃から５２０℃の温度まで２から１０分間の浸漬時間加熱することを含むことを特徴とする、請求項６から１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記合金化を達成し、前記鋼に部分または完全オーステナイト組織を付与するために、前記加熱は、Ａｃ１からＡｃ３＋１００℃の温度で行われ、前記温度での浸漬期間は、少なくとも２０秒であることを特徴とする、請求項６から１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から６に記載の部品、または陸用自動車用構造部品または安全部品を製造するための請求項７から１２のいずれか一項に記載されたように製造された部品の使用。
【国際調査報告】
2009513826.tif 000005
2009513826.tif 000006
2009513826.tif 000007
2009513826.tif 000008
2009513826.tif 000009
2009513826.tif 000010