(57)【要約】本発明は、ホットプレス成形によって部品に成形されるように意図され、かつ鋼製の基礎を有し、この上にＺｎ又はＺｎ合金で形成された金属防食コーティングが塗布されている鋼板製品に関する。これは、鋼板製品の自由表面の少なくとも１つに、少なくとも１種の卑金属化合物（酸化物、窒化物、硫化物、硫酸塩、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物、又はリン酸塩）を含む個別の仕上げ被膜が塗布されているという点で本発明により達成される。さらに本発明は、この種の鋼板製品の製造を可能にする方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理を意図した鋼板製品において、前記鋼板製品の自由表面の少なくとも１つに個別の仕上げ被膜が塗布されており、前記仕上げ被膜は、卑金属の少なくとも１種の酸化物化合物、窒化物化合物、硫化物化合物、硫酸塩化合物、炭化物化合物、炭酸塩化合物、フッ化物化合物、水和物化合物、水酸化物化合物又はリン酸塩化合物を含むことを特徴とする鋼板製品。
【請求項２】
前記仕上げ被膜の表面密度が０．０１〜１５ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の鋼板製品。
【請求項３】
前記被膜厚が０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板製品。
【請求項４】
前記鋼板製品が鋼基層と、この鋼基層に塗布された腐食保護用の金属保護コーティングとを含み、かつ前記仕上げ被膜が前記保護コーティングに塗布されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項５】
前記仕上げ被膜に含まれる化合物の金属がアルカリ土類金属の群に属することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項６】
前記化合物の金属がアルカリ金属の群に属することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項７】
前記化合物の金属が半金属の群に属することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項８】
前記金属が遷移金属の群に属することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項９】
前記化合物の金属が群「Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ」に属することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項１０】
前記仕上げ被膜に存在する前記化合物が粒子状であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項１１】
前記化合物の粒子の平均直径が０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の鋼板製品。
【請求項１２】
前記仕上げ被膜が１５ｗｔ％までのカーボンブラック又はグラファイトを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の鋼板製品。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に従って調達される鋼板製品の製造方法であって、下記工程：
ａ）鋼板製品の準備；
ｂ）下記工程によって仕上げ被膜を前記鋼板製品に塗布する工程：
ｂ．１）コーティング液を前記鋼板製品に塗布する工程（ここで、前記コーティング液は、５〜５０％（ｗｔ％で）の卑金属の酸化物化合物、窒化物化合物、硫酸塩化合物、硫化物化合物、炭化物化合物、炭酸塩化合物、フッ化物化合物、水和物化合物、水酸化物化合物又はリン酸塩化合物と、１〜２０％のバインダーと、残余の水とを含み、前記コーティング液には１５ｗｔ％までのカーボンブラック又はグラファイトが存在することもできる）、
ｂ．２）前記仕上げ被膜の厚さを０．０１〜５μｍの厚さに設定する工程；及び
ｃ）前記仕上げ被膜を乾燥させる工程
を具備する方法。
【請求項１４】
前記コーティング液が５〜３５ｗｔ％の卑金属化合物を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記コーティング液が２〜１０ｗｔ％のバインダーを含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記コーティング液が３０〜９４ｗｔ％の水を溶媒として含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法工程を持続的に連続して中断せずに行なうことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
工程ａ）により準備された鋼板製品がストリップ又はシートからカットされたブランクであり、前記仕上げ被膜の乾燥後にこの乾燥温度に基づいて熱間成形に必要な変形温度に前記鋼板製品を加熱し、この変形温度に加熱された鋼板製品を熱間成形して部品にすることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記成形部品を前記変形温度から急速に冷却して、前記部品内にマルテンサイト構造を作り出すことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理を意図した鋼板製品に関する。熱処理は、例えば、鋼板製品が部品に熱成形される変形温度に加熱することを含む。熱間作業をホットプレス成形として行なうことができ、このホットプレス成形では鋼板製品が十分高い温度に熱くなってマルテンサイト構造を形成してから急速に変形かつ冷却されて強度向上マルテンサイト構造を形成する。
【０００２】
さらに、本発明は、このタイプの鋼板製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この文脈の「鋼板製品」は、鋼ストリップ、鋼シート又はそれから導かれるブランクを意味する。
【０００４】
鋼板製品の機械特性は、最も多様な熱処理によって影響を受け得る。それらの強度、変形挙動及びそれらの厚さに応じて、熱いときにのみ鋼板製品を部品に成形することもできる。熱処理又は熱変形は一般的に処理又は変形すべき鋼板製品を低い開始温度から熱処理又は熱変形に必要な顕著に高い温度まで鋼板製品を加熱する必要がある。最適なエネルギー使用、最小の加工時間及び最適なプロセス制御選択肢の観点から、一般的に熱放射として鋼板製品に導入される熱エネルギーのできるだけ効率的な移動のための要件がある。
【０００５】
処理すべき鋼板製品への入熱の高レベルの有効性によって左右される方法の例がホットプレス成形である。
【０００６】
軽量、最大強度及び保護効果を併せ持つための最近の車体構築における現在の要求を満たすため、今日では、衝突が起こった場合に特に激しい応力を受ける可能性のある車体の当該領域には高張力鋼製のホットプレス成形部品が使用される。
【０００７】
ホットプレス硬化では、冷間圧延又は熱間圧延鋼ストリップから分離された鋼ブランクを、通常はそれぞれの鋼のオーステナイト化温度より高い変形温度に加熱し、加熱状態で成形プレスのダイの中に入れる。引き続き行なわれる成形の過程で、シートブランク又はそれから形成された部品は、冷たいダイとの接触を通じて急速な冷却を受ける。この冷却速度は、部品内でマルテンサイト構造が発達するように設定される。
【０００８】
ホットプレス硬化に適した鋼の典型例は、名称「２２ＭｎＢ５」で知られ、キー・トゥ・スチール２００４（Key to Steel 2004, Stahlschluessel 2004（英、独訳））において材料番号１．５５２８で見つけられる。
【０００９】
しかしながら、特にホットプレス硬化に適した既知のＭｎＢ鋼の利点は、実際には高いマンガン含量の鋼は湿食に対してあまりに不安定であり、苦労しなければ不動態化できないという不利な状況に直面する。
【００１０】
検討中のタイプのマンガンを含む鋼の耐食性を改善するため、特許文献１は、まず第１に亜鉛コーティングとともにホットプレス成形してから、鋼板製品を加熱すると鋼シート上のコーティングの変換を通じて金属間化合物が生じるように熱変形前にそれを加熱することを指定した鋼ブランクを提供することを示唆している。前記化合物は腐食及び脱炭から鋼シートを保護し、かつプレスダイ内での熱間作業中に潤滑機能を担うように意図されている。
【００１１】
亜鉛製防食コーティング「Ｚコーティング」又は亜鉛合金製防食コーティング（例えば、５ｗｔ％までのＡｌを有する亜鉛アルミニウム（「ＺＡコーティング」）、１５ｗｔ％までのＦｅ、さらに特に少なくとも８ｗｔ％のＦｅ含量を有する亜鉛フェライト（「ＺＦコーティング」）、１２ｗｔ％までのＮｉ、さらに特に少なくとも８ｗｔ％のＮｉ含量を有する亜鉛ニッケル（「ＺＮコーティング」）、又は５ｗｔ％までのＭｇ、さらに特に少なくとも０．５ｗｔ％のＭｇ含量及び３ｗｔ％までのＡｌ、さらに特に少なくとも０．２ｗｔ％のＡｌ含量を有する亜鉛マグネシウムコーティング（「ＺＭコーティング」）に加えて、ホットプレス硬化を意図した腐食しやすい鋼板製品は、実際には、１２ｗｔ％までのＳｉ、さらに特に少なくとも８ｗｔ％のＳｉ含量を有するＡｌＳｉ層（「ＡＳコーティング」）、又は４９ｗｔ％までのＺｎと必要に応じて２ｗｔ％までのＳｉ、さらに特に４３．４ｗｔ％までの［Ｚｎ］含量と１．６ｗｔ％までのＳｉを有するＡｌＺｎ層（「ＡＺコーティング」）をも備えている。５ｗｔ％までのＡｌを有する亜鉛アルミニウム層（「ＺＡコーティング」）も金属防食コーティングとして用いられる。ここで上記タイプのＡＳコーティングは、典型的に１０ｗｔ％までのＳｉ含量を有する。上記コーティングをそれぞれ鋼基板に特に経済的な方法で溶融めっきによって塗布することができる（特許文献２）。
【００１２】
ホットプレス成形硬化のためには、このようにして被覆された鋼板製品を特定速度で所望温度にしなければならず、この温度で引き続き鋼板製品をホットプレス成形する。実際には、これは鋼板製品に塗布された金属防食コーティングの平滑な反射面上に放射熱が反射されるという問題をもたらす。これは加熱プロセスの有意な遅延につながり、より多くの時間とエネルギーが加熱のために必要とされるという結果を招く。さらに、特により高いＡｌ含量を有する保護コーティングでは、コーティングとセラミック炉ローラーとの間の反応の結果として炉ローラー上に沈着物が蓄積する。金属Ａｌの拡散は浸透金属の熱膨張のため炉ローラーが破損する危険を引き起こす。最終的に、用いた成形ダイの表面には摩耗、保護コーティング材料の沈着及び蓄積が生じる可能性がある。この危険は特に鋼板製品上の防食コーティングが高いＡｌ含量を有する場合にも存在する。
【００１３】
異なる延性の領域を有する硬化鋼部品の製造方法は、特許文献３から知られている。前記方法では、鋼シートの熱吸収能が加熱中に影響を受けて所望の硬度に応じて硬化するように鋼シートの挙動を加熱中に変える。このために高い硬度では良い熱吸収挙動を実現し、より低い硬度の領域では熱吸収挙動を減じる。このようにしてそれぞれ部品の表面全体又はブランクの表面全体の構造のコンフィギュレーションを変えられるべきであり、構造及び熱吸収挙動の調整は表面放射率によって制御可能である。従って既知方法の目的は、オーステナイト相からの急冷硬化中に局所的に異なる硬度を設定し、このため、すなわち、局所に限定された領域の表面の能力又は吸収度を改変するために「表面放射率」を規定することである。この変化は、亜鉛を含むか又は亜鉛に基づく金属コーティングにおいて、必要とされるそれぞれの表面放射率に従ってコーティングの厚さを調整することによって達成されるように意図される。それ故に、鋼板製品の鋼基板との増大した合金化コーティングの結果として、熱放射線をより良く吸収し、それによってコーティングのより高い表面放射率を生じさせる濃い色を得るためにより多くの熱を受けるように意図された領域には薄いコーティングを塗布する。他方で、より大きい亜鉛コーティング厚はより少ない変色につながり、同時に表面放射率を下げ、対応して穏やかな加熱につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】欧州特許第１１４３０２９（Ｂ１）号明細書（ＥＰ  １  １４３  ０２９  Ｂ１）
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００６０５３８１９（Ａ１）号明細書（ＤＥ  １０  ２００６  ０５３  ８１９  Ａ１）
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００８０２７４６０（Ａ１）号明細書（ＤＥ  １０  ２００８  ０２７  ４６０  Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記で説明した従来技術の背景に対して、本発明の目的は、より短い加熱時間内でそれぞれの熱処理に必要とされる開始温度にし得る鋼板製品を作り出すことである。さらに、該鋼板製品の製造を可能にする方法をも示すものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
鋼板製品については、この課題は、鋼板製品が請求項１に示す特徴を有するという点で本発明により解決される。
【００１７】
本発明に従う鋼板製品の製造方法は、本発明により、請求項１３に示す特徴を含む。
【００１８】
本発明の有利な実施形態及び変形形態は従属請求項に示され、それらについては本発明の一般概念と同様に以下に詳細に説明する。
【００１９】
本発明によれば、熱処理を意図した鋼板製品は、その自由表面の少なくとも１つに、卑金属の酸化物化合物、窒化物化合物、硫化物化合物、硫酸塩化合物、炭化物化合物、炭酸塩化合物、フッ化物化合物、水和物化合物、水酸化物化合物又はリン酸塩化合物を含む個別の仕上げ被膜でさらに被覆されている。
【００２０】
実地試験は、以下に詳細に説明する本発明の利点は、鋼基板の表面上に仕上げ被膜を直接塗布し、従って鋼板製品にはさらなるコーティングが存在しない鋼板製品に既に現れることを示した。
【００２１】
しかしながら、本発明による仕上げ被膜の塗布は、鋼から成る基礎と、この基礎に塗布された金属防食コーティングとを含む鋼板製品に特に有利なことが判明した。この場合、本発明による仕上げ被膜は、保護コーティングに塗布され、その結果、仕上げ被膜はその外側の基礎に形成される層構造をシールする。
【００２２】
また、基礎が非金属コーティングで被覆される鋼板製品の場合、本発明による仕上げ被膜の塗布は加熱挙動を顕著に改善する。基礎に塗布されるこのような非金属コーティングとしては、例えば、温度安定性離脱反応型有機化合物（temperature-stable, abreacted organic compounds, temperaturstabile, abreagierte organische Verbindungen（英、独訳））、例えばカーボンブラック等、ナトリウム又はカルシウムに基づいた塩、硝酸塩及びリン酸塩、例えばＮａＣｌ、Ｎａ２Ｏ、ＫＮＯ３、Ｋ３ＰＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｋ２Ｓ、Ｋ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３等があり、それぞれ高い融点又は沸点を有する。
【００２３】
本発明によれば、仕上げ被膜はそれに応じて個別工程で、かつ本発明により鋼板製品に任意に存在し得る他のコーティングとは無関係に塗布される。まず第１に、この仕上げ被膜は、鋼板製品、さらに特に鋼板製品に任意に存在し得るコーティングの反射能力を減じる。本発明に従う方法で塗布された鋼板製品の表面は一般的に光沢がなく、赤外線を吸収する能力が高いことを特徴とする。
【００２４】
結果として、本発明により仕上げ被膜を用いて０．３〜０．９９％の吸収レベル（本明細書では用語「吸収レベル」及び「吸収係数」を同義に使用する）が達成される。
【００２５】
従って、本発明により仕上げ被膜で被覆された鋼板製品は、それらに当たる熱放射線の３０〜９９％を吸収する。
【００２６】
本プロセスでは、本発明に従う仕上げ被膜に存在する酸化物、窒化物、硫化物、硫酸塩、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物又はリン酸塩群から導かれる金属化合物は３００〜１２００℃という鋼の熱処理に典型的な温度範囲で温度安定性であり、結果として例えば、ホットプレス成形に一般的に必要とされる少なくともＡｒ３温度に相当する高温でさえ極端に効率的な加熱をも可能にする。
【００２７】
第２に、上記タイプの鋼板製品に本発明により設けられた仕上げ被膜は、潤滑剤のように作用し、ひいてはホットプレス成形によって部品に成形するための鋼板製品の適合性を改善する。
【００２８】
同時に、仕上げ被膜はバリアのように作用し、鋼板製品と鋼板製品を加熱するために用いられる炉のローラーその他のパーツとの間の直接の接触を防止する。このことは、本発明に従う鋼板製品が、加熱の結果として溶融し得る防食コーティングで覆われている場合に特に有利なことが分かる。このように被覆された鋼板製品では、本発明により塗布された仕上げ被膜は、任意の熱間成形で用いられる成形ダイの加熱炉に沈着物が蓄積するのを防止することができる。結果として、本発明に従う鋼板製品では、それぞれの熱間成形開始温度まで加熱するのに必要な時間が有意に削減されるのみならず、任意の熱間成形に用いられる加熱炉又は成形ダイのパーツへの損傷の危険も有意に低減する。
【００２９】
本発明により塗布される仕上げ被膜には、酸化物、窒化物、硫化物、硫酸塩、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物又はリン酸塩群から導かれる１種の金属化合物が存在しなければならないという本発明の要件は、仕上げ被膜が複数の該化合物を含むことをも当然に意味する。しかしながら、本発明の実地試験からは、仕上げ被膜における列挙化合物の１種だけの存在が、本発明による所望効果を達成することが明白だった。
【００３０】
本発明に従う仕上げ被膜のプラス効果は、全ての鋼板製品におけるその基材の合金化とは無関係に生じる。
【００３１】
このことは、述べたように、鋼板製品が金属防食コーティングで被覆され、その外側に今度は仕上げ被膜が塗布される場合に特に当てはまる。ここで、実地試験は、亜鉛に基づいた防食コーティングを備えた鋼板製品の場合にも、防食コーティングがアルミニウムに基づいている該鋼板製品の場合にも加熱時間を有意に減らせることを示した。
【００３２】
表１は、ホットプレス成形に必要なそれぞれの開始温度に加熱される、仕上げ被膜なしの鋼板製品に比べて本発明により被覆された鋼板製品で加熱時間を削減する種々の防食コーティングについて「％」の比率を示す。乾燥仕上げ被膜の厚さは、０．１〜０．３μｍの最適範囲内である。
【００３３】
しかしながら、このようにして被覆された鋼板製品の場合、本発明によって所要の加熱時間の削減のみならず、成形ダイにおける沈着物の蓄積の有意な減少及び変形挙動の改善も達成される。
【００３４】
本発明により設けられる仕上げ被膜に存在する物質は耐熱性であり、１２００℃までの温度で非常にわずかしか反応性を持たないか又は反応性が存在しないことさえあるが、ここで興味のある熱放射波長範囲で高い吸収能力を特徴とする。具体的には、卑金属から形成される無機塩（酸化物、硫化物、硫酸塩、フッ化物及びリン酸塩の形で）又は塩様物質、例えばイオン性炭化物、炭酸塩又は窒化物等が考えられる。前記物質の典型的な粒子サイズは、コーティングの表面粗さの所望の増加に寄与し、この増加が吸収能力を高める。
【００３５】
本発明により任意に防食コーティングで覆われることもある鋼板製品に塗布される仕上げ被膜の酸化物、窒化物、硫酸塩、硫化物、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物又はリン酸塩化合物が形成される卑金属は、本発明の解釈によれば、標準状態下で大気中の酸素と反応する全ての金属である。さらに、本明細書では卑金属にはアルカリ土類金属、アルカリ金属及びメタロイドとも呼ばれる半金属、並びに遷移金属も含まれる。本発明により仕上げ被膜に存在する化合物が形成される金属の例は、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎである。
【００３６】
本発明により提供される鋼板製品の基礎は、例えば、最初に既知の鋼、２２ＭｎＢ５の例を用いて言及したように、既にホットプレス成形の従来技術の種々の実施形態で提供かつ説明されているように、Ｍｎと合金にした鋼から成る。該鋼は、典型的に０．１〜３ｗｔ％のＭｎ含量と、所要レベルの強度を達成するためのＢ含量とを有する。該鋼から製造される鋼板製品は、一般的に非常に腐食しやすいので、腐食から守るためにデザインされたＺｎ又はＡｌに基づいた保護金属コーティングで被覆される。防食コーティングが鋼板製品の鋼基礎（その上に仕上げ被膜がある）に塗布されている該鋼板製品のホットプレス成形においてさえ、本発明に従う仕上げ被膜は特に有効なことが分かる。
【００３７】
Ｚｎ又はＡｌに基づいた保護金属コーティングを備え、かつ本発明に従うやり方でその上に仕上げ被膜を備えている鋼板製品のホットプレス成形中に、同じ保護コーティングを有するが、本発明に従う仕上げ被膜なしでホットプレス成形された参照製品の場合より約８０％少ない亀裂が現れることを実証することもできた。
【００３８】
本発明により提供される仕上げ被膜中の化合物としては、例えば、アルカリ土類化合物、例えばＭｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２、ＭｇＯ又はＣａＣＯ３等、アルカリ金属化合物、例えばＫ２ＣＯ３又はＮａ２Ｃａ３、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３等、半金属化合物、例えばＢＮ、Ａｌ２Ｏ３（立方晶）、ＳｉＯ２、ＳｎＳ、ＳｎＳ２等及び遷移金属化合物、例えばＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＺｎＳ等がある。
【００３９】
本発明に従う仕上げ被膜は、熱吸収能力の有意な改善及び本発明に従う鋼板製品の成形中にそれぞれの成形ダイの摩擦の有意な減少をもたらす。本発明により仕上げ被膜に与えられる金属化合物が粒子形状で塗布される場合には特にそうであり、これは、粒子と一緒に厚い緻密な仕上げ被膜を形成する可能性を暗示している。本発明に従う仕上げ被膜に存在する少なくとも１種の化合物の粒子の平均直径が仕上げ被膜の平均厚より大きい場合、ここで望まれる効果に特に有利な粗さが得られる。本発明に従う仕上げ被膜に存在する化合物の粒子の平均直径が０．０１〜５μｍ、さらに特に０．０１〜３μｍである場合に、本発明に従う鋼板製品の成形で良い結果が得られる。化合物の粒子の平均直径が０．０１〜０．３μｍである場合に最適の結果が達成される。
【００４０】
これとは別に、本発明に従う仕上げ被膜を溶液として塗布することもでき、前記被膜が乾燥すると、溶液から金属塩が生じ、鋼板製品上に結晶性コーティングを形成する。
【００４１】
この点について、本発明により指定される仕上げ被膜の組成の特定の利点は、本発明に従って塗布された鋼板製品の熱処理又は熱間成形が行なわれる高温でさえその効果が保証されることにある。仕上げ被膜は、追加の手段を要せずにそれぞれの鋼基板に非常に堅く接着するので、ブランクを加熱するために用いられる炉内でも任意の熱間成形のために用いられる成形ダイ内でも最小限の摩耗及びわずかな沈着物の蓄積という結果になる。
【００４２】
後者のことは、本発明により被覆された鋼板製品が連続炉内で変形温度まで加熱され、回転炉ローラー上のプロセスに運ばれる場合に特に有利なことが分かる。本発明に従う鋼板製品の本発明により構成された仕上げ被膜は、炉ローラーに付着したまま留まるのは最大でも少量だけであり、結果としてローラーの摩耗及び破損並びにそれらのメンテナンス費用が最小限に抑えられる。
【００４３】
この文脈において実地試験は、本発明により構成された仕上げ被膜は３００〜１２００℃、さらに特に７００〜１０００℃、好ましくは８００〜９５０℃のホットプレス成形に典型的な温度範囲の温度に直接さらされた後でさえも十分長い時間にわたって全てのその所要特性を維持し、特に本発明により被覆されたそれぞれの鋼板製品の形成が完成するまで高温で安定なままであることをも示した。
【００４４】
本発明に従う仕上げ被膜は、熱間作業の加熱段階中に、鋼板製品に任意に存在し得る保護金属コーティングの所望の酸化物層形成にも悪影響を及ぼさない。本発明に従う仕上げ被膜の存在は、さらなる加工に対しても不利益を示さない。特に、本発明に従う仕上げ被膜は、溶接適合性、結合適合性、塗装適合性又は他のコーティングの塗布をも妨げない。従って、ホットプレス成形と、得られた部品についてその後に取られる工程との間で、本発明に従う仕上げ被膜を除去する必要はない。
【００４５】
本発明により塗布される仕上げ被膜は、その後のホットプレス作業のための加熱中に鋼板製品のそれぞれの表面に発生するかなりの基本的粗さを埋める。この点について実地試験は、本発明により塗布される仕上げ被膜は、できる限り薄くなければならない、さらに特に０．０１〜５μｍの厚さでなければならないことを示した。試験は、ちょうど０．１〜１μｍ、さらに特に０．５μｍ未満、理想的には０．１〜０．３μｍのかなり薄いコーティングが、仕上げ被膜から鋼板製品の基材への完全な熱移動をもたらすのに十分であることを明らかにした。このプロセスでは、達成可能な加熱速度の増加と、所定の仕上げ被膜材料のための加熱時間の関連する減少とは、それぞれのコーティング厚とほとんど無関係であることが実証された。しかしながら、ここでは特に薄い仕上げ被膜は、基材上の仕上げ被膜並びに仕上げ被膜と基材との間の任意の防食コーティングの化学的／機械的影響が最小限であるという利点を有する。
【００４６】
特に、本発明に従う仕上げ被膜が鋼板製品に塗布される表面重量は、完成品について０．０１〜１５ｇ／ｍ２、さらに特に５ｇ/ｍ２までであるべきであり、１ｇ／ｍ２未満の表面重量で熱吸収の増加が起こる。ここでは表面重量が０．０２〜１ｇ／ｍ２である場合、本発明に従う仕上げ被膜の最適の効果を期待することができる。まず第１に、この種の最小表面被覆率によれば、成形ダイにおいて仕上げ被膜の摩擦低減効果も有用である。第２に、本発明に従う薄い仕上げ被膜によれば、本発明に従う鋼板製品のさらなる加工中に取られる工程の結果に及ぼされる悪影響を安全に排除することができる。
【００４７】
結果として、本発明は、目標温度まで迅速に加熱できるのみならず、エネルギー節約様式で最適の変形能をも特徴とする鋼板製品を提供する。
【００４８】
仕上げ被膜中の１５ｗｔ％までのカーボンブラック又はグラファイト含量は、本発明により被覆された鋼板製品の熱吸収能力を、仕上げ被膜及び任意の防食コーティングの他のプラスの特性に悪影響を与えることなくさらに高めることができる。
【００４９】
製造の観点からは、本発明に従う仕上げ被膜の重要な利点は、それを鋼板製品に、さらに詳しくは鋼板製品に存在する鋼基礎上の保護金属コーティングに、連続製造プロセスで容易に塗布できることにある。
【００５０】
先行する主張のいずれかに従って調達される鋼板製品を製造するための本発明に従う方法は、下記工程：
ａ）鋼板製品の準備；
ｂ）下記工程によって仕上げ被膜を鋼板製品に塗布する工程：
ｂ．１）コーティング液を鋼板製品に塗布する工程（ここで、コーティング液は、５〜５０％（ｗｔ％として）の卑金属の酸化物化合物、窒化物化合物、硫酸塩化合物、硫化物化合物、炭化物化合物、炭酸塩化合物、フッ化物化合物、水和物化合物、水酸化物化合物又はリン酸塩化合物と、１〜２０％のバインダーと、残余の水とを含み、このコーティング液は１５％までのカーボンブラック又はグラファイトを含有し得る）、
ｂ．２）仕上げ被膜の厚さを０．０１〜５μｍの厚さに設定する工程；及び
ｃ）仕上げ被膜を乾燥温度、例えば１００〜３００℃で乾燥させる工程
を含む。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
加工時間の有意な減少につながり、かつ鋼板製品が熱処理に必要なそれぞれの温度に加熱される加熱プロセスの直前に仕上げ被膜の塗布が起こる場合に利用可能な資源の最適な活用を可能にする、実際に特に重要な本発明の変形形態がある。
【００５２】
本発明に従う鋼板製品のコーティングのために設けられる工程は、例えば、コーティング装置で保護金属コーティングの塗布に必要なプロセス工程後の溶融めっきライン、電解コーティングライン又はコイルコーティングラインで行なわれ、このラインは、保護金属コーティングの塗布に必要なワークステーションと一列になっており、かつこのラインでは、前記ワークステーションの最後を出る鋼板製品が連続的な途切れない動きの過程に入る。当然に、仕上げ被膜を、それぞれの鋼板製品が連続して通過する製造ラインの不可欠な部分である別の連続ラインで塗布することもできる。
【００５３】
鋼板製品に塗布されたコーティング、さらに詳しくは鋼板製品上の任意の保護コーティングの他成分の量に応じて、本発明に従う手法で、２０〜９８ｗｔ％のそれぞれの卑金属化合物（酸化物、窒化物、硫酸塩、硫化物、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物又はリン酸塩）から成り、残りはそれぞれの他成分から成る仕上げ被膜が与えられる。
【００５４】
本発明により塗布されるコーティング液に含まれるそれぞれの卑金属化合物は、ホットプレス成形中にダイの摩擦を最小限にすることに本質的に寄与するが、コーティング液に存在するバインダーも、コーティングによって形成される仕上げ被膜の、鋼板製品上の保護金属コーティングへの十分に堅い結合を確保する。コーティング液中の適切なバインダーの含量は２〜１０ｗｔ％で十分なことが判明した。
【００５５】
それぞれのバインダーは有機又は無機バインダー、例えば、ケイ酸ナトリウム又はセルロースであってよい。それぞれのバインダーは、本発明により塗布されるコーティングを保護コーティングに固定し、本発明により塗布されるコーティングがシート成形前に剥がれ落ちるのを防止する。
【００５６】
天然の有機バインダー又は人工的に製造された有機バインダーを使用する場合、前記バインダーは、コーティング液の溶媒として水を容易に使用できるように、水溶性であり、容易に分散できなければならない。有機バインダーの例には、下記：セルロースエステル、硝酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、スチレンアクリル酸アセタート、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリラート、シリコン樹脂及びポリエステル樹脂がある。有機バインダーは、コーティング液の塗布又は乾燥中或いはホットスタンピングのために加熱中にできる限り残渣なしで燃えるように選択すべきでもある。これには、溶接性がバインダーによって悪影響を受けないという利点がある。また、有機バインダーは、燃焼プロセス（ホットスタンピング）中に健康に有害であるか、爆発性又は腐食性である化合物の放出につながるフッ素、塩素又は臭素等のいずれのハロゲンをも含有すべきでない。
【００５７】
無機バインダーを使用しても特に良いコーティング結果が達成される。該無機バインダーは、加熱及びプレス硬化工程後に鋼板製品上に残り、結果としてそれらも一般的に完成品の仕上げ被膜と同一に扱える。検討中のタイプの無機バインダーの典型例はケイ酸塩、ケイ酸カリウム（Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２）、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）、二酸化ケイ素（Ｈ２ＳｉＯ３）又はＳｉＯ２である。
【００５８】
水は液体キャリア、すなわち本発明により塗布されるコーティング液の他成分を含み、仕上げ被膜が乾燥すると容易に蒸発して多大な努力をせずに蒸気として取り出して環境に優しい様式で処分できる溶媒として作用する。本発明により塗布されるコーティング液の含水量は、典型的に１５〜８０ｗｔ％、さらに特に一般的に５０ｗｔ％より多い。
【００５９】
本発明により鋼板製品、さらに詳しくは任意の金属防食コーティングに塗布されるコーティング液は、その主成分「卑金属化合物（酸化物、窒化物、硫化物、硫酸塩、炭化物、水和物又はリン酸塩）」及び「バインダー」に加えて、例えば、その濡れ特性又は本発明によりそれが含む化合物の分布を改善する成分を含む。
【００６０】
実地試験は、コーティング液が５〜３５ｗｔ％の酸化物、窒化物、硫酸塩、硫化物、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物又はリン酸塩化合物成分を含む場合に最適のコーティング結果が達成されることを示した。仕上げ被膜は、９４ｗｔ％までの卑金属化合物（酸化物、窒化物、硫酸塩、硫化物、炭化物、炭酸塩、フッ化物、水和物、水酸化物又はリン酸塩）から成るコーティング液の該含量の関連化合物成分を用いて製造される。
【００６１】
加工時間を最小限にすること及びコーティング結果に関しては、塗布時にコーティング液の温度が２０〜９０℃、さらに特に４０〜７０℃である場合にプラス効果が達成され、コーティング液が少なくとも６０℃の温度であれば特に効率的に仕上げ被膜を塗布することができる。コーティング液を塗布するときに、鋼板製品の温度が５〜１５０℃、さらに特に４０〜１２０℃であれば、同じ目的に役立つ。ここで、鋼板製品が、その基礎に塗布される防食コーティングで被覆する予定の場合、前の工程「保護金属コーティングの塗布」から適宜近接して継続する場合には「仕上げ被膜の塗布」工程に適した鋼板製品の所望温度にすることができる。この場合、追加の加熱塗布は必要ない。
【００６２】
これとは別に、熱処理前、さらに詳しくはホットプレス作業前の準備工程中に本発明に従う仕上げ被膜を塗布することもできる。ここでは、熱処理に必要な加熱を利用して仕上げ被膜を乾燥させることができる。これは、熱処理がホットプレス作業のための加熱を伴う場合に特に有利なことが分かる。
【００６３】
鋼板製品をホットプレス作業のために準備し、かつ防食コーティングで被覆する場合、防食コーティングによるコーティング後に鋼板製品をまず第１にさらなる加工のために輸送し、そこで、鋼板製品が熱間作業に必要な温度に加熱される熱間成形炉に入る直前に仕上げ被膜を塗布するのが賢明かもしれない。
【００６４】
浸漬、噴霧又は他の通常の塗布方法でコーティング液を塗布することができる。
【００６５】
コーティング厚は、スクイーズ回転、過剰量の液体の吹き出し、コーティング液の固形分の変動又はコーティング液の温度の変更によって通常の方法で０．１〜０．３μｍのそれぞれの指定コーティング厚に調整することも可能である。
【００６６】
本発明により塗布される仕上げ被膜は、典型的に１００〜３００℃の温度で乾燥され、典型的な乾燥時間は５〜１８０秒である。ここで、乾燥温度も乾燥時間もそれぞれの鋼板製品が連続サイクルで案内される通常の乾燥器具で難なく完了できるように調整される。
【００６７】
本発明に従うやり方で塗布された鋼ストリップを次に巻いてコイルにし、さらなる加工のために輸送することができる。本発明により鋼板製品から部品を作り出すために必要な他のプロセス工程を、離れた場所にあるプロセッサーで別の時間に行なうことができる。
【００６８】
本発明に従う方法で仕上げ被膜を備えた鋼板製品が成形ダイと接触する際には、作業中に生じる摩擦の低減のため、本発明により被覆された鋼板製品からホットプレス成形によって亀裂のない部品（前記部品の成形は、高度の延伸又は複雑な成形を必要とする）を製造することができる。ホットプレス成形部品を製造するため、本発明に従うタイプの仕上げ被膜を備えた鋼板製品から、それ自体既知の方法、例えばレーザー切断によって又は別の通常の切断装置の助けを借りてブランクをカットすることができ、次にこのブランクを７００℃より高い変形温度に加熱し、成形ダイで部品に成形することができる。実際には、典型的な変形温度は７００〜９５０℃であり、加熱時間は３〜１５分である。
【００６９】
成形すべき鋼板製品上の本発明に従う仕上げ被膜の存在は、それぞれの所望温度への迅速な加熱を可能にし、時間とエネルギーを節約する。
【００７０】
最適な結果は、例えば、鋼板製品を加工するとき、その基礎が０．３〜３ｗｔ％のＭｎを含む鋼製であり、ブランク又は部品の温度が９２０℃以下、さらに特に８３０〜９０５℃である場合に達成される。これは加熱ブランク（「直接」法）又は加熱鋼部品（「間接」法）をそれぞれの次の成形ダイに入れて一定の熱損失があることを受け入れるように、ブランク又は部品の温度まで加熱した後に鋼部品を熱間成形する場合に特に当てはまる。次にそれぞれ使用加熱炉を出る際にブランク又は部品の温度がそれぞれ８５０〜８８０℃である場合に特に確実な様式で最終的な熱間成形を行なうことができる。実際には輸送経路、輸送時間及び環境条件に応じて、ダイ内の部品の温度は、加熱炉を出る際の温度より通常１００〜１５０℃低い。
【００７１】
この種の高温で成形することによって得られた部品をそれぞれの変形温度からそれ自体既知の方法で急速に冷却して、部品内にマルテンサイト構造を作り出し、ひいては最適の弾力性を達成することができる。
【００７２】
本発明により塗布された仕上げ被膜の結果としての成形ダイの摩擦低減は、本発明に従う方法で被覆された鋼板製品が鋼基板の亀裂及び摩耗に非感受性であるため、特に、鋼部品の熱間成形及び冷却が前の加熱プロセスからの熱を利用してそれぞれの成形ダイで行なわれる１段階ホットプレス成形に対して、本発明に従う鋼板製品を相応しくする。
【００７３】
本発明に従って被覆された鋼板製品の特性は、当然に多段階ホットプレス硬化でも同様にプラスの効果を有する。本方法のこの変形形態では、まず第１にブランクを作製し、次にこのブランクから、熱処理を介在させずに鋼部品を形成する。次に典型的には、１又は複数の冷間成形操作を行なう冷間成形工程で鋼部品を成形する。ここで、得られる鋼部品が本質的に完全に完成状態で成形されるように冷間成形の度合いを大きくすることができる。しかしながら、加熱後に成形ダイ内で鋼部品の成形を行なって完了するように初期成形を行なうことも考えられる。適切な成形ダイ内で成形硬化（form hardening, Formhaerten（英、独訳））として硬化を行なうことによって、前記完成成形を硬化工程と同時に行なうことができる。ここではその完成最終形状を再現するダイに鋼部品を入れ、所望のマルテンサイト又は焼戻し構造を形成するために十分急速に冷却する。従って成形硬化は、鋼部品の特に良い形状保持を可能にする。
【００７４】
本発明に従う方法の２つの変形形態が使用するにもかかわらず、従来技術とは異なる特定の方法では、マルテンサイト又は焼戻し構造を形成するために必要な成形も冷却も行なう必要がない。実のところ、このために既知の方法及び現存する装置を使用することができる。
【００７５】
本発明により得られた部品を引き続き通常の接合及びコーティングプロセスに供することができる。
【００７６】
防食コーティングを備えた鋼板製品に関しては、本発明は、下記基本的考察に基づいている：
防食コーティング、さらに詳しくはＡＳ型コーティングの加熱挙動は、８５０〜９５０℃の熱間成形に標準的な温度範囲内では、典型的にホウ素Ｍｎ鋼製のシート鋼である無被覆ホットプレス成形硬化シート鋼の加熱挙動よりかなり乏しい。１μｍの領域の電磁波では、吸収係数は最大０．３である。９００℃の領域の温度に当てはまる約２〜３μｍの波長範囲でも、ＡＳの吸収挙動は無被覆鋼の挙動よりまだ有意に低い。
【００７７】
１の吸収係数で可能な最大の吸収挙動は、「黒体」モデルによって表される。しかしながら、特に１〜３μｍの赤外波長範囲の大量のエネルギーを吸収できる物質は必ずしも黒ではない。
【００７８】
ここで、鋼板製品がＡｌ又はＺｎに基づいた防食コーティングを含み、かつ本発明に従う方法で仕上げ被膜により被覆されていない場合、防食コーティングは一般的に９０％より多く光及び熱放射線を反射し、すなわち１０％未満の吸収度を有することに留意すべきである。本発明により仕上げ被膜を塗布することによって５０％超えの吸収度が達成されるので、かなり多くの熱が鋼板製品によって吸収され、ひいては加熱に必要な時間とエネルギーも有意に削減する。
【００７９】
この文脈では、仕上げ被膜のために本発明により与えられる金属化合物の一部は熱の影響下で変色し、ひいてはより良い吸収挙動さえ示すという点でも、必要とされる時間とエネルギーの最小化にプラスの影響がある。ここで、仕上げ被膜のために本発明により与えられる化合物は、高いエネルギー密度で、また短波熱放射の場合に顕著にそれらの吸収度が向上するので、迅速な加熱に特に適していることが特に有利だと分かる。
【００８０】
吸収係数ε（＜１）は、物質の化学組成によって、かつ所望の波長範囲で分子ができるだけ多くの放射エネルギーを振動（フォノン）に変える形で又はエネルギーが外側電子の置換を通じて吸収される形で（より可視的なＩＲ範囲＞６００℃）決定される。
【００８１】
熱の移動可能量は、表面モルホロジーによって、ひいてはそれぞれの基板の粗さによっても決まる。下記式は、より大きい表面では粗さが増加し、結果としてより良いエネルギー吸収が起こることを示す。
【数１】
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【００８２】
従って、吸収係数を考慮すると、吸収されるエネルギーは温度の上昇に対して４乗に増加する。２〜３μｍの波長よりずっと薄い薄コーティングを考慮すると、吸収されるエネルギーはここでもまだ温度の上昇に対して３乗に増加する。鋼板製品は、仕上げ被膜から鋼板製品の下層にある基板への定常熱伝導のため、特に、熱放射線の高度に減少した反射のため熱くなる。
【００８３】
仕上げ被膜の厚さが波長未満であれば、放射線の非反射部分は仕上げ被膜下部の基板を直接加熱する。従ってより良い加熱能力の効果は主にコーティングの厚さによって決まるのではなく、何よりも仕上げ被膜の吸収特性によって決まる。ちょうど０．１μｍの厚さを有する仕上げ被膜がここで重要な利点を示す。
【００８４】
種々の物質の吸収度は該材料のバンド構造によって決まり、このバンド構造内では、特定エネルギー（ＩＲスペクトル）のフォトンが、分子振動において正確にこのエネルギー差の量子遷移を有する分子を励起させる。ほとんどの金属塩は、それらの高温安定性に加えて、小さい粒子サイズの顔料として塗布したとき、可視及び近赤外（ＩＲ−Ａ及びＩＲ−Ｂ）波長範囲の光に対して高い吸収度を有するという事実によっても特徴づけられる。
【００８５】
表２は、本発明により与えられる仕上げ被膜を形成できるいくつかの材料についてＮＩＲ放射の場合に測定された吸収係数を示す。
【００８６】
以下のように調達かつ製造される仕上げ被膜を用いて最適の吸収結果を達成できる：
ａ）コーティング液を塗布して仕上げ被膜を製造する工程：
−９００℃までの温度に耐性がある無機成分の固形分：５〜４５ｗｔ％、さらに特に２０〜３５ｗｔ％；
−９００℃までの温度に耐性があるバインダー、さらに特にケイ酸塩に基づいたバインダーの含量：１〜１５ｗｔ％、さらに特に７〜１２ｗｔ％；
−溶媒含量（水）：５０〜９４ｗｔ％、さらに特に３０〜７５ｗｔ％；
−固体組成：０．０５〜１μｍの粒子サイズ、乾燥コーティング厚範囲内の粒子サイズが最適のコーティング粗さを作りだす。
ｂ）得られた仕上げ被膜の厚さ
−０．０５〜１μｍ、さらに特に０．１〜０．３μｍ（０．０５μｍ未満では具体的な吸収特性を調整できないが、０．５μｍを超えるコーティング厚ではＩＲ線の保護金属コーティング内への直接遷移が減少するので）。
ｃ）湿潤被膜として塗布された仕上げ被膜の乾燥
−温度範囲：１２０〜１０００℃。この被膜の架橋は起こらず、かつ温度関連反応はほとんど起こらないので、広い温度範囲が可能である。できるだけ迅速に起こる乾燥は粗さ、ひいてはＩＲ波を吸収する能力を高める。従って熱間成形プロセスの直前に被膜を塗布することもできる。
ｄ）得られた仕上げ被膜の粗さ：Ｒａ＝１．０〜２．０μｍ
【実施例】
【００８７】
以下、本発明を試験結果に基づいてさらに詳細に説明する。
＜試験１＞
溶融めっき法を用いて２０μｍ厚のＡｌＳｉ防食コーティングで被覆した２８ＭｎＢ５製の鋼ブランクに、時と場所に関して防食コーティングの製造直後に液体コーティングを噴霧して、本発明に従う仕上げ被膜を製造した。コーティング液は、水に加えて、所望の表面特性を生じさせる硫化亜鉛として存在する２５ｗｔ％の硫化物と、仕上げ被膜を防食コーティングに付着させるためのバインダーとして７ｗｔ％のケイ酸塩とを含有した。ＮＩＲ乾燥機を用いて２秒以内の通過中に完了する乾燥後に、仕上げ被膜の表面重量が１ｇ／ｍ２で、前記仕上げ被膜はそれぞれの面で０．２μｍの厚さとなる仕上げ被膜が得られるように、湿潤被膜の厚さを設定した。
【００８８】
このようにして被覆されたブランクは、セラミックローラー上を通過中に輸送される加熱炉内で１９０秒以内に８９０℃の所望温度に達した。従って加熱時間は、ＡｌＳｉ防食コーティングだけで被覆され、本発明に従う仕上げ被膜のないブランクを加熱するのにかかる時間より５０秒短かった。加熱炉内のセラミックローラーに残された沈着物がより少ないことも実証された。このようにして加熱され、かつ本発明により仕上げ被膜を備えたブランクからホットプレス成形及びその後の硬化によって部品を形成した。前記部品はマルテンサイト構造を有し、さらに洗浄又は照射する必要なしで溶接及び塗装することができた。
【００８９】
＜試験２＞
溶融めっき法を用いて２５μｍ厚のＡｌＳｉ防食コーティングで被覆した２２ＭｎＢ５製の鋼ブランクを、時と場所に関して保護コーティングのインライン製造直後に通常のコイルコーターを用いてコーティング液で被覆して本発明に従う仕上げ被膜を製造した。コーティング液は、水に加えて、仕上げ被膜の所望特性を生じさせるヘキサフルオロチタン酸の形で卑金属フッ化物５ｗｔ％と、仕上げ被膜を保護金属コーティングに付着させるためのバインダーとして７ｗｔ％のシロキサンとを含有した。
【００９０】
このように塗布された湿潤被膜を次にＮＩＲ乾燥機及び対流保持ラインで乾燥させた。ここでは、片面０．０２μｍの厚さと４０ｍｇ／ｍ２の表面重量を有する乾燥仕上げ被膜を製造するように湿潤被膜の厚さを設定した。乾燥は５秒の時間の経過中に起こった。
【００９１】
このように被覆されたブランクを加熱炉内にて１８０秒以内で９００℃の温度に加熱した。この加熱時間は、ＡｌＳｉ防食コーティングだけで被覆され、本発明に従う仕上げ被膜のないブランクを加熱するのにかかる時間より５０秒短かった。ブランクを加熱したセラミック炉のローラーに現れた沈着物もより少なかった。さらに、本発明により仕上げ被膜で被覆されたブランクからホットプレス成形及びその後の硬化によってマルテンサイト構造を有する部品を容易に形成できることが明らかになった。前記部品は、さらに洗浄又は照射する必要なしで溶接及び塗装することができた。
【００９２】
＜試験３＞
溶融めっき法を用いて１５μｍ厚のＡｌＳｉ防食コーティングで被覆した２２ＭｎＢ５製の鋼ブランクを、時と場所に関して保護コーティングのインライン製造直後にリバースロールコーティング法を利用してコーティング液で被覆して本発明に従う仕上げ被膜を製造した。コーティング液は、水と、本発明に従って、所望の表面特性を生じさせる１０ｗｔ％のカーボンブラック及びグラファイト並びに所望の表面特性を生じさせる水酸化物化合物、１０ｗｔ％の水酸化ナトリウムと、５ｗｔ％のケイ酸アルカリバインダーとを含有した。
【００９３】
２５０ｍｇ／ｍ２の表面密度を有する湿潤被膜として仕上げ被膜を塗布した。これは、２．２ｇ／ｃｍ３の密度で、湿潤状態で約０．１μｍの仕上げ被膜厚に相当する。このように塗布された仕上げ被膜を次に対流乾燥機で２５０℃にて乾燥させ、その結果として仕上げ被膜の厚さは、完全に乾燥した状態で０．０１μｍに減少した。乾燥は３０秒の時間の経過中に起こった。乾燥の過程において、仕上げ被膜の色はより濃く変化し、結果として仕上げ被膜の熱吸収能力をさらに高めた。
【００９４】
仕上げ被膜で被覆されたブランクを加熱炉内にて１７０秒以内で９００℃に加熱した。従って、ＡｌＳｉ防食コーティングを備えているが、本発明に従う方法により仕上げ被膜で被覆されなかったブランクより約７０秒短い加熱時間を要した。この試験は、仕上げ被膜のため、ブランクが加熱炉を通って輸送されるローラー上に有意に少ない沈着物しか残さないことになることをも確証した。本発明により被覆されたブランクの場合はダイ内でも沈着物が観察されなかったが、仕上げ被膜を備えていない通常のブランクの場合、相応の沈着物及び沈着物蓄積が明白であった。ホットプレス成形後に得られた部品は、完全なマルテンサイト構造及び期待した様式で合金化されたコーティングを有した。表面に残存する仕上げ被膜は、カソード浸漬塗装に対する適合性の低下をもたらさない。得られた部品は優れたスポット溶接特性をも有した。
【００９５】
＜試験４＞
溶融めっき法を用いて２０μｍ厚のＡｌＳｉ防食コーティングで被覆した２２ＭｎＢ５製の鋼ブランクにコーティング液を噴霧して、保護コーティングのインライン製造後の連続経過で本発明に従う仕上げ被膜を製造した。コーティング液は、水と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の形で土類金属炭素１５ｗｔ％と、さらに仕上げ被膜を保護金属コーティングに付着させるバインダーとして８ｗｔ％のケイ酸とを含有した。
【００９６】
湿潤被膜として塗布された仕上げ被膜を次に、隣接する対流保持ラインを備えたＮＩＲ乾燥機で乾燥させた。塗布中、乾燥後に片面０．１８μｍの厚さと５００ｍｇ／ｍ２の表面密度を有する仕上げ被膜が製造されるように湿潤被膜の厚さを設定した。乾燥は１０秒の時間の経過中に起こった。
【００９７】
このように被覆されたブランクを加熱炉内にて１９５秒以内で９００℃に加熱した。前記加熱に要した時間は、ＡｌＳｉ保護コーティングで普通に被覆したが、本発明に従う仕上げ被膜で被覆しなかったブランクを加熱するのに必要な時間より約４５秒短かった。
【００９８】
本発明によりブランクを加熱する過程では、加熱目的で用いた連続炉のローラーに沈着物が現れなかった。ダイ内で観察された沈着物も少なかった。本発明に従って被覆されたブランクからホットプレス成形硬化後に得られた部品は、完全なマルテンサイト構造を有し、コーティングでは期待した合金化が為された。表面上の仕上げ被膜の残留は、カソード浸漬塗装に対する適合性の如何なる低下にもつながらず、必要とされるスポット溶接特性も達成された。
【００９９】
＜試験５＞
溶融めっき法を用いて１５μｍ厚のＡｌＳｉ防食コーティングで被覆した３４ＭｎＢ５製の鋼ブランクを、時間に関して保護コーティングの製造直後にインラインでコーティング液噴霧剤に浸漬して保護コーティング上に仕上げ被膜を製造することによって仕上げ被膜を設けた。コーティング液は、水に加えて、本発明のように硫化スズ（ＩＩ）（ＳｎＳ）の形で２２ｗｔ％の卑金属硫化物と、さらに仕上げ被膜を保護金属コーティングに付着させるためのバインダーとして５ｗｔ％のシロキサンとを含有した。
【０１００】
このようにして片面４ｇ／ｍ２の表面密度を有する湿潤被膜として塗布された仕上げ被膜をＮＩＲ乾燥機で乾燥させた。乾燥は、片面１．５ｇ／ｍ２の表面密度を有する乾燥被膜をもたらした。乾燥は６秒の時間の経過中に起こった。
【０１０１】
このようにして仕上げ被膜を備えたブランクを加熱炉内にて１９０秒で８９０℃の温度に加熱した。従って通常の方法でＡｌＳｉ防食コーティングで被覆したが、本発明に従って仕上げ被膜を設けなかったブランクより約５０秒短い時間を要した。連続炉内の加熱中又はその後のホットプレス成形硬化中のいずれでも炉又は成形ダイのパーツにコーティング材料の蓄積は確認されなかった。本発明により被覆されたブランクから得られたホットプレス成形かつ硬化部品は、他の試験で得られた部品と同様にそれらの基材中にマルテンサイト構造を有し、さらに洗浄又は照射する必要なしで溶接及び塗装することができた。
【０１０２】
＜試験６＞
溶融めっき法を用いて２５μｍ厚のＡｌＳｉ防食コーティングで被覆した２２ＭｎＢ５製の鋼ブランクに、保護コーティングによるコーティング直後にインラインでコーティング液で噴霧被覆して仕上げ被膜を製造した。コーティング液は、水と、本発明のように、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の形で１２ｗｔ％のアルカリ金属炭素とを含有した。コーティング液は、仕上げ被膜を保護金属コーティングに付着させるためのバインダーとしてさらに６ｗｔ％のＮａ２Ｏ−ＳｉＯ２をも含有した。
【０１０３】
このように塗布された湿潤被膜を次に、対流保持ラインを備えたＮＩＲ乾燥機で乾燥させた。このプロセスでは、乾燥状態でそれぞれの面の表面密度が２５０ｍｇ／ｍ２（これは２．５ｇ／ｃｍ３の密度で、それぞれの面が０．１〜０．１５μｍのコーティング厚に相当する）の仕上げ被膜を生じさせるように湿潤被膜の厚さを設定した。乾燥は１０秒の時間の経過中に起こった。
【０１０４】
このように被覆されたブランクを加熱炉内にて１９０秒で９００℃の温度に加熱した。従って本発明に従う追加の被膜のないＡｌＳｉで被覆されたブランクより約５０秒短い時間を要した。加熱炉のセラミック炉ローラー上に沈着物は見えなかった。ＡｌＳｉコーティングのみが設けられ、本発明に従う仕上げ被膜を備えていないブランクの加工におけるのとは異なり、ホットプレス成形硬化のために用いたダイには非常に少ない沈着物しか見えなかった。
【０１０５】
結果として、ＩＲ線を放出する加熱システムにおける加熱段階の利用できる高速化は、０．０１〜０．２μｍのコーティング厚で本発明に従って塗布された全ての仕上げ被膜で起こる。このことは下記利点を有する：
１．仕上げ被膜は、加工中のいずれの時点でも除去する必要がない。
２．短い乾燥時間のため、インライン塗布、すなわち熱処理プロセスに連続的に統合された塗布が可能である。
３．コーティング液の必要量が少ないため、コーティング費用が少ない。
４．本発明により被覆された鋼板製品から形成された部品の溶接性は仕上げ被膜によって影響を受けない。
５．仕上げ被膜の成分によって標準的な洗浄プロセスは汚染されない。
６．本発明により被覆された鋼板製品又はそれから形成された部品を塗装する能力は、本発明に従う仕上げ被膜のない鋼板製品から形成される製品を塗装する能力に匹敵する。
７．鉄を含むコーティングの場合又は非金属コーティングを備えた鋼板製品の場合、本発明に従う仕上げ被膜は、二次的な腐食保護をもたらす。このことは、仕上げ被膜が酸化物化合物から形成される場合に特に当てはまる。
８．鋼板製品が金属防食コーティングで被覆されている場合、本発明により塗布された仕上げ被膜は摩耗及び沈着物蓄積の発生を最小限にする。
【０１０６】
【表１】
2014512457.tif 000003
【０１０７】
【表２】
2014512457.tif 000004