(57)【要約】  本発明は、被覆鋼板の製造方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜４０％のニッケルを含み、残りが亜鉛であるコーティングで被覆された鋼板であって、１〜５０％の残留オーステナイト、１〜６０％のマルテンサイト、並びに任意のベイナイト、フェライト、セメンタイト及びパーライトから選択される少なくとも１つの成分を含む微細構造を有し、化学組成が重量で、
０．１０＜Ｃ＜０．５０％、
１．０＜Ｍｎ＜５．０％、
０．７＜Ｓｉ＜３．０％、
０．０５＜Ａｌ＜１．０％
０．７５＜（Ｓｉ＋ＡＩ）＜３．０％
及び、純粋に任意ベースで１つ以上の元素、例えば
Ｎｂ≦０．５％、
Ｂ≦０．００５％、
Ｃｒ≦１．０％、
Ｍｏ≦０．５０％、
Ｎｉ≦１．０％、
Ｔｉ≦０．５％、
を含み、
残りが、鉄及び加工で生じる不可避の不純物で構成される、鋼板。
【請求項２】
コーティングが、１０〜３０重量％のニッケルを含む、請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
コーティングが、１０〜２０重量％のニッケルを含む、請求項２に記載の鋼板。
【請求項４】
コーティングが、亜鉛及びニッケルからなる、請求項３に記載の鋼板。
【請求項５】
コーティングが、鋼板と直接接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項６】
コーティングが、５〜１５μｍの厚さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項７】
コーティングが、５〜１０μｍの厚さを有する、請求項６に記載の鋼板。
【請求項８】
鋼板の微細構造が、５〜２５％の残留オーステナイトを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項９】
鋼板の微細構造が、１〜６０％の焼戻しマルテンサイトを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項１０】
鋼板の微細構造が、１０〜４０％のベイナイトを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項１１】
鋼板の微細構造が、１〜２５％のフェライトを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項１２】
鋼板の微細構造が、１〜１５％の非焼戻しマルテンサイト含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の鋼板。
【請求項１３】
被覆鋼板の製造方法であって、以下の工程
Ａ．請求項１〜７のいずれか一項に記載の化学組成を有する焼鈍鋼板を準備する工程であって、鋼板は６００〜１２００℃の温度で焼鈍される、工程と
Ｂ．工程Ａ）で得られた鋼板を、１〜４０％のニッケルを含み、残りが亜鉛であるコーティングで被覆する工程
とを含む製造方法。
【請求項１４】
工程Ａ）において、鋼板が、連続焼鈍で焼鈍される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
工程Ａ）において、焼鈍が、−１０〜−６０℃の間の露点で、１〜３０％のＨ２を含む雰囲気中で行われる、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
工程Ｂ）におけるコーティングが、真空蒸着又は電気めっき法によって堆積される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
コーティングが、電気めっき法によって堆積される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の鋼板、又は請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法から得られる鋼板を少なくとも１枚含む、少なくとも２枚の金属板のスポット溶接継手であって、前記継手に含まれる１００μｍ超のサイズのクラックの数が、２つ未満であり、最長のクラックの長さが、２５０μｍ未満である、スポット溶接継手。
【請求項１９】
２枚目の金属板が、鋼板又はアルミニウム板である、請求項１８に記載のスポット溶接継手。
【請求項２０】
２枚目の金属板が、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の鋼板、又は請求項１３〜１７に記載の方法から得られる鋼板である、請求項１９に記載のスポット溶接継手。
【請求項２１】
鋼板又はアルミニウム板である３枚目の金属板を含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のスポット溶接継手。
【請求項２２】
前記継手が、１００μｍを超えるサイズのクラックを含まない、請求項２１に記載のスポット溶接継手。
【請求項２３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の被覆鋼板、又は請求項１８〜２２のいずれかに記載のスポット溶接点の、自動車両用部品の製造のための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆鋼板の製造方法に関する。本発明は、自動車の製造に、特によく適している。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛ベースのコーティングは、バリア防食及び陰極防食によって腐食を防ぐことができるので、一般的に使用されている。鋼の表面に金属コーティングを塗布することで、バリア効果が得られる。したがって、金属コーティングは、鋼と腐食性雰囲気との接触を防止する。バリア効果は、コーティング及び基材の性質に依存しない。対照的に、犠牲的な陰極防食は、亜鉛が鋼よりも活性化しやすい金属であるという事実に基づく。したがって、腐食が発生した場合、亜鉛は鋼よりも先に消耗される。陰極防食は、周囲の亜鉛が鋼よりも先に消耗されるカットエッジのように、鋼が腐食性雰囲気に直接さらされる領域では不可欠である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、そのような亜鉛被覆鋼板に対して加熱工程、例えばホットプレス硬化又は溶接が行われる場合、鋼／コーティング界面から広がるクラックが、鋼において観察される。実際、時々、上記の作業後に存在する被覆鋼板のクラックによって、金属の機械的特性が低下する。これらのクラックは次の条件で現れる：高温、外部応力が存在する上での融点の低い液体金属（亜鉛など）との接触、基材の結晶粒及び結晶粒界による溶融金属の不均一拡散である。このような現象は、液体金属脆化（ＬＭＥ）という名称で知られており、液体金属アシストクラッキング（ＬＭＡＣ）とも呼ばれる。
【０００４】
したがって本発明の目的は、金属コーティングで被覆された、ＬＭＥの問題がない鋼板を提供することである。それは、成形及び／又は溶接後にＬＭＥの問題のない部品を得るための、特に実行が容易な方法を提供することを目的とする。
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の鋼板を提供することによって達成される。その鋼板は、請求項２〜１２のいずれかの特徴を含むこともできる。
【０００６】
別の目的は、請求項１３に記載の方法を提供することによって達成される。その方法は、請求項１４〜１７のいずれかの特徴も含むこともできる。
【０００７】
別の目的は、請求項１８に記載のスポット溶接継手を提供することによって達成される。そのスポット溶接継手は、請求項１９〜２２の特徴を含むこともできる。
【０００８】
最後に、別の目的は、請求項２３に記載の鋼板又は組立物の使用を提供することによって達成される。
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の以下の詳細な説明から、明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「鋼」又は「鋼板」という呼称は、部品が最大２５００ＭＰａ、より好ましくは最大２０００ＭＰａの引張強度を達成することを可能にする成分を有する鋼の板、コイル、プレートを意味する。例えば、引張強度は、５００ＭＰａ以上、好ましくは９８０ＭＰａ以上、有利には１１８０ＭＰａ以上、さらには１４７０ＭＰａ以上である。
【００１１】
本発明は、１０〜４０％のニッケルを含み、残りが亜鉛であるコーティングで被覆された鋼板に関する。そのような鋼板は、１〜５０％の残留オーステナイト、１〜６０％のマルテンサイト、並びに任意のベイナイト、フェライト、セメンタイト及びパーライトから選択される少なくとも１つの成分を含む微細構造を有し、化学組成に重量で、
０．１０＜Ｃ＜０．５０％、
１．０＜Ｍｎ＜５．０％、
０．７＜Ｓｉ＜３．０％、
０．０５＜Ａｌ＜１．０％、
０．７５＜（Ｓｉ＋ＡＩ）＜３．０％、
及び、純粋に任意ベースで１つ以上の元素、例えば
Ｎｂ≦０．５％、
Ｂ≦０．００５％、
Ｃｒ≦１．０％、
Ｍｏ≦０．５０％、
Ｎｉ≦１．０％、
Ｔｉ≦０．５％、
を含み、
残りは、鉄及び加工で生じる不可避の不純物で構成される。この場合、マルテンサイトは焼戻しされても、されなくてもよい。
【００１２】
いかなる理論にも束縛されることを望まないが、本発明による亜鉛及びニッケルを含むコーティングで被覆された特定の鋼板が、あらゆる加熱工程中、例えば溶接中に液体亜鉛が鋼へ浸透するのを防ぐと思われる。このように、本発明による方法を適用することにより、上記の加熱工程の間に亜鉛−ニッケル金属間化合物を得ることが可能である。これらの金属間化合物は融点が高く、上記の加熱工程中に固体のままであるので、ＬＭＥを防止する。
【００１３】
好ましくは、コーティングは、１０〜３０重量％、より好ましくは１０〜２０重量％、有利には１１〜１５重量％のニッケルを含む。
【００１４】
好ましい実施形態では、コーティングは亜鉛及びニッケルからなる。
【００１５】
有利には、コーティングは鋼板と直接接触している。
【００１６】
好ましくは、コーティングは、５〜１５μｍ、より好ましくは５〜１０μｍの厚さを有する。
【００１７】
好ましい実施形態では、鋼板は、５〜２５％の残留オーステナイトを含む微細構造を有する。
【００１８】
好ましくは、鋼板は、１〜６０％、より好ましくは１０〜６０％の焼戻しマルテンサイトを含む微細構造を有する。
【００１９】
有利には、鋼板は、１０〜４０％のベイナイトを含む微細構造を有し、そのようなベイナイトは、１０〜２０％の下部ベイナイト、０〜１５％の上部ベイナイト及び０〜５％の炭化物非含有ベイナイトを含む。
【００２０】
好ましくは、鋼板は、１〜２５％のフェライトを含む微細構造を有する。
【００２１】
好ましくは、鋼板は、１〜１５％の非焼戻しマルテンサイトを含む微細構造を有する。
【００２２】
本発明によれば、被覆鋼板の製造方法は、以下の工程を含む。
【００２３】
Ａ．本発明による化学組成を有する焼鈍鋼板を準備する工程であって、鋼板は６００〜１２００℃の温度で焼鈍される、工程と
Ｂ．工程Ａ）で得られた鋼板を、１〜４０％のニッケルを含み、残りが亜鉛であるコーティングで被覆する工程。
【００２４】
好ましくは、工程Ａ）において、鋼板は連続焼鈍で焼鈍される。例えば、連続焼鈍は、加熱、浸漬及び冷却工程を含む。それは、予熱工程をさらに含むことができる。
【００２５】
有利には、熱処理は、露点−１０〜−６０℃で、Ｈ２を１〜３０％含む雰囲気中で実施される。例えば雰囲気は、露点−１０℃〜−６０℃で、Ｈ２を１〜１０％含む。
【００２６】
好ましくは、工程Ｂ）におけるコーティングは、真空蒸着又は電気めっき法によって堆積される。有利には、コーティングは、電気めっき法によって堆積される。
【００２７】
鋼板の製造後、車両のいくつかの部品を製造するために、２枚の金属板を溶接して組み立てることが知られている。したがって、少なくとも２枚の金属板の溶接中にスポット溶接継手が形成され、前記スポットは少なくとも２枚の金属板間を連結する。
【００２８】
本発明によるスポット溶接継手を製造するために、溶接は３ｋＡ〜１５ｋＡの実効電流で実施され、電極に加えられる圧力は１５０〜８５０ｄａＮであり、前記電極の活性面の直径は４〜１０ｍｍである。
【００２９】
このように、少なくとも１枚の本発明による被覆鋼板を含む、少なくとも２枚の金属板のスポット溶接継手が得られる。このような継手に含まれる１００μｍを超えるサイズのクラックの数は、２つ未満であり、最長のクラックの長さは、２５０μｍ未満である。
【００３０】
好ましくは、２枚目の金属板は、鋼板又はアルミニウム板である。
【００３１】
より好ましくは、２枚目の金属板は、本発明による鋼板である。
【００３２】
別の実施形態では、スポット溶接継手は、鋼板又はアルミニウム板である３枚目の金属板を含む。例えば、３枚目の金属板は、本発明による鋼板である。
【００３３】
本発明の鋼板又はスポット溶接継手は、自動車両用部品の製造に使用することができる。
【００３４】
実施された試験において、これから本発明を情報の目的のみで説明する。それらは、限定するものではない。
【実施例】
【００３５】
すべてのサンプルにおいて、使用した鋼板の組成の重量パーセントは、次のとおりである。
−鋼板１：Ｃ＝０．３７ｗｔ％、Ｍｎ＝１．９ｗｔ％、Ｓｉ＝１．９ｗｔ％、Ｃｒ＝０．３５ｗｔ％、Ａｌ＝０．０５ｗｔ％及びＭｏ＝０．１％
−鋼板２：Ｃ＝０．１８ｗｔ％、Ｍｎ＝２．７ｗｔ％、Ａｌ＝０．０５ｗｔ％及びＳｉ＝１．８ｗｔ％
試作１〜４は、露点−６０℃で、５％のＨ２及び９５％のＮ２を含む雰囲気で連続焼鈍を実施することにより調製した。鋼板１及び鋼板２を、それぞれ９００℃及び８２０℃の温度で加熱した。次に、試作板１及び２を、１３％のニッケルを含み、残りが亜鉛であるコーティングで被覆した。コーティングは電着法によって堆積させた。
【００３６】
比較のために、試作３及び４では、上記の条件下で熱処理された鋼板１及び２の上に純粋な亜鉛を電着させた。
【００３７】
上記試作のＬＭＥ耐性は、抵抗スポット溶接法を使用して評価した。この目的のために、各試作について２枚の被覆鋼板を抵抗スポット溶接によって溶接した。電極のタイプは１６ｍｍの直径を有するＩＳＯタイプＢであり、電極の圧力は５ｋＮであり、水の流量は１．５ｇ／分であった。溶接サイクルの詳細を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2021500475.tif 000002
【００３９】
次に表２で報告するように、光学顕微鏡及びＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を使用して、１００μｍを超えるクラックの数を評価した。
【００４０】
【表２】
2021500475.tif 000003
【００４１】
本発明による試作１及び２は、試作３及び４と比較して、ＬＭＥに対する優れた耐性を示す。
【００４２】
ＬＭＥクラック耐性挙動を、３層重ね状態を使用してさらに評価した。各試作において、３枚の被覆鋼板を抵抗スポット溶接によって溶接した。次に、表３に報告されているように、光学顕微鏡を使用して１００μｍの亀裂の数を評価した。
【００４３】
【表３】
2021500475.tif 000004
【００４４】
本発明による試作１及び２は、試作３及び４と比較して、ＬＭＥに対する優れた耐性を示す。
【国際調査報告】
2021500475.tif 000005
2021500475.tif 000006