(57)【要約】  プレコート鋼板（１）の製造方法であって、少なくとも一方の主面に金属間化合物合金層と金属合金層とを含むプレコーティングを有する鋼基板（３）を含むプレコート鋼帯を提供し、前記金属合金層はアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層であることと、前記プレコート鋼帯をレーザ切断して、この切断工程から生じたカットエッジ面（１３）を含む少なくとも１枚のプレコート鋼板（１）を得ること、前記カットエッジ面（１３）は基板領域（１４）及びプレコーティング領域（１５）を含み、前記プレコート鋼板（１）の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれていることとを含む、製造方法。前記レーザ切断は、前記カットエッジ面（１３）の腐食改善ゾーン（１９）を直接もたらすように行われる。前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合は９％以上であり、前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合は０．５％以上である。
2021500238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレコート鋼板（１）の製造方法であって、以下の連続する工程：
−  少なくとも一方の主面にプレコーティング（５）を有する鋼基板（３）を含むプレコート鋼帯（２）を提供する工程であって、前記プレコーティング（５）が金属間化合物合金層（９）と前記金属間化合物合金層（９）上に延在する金属合金層（１１）とを含み、前記金属合金層（１１）がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である工程、
−  少なくとも１枚のプレコート鋼板（１）を得るために前記プレコート鋼帯（２）をレーザ切断する工程であって、前記プレコート鋼板（１）が前記切断操作から生じたカットエッジ面（１３）を含み、前記カットエッジ面（１３）が基板領域（１４）及びプレコーティング領域（１５）を含み、並びに前記プレコート鋼板（１）の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれている工程
を含み、
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の全高（ｈ）にわたって、且つ前記カットエッジ面（１３）の長さ以下である長さにわたって延在する前記カットエッジ面（１３）の腐食改善ゾーン（１９）を直接もたらし、前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面（１３）の前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）は９％以上となり、且つ前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面（１３）の前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）は０．５％以上となるように行われることを特徴とする、製造方法。
【請求項２】
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の前記腐食改善ゾーン（１９）において、前記レーザ切断操作から直接生じた前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合が９％〜７０％の間に含まれるように行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザ切断工程が、不活性ガスをアシストガスとして使用して行われる、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アシストガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素及びそれらのガスの混合物の中から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザ切断工程が、ＣＯ２レーザを使用して行われる、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝５４．５×Ｅ−７．８バール〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザ切断工程が、固体レーザ、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、ディスクレーザ又はダイオードレーザを使用して行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、０．０８ｋＪ／ｃｍ〜０．３４ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ＞０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝６４．３×Ｅ−３．９バール、Ｅ≦０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝９バールであり、且つＰｍａｘが、２８．６×Ｅ＋８．３バールに等しい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の前記基板領域（１４）の下半分における前記レーザ切断操作から直接生じたアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）が１．５％以上となるように行われる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、ＣＯ２レーザを使用して、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝７２．７×Ｅ−１１．１バール〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘが１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘが−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザ切断工程が、さらに、前記腐食改善ゾーン（１９）において、前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）を前記基板領域（１４）の下半分におけるアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）で割った比率が５．５以下となり、且つ前記レーザ切断操作から直接生じた前記プレコート鋼板（１）の前記カットエッジ面（１３）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が１１％以上となるように行われる、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、ＣＯ２レーザを使用して、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２４ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝２００×Ｅ−３４バール〜Ｐｍａｘ＝１４バールの間に含まれるアシストガス圧力とを使用して行われる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間、より具体的には１．０〜１．５ｍｍの間に含まれる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記腐食改善ゾーン（１９）が、前記カットエッジ面（１３）の長さの一部分のみにわたって延在する前記カットエッジ面（１３）の第１の部分を形成し、前記レーザ切断工程が、さらに、前記カットエッジ面（１３）の第２の部分（２０）では、前記カットエッジ面（１３）の全高にわたって、且つ前記カットエッジ面（１３）の長さの一部分のみにわたって延在し、前記レーザ切断操作から直接生じた前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合が０．３％〜６％の間に含まれるように行われる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の前記第２の部分（２０）を得るために、前記第２の部分（２０）にわたって、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーを使用して行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記アシストガスの圧力が、２〜１８バールの間に含まれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
溶接ブランクの製造方法であって、以下の工程：
−  第１及び第２のプレコート鋼板（１）を製造する工程であって、前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）のうちの少なくとも一方が請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法を使用して製造される工程、
−  前記第１及び第２の鋼のプレコート鋼板（１）を突合せ溶接して、前記プレコート鋼板（１）の間に溶接継手を形成し、それにより溶接ブランクを得る工程であって、前記突合せ溶接工程が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板（１）の前記第２の部分（２０）が他方の前記プレコート鋼板（１）の縁部、好ましくは第２の部分（２０）に面するように前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）を配置する工程を含む工程
を含む、製造方法。
【請求項１８】
前記溶接が、レーザ溶接操作である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記突合せ溶接工程に先立って、前記第１及び第２の鋼板（１）のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板（１）の前記第２の部分（２０）に隣接する除去ゾーン（２５）内の前記金属合金層（１１’）を除去する工程をさらに含み、並びに前記突合せ溶接工程中に、前記プレコート鋼板（１）が、前記金属合金層（１１’）が除去されたそれらの縁部で溶接される、請求項１７又は請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属合金層（１１’）の除去が、レーザビームを使用して行われる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記除去工程中に、前記金属間化合物合金層（９’）が、その高さの少なくとも一部にわたって除去ゾーン（２５）に残される、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記溶接が、充填材ワイヤ又は粉末添加材を使用して行われる、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記充填材ワイヤ又は粉末が、オーステナイト生成合金化元素を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
プレス硬化鋼部品の製造方法であって、以下の連続する以下の工程：
−  請求項１７〜２３に記載の方法を実施し、溶接ブランクを得る工程と、
−  前記溶接ブランクを構成する前記プレコート鋼板（１）の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように前記溶接ブランクを加熱する工程と、
−  プレス内で前記溶接ブランクを熱間成形して熱間成形鋼部品を得る工程と、
−  前記プレス内で前記鋼部品を冷却してプレス硬化鋼部品を得る工程と
を含む、製造方法。
【請求項２５】
前記冷却速度が、前記鋼板（１）のマルテンサイト又はベイナイト臨界冷却速度以上である、請求項２４に記載の鋼部品の製造方法。
【請求項２６】
プレコート鋼板（１）であって、以下：
−  少なくとも一方の表面にプレコーティング部分（５’）を有する鋼基板部分（３’）であって、前記プレコーティング部分（５’）が金属間化合物合金層部分（９’）と前記金属間化合物合金層部分（９’）上に延在する金属合金層部分（１１’）とを含み、前記金属合金層部分（１１’）がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層であり、前記プレコート鋼板（１）の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれている、鋼基板部分（３’）と、
−  少なくとも１つのレーザカットエッジ面（１３）であって、基板部分（１４）と少なくとも１つのプレコーティング部分（１５）とを含む、レーザカットエッジ面（１３）と
を含み、
前記プレコート鋼板（１）が、前記レーザカットエッジ面（１３）上に複数の凝固縞を含み、
前記レーザカットエッジ面（１３）が、前記レーザカットエッジ面（１３）の全高（ｈ）にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面（１３）の長さ以下の長さにわたって延在する腐食改善ゾーン（１９）を含み、並びに
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）は９％以上であり、且つ前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）は０．５％以上である、プレコート鋼板（１）。
【請求項２７】
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が、９％〜７０％の間に含まれる、請求項２６に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２８】
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）が、１．５％以上である、請求項２６又は２７に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２９】
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）を前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分におけるアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）で割った比率（Ｒ）が、５．５以下であり、且つ前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が１１％以上である、請求項２８に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３０】
前記腐食改善ゾーン（１９）が、前記レーザカットエッジ面（１３）の全長にわたって延在する、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３１】
前記腐食改善ゾーン（１９）の長さが、前記レーザカットエッジ面（１３）の全長よりも厳密に短く、前記レーザカットエッジ面（１３）が、前記レーザカットエッジ面（１３）の全高にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面（１３）の長さの一部分のみにわたって延在する第２の部分（２０）をさらに含み、並びに前記第２の部分（２０）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が、０．３％〜６％の間に含まれる、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３２】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載のプレコート鋼板（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その表面の少なくとも一方にプレコーティングを有する鋼基板を含むプレコート鋼帯からプレコート鋼板を製造する方法に関し、プレコーティングは、金属間化合物合金層とこの金属間化合物合金層上に延在する金属合金層とを含み、金属合金層は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である。
【背景技術】
【０００２】
このようなプレコート鋼板は、レーザ切断又は機械的切断により、プレコート鋼帯から得ることができる。一般に、このようにして得られたプレコート鋼板は、その後、しばらくの間保管され、顧客への輸送及び／又は最終的な部品への成形などのさらなる変形を待つ。
【０００３】
本発明の発明者らは、保管中に、このプレコート鋼板の縁部に腐食が赤錆の形で発生する傾向があることを観察した。
【０００４】
このような腐食は望ましくない。実際、それは、保管中のこのシートの外観の望ましくない劣化をもたらす。さらに、それは、製品の特性を劣化させ、縁部のスタンピング性が失われる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の１つは、低コストで、縁部を含む良好な耐食性を有するプレコート鋼板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、本発明は、プレコート鋼板の製造方法に関し、以下の連続する工程：
−  少なくとも一方の主面にプレコーティングを有する鋼基板を含むプレコート鋼帯を提供する工程であって、前記プレコーティングが金属間化合物合金層と前記金属間化合物合金層上に延在する金属合金層とを含み、前記金属合金層はアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である工程と、
−  少なくとも１枚のプレコート鋼板を得るために前記プレコート鋼帯をレーザ切断する工程であって、前記プレコート鋼板が前記切断操作から生じたカットエッジ面を含み、前記カットエッジ面が基板領域及びプレコーティング領域を含み、並びに前記プレコート鋼板の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれている工程、
を含み、
ここで、前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面の全高にわたって、且つ前記カットエッジ面の長さ以下である長さにわたって延在する前記カットエッジ面の腐食改善ゾーンを直接もたらし、前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面の前記腐食改善ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は９％以上となり、前記レーザ切断工程から直接生じた前記カットエッジ面の前記腐食改善ゾーンの前記基板領域の下半分のアルミニウムの表面割合は０．５％以上となるように行われる。
【０００７】
特定の実施形態によれば、この方法は、単独で又は任意の可能な組み合わせに従って、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい：
−  前記レーザ切断が、前記カットエッジ面の前記腐食改善ゾーンにおいて、前記レーザ切断操作から直接生じた前記基板領域上のアルミニウムの表面割合が９％〜７０％の間に含まれるように行われる。
−  前記レーザ切断工程が、不活性ガスをアシストガスとして使用して行われる。
−  前記アシストガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素及びそれらのガスの混合物の中から選択される。
−  前記レーザ切断工程が、ＣＯ２レーザを使用して行われる。
−  前記レーザ切断が、前記腐食改善ゾーンを得るために、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝５４．５×Ｅ−７．８バール〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい。
−  前記レーザ切断工程が、固体レーザ、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、ディスクレーザ又はダイオードレーザを使用して行われる。
−  前記レーザ切断が、前記腐食改善ゾーンを得るために、０．０８ｋＪ／ｃｍ〜０．３４ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ＞０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝６４．３×Ｅ−３．９バール、Ｅ≦０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝９バールであり、Ｐｍａｘは、２８．６×Ｅ＋８．３バールに等しい。
−  前記レーザ切断が、前記カットエッジ面の前記腐食改善ゾーンにおいて、且つ前記レーザ切断工程から直接生じた前記プレコート鋼板の前記カットエッジ面の前記基板領域上のアルミニウムの表面割合が９％以上となり、且つ前記カットエッジ面の前記基板領域の下半分の前記レーザ切断操作から直接生じたアルミニウムの表面割合が１．５％以上となるように行われる。
−  前記レーザ切断が、前記腐食改善ゾーンを得るために、ＣＯ２レーザを使用して、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝７２．７×Ｅ−１１．１バール〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい。
−  前記レーザ切断が、さらに、前記腐食改善ゾーンにおいて、前記基板領域上のアルミニウムの表面割合を前記基板領域の下半分におけるアルミニウムの表面割合で割った比率が５．５以下となり、且つ前記レーザ切断操作  から直接生じた前記プレコート鋼板の前記カットエッジ面の前記基板領域上のアルミニウムの表面割合が１１％以上となるように行われる。
−  前記レーザ切断が、前記腐食改善ゾーンを得るために、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２４ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝２００×Ｅ−３４バール〜Ｐｍａｘ＝１４バールの間に含まれるアシストガス圧力とを使用して行われる。
−  前記腐食改善ゾーンが、前記カットエッジ面の長さの一部分のみにわたって延在する前記カットエッジ面の第１の部分を形成し、前記レーザ切断工程は、さらに、前記カットエッジ面の第２の部分では、前記カットエッジ面の全高にわたって、且つ前記カットエッジ面の長さの一部分のみにわたって延在し、前記レーザ切断操作から直接生じた前記基板領域上のアルミニウムの表面割合が０．３％〜６％の間に含まれるように行われる。
−  前記レーザ切断が、前記カットエッジ面の前記第２の部分を得るために、前記第２の部分にわたって、０．６ｋＪ／ｃｍ以上、より具体的には０．８ｋＪ／ｃｍ以上、より具体的には１．０ｋＪ／ｃｍ以上、さらにより具体的には１．２ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーを使用して行われる。
−  前記アシストガスの圧力が、２〜１８バールの間に含まれる。
【０００８】
前記プレコート鋼板の厚さは、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる。
【０００９】
本発明はまた、溶接ブランクの製造方法にも関し、以下の工程を含む：
−  第１及び第２のプレコート鋼板を製造する工程であって、前記第１及び第２のプレコート鋼板のうちの少なくとも一方が上記の方法を使用して製造される工程。
−  前記第１及び第２の鋼のプレコート鋼板を突合せ溶接して、前記プレコート鋼板の間に溶接継手を形成し、それにより溶接ブランクを得る工程であって、前記突合せ溶接工程が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板の前記第２の部分が他方の前記プレコート鋼板の縁部、好ましくは第２の部分に面するように前記第１及び第２のプレコート鋼板を配置する工程。
【００１０】
特定の実施形態によれば、この溶接ブランクの製造方法は、単独で又は任意の可能な組み合わせに従って、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい：
−  前記溶接は、レーザ溶接操作である。
−  前記方法が、前記突合せ溶接工程に先立って、前記第１及び第２の鋼板のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板の前記第２の部分に隣接する除去ゾーン内の前記金属合金層を除去する工程をさらに含み、並びに前記突合せ溶接工程中に、前記プレコート鋼板は、前記金属合金層が除去されたそれらの縁部で溶接される。
−  前記金属合金層の除去が、レーザビームを使用して行われる。
−  前記除去工程中に、前記金属間化合物合金層は、その高さの少なくとも一部にわたって除去ゾーンに残される。
【００１１】
前記溶接は、充填材ワイヤ又は粉末添加材を使用して行われる。
【００１２】
前記充填材ワイヤ又は粉末は、オーステナイト生成合金化元素を含む。
【００１３】
本発明はまた、プレス硬化された鋼鉄部品を製造する方法に関し、以下の連続する工程：
−  上記の方法を行って溶接ブランクを得る工程と、
−  前記溶接ブランクを構成する前記プレコート鋼板の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように前記溶接ブランクを加熱する工程と、
−  プレス内で前記溶接ブランクを熱間成形してプレス成形鋼部品を得る工程と、
−  前記プレス内で前記鋼部品を冷却してプレス硬化鋼部品を得る工程と、
を含む。
【００１４】
特定の実施形態によれば、前記冷却速度は、前記鋼板のマルテンサイト又はベイナイト臨界冷却速度以上である。
【００１５】
本発明は、さらにプレコート鋼板に関し、以下：
−  鋼基板部分の少なくとも一方の表面にプレコーティング部分を有し、前記プレコーティング部分が金属間化合物合金層部分と前記金属間化合物合金層部分上に延在する金属合金層部分とを含み、前記金属合金層部分がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層であり、前記プレコート鋼板の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれていることと、
−  少なくとも１つのレーザカットエッジ面であって、前記レーザカットエッジ面は基板部分と少なくとも１つのプレコーティング部分とを含むことと、
を含み、
ここで、前記プレコート鋼板が、前記レーザカットエッジ面上に複数の凝固縞を含み、
前記レーザカットエッジ面が、前記レーザカットエッジ面の全高にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面の長さ以下の長さにわたって延在する腐食改善ゾーンを含み、並びに、
前記腐食改善ゾーン１９の前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は９％以上であり、且つ前記腐食改善ゾーンの前記基板領域の下半分のアルミニウムの表面割合は０．５％以上である。
【００１６】
前記プレコート鋼板の特定の実施形態によれば：
−  前記腐食改善ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合が、９％〜７０％の間に含まれ、
−  前記腐食改善ゾーンの前記基板領域の下半分のアルミニウムの表面割合が、１．５％以上であり、
−  前記腐食改善ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合を前記腐食改善ゾーンの前記基板領域の下半分におけるアルミニウムの表面割合で割った比率は、５．５以下であり、且つ前記腐食改善ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は１１％以上であり、
−  前記腐食改善ゾーンが、前記レーザカットエッジ面の全長にわたって延在し、
−  前記腐食改善ゾーンの長さが、前記レーザカットエッジ面の全長よりも厳密に短く、前記レーザカットエッジ面は、前記レーザカットエッジ面の全高にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面の長さの一部分のみにわたって延在する第２の部分をさらに含み、並びに前記第２の部分の前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は、０．３％〜６％の間に含まれ、
−  前記プレコート鋼板の厚さは、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる。
【００１７】
本発明は、添付の図面を参照しながら、例としてのみ与えられる以下の明細書を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】プレコート鋼帯の長手方向に垂直に見た断面図である。
【図２】プレコート鋼板の斜視図である。
【図３】図２のプレコート鋼板の概略側面図である。
【図４】レーザ切断操作の結果として基板領域上に存在するアルミニウムトレースを白で示した、カットエッジ面の画像である。
【図５】ＣＯ２レーザを実施する、本発明の第１の実施形態によるレーザ切断パラメータを示すグラフである。
【図６】固体レーザを実施する、本発明の第２の実施形態によるレーザ切断パラメータを示すグラフである。
【図７】本発明の特定の実施形態によるプレコート鋼板の概略斜視図である。
【図８】除去ゾーンを含むプレコート鋼板の概略斜視図である。
【図９】走査型電子顕微鏡により得られた、機械的に切断されたサンプルのカットエッジ面の画像である。
【図１０】切断線形エネルギーの関数として、カットエッジ面の基板領域上のアルミニウムの表面割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、プレコート鋼板１の製造方法に関する。
【００２０】
この方法は、図１の断面図に示すように、プレコート鋼帯２を提供する第１の工程を含む。
【００２１】
図１に示すように、プレコート鋼帯２は、その表面の少なくとも一方にプレコーティング５を有する金属基板３を含む。プレコーティング５は、基板３上に重ね合わされ、基板３と接触している。
【００２２】
金属基板３は、より具体的には鋼基板である。
【００２３】
基板３の鋼は、より具体的にはフェライト−パーライト微細組織を有する鋼である。
【００２４】
基板３は、有利には、熱処理を意図した鋼、より具体的にはプレス硬化可能な鋼、例えば、２２ＭｎＢ５タイプの鋼などのマンガンボロン鋼で製造される。
【００２５】
一実施形態によれば、基板３の鋼は、重量で以下：
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【００２６】
より具体的には、基板３の鋼は、重量で以下：
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【００２７】
代替例によれば、基板３の鋼は、重量で以下：
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．８０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．３０％
Ｓ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．１００％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【００２８】
代替例によれば、基板３の鋼は、重量で以下：
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタン及び窒素の含有量は以下の関係
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有量は以下の関係
【００２９】
【数１】
2021500238.tif 000003
を満たし、鋼は任意選択的に以下の元素の１つ以上：
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
を含み、
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
【００３０】
基板３は、その所望の厚さに応じて、熱間圧延及び／又は冷間圧延に続くアニーリング又は任意の他の適切な方法により得ることができる。
【００３１】
基板３は、有利には、０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれ、より具体的には１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間、さらにより具体的には１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの間又はさらに１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの間に含まれる厚さを有する。
【００３２】
より特定の例によれば、基板３は、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる厚さを有する。
【００３３】
プレコーティング５は、溶融めっきにより、すなわち、溶融金属槽中への基板３の浸漬により得られる。プレコーティング５は、基板３と接触する金属間化合物合金層９とこの金属間化合物合金層９の上に延在する金属合金層１１とを含む。
【００３４】
金属間化合物合金層９は、基板３と槽の溶融金属との間の反応により形成される。金属間化合物合金層９は、金属合金層１１からの少なくとも１種の元素及び基板３からの少なくとも１種の元素を含む、金属間化合物を含む。
【００３５】
金属間化合物合金層９の厚さは一般に、数マイクロメートルのオーダーである。特に、その平均厚さは通常、２〜７マイクロメートルの間に含まれる。
【００３６】
金属合金層１１は、槽内の溶融金属の組成に近い組成を有する。金属合金層１１は、溶融めっき中にストリップが溶融金属槽を通過する際に、ストリップによって運び去られた溶融金属によって形成される。
【００３７】
金属合金層１１は、例えば、１９μｍ〜３３μｍの間又は１０μｍ〜２０μｍの間に含まれる厚さを有する。
【００３８】
金属合金層１１は、アルミニウムの層又はアルミニウム合金の層若しくはアルミニウム系合金の層である。
【００３９】
この文脈において、アルミニウム合金とは、５０重量％を超えるアルミニウムを含む合金を指す。アルミニウム系合金は、重量でアルミニウムを主成分とする合金である。
【００４０】
金属間化合物合金層９は、Ｆｅｘ−Ａｌｙタイプの金属間化合物、より具体的にはＦｅ２Ａｌ５を含む。
【００４１】
溶融めっきによって得られるプレコーティング５の特定の組織は、特に、特許ＥＰ２００７５４５に開示されている。
【００４２】
一実施形態によれば、金属合金層１１は、ケイ素をさらに含むアルミニウム合金の層である。
【００４３】
一例によれば、金属合金層１１は、重量で以下：
８％≦Ｓｉ≦１１％
２％≦Ｆｅ≦４％
を含み、残部はアルミニウム及び可能性のある不純物である。
【００４４】
有利には、図１に示されるように、基板３は、その両面に上記のようなプレコーティング５を備えている。
【００４５】
プレコート鋼板１の製造方法は、少なくとも１枚のプレコート鋼板１を得るために、前記プレコート鋼帯２を切断する工程をさらに含む。切断は、レーザ切断により行われる。
【００４６】
プレコート鋼板１の厚さは、プレコート鋼帯２の厚さと同じである。その厚さは、０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれ、より具体的には１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間、さらにより具体的には１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの間、さらには１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの間に含まれる。より特定の例によれば、プレコート鋼板１の厚さは、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる。
【００４７】
図２は、そのようなプレコート鋼板１の概略斜視図である。
【００４８】
プレコート鋼板１は、基板部分３’及び少なくとも１つのプレコーティング部分５’を含み、プレコーティング部分５’は、金属間化合物合金層部分９’及び金属合金層部分１１’を含む。
【００４９】
プレコート鋼板１はさらに、２つの主対向面４’と面４’の間でシート１の外縁の周りに延在する周縁部１２とを含む。周縁部１２の長さは、シート１の周長に等しい。周縁部１２の高さｈは、シート１の厚さに等しい。
【００５０】
この特許出願の文脈では、要素の高さは、プレコートシート１の厚さの方向（図中のｚ方向）に沿ったこの要素の寸法である。
【００５１】
周縁部１２は、面４’に対して実質的に垂直に延在する。この文脈において、「実質的に」とは、周縁部１２が、面４’の１つに対して６５°〜９０°の間を含むある角度で延在することを意味する。面４’に対する周縁部１２の角度は、シート１の外縁に沿って変化し得る。
【００５２】
図２に示す例では、周縁部１２は、４つの直線的な側面を含む実質的に長方形の輪郭を有する。ただし、用途に応じて、任意の他の輪郭を使用することもできる。
【００５３】
周縁部１２は、レーザ切断から生じたカットエッジ面１３を含む。
【００５４】
レーザ切断工程中、レーザ切断装置のレーザビームが所定の経路に沿って鋼帯２に照射され、カットエッジ面１３が形成される。所定の経路は、シート１の面４’の平面内に延在する。
【００５５】
カットエッジ面１３は、プレコート鋼板１の面４’間で一方の面４’から他方の面４’まで延在する。カットエッジ面１３は、周縁部１２の全高ｈにわたって延在する。
【００５６】
カットエッジ面１３は、少なくとも１つの実質的に平面の部分を含んでもよい。
【００５７】
有利には、プレコート鋼板１は、その輪郭全体に沿って切断することにより得られる。この場合、周縁部１２は、カットエッジ面１３からなる。したがって、カットエッジ面１３は、シート１の全周にわたって延在する。
【００５８】
代替例によれば、カットエッジ面１３は、周縁部１２の長さの一部分にわたってのみ延在する。この場合、周縁部１２の残りの部分は、鋼帯２の元の側縁部と一致してもよい。
【００５９】
この特許出願の文脈では、要素の長さは、プレコート鋼板１の所定の面４’の平面におけるこの要素の寸法である。したがって、カットエッジ面１３の長さは、特に、レーザ切断中のレーザビームの経路に沿ったカットエッジ面１３の寸法に相当する。
【００６０】
図２及び図３に見られるように、カットエッジ面１３は、基板領域１４及び少なくとも１つのプレコーティング領域１５を含む。基板領域１４は、カットエッジ面１３に位置する基板３’の表面に相当する。基板領域１４は、本質的に基板３の材料からなる。プレコーティング領域１５は、カットエッジ面１３に位置するプレコーティング５’の表面に相当する。プレコーティング領域１５は、本質的にプレコーティング５の材料からなる。
【００６１】
本発明によれば、図３に示すように、カットエッジ面１３は、カットエッジ面１３の全高にわたって、カットエッジ面１３の全長以下である長さにわたって延在する腐食改善ゾーン１９を含む。
【００６２】
腐食改善ゾーン１９は、レーザ切断操作から直接もたらされる。
【００６３】
有利には、腐食改善ゾーン１９は、少なくとも３ｍｍに等しい長さにわたって、より具体的には少なくとも１０ｍｍにわたって延在する。
【００６４】
一実施形態によれば、カットエッジ面１３の腐食改善ゾーン１９は、カットエッジ面１３の全長にわたって延在する。換言すれば、その腐食改善ゾーン１９は、レーザ切断中のレーザビームの変位の全経路にわたって延在する。
【００６５】
別の実施形態によれば、カットエッジ面１３の腐食改善ゾーン１９は、カットエッジ面１３の長さの一部分のみにわたって延在する。
【００６６】
図２に示す実施形態では、プレコート鋼板１は長方形の輪郭を有し、カットエッジ面１３はこの長方形の１つ以上の辺上に延在してもよい。腐食改善ゾーン１９は、長方形の少なくとも１つの辺上に延在してもよい。
【００６７】
有利には、カットエッジ面１３は、長方形のプレコート鋼板１の全周にわたって延在してもよく、腐食改善ゾーン１９は、長方形の１、２、３又は４辺、好ましくはその３又は４辺上に延在してもよい。
【００６８】
本発明によれば、レーザ切断工程中に、腐食改善ゾーン１９に２つの特徴が存在するようにレーザ切断が行われる：
（ａ）前記レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌが９％以上、より具体的には９．０％以上である。
（ｂ）前記レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍが０．５％以上である。
【００６９】
この文脈において、「直接生じた」とは、特に、レーザ切断装置のレーザビームがプレコート鋼帯２からプレコート鋼板１を切断した直後、特に、プレコート鋼板１のカットエッジ面１３に対してさらなる工程が行われる前、例えば、ブラッシング、機械加工、ミリング、サンドブラスティング又はストリッピングなどのカットエッジ面１３の可能性のある仕上げ工程の前に、アルミニウムの割合又は比率が測定されることを意味する。
【００７０】
腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、以下のように測定することができる：
−  走査型電子顕微鏡を使用して、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４を画像化する。
−  走査型電子顕微鏡から得られたデータを処理して、すべての合金化元素のうち、対象の基板領域１４上に存在するアルミニウムのみを示すＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）画像を得る。例えば、画像は、対象の基板領域１４上に存在するアルミニウムトレースが、黒色の背景と強く対照的な赤色などの色で表示されるように処理される。切断中のレーザ変位の結果として、アルミニウムは傾斜した液だれ跡のように見える。
【００７１】
このようなＥＤＳ画像の一例を図４に示す。この白黒の画像では、他では赤色で表示され得るアルミニウムトレースが、黒色の背景に白色で表示される。
【００７２】
このようにして得られたＥＤＳ画像は、次に、画像中のアルミニウムの表面割合を測定するために、画像処理によって処理される。
【００７３】
この目的のため、対象の基板領域１４のＥＤＳ画像におけるアルミニウムに対応するピクセル数Ｎは、画像処理を使用して測定される。
【００７４】
アルミニウムに対応するピクセル数Ｎは、以下のように測定することができる。ＥＤＳ画像の各ピクセルについて、このピクセルを赤色、すなわち、アルミニウムピクセルとして見なされるかどうかを決定するために、赤色のＲＧＢパラメータの値に閾値が設定される。特に、閾値Ｔは、
【００７５】
【数２】
2021500238.tif 000004
に設定され、それにより、あるピクセルの赤色のＲＧＢパラメータの値が閾値Ｔより大きい場合、このピクセルがこの分析の目的のために赤色のピクセルであると見なされる。
【００７６】
例えば、この画像処理は、例えば、Ｇｉｍｐ画像解析ソフトウェアなどの、それ自体が既知の従来の画像処理解析ソフトウェアを介して実行してもよい。
【００７７】
次に、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４におけるアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、このように測定されたアルミニウムピクセル、すなわち、例えば、赤色のピクセル数Ｎを、対象の基板領域１４の画像における総ピクセル数で割ることによって得られる。
【００７８】
同じ方法が、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍを測定するために使用されるが、それは、カットエッジ面１３の腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分の画像の分析に基づく。
【００７９】
本発明の発明者らは、カットエッジ面１３のゾーンに前述の特徴（ａ）及び（ｂ）が得られるような方法でレーザ切断が行われる場合、機械的切断又はアルミニウム被覆鋼ブランクの通常のレーザ切断パラメータで行われるレーザ切断と比較して、このゾーンが改善された耐食性を有することを見出した。さらに、この改善された耐食性は、追加の表面処理工程によってではなく、レーザ切断操作自体によって直接得られるため、比較的低コストで得られる。
【００８０】
有利には、腐食改善ゾーン１９では、レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、９％〜７０％の間、より具体的には９．０％〜７０％の間に含まれる。実際、この範囲内に含まれるアルミニウム表面割合は、カットエッジ面１３のゾーン１９の費用効果が高く効率的な腐食保護を可能にする。
【００８１】
本発明による方法の第１の実施形態によれば、レーザ切断は、アシストガスとして不活性ガスを用いたＣＯ２レーザを使用して行われる。不活性ガスは、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン又はそれらのガスの混合物、例えば、窒素／アルゴン、窒素／ヘリウム、アルゴン／ヘリウム又は窒素／ヘリウム／アルゴン混合物である。特にヘリウムと比較して、これらのガスは比較的安価であるため、不活性ガスとして窒素、アルゴン又はそれらの混合物を使用することは特に興味深い。そのような混合物は純粋なヘリウムよりも安価であるため、窒素及び／又はアルゴンとヘリウムとの混合物を使用することも興味深い。
【００８２】
ＣＯ２レーザは、有利には連続レーザである。
【００８３】
ＣＯ２レーザは、特に、２ｋＷ〜７ｋＷの間、好ましくは４ｋＷ〜６ｋＷの間に含まれる出力を有する。
【００８４】
より具体的には、カットエッジ面１３の腐食改善ゾーン１９は、切断工程中に、図５の多角形ＡＢＣＤＥによって画定された境界を含んだ境界内に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥ及びアシストガスの圧力を使用することによって得られる。より具体的には、レーザ切断線形エネルギーＥは、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれ、アシストガスの圧力は、Ｐｍｉｎ＝５４．５×Ｅ−７．８バール〜Ｐｍａｘの間に含まれ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい。
【００８５】
レーザ切断線形エネルギーは、単位長さあたりのレーザ切断中にレーザビームによって送られるエネルギーの量に相当する。レーザ切断線形エネルギーは、レーザビームの出力を切断速度で割ることにより計算した。
【００８６】
これらのレーザ切断パラメータを使用することにより、これらのパラメータを使用したレーザ切断により得られたカットエッジ１３のゾーンにおいて、レーザ切断操作から直接生じた基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、９％〜７０％の間、特に、９．０％〜７０％の間に含まれ、レーザ切断操作から直接生じた基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍは、０．５％以上であることを可能にする。
【００８７】
有利には、レーザ切断は、腐食改善ゾーン１９において、下記：
（ａ）レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌが９％以上、より具体的には９．０％以上となり、
（ｂ１）レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍが１．５％以上となる、
ように行われる。
【００８８】
実際、本願発明者らは、特徴（ａ）及び（ｂ１）が腐食改善ゾーン１９に存在する場合、腐食改善ゾーン１９のさらに良好な腐食保護が得られることを見出した。
【００８９】
特徴（ａ）及び（ｂ１）を得るために、腐食改善ゾーン１９は、特に、レーザ切断工程中に、図５の多角形ＡＢＣＥによって画定された境界を含んだ境界内に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥ及びアシストガスの圧力を使用して得られる。より具体的には、レーザ切断線形エネルギーＥは、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれ、アシストガスの圧力は、Ｐｍｉｎ＝７２．７×Ｅ−１１．１バール〜Ｐｍａｘの間に含まれ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい。
【００９０】
さらに有利には、レーザ切断は、腐食改善ゾーン１９において、下記：
（ａ１）レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌが１１％以上となり、
（ｂ１）レーザ切断操作から直接生じた腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍが１．５％以上となり、
（ｃ）ＳＴｏｔａｌとＳＢｏｔｔｏｍとの比率
【００９１】
【数３】
2021500238.tif 000005
が５．５以下となる、
ように行われる。
【００９２】
実際、本願発明者らは、特徴（ａ１）、（ｂ１）及び（ｃ）が組み合わされて存在する場合、腐食改善ゾーン１９の耐食性は、特徴（ａ）及び（ｂ１）のみが存在する場合よりもさらに良好であることを見出した。特に、腐食改善ゾーン１９にわたるアルミニウムのより均一な分布によって、腐食に対する保護がより均一になる。
【００９３】
特徴（ａ１）、（ｂ１）及び（ｃ１）の組み合わせを有する腐食改善ゾーン１９を得るために、レーザ切断は、図５の三角形ＡＢＥによって画定された境界を含んだ境界内に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥ及びアシストガスの圧力を使用して、腐食改善ゾーン１９にわたって行われてもよい。より具体的には、レーザ切断線形エネルギーＥは、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２４ｋＪ／ｃｍの間に含まれ、アシストガスの圧力は、Ｐｍｉｎ＝２００×Ｅ−３４バール〜Ｐｍａｘ＝１４バールの間に含まれる。
【００９４】
第２の実施形態による方法は、レーザ切断がＣＯ２レーザの代わりに固体レーザを使用して行われるという点で第１の実施形態による方法とは異なる。固体レーザは、有利には連続レーザである。
【００９５】
固体レーザは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ（ネオジムドープドイットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ、ダイオードレーザ、ファイバレーザ又はディスクレーザである。
【００９６】
固体レーザは、特に、２ｋＷ〜１５ｋＷの間、好ましくは４ｋＷ〜１２ｋＷの間、より好ましくは４ｋＷ〜１０ｋＷの間、さらに好ましくは４ｋＷ〜８ｋＷの間に含まれる出力を有する。
【００９７】
レーザ切断は、第１の実施形態と同様に、アシストガスとして不活性ガスを使用して行われる。不活性ガスは、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン又はそれらのガスの混合物、例えば、窒素／アルゴン、窒素／ヘリウム、アルゴン／ヘリウム又は窒素／ヘリウム／アルゴン混合物である。
【００９８】
この実施形態では、カットエッジ面１３の腐食改善ゾーン１９は、図６の多角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’によって画定された境界を含んだ境界内に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥ及びアシストガスの圧力を使用することによって得ることができる。より具体的には、レーザ切断線形エネルギーＥは、０．０８ｋＪ／ｃｍ及び０．３４ｋＪ／ｃｍを含み、アシストガスの圧力は、Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘの間に含まれ、それによって、Ｅ＞０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝６４．３×Ｅ−３．９バール、Ｅ≦０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝９バールであり、Ｐｍａｘは、２８．６×Ｅ＋８．３バールに等しい。
【００９９】
これらのパラメータ内でレーザ切断を行うことにより、これらのパラメータを使用した切断により得られたカットエッジ１３のゾーンにおいて、レーザ切断操作から直接生じた基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、９％以上、特に、９．０％以上（特徴（ａ））、より具体的には９％〜７０％の間、さらに具体的には９．０％〜７０％の間に含まれ、レーザ切断操作から直接生じた基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍは、０．５％以上（特徴（ｂ））、さらには１．５％以上（特徴（ｂ１））でもあることを可能にする。
【０１００】
前述のように、本発明の発明者らは、カットエッジ面１３の所定のゾーンにおいて特徴（ａ）及び（ｂ）が尊重されるような方法でレーザ切断が行われる場合、改善されたこのゾーンの耐食性は比較的低コストで得ることができることを見出した。特徴（ａ）及び（ｂ１）が得られる場合、耐食性はさらに良好である。
【０１０１】
腐食改善ゾーン１９がカットエッジ面１３全体にわたって延在する実施形態では、カットエッジ面１３全体が、同じレーザ切断パラメータを使用して得られることが好ましい。
【０１０２】
本発明はまた、図２に関連して上記の特徴を有するプレコート鋼板１にも関する。
【０１０３】
レーザ切断の使用により、カットエッジ面１３の特定の形状が得られる。実際、それは、カットエッジ面１３において基板３の材料とプレコーティング５の材料との融合をもたらし、その後、再凝固して凝固リップルとも呼ばれる凝固縞を形成し、その間隔は、特に、レーザ切断速度、アシストガスの性質及び圧力に依存する。したがって、プレコート鋼板１は、カットエッジ面１３に複数の凝固縞又はリップルを含む。
【０１０４】
さらに、プレコート鋼板１は、カットエッジ面１３に熱影響部を含む。この熱影響部は、レーザ切断中、カットエッジ面１３の加熱から生じる。それは、熱影響部の存在を検出するための従来の手段によって、例えば、マイクロ硬度測定若しくはナノ硬度測定によって、又は適合したエッチング後の金属組織観察によって観察され得る。
【０１０５】
前述のように、プレコート鋼板１のカットエッジ面１３は、カットエッジ面１３の全高ｈにわたって、カットエッジ面１３の長さ以下である長さにわたって延在する腐食改善ゾーン１９を含み、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、９％以上、より具体的には９．０％以上であり、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分のアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍは、０．５％以上である。
【０１０６】
好ましくは、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、９％〜７０％の間、より具体的には９．０％〜７０％の間に含まれる。
【０１０７】
より好ましくは、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、１１％以上である。
【０１０８】
有利には、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分のアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍは、１．５％以上である。
【０１０９】
さらにより好ましくは、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌを、腐食改善ゾーン１９の基板領域１４の下半分におけるアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍで割った比率Ｒは、５．５以下である。
【０１１０】
次に、図７を参照して、本発明の特定の実施形態によるプレコート鋼板１を得る方法を説明する。
【０１１１】
この特定の実施形態によれば、カットエッジ面１３の腐食改善ゾーン１９は、カットエッジ面１３の長さの一部分のみにわたって延在し、カットエッジ面１３の第１の部分を形成する。
【０１１２】
この実施形態では、カットエッジ面１３は、第１の部分１９に加えて、第２の部分２０を含む。第２の部分２０は、カットエッジ面１３の全高にわたって、カットエッジ面１３の長さよりも厳密に短い長さにわたって延在する。
【０１１３】
第２の部分２０は、例えば、カットエッジ面１３の長さに沿って第１の部分１９に隣接している。
【０１１４】
有利には、第２の部分２０は、少なくとも３ｍｍに等しい長さにわたって、より具体的には少なくとも１０ｍｍにわたって延在する。
【０１１５】
特に、第２の部分２０は、第１の部分１９に対してある角度で延在する。
【０１１６】
好ましくは、第２の部分２０は、実質的に平面である。第２の部分２０は、例えば、シート１を別のシートに溶接するための溶接エッジ、すなわち、プレコート鋼板１を別の鋼板に溶接するように意図されている周縁部１２のゾーンを構成することができる。この場合、第２の部分２０は、溶接継手に組み込まれることが意図されている。
【０１１７】
一例によれば、カットエッジ面１３は、第１の部分１９及び第２の部分２０からなる。
【０１１８】
図７に示す例では、プレコート鋼板１は、長方形の輪郭を有する。この場合、例えば、第１の部分１９は、長方形の３つの辺上に延在してもよく、第２の部分２０は、長方形の残りの第４の辺上に延在してもよい。変形例によれば、第１の部分１９は、長方形の２つの辺上に延在してもよく、第２の部分２０は、長方形の残りの２つの辺上に延在してもよい。この変形例によれば、第１の部分１９及び第２の部分２０は、シート１の外縁に沿って交互になり得る。
【０１１９】
好ましくは、第２の部分２０の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、０．３％〜６％の間に含まれる。
【０１２０】
この特定の実施形態では、プレコート鋼板１の厚さは、好ましくは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの間、より好ましくは１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間、さらにより好ましくは１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの間に含まれる。
【０１２１】
この特定の実施形態による方法では、第２の部分２０は、特に、第１の部分１９とは異なるレーザ切断パラメータを使用するレーザ切断によって得ることができる。
【０１２２】
より具体的には、レーザ切断操作中に、第２の部分２０上で、レーザ切断工程から直接生じた第２の部分２０の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌが０．３％〜６％の間に含まれるように、レーザ切断が行われる。
【０１２３】
これらの特性を有する第２の部分２０を得るために、レーザ切断工程は、第２の部分２０にわたって、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギー及びアシストガスとして不活性ガスを使用して行われてもよい。
【０１２４】
実際、本願発明者らは、これらのレーザ切断パラメータを使用してカットエッジ面１３の部分が形成される場合、カットエッジ面１３のこの部分の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌは、０．３％〜６％の間に含まれることを見出した。
【０１２５】
有利には、第２の部分２０を得るために使用されるレーザ切断線形エネルギーは、０．８ｋＪ／ｃｍ以上、より具体的には１．０ｋＪ／ｃｍ以上、さらにより具体的には１．２ｋＪ／ｃｍ以上である。特に、本発明の発明者らは、第２の部分２０におけるアルミニウムの表面割合の低減に関してさらに良好な結果が、線形エネルギーの増加とともに得られることを観察した。
【０１２６】
好ましくは、アシストガスの圧力は、２バール〜１８バールの間、より好ましくは６バール〜１８バールの間、さらにより好ましくは１０バール〜１８バールの間に含まれる。
【０１２７】
例えば、第２の部分２０を得るために、レーザ切断は、第２の部分２０にわたって、０．８ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギー及び２バール〜１８バールの間に含まれるアシストガス圧力を使用して行われる。
【０１２８】
別の例によれば、第２の部分２０を得るために、レーザ切断は、第２の部分２０にわたって、１．０ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギー及び２バール〜１８バールの間に含まれるアシストガス圧力を使用して行われる。
【０１２９】
さらなる例によれば、第２の部分２０を得るために、レーザ切断は、第２の部分２０にわたって、１．０ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギー及び１０バール〜１８バールに含まれるアシストガス圧力を使用して行われる。
【０１３０】
好ましくは、カットエッジ面１３の第２の部分２０を得るために使用される不活性ガスのタイプ並びにレーザのタイプ及び出力は、第１の部分１９の場合と同じである。
【０１３１】
切断速度、すなわち、ストリップ２に対するレーザビームの相対変位速度のみが、第１の部分１９と第２の部分２０との間で変更され、第２の部分２０は、第１の部分１９を得るために使用されるものよりも厳密に遅い切断速度を使用して得られることが好ましい。
【０１３２】
例えば、同じレーザビームについて、すなわち、特に同じレーザタイプ及び出力について、第２の部分２０を得るためよりも第１の部分１９を得るために、より速い切断速度を使用することができる。このようにして、レーザ切断線形エネルギーは、第２の部分２０よりも第１の部分１９の方が低くなる。
【０１３３】
このような切断工程中のレーザ切断パラメータの調整は、レーザ切断装置によって自動的に行われてもよい。また、操作者が手動で行ってもよい。
【０１３４】
例えば、レーザ切断工程は、１４バールに等しいアシストガス圧力を使用して、アシストガスとして窒素を用いた連続４ｋＷＣＯ２レーザを使用して行われる。第１の部分１９は、例えば、１０ｍ／分に等しい切断速度を使用して得られ、第２の部分２０は、例えば、２ｍ／分に等しい切断速度を使用して得られる。
【０１３５】
別の例によれば、レーザ切断工程は、１０バールに等しいアシストガス圧力を使用して、アシストガスとして窒素を用いた４ｋＷダイオードレーザを使用して行われる。第１の部分１９は、例えば、２０ｍ／分に等しい切断速度を使用して得られ、第２の部分２０は、例えば、２ｍ／分に等しい切断速度を使用して得られる。
【０１３６】
任意選択的に、この実施形態によれば、プレコート鋼板１の製造方法は、例えば、レーザ切断を行った直後に、カットエッジ面１３の第２の部分２０をブラッシングする工程を含む。このようなブラッシング工程は、カットエッジ面１３の第２の部分におけるアルミニウムの割合をさらに低減させる。本発明の発明者らは、レーザ切断中にカットエッジ面１３上に流れ込んだ可能性のあるアルミニウムのプレコート鋼板１の基板３’への高い接着性により、カットエッジ面１３のブラッシングによって除去されるアルミニウムの量が非常に限られることを観察した。
【０１３７】
本発明はまた、溶接ブランクの製造方法にも関し、以下の工程を含む：
−  第１及び第２のプレコート鋼板１を製造する工程であって、第１及び第２のプレコート鋼板１のうちの少なくとも１つ、好ましくは第１及び第２のプレコート鋼板１が図７を参照して既に述べたような特定の実施形態による方法を使用して製造される工程。
−  第１及び第２のプレコート鋼板１を突合せ溶接して、前記プレコート鋼板１の間に溶接継手を形成し、それにより溶接ブランクを得る工程。
【０１３８】
突合せ溶接工程は、少なくとも１つのプレコートシート１の第２の部分２０が他のシート１の縁部、好ましくは第２の部分２０に面するように第１及び第２のプレコート鋼板１を配置する工程を含む。
【０１３９】
前記第１及び第２のプレコート鋼板１の間の溶接継手は、それらの対向する縁部、特にその２つの第２の部分２０の間の溶融により得られる。
【０１４０】
溶接は、有利にはレーザ溶接である。
【０１４１】
溶接は、ガス溶接であってもよく、すなわち、例えば、ワイヤ又は粉末の形態で充填材材料を加えなくてもよい。
【０１４２】
代替例によれば、溶接は、適切な充填材材料、特に充填材ワイヤ又は粉末を使用して行われる。特に、充填材ワイヤ又は粉末は、オーステナイト生成元素を含み、フェライト生成及び／又はプレコーティング５’からのアルミニウムの金属間化合物生成効果のバランスをとる。
【０１４３】
有利には、図８に示すように、突合せ溶接に先立って、各プレコート鋼板１について、金属合金層１１’は、対象のプレコート鋼板１の第２の部分２０に隣接する除去ゾーン２５上のプレコート鋼板１の少なくとも１つの面４’で除去され、突合せ溶接工程中、プレコート鋼板１は、金属合金層１１’が除去されたそれぞれの縁部で溶接される。
【０１４４】
除去ゾーン２５は、有利には、第２の部分２０から対象の面４’の一部にわたって延在する。
【０１４５】
金属合金層１１’の除去は、先行出願ＷＯ２００７／１１８９３９に開示されているように、レーザアブレーションによって有利に行われる。
【０１４６】
各鋼板１の除去ゾーン２５の幅は、例えば、０．２〜２．２ｍｍの間に含まれる。
【０１４７】
好ましくは、除去工程は、金属間化合物合金層９’を残して金属合金層１１’のみを除去するように行われる。したがって、金属間化合物合金層９’は、その高さの少なくとも一部にわたって除去ゾーン２５に残される。この場合、残存する金属間化合物合金層９’は、溶接継手に直接隣接した溶接ブランクの領域を、後続の熱間成形工程中の酸化及び脱炭から、並びに使用中の腐食から保護する。
【０１４８】
任意選択的に、溶接ブランクの製造方法は、溶接工程に先立って、第１及び第２の鋼板１のうちの少なくとも一方、好ましくは第１及び第２の鋼板１の両方の溶接される縁部をブラッシングする工程を含む。
【０１４９】
この方法が溶接に先立って金属合金層１１’の除去を含む場合、ブラッシングはこの除去工程の後に行われることが好ましい。この場合、ブラッシングは、除去操作中に、溶接されるシート１の縁部に飛散した可能性のあるアルミニウムトレースを除去する。このような飛散は、除去がレーザアブレーションによって行われる場合に特に発生し得る。このような飛散物は、縁部への付着性が比較的低く、したがって、ブラッシングによって比較的容易に除去することができる。したがって、ブラッシングにより、溶接継手中のアルミニウム含有量をさらに低減することができる。
【０１５０】
本発明はまた、プレス硬化鋼部品の製造方法にも関し、以下の工程：
−  上記の方法を使用して溶接ブランクを製造する工程、
−  溶接ブランクを構成する鋼板１の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように溶接ブランクを加熱する工程、
−  プレスで溶接ブランクを熱間成形して鋼部品を得る工程、
−プレスで鋼部品を冷却してプレス硬化鋼部品を得る工程、
を含む。
【０１５１】
より具体的には、溶接ブランクは、鋼板１の上部オーステナイト変態温度Ａｃ３よりも高い温度まで加熱される。
【０１５２】
冷却工程中、冷却速度は、有利には、鋼板１のマルテンサイト又はベイナイト臨界冷却速度以上である。
【０１５３】
特定の実施形態による方法及びプレコート鋼板は、第２の部分２０が別の部品に溶接するための溶接エッジを構成するように意図されている場合に特に有利である。
【０１５４】
実際、本発明の発明者らは、溶接エッジの基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌが０．３％〜６％の間に含まれる場合、プレス硬化後、特に溶接に先立って溶接エッジに隣接する除去ゾーン２５においてプレコーティング５の少なくとも金属合金層１１’を除去した後に、良好な硬度及び機械的強度特性を有する溶接継手を得ることができることを示した。特に、このようにして得られた溶接部の硬度及び機械的強度特性は、ブラッシングの後であっても従来のパラメータを使用してレーザ切断によって得られたプレコート鋼板で得られるものよりもはるかに優れている。実際、上記で説明したように、レーザ切断中にカットエッジ面１３上に流れ込んだ可能性のあるアルミニウムのプレコート鋼板１の基板３’への高い接着性により、カットエッジ面のブラッシングによって除去されるアルミニウムの量は非常に限られる。
【０１５５】
特定の実施形態による方法を使用して得られたプレコート鋼板１は、その溶接エッジ特性が良好な溶接継手を得ることを可能し、一方、別の部品に溶接されることを意図されていない第１の部分１９に相当するカットエッジ面１３の残りの部分が改善された耐食性を有するため、所望の用途に特によく適合する。
【０１５６】
特定の実施形態による方法は、生産性の向上に関してさらに特に有利である。
【０１５７】
実際、それは、単に必要に応じてレーザ切断パラメータを適切に制御することによって、溶接エッジとなることを意図されていないすべての縁部に改善された腐食保護を選択的に提供すると同時に、溶接エッジの基板領域１４上に存在するアルミニウムの量を大幅に低減させることによって、溶接の観点から溶接エッジに改善された特性を提供することを可能にする。
【０１５８】
第２の部分２０の基板領域１４上で０．３％未満のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌを得ることは、経済的な観点からはコストがかかりすぎる。
【０１５９】
溶接に先立って、プレコート鋼板１のコーティングが、前述のように溶接される縁部に沿って少なくとも部分的に除去されている場合、及び／又はオーステナイト生成元素を含む充填材ワイヤ又は粉末が使用される場合、溶接継手の特に申し分のない機械的特性を得ることができる。このような機械的特性は、部品が侵入防止部品、構造部品又は自動車の安全に寄与する部品を形成することを目的としている場合、特に重要である。
【０１６０】
さらに、このような部品は、溶接操作に先立って溶接エッジに存在するアルミニウムのトレースを除去するための、又は溶接及び／若しくは熱間成形に先立って保管中のプレコート鋼板を腐食から保護するための追加の操作が必要ないため、高い生産性で得ることができる。
【実施例】
【０１６１】
本発明の発明者らは、以下の実験を行った。
【０１６２】
１．５ｍｍの厚みを有するプレコート鋼板１を、アシストガスとして純粋な窒素を使用して、種々のレーザ切断線形エネルギー及びアシストガス圧力を使用して、レーザ切断によってプレコート鋼帯２から切り出した。
【０１６３】
プレコート鋼板１は、長方形の形状を有していた。
【０１６４】
プレコート鋼帯２は、既に述べたような組成及びプレコーティングを有するストリップであった。
【０１６５】
より具体的には、鋼帯２は、重量で以下：
Ｃ：０．２２％
Ｍｎ：１．１６％
Ａｌ：０．０３％
Ｓｉ：０．２６％
Ｃｒ：０．１７％
Ｂ：０．００３％
Ｔｉ：０．０３５％
Ｓ：０．００１％
Ｎ：０．００５％
を含み、残部は鉄及び精錬に起因する可能性のある不純物である。
【０１６６】
この鋼は、商品名Ｕｓｉｂｏｒ１５００で知られている。
【０１６７】
プレコーティング５は、溶融金属槽中で鋼帯２を溶融めっきすることによって得られた。
【０１６８】
プレコーティング５の金属合金層は、重量で以下：
Ｓｉ：９％
Ｆｅ：３％
を含み、残部はアルミニウム及び精錬に起因する可能性のある不純物からなる。
【０１６９】
金属合金層の平均合計厚さは２０μｍであった。
【０１７０】
金属間化合物合金層には、Ｆｅｘ−Ａｌｙタイプの金属間化合物が含まれ、主にＦｅ２Ａｌ３、Ｆｅ２Ａｌ５及びＦｅｘＡｌｙＳｉｚの平均厚さは５μｍであった。
【０１７１】
第１の一連の実験（サンプルＳ１〜Ｓ８）では、レーザ切断工程は、４ｋＷの出力を有するＣＯ２レーザを使用して行われた。
【０１７２】
このようにして得られた各サンプルについて、本願発明者らは、対応するプレコート鋼板１のカットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌ、プレコート鋼板１のカットエッジ面１３の基板領域１４の下半分のアルミニウムの表面割合ＳＢｏｔｔｏｍ、並びにＳＴｏｔａｌとＳＢｏｔｔｏｍとの比率Ｒを測定した。
【０１７３】
測定は、走査型電子顕微鏡で撮影されたカットエッジ面１３の画像に基づいて行われ、以下のパラメータ：
−  倍率：×６０
−  分析長：３ｍｍ
−  電子ビームエネルギー：１５〜２５ｋｅＶの間
を使用した。
【０１７４】
そして、本願発明者らは、このようにして得られたサンプルＳ１〜Ｓ８の耐食性を以下の方法を使用して測定した。これらのサンプルは、密閉されたチャンバ内で湿度１００％、温度７０℃で２８０時間保持した。次に、このサンプルを目視で分析して、腐食の存在を検出した。
【０１７５】
耐食性は次のように等級付けされた：
−  グレード「１」は、赤錆の形成が観察されなかったサンプルに相当し、優れた耐食性に相当する。
−  グレード「２」は、少量の赤錆のみが観察されたサンプルに相当し、良好な耐食性に相当する。
−  グレード「３」は、強い腐食に相当し、耐食性が低いため、許容できない量の赤錆の形成が観察された場合に相当する。
【０１７６】
以下のｈｙｏｕ１は、第１の一連の実験の各サンプルについて、サンプルを得るために使用されたレーザ切断パラメータに加えて、それによって生じたプレコート鋼板１のカットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合ＳＴｏｔａｌ及びＳＢｏｔｔｏｍ、ＳＴｏｔａｌとＳＢｏｔｔｏｍとの比率Ｒ、並びに耐食性のグレードについてまとめている。
【０１７７】
【表１】
2021500238.tif 000006
【０１７８】
上記表１において、本発明によらないサンプルには下線が引かれている。
【０１７９】
上記の結果は、本発明によるすべてのサンプル（サンプルＳ１〜Ｓ５）について、優れた耐食性に相当する腐食が観察されなかったこと、又は良好な耐食性に相当するごく少量の腐食が観察されことを示す。
【０１８０】
これに対して、本発明によらないすべてのサンプル（サンプルＳ６〜Ｓ８）については、カットエッジ面１３の強い腐食に相当する許容できない量の赤錆の形成が観察された。
【０１８１】
本願発明者らは、さらに以下の追加実験を行った。
【０１８２】
第１の比較例として、本願発明者らは、レーザ切断の代わりに剪断を使用して、上記のプレコート鋼帯２からプレコート鋼板サンプルを得た。このような機械的に切断されたサンプルのカットエッジ面の走査型電子顕微鏡により得られた画像を図９に示す。この画像に見ることができるように、剪断により得られたサンプルは、カットエッジ面１３の基板領域１４の上半分ＵＨにアルミニウムの高い表面割合を有するが、下半分ＢＨにはアルミニウムを有さない。
【０１８３】
第２の比較プレコート鋼板サンプルは、プレコート鋼帯２から剪断、続いてカットエッジ面のミリングによって得られた。
【０１８４】
第３の比較プレコート鋼板サンプルは、プレコート鋼帯２からレーザ切断ではなく鋸引きによって得られた。
【０１８５】
これらの比較サンプルの耐食性は、上述の方法を使用して測定された。
【０１８６】
前述の３つの比較例（剪断、剪断及びミリング又は鋸引きにより得られた）については、カットエッジ面の強い腐食に相当する許容できない量の赤錆の形成が観察された。
【０１８７】
これらの結果は、本発明による方法が、機械的切断と比較して、切断自体に加えて追加の工程の実施を必要とせずに、改善された耐食性をもたらすことを裏付ける。したがって、本発明によるプレコート鋼板１を得る方法は、切断自体が自動的に縁部の所望の腐食保護をもたらすので、特に有利である。
【０１８８】
この結果はさらに、サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ５では赤錆の形成が観察されないのに対して、サンプルＳ４では少量の赤錆が観察されるため、特徴（ａ）及び（ｂ１）が同時に存在する場合、耐食性がさらに改善されることを示す。
【０１８９】
本願発明者らはさらに、サンプルＳ１、Ｓ２及びＳ５の場合のように、特徴（ａ１）、（ｂ１）及び（ｃ）が同時に存在する場合、カットエッジ面１３上のアルミニウムの総量がより多く、カットエッジ面１３にわたるアルミニウムの分布がさらにより均一であり、結果としてカットエッジ面１３にわたる腐食保護のより大きな均質性をもたらすことを観察した。
【０１９０】
第２の一連の実験（サンプルＳ９〜Ｓ１８）では、本願発明者らは、ＣＯ２レーザの代わりに、レーザ切断工程に４ｋＷの出力を有するディスクレーザを使用して類似の実験を行った。
【０１９１】
以下の表２は、第２の一連の実験の各サンプルＳ９〜Ｓ１８について、サンプルを得るために使用されたレーザ切断パラメータに加えて、それによって生じたプレコート鋼板のカットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合ＳＴｏｔａｌ及びＳＢｏｔｔｏｍ、並びに耐食性のグレードについてまとめている。
【０１９２】
【表２】
2021500238.tif 000007
【０１９３】
上記表２において、本発明によらないサンプルには下線が引かれている。
【０１９４】
これらの実験は、本発明によるすべてのサンプル（サンプルＳ９〜Ｓ１４）について、優れた耐食性に相当する腐食が観察されなかったことを確認する（グレード１）。
【０１９５】
これに対して、本発明によらないサンプル（サンプルＳ１５〜Ｓ１８）については、カットエッジ面１３の強い腐食に相当する許容できない量の赤錆の形成が観察された（グレード３）。
【０１９６】
本願発明者らは、さらに、本発明の特定の実施形態に対して以下の第３の一連の実験を行った。
【０１９７】
第１の一連の実験に関連して上述したのと同じ特性を有するプレコート鋼帯２を使用して、アシストガスとして純粋な窒素を用いた４ｋＷＣＯ２レーザを使用し、異なるレーザ切断線形エネルギーを使用したレーザ切断によってプレコート鋼板１を製造した。窒素圧は、２バール〜１８バールの間であった。
【０１９８】
得られたプレコート鋼板１は、長方形の形状を有していた。
【０１９９】
各レーザ切断線形エネルギーについて、本願発明者らは、カットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合を測定した。
【０２００】
図１０は、レーザ切断線形エネルギーの関数として、プレコート鋼板１の対象のカットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌを示すグラフである。
【０２０１】
図１０に見られるように、０．６ｋＪ／ｃｍよりも厳密に小さいレーザ切断線形エネルギーでは、レーザ切断から生じた対象のエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合は、厳密に６％より高い。
【０２０２】
これに対して、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーでは、カットエッジ面１３のアルミニウム表面割合は約６％以下になる。それはさらに０．３％以上である。
【０２０３】
１．２０ｋＪ／ｃｍに等しい線形切断エネルギーでは、カットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合は、０．３％〜４．５％の間にさえ含まれる。
【０２０４】
したがって、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーでプレコート鋼帯２をレーザ切断すると、レーザ切断操作によってカットエッジ面１３に沈着するアルミニウムの量が特に少なくなる。
【０２０５】
本願発明者らはさらに、他の種類の不活性ガス、特にアルゴンを使用した場合、類似の結果が得られることを観察した。
【０２０６】
本願発明者らはさらに、本発明の特定の実施形態による、その基板領域１４上に０．３％〜６％の間に含まれるアルミニウムの総表面割合ＳＴｏｔａｌを有する第２の部分２０を含む２枚のプレコート鋼板１をガスレーザ溶接によって、すなわち、溶接ワイヤ又は粉末を使用せずに突合せ溶接して溶接ブランクを作製し、このようにして得られた溶接ブランクを熱間成形し、プレス硬化してプレス硬化鋼部品を得る実験を行った。
【０２０７】
このようにして得られた鋼部品の溶接継手に対して行われた硬度測定は、この溶接継手が、本発明によらないプレコート鋼板を使用した場合に得られる硬度よりも高い硬度を有し、例えば、より小さなレーザ切断線形エネルギーによるレーザ切断によって得られた硬度であることを示す。
【０２０８】
したがって、本発明の特定の実施形態による方法は、溶接部に相対的な硬度低下が生じないため、有利である。
【図１】
2021500238.tif 000008
【図２】
2021500238.tif 000009
【図３】
2021500238.tif 000010
【図４】
2021500238.tif 000011
【図５】
2021500238.tif 000012
【図６】
2021500238.tif 000013
【図７】
2021500238.tif 000014
【図８】
2021500238.tif 000015
【図９】
2021500238.tif 000016
【図１０】
2021500238.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月15日(2020.6.15)
【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】
プレコート鋼板（１）の製造方法であって、以下の連続する工程：
−  少なくとも一方の主面にプレコーティング（５）を有する鋼基板（３）を含むプレコート鋼帯（２）を提供する工程であって、前記プレコーティング（５）が金属間化合物合金層（９）と前記金属間化合物合金層（９）上に延在する金属合金層（１１）とを含み、前記金属合金層（１１）がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である工程、
−  少なくとも１枚のプレコート鋼板（１）を得るために前記プレコート鋼帯（２）をレーザ切断する工程であって、前記プレコート鋼板（１）が前記切断操作から生じたカットエッジ面（１３）を含み、前記カットエッジ面（１３）が基板領域（１４）及びプレコーティング領域（１５）を含み、並びに前記プレコート鋼板（１）の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれている工程
を含み、
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の全高（ｈ）にわたって、且つ前記カットエッジ面（１３）の長さ以下である長さにわたって延在する前記カットエッジ面（１３）の腐食改善ゾーン（１９）を直接もたらし、前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面（１３）の前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）は９％以上となり、且つ前記レーザ切断操作から直接生じた前記カットエッジ面（１３）の前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）は０．５％以上となるように行われることを特徴とする、製造方法。
【請求項２】
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の前記腐食改善ゾーン（１９）において、前記レーザ切断操作から直接生じた前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合が９％〜７０％の間に含まれるように行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザ切断工程が、不活性ガスをアシストガスとして使用して行われる、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アシストガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素及びそれらのガスの混合物の中から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザ切断工程が、ＣＯ２レーザを使用して行われる、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝５４．５×Ｅ−７．８バール〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘは−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザ切断工程が、固体レーザ、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、ディスクレーザ又はダイオードレーザを使用して行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、０．０８ｋＪ／ｃｍ〜０．３４ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ＞０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝６４．３×Ｅ−３．９バール、Ｅ≦０．２ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍｉｎ＝９バールであり、且つＰｍａｘが、２８．６×Ｅ＋８．３バールに等しい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の前記基板領域（１４）の下半分における前記レーザ切断操作から直接生じたアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）が１．５％以上となるように行われる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、ＣＯ２レーザを使用して、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２９ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝７２．７×Ｅ−１１．１バール〜Ｐｍａｘの間に含まれるアシストガス圧力Ｐとを使用して行われ、それによって、Ｅ≦０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘが１４バールに等しく、Ｅ＞０．２４ｋＪ／ｃｍの場合にＰｍａｘが−８０×Ｅ＋３３．２バールに等しい、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザ切断工程が、さらに、前記腐食改善ゾーン（１９）において、前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）を前記基板領域（１４）の下半分におけるアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）で割った比率が５．５以下となり、且つ前記レーザ切断操作から直接生じた前記プレコート鋼板（１）の前記カットエッジ面（１３）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が１１％以上となるように行われる、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記レーザ切断工程が、前記腐食改善ゾーン（１９）を得るために、ＣＯ２レーザを使用して、０．１８ｋＪ／ｃｍ〜０．２４ｋＪ／ｃｍの間に含まれるレーザ切断線形エネルギーＥと、Ｐｍｉｎ＝２００×Ｅ−３４バール〜Ｐｍａｘ＝１４バールの間に含まれるアシストガス圧力とを使用して行われる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間に含まれる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記腐食改善ゾーン（１９）が、前記カットエッジ面（１３）の長さの一部分のみにわたって延在する前記カットエッジ面（１３）の第１の部分を形成し、前記レーザ切断工程が、さらに、前記カットエッジ面（１３）の第２の部分（２０）では、前記カットエッジ面（１３）の全高にわたって、且つ前記カットエッジ面（１３）の長さの一部分のみにわたって延在し、前記レーザ切断操作から直接生じた前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合が０．３％〜６％の間に含まれるように行われる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
レーザ切断工程が、前記カットエッジ面（１３）の前記第２の部分（２０）を得るために、前記第２の部分（２０）にわたって、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーを使用して行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記アシストガスの圧力が、２〜１８バールの間に含まれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
溶接ブランクの製造方法であって、以下の工程：
−  第１及び第２のプレコート鋼板（１）を製造する工程であって、前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）のうちの少なくとも一方が請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法を使用して製造される工程、
−  前記第１及び第２の鋼のプレコート鋼板（１）を突合せ溶接して、前記プレコート鋼板（１）の間に溶接継手を形成し、それにより溶接ブランクを得る工程であって、前記突合せ溶接工程が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板（１）の前記第２の部分（２０）が他方の前記プレコート鋼板（１）の縁部に面するように前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）を配置する工程を含む工程
を含む、製造方法。
【請求項１８】
前記溶接が、レーザ溶接操作である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記突合せ溶接工程に先立って、前記第１及び第２の鋼板（１）のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板（１）の前記第２の部分（２０）に隣接する除去ゾーン（２５）内の前記金属合金層（１１’）を除去する工程をさらに含み、並びに前記突合せ溶接工程中に、前記プレコート鋼板（１）が、前記金属合金層（１１’）が除去されたそれらの縁部で溶接される、請求項１７又は請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属合金層（１１’）の除去が、レーザビームを使用して行われる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記除去工程中に、前記金属間化合物合金層（９’）が、その高さの少なくとも一部にわたって除去ゾーン（２５）に残される、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記溶接が、充填材ワイヤ又は粉末添加材を使用して行われる、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記充填材ワイヤ又は粉末が、オーステナイト生成合金化元素を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
プレス硬化鋼部品の製造方法であって、以下の連続する以下の工程：
−  請求項１７〜２３に記載の方法を実施し、溶接ブランクを得る工程と、
−  前記溶接ブランクを構成する前記プレコート鋼板（１）の少なくとも一部がオーステナイト組織となるように前記溶接ブランクを加熱する工程と、
−  プレスで前記溶接ブランクを熱間成形して熱間成形鋼部品を得る工程と、
−  前記プレスで前記鋼部品を冷却してプレス硬化鋼部品を得る工程と
を含む、製造方法。
【請求項２５】
前記冷却速度が、前記鋼板（１）のマルテンサイト又はベイナイト臨界冷却速度以上である、請求項２４に記載の鋼部品の製造方法。
【請求項２６】
プレコート鋼板（１）であって、以下：
−  少なくとも一方の表面にプレコーティング部分（５’）を有する鋼基板部分（３’）であって、前記プレコーティング部分（５’）が金属間化合物合金層部分（９’）と前記金属間化合物合金層部分（９’）上に延在する金属合金層部分（１１’）とを含み、前記金属合金層部分（１１’）がアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層であり、前記プレコート鋼板（１）の厚さは０．８ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれている、鋼基板部分（３’）と、
−  少なくとも１つのレーザカットエッジ面（１３）であって、基板部分（１４）と少なくとも１つのプレコーティング部分（１５）とを含む、レーザカットエッジ面（１３）と
を含み、
前記プレコート鋼板（１）が、前記レーザカットエッジ面（１３）上に複数の凝固縞を含み、
前記レーザカットエッジ面（１３）が、前記レーザカットエッジ面（１３）の全高（ｈ）にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面（１３）の長さ以下の長さにわたって延在する腐食改善ゾーン（１９）を含み、並びに
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）は９％以上であり、且つ前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）は０．５％以上である、プレコート鋼板（１）。
【請求項２７】
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が、９％〜７０％の間に含まれる、請求項２６に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２８】
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分のアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）が、１．５％以上である、請求項２６又は２７に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２９】
前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）を前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）の下半分におけるアルミニウムの表面割合（ＳＢｏｔｔｏｍ）で割った比率（Ｒ）が、５．５以下であり、且つ前記腐食改善ゾーン（１９）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が１１％以上である、請求項２８に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３０】
前記腐食改善ゾーン（１９）が、前記レーザカットエッジ面（１３）の全長にわたって延在する、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３１】
前記腐食改善ゾーン（１９）の長さが、前記レーザカットエッジ面（１３）の全長よりも厳密に短く、前記レーザカットエッジ面（１３）が、前記レーザカットエッジ面（１３）の全高にわたって、且つ前記レーザカットエッジ面（１３）の長さの一部分のみにわたって延在する第２の部分（２０）をさらに含み、並びに前記第２の部分（２０）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合（ＳＴｏｔａｌ）が、０．３％〜６％の間に含まれる、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３２】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの間に含まれる、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項３３】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる、請求項１３に記載のプレコート鋼板（１）の製造方法。
【請求項３４】
前記突合わせ溶接工程中、前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）が、少なくとも一方の前記プレコート鋼板（１）の前記第２の部分（２０）が他方の前記プレコート鋼板（１）の第２の部分（２０）に面するように配置する、請求項１７に記載の溶接ブランクの製造方法。
【請求項３５】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの間に含まれる、請求項３２に記載のプレコート鋼板（１）。
【国際調査報告】
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