(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は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、且つ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（１）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（１）は少なくとも１つのカットエッジ面（１３）を含み、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１ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれている工程とを含む、製造方法。前記レーザ切断は、カットエッジ面（１３）の全高（ｈ）にわたって、その長さ以下の長さにわたって延在するアルミニウム低減ゾーン２０を直接もたらし、前記レーザ切断工程から直接生じたアルミニウム低減ゾーン（２０）の基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％に含まれているように行われる。
2021500237.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）が基板部分（１４）及びプレコーティング部分（１５）を含み、並びに前記プレコート鋼板（１）の厚さは１ｍｍ〜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）のアルミニウム低減ゾーン（２０）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）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％の間に含まれてい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）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）にわたって、アシストガスとして不活性ガスを用いて、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーを用いて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アシストガスの圧力が、２〜１８バールに含まれる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン又はそれらのガスの混合物の中から選択される、請求項２又は請求項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２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザ切断工程が、固体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７】
前記固体レーザが、Ｎｄ：ＹＡＧ型レーザ、ディスクレーザ、ダイオードレーザ又はファイバレーザである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ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９】
前記プレコーティング（５）の厚さが、１９μｍ〜３３μｍ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１０】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）が、前記カットエッジ面（１３）の全長にわたって延在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の長さが、前記カットエッジ面（１３）の全長よりも厳密に短い、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
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１〜１１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）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）が他方の前記プレコート鋼板（１）の縁部、好ましくはアルミニウム低減ゾーン（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１３】
前記溶接が、レーザ溶接操作である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記突合せ溶接工程に先立って、前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板（１）のアルミニウム低減ゾーン（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１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
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１４に記載の方法。
【請求項１６】
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１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーザ溶接が、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１２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
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１７に記載の方法。
【請求項１９】
プレス硬化鋼部品の製造方法であって、以下の連続する工程：
−  請求項１２〜１８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形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前記プレス硬化鋼部品を得る工程と
を含む、製造方法。
【請求項２０】
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１９に記載の鋼部品の製造方法。
【請求項２１】
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１ｍｍ〜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、前記プレコート鋼板（１）の面（４’）の間に延在し、基板領域（１４）と少なくとも１つのプレコーティング領域（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、並びに
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アルミニウム低減ゾーン（２０）を含み、前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％の間に含まれている、プレコート鋼板（１）。
【請求項２２】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）が、前記カットエッジ面（１３）の全長にわたって延在する、請求項２１に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２３】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の長さが、前記カットエッジ面（１３）の全長よりも厳密に短い、請求項２１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】
自動車用鋼部品は、以下の方法で製造することができる。最初に、一般的に溶融めっきにより得られるプレコート鋼帯が提供され、レーザ切断によりシートに切断される。次に、各シートは、レーザアブレーションによりカットエッジに隣接する除去ゾーンで金属合金層を除去することにより溶接用に調製され、このようにして調製されたシートは、レーザ溶接されて溶接ブランクが作製される。次に、この溶接ブランクをプレス加工し、プレス硬化して、最終部品を得る。
【０００３】
このような鋼部品は、特に自動車産業で使用され、より具体的には、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の製造に使用される。
【０００４】
ＷＯ２００７／１１８９３９で説明されているように、別のシートに溶接されることを意図されているプレコート鋼板の縁部領域におけるプレコーティングの金属合金層の除去は、溶接金属ゾーンのアルミニウム含有量を減少させ、それにより、金属間化合物又はその中にあるフェライトのいずれかの形成を減少させる。金属間化合物は初期亀裂が最も起こりやすい部位である。その結果、この方法によって得られた鋼部品では、レーザアブレーションによってプレコート鋼板が調製されていない鋼部品と比較して、溶接継手の機械的特性が改善される。
【０００５】
しかしながら、この方法は、完全に満足できるものではない。
【０００６】
実際、プレス硬化部品の溶接継手の機械的特性、より具体的には硬度は、部品の残りの部分、特に２つの隣接する鋼板の対応する特性ほど良好ではないように見える。
【０００７】
この観察から開始して、本発明の発明者らは、ＵＳ２００８／００１１７２０で述べられているように、レーザ切断は、剪断の場合のように、機械的作用によってコーティングを側縁部に移動させないものの、通常の条件下で行われた場合、レーザ切断により、実際にはコーティングからカットエッジ面に比較的多量のアルミニウムが流れ込むことを示した。
【０００８】
レーザアブレーションによって除去されないこのアルミニウムは、レーザ溶接中に溶接金属ゾーンに導入され、溶接金属ゾーンのアルミニウム含有量を増加させる。アルミニウムは、マトリックス中の固溶体中のフェライト生成元素であり、したがって、熱間成形に先行する工程中に生じるオーステナイトへの変態を阻む。したがって、熱間成形後の冷却中に溶接継手に完全なマルテンサイト又はベイナイト組織を得ることはもはや不可能であり、溶接継手にはフェライトが含まれる。
【０００９】
その結果、鋼部品の溶接継手は、プレス硬化後に、２つの隣接するシートよりも低い硬度及び機械的強度を示す。
【００１０】
本発明の発明者らはさらに、レーザ切断中にカットエッジ面上に流れ込んだアルミニウムのシートの基材への高い接着性により、溶接に先立ってシートのカットエッジ面をブラッシングするだけでは、切断作業に起因するアルミニウムトレースを十分に除去することができないことを見出した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１８９３９号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００１１７２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的の１つは、申し分のない機械的特性を有し、特に、溶接継手の硬度及び機械的強度が隣接するシートと少なくとも同等であるアルミニウムプレコート溶接鋼板から、良好な生産性で、プレス加工及びプレス硬化部品を得ることができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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部分及びプレコーティング部分を含み、並びに前記プレコート鋼板の厚さは１ｍｍ〜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（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のアルミニウム低減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アルミニウム低減ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％の間に含まれているように行われる。
【００１４】
特定の実施形態によれば、本発明による方法は、単独で又は任意の技術的に可能な組み合わせに従って、以下の特徴のうちの１つ又はいくつかをさらに含む：
−  前記レーザ切断工程が、前記カットエッジ面の前記アルミニウム低減ゾーンにわたって、アシストガスとして不活性ガスを用いて、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーを用いて行われる。
−  レーザ切断線形エネルギーが、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。
−  前記アシストガスの圧力が、２〜１８バールの間に含まれる。
−  前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン又は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。
−  前記レーザ切断工程が、固体レーザを使用して行われる。
−  前記固体レーザが、Ｎｄ：ＹＡＧ型レーザ、ディスクレーザ、ダイオードレーザ又はファイバレーザである。
−  前記プレコート鋼板の厚さは、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間に含まれる。
−  前記プレコーティングの厚さは、１９μｍ〜３３μｍの間に含まれる。
−  前記アルミニウム低減ゾーンは、前記カットエッジ面の全長にわたって延在する。
−  前記アルミニウム低減ゾーンの長さは、前記カットエッジ面の全長よりも厳密に短い。
【００１５】
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：
−  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アルミニウム低減ゾーンが他方の前記プレコート鋼板の縁部、好ましくはアルミニウム低減ゾーン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を含む工程、
を含む。
【００１６】
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、単独で又は任意の技術的に可能な組み合わせに従って、以下の特徴のうちの１つ以上をさらに含む：
−  前記溶接が、レーザ溶接操作である。
−  前記方法は、前記突合せ溶接工程に先立って、前記第１及び第２のプレコート鋼板のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板のアルミニウム低減ゾーン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、且つ前記突合せ溶接工程中に、前記プレコート鋼板が、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が、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。
−  前記レーザ溶接が、充填材ワイヤ又は粉末添加材を使用して行われる。
−  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。
【００１７】
本発明はまた、プレス硬化鋼部品の製造方法にも関し、以下の工程を含む：
−  上記の方法を行って溶接ブランクを得る工程。
−  前記溶接ブランクを形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。
−  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。
−  前記プレス内で前記鋼部品を冷却して前記プレス硬化鋼部品を得る工程。
【００１８】
プレス硬化鋼部品の製造方法において、前記冷却速度は、前記鋼板の臨界冷却速度以上であってもよい。
【００１９】
本発明はまた、レコート鋼板にも関し、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は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１ｍｍ〜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は、前記プレコート鋼板の面の間に延在し、基板領域と少なくとも１つのプレコーティング領域とを含むことと
を含み、
ここで、前記プレコート鋼板は、前記レーザカットエッジ面に複数の凝固縞を含み、並びに
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アルミニウム低減ゾーンを含み、前記アルミニウム低減ゾーンの前記基板領域上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％の間に含まれている。
【００２０】
特定の実施形態によれば、前記プレコート鋼板は、以下の特徴の１つを含む：
【００２１】
−  前記アルミニウム低減ゾーンが、前記カットエッジ面の全長にわたって延在する。
−  前記アルミニウム低減ゾーンの長さが、前記カットエッジ面の全長よりも厳密に短い。
【００２２】
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】
【００２３】
【図１】プレコート鋼帯の長手方向に垂直に見た概略断面図である。
【図２】プレコート鋼板の概略斜視図である。
【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】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６】レーザ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】
【００２４】
本発明は、プレコート鋼板１の製造方法に関する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
金属基板３は、より具体的には鋼基板である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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：
【００３４】
【数１】
2021500237.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。
【００３５】
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。
【００３６】
基板３は、有利には、１．０ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれ、より具体的には１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間、より具体的には１．０〜２．５ｍｍの間、さらにより具体的には１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの間に含まれる厚さを有する。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、レーザ切断によって前記プレコート鋼帯２を切断する工程をさらに含む。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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°の間に含まれる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。
【００５５】
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。
【００５６】
周縁部１２は、レーザ切断操作から生じたカットエッジ面１３を含む。
【００５７】
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。
【００５８】
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む。
【００５９】
有利には、プレコート鋼板１は、その輪郭全体に沿ってレーザ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。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。
【００６０】
この特許出願の文脈では、要素の長さは、プレコート鋼帯２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。
【００６１】
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、基本的に基板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、基本的にプレコーティング５’の材料からなる。
【００６２】
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、１．０ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれ、より具体的には１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間、より具体的には１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間、さらにより具体的には１．２〜２．５ｍｍの間に含まれる。
【００６３】
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が得られる。この所定の経路は、シート１の面４’の平面内に延在する。
【００６４】
本発明によれば、図３及び図５に示すように、カットエッジ面１３は、カットエッジ面１３の長さの少なくとも一部分にわたって延在するアルミニウム低減ゾーン２０を含む。
【００６５】
アルミニウム低減ゾーン２０は、レーザ切断操作から直接もたらされる。
【００６６】
図３に示すように、アルミニウム低減ゾーン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の全長以下である長さにわたって延在する。
【００６７】
有利には、アルミニウム低減ゾーン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。
【００６８】
カットエッジ面１３のアルミニウム低減ゾーン２０は、好ましくは少なくとも１つの実質的に平面の部分を含む。例えば、図２に示す例では、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のアルミニウム低減ゾーン２０は、この長方形の１つ以上の辺上に延在する。
【００６９】
本発明の一実施形態によれば、アルミニウム低減ゾーン２０は、カットエッジ面１３全体にわたって延在する。この場合、アルミニウム低減ゾーン２０はカットエッジ面１３と一致し、アルミニウム低減ゾーン２０の長さはカットエッジ面１３の長さに等しい。
【００７０】
別の実施形態によれば、アルミニウム低減ゾーン２０は、カットエッジ面１３の長さの一部にわたってのみ延在する。例えば、アルミニウム低減ゾーン２０は、カットエッジ面１３の１つの実質的に平面の部分にわたってのみ延在する。例えば、プレコート鋼板１が長方形の輪郭を有する場合、カットエッジ面１３のアルミニウム低減ゾーン２０は、この長方形の一部の辺のみにわたって、例えば、この長方形の１つの辺のみにわたって延在してもよい。
【００７１】
好ましくは、アルミニウム低減ゾーン２０は、別のプレコート鋼板に溶接するように意図されたプレコート鋼板１の縁部を形成する。この場合、アルミニウム低減ゾーン２０は、溶接継手に組み込まれることが意図されている。
【００７２】
本発明によれば、レーザ切断工程中に、レーザ切断操作から直接生じたアルミニウム低減ゾーン２０の基板領域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、レーザ切断が行われる。
【００７３】
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。
【００７４】
プレコート鋼板１のカットエッジ面１３のアルミニウム低減ゾーン２０の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合は、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、カットエッジ面１３のアルミニウム低減ゾーン２０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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、すなわち、例えば、赤色のピクセル数は、画像処理を使用して測定される。
【００７８】
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、
【００７９】
【数２】
2021500237.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。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。
【００８０】
次に、アルミニウム低減ゾーン２０の基板領域１４におけるアルミニウムの表面割合は、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。
【００８１】
レーザ切断は、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、アルゴン、ヘリウム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／アルゴン混合物から選択される。
【００８２】
レーザは、有利には連続レーザである。
【００８３】
アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断工程は、アルミニウム低減ゾーン２０にわたって、０．６ｋＪ／ｃｍ以上の線形エネルギーで行われてもよい。
【００８４】
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できる。
【００８５】
本願発明者らは、上記のレーザ切断パラメータを使用してカットエッジ面１３のゾーン２０が形成される場合、カットエッジ面１３のこのゾーン２０の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合は、０．３％〜６％の間に含まれることを見出した。
【００８６】
有利には、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、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、アルミニウム低減ゾーン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、レーザ切断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。
【００８７】
好ましくは、アシストガス圧力は、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。
【００８８】
例えば、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断は、アルミニウム低減ゾーン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バールに含まれるアシストガス圧力を使用して行われる。
【００８９】
別の例によれば、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断は、アルミニウム低減ゾーン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。
【００９０】
さらなる例によれば、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断は、アルミニウム低減ゾーン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バールの間に含まれるガス圧力を使用して行われる。
【００９１】
一実施形態によれば、レーザ切断工程は、ＣＯ２レーザを使用して行われる。
【００９２】
ＣＯ２レーザは、有利には連続レーザである。
【００９３】
例えば、ＣＯ２レーザは、２ｋＷ〜７ｋＷの間、好ましくは４ｋＷ〜６ｋＷの間に含まれる出力を有する。
【００９４】
例えば、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断は、アルミニウム低減ゾーン２０にわたって、０．６ｋＪ／ｃｍのレーザ切断線形エネルギーに相当する、４ｍ／分の切断速度で４ｋＷのレーザ出力を用いて、アシストガスとして窒素を用いた連続ＣＯ２レーザを使用して行われる。このアシストガスの圧力は、例えば１４バールに等しい。
【００９５】
別の例によれば、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断は、アルミニウム低減ゾーン２０にわたって、１．２ｋＪ／ｃｍのレーザ切断線形エネルギーに相当する、２ｍ／分の切断速度で４ｋＷのレーザ出力を用いて、アシストガスとして窒素を用いた連続ＣＯ２レーザを使用して行われる。このアシストガスの圧力は、例えば１４バールに等しい。
【００９６】
別の実施形態によれば、レーザ切断工程は、固体レーザを使用して行われる。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、ファイバレーザ、ダイオードレーザ又はディスクレーザである。
【００９７】
固体レーザは、例えば、２ｋＷ〜１５ｋＷの間、好ましくは４ｋＷ〜１２ｋＷの間、より好ましくは４ｋＷ〜１０ｋＷの間、さらにより好ましくは４〜８ｋＷの間に含まれる出力を有する。
【００９８】
例として、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために、レーザ切断は、アルミニウム低減ゾーン２０にわたって、アシストガスとして窒素を用いた６ｋＷの出力を有するファイバレーザを使用して行われる。この例では、切断速度は、例えば、５ｍ／分に等しく、０．７２ｋＪ／ｃｍに等しいレーザ切断線形エネルギーに相当する。
【００９９】
任意選択的に、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の少なくともアルミニウム低減ゾーン２０をブラッシングする工程を含む。前述のように、ブラッシングだけではカットエッジ面１３上のレーザ切断から生じたアルミニウムトレースを十分に除去することはできないが、カットエッジ面１３上のアルミニウムの割合をさらに低減するために、ブラッシングを本発明によるレーザ切断工程に加えて使用することができる。
【０１００】
アルミニウム低減ゾーン２０がカットエッジ面１３の全長にわたって延在する場合、同じレーザ切断パラメータ、特に、同じ線形エネルギー及び同じアシストガス圧力を、カットエッジ面１３の全長にわたって、すなわち、切断工程全体にわたって使用することができる。
【０１０１】
アルミニウム低減ゾーン２０がカットエッジ面１３の長さの一部のみにわたって延在する場合、異なるレーザ切断パラメータ、特に、異なる切断速度に起因する異なる線形エネルギーを、アルミニウム低減ゾーン２０を得るため、及びカットエッジ面１３の残りの部分を得るために使用することができる。特に、レーザ切断速度は、カットエッジ面１３の長さにわたって変更することができ、第１の切断速度は、アルミニウム低減ゾーン２０を得るために使用され、第１の切断速度とは異なる第２の切断速度は、カットエッジ面１３の残りの部分を得るために使用される。
【０１０２】
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、カットエッジ面１３のアルミニウム低減ゾーン２０の外側では、このゾーン２０を形成する場合よりも速い切断速度を使用することができる。この場合、レーザ切断線形エネルギーは、アルミニウム低減ゾーン２０の外側でより小さくなり、その結果、カットエッジ面１３のこの領域における基板領域１４上のアルミニウムの表面割合は、アルミニウム低減ゾーン２０よりも高くなる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
例えば、アルミニウム低減ゾーン２０は、プレコート鋼板１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のゾーンに相当する。この場合、アルミニウム低減ゾーン２０は、溶接継手に組み込まれることが意図されている。
【０１０５】
アルミニウム低減ゾーン２０がプレコート鋼板１の溶接エッジに相当する実施形態は、レーザ切断操作から得られたプレコート鋼板１がカットエッジ面１３の前記アルミニウム低減ゾーン２０上で別の鋼板に溶接されることのみが意図されている場合、特に有利である。実際、そのような場合、アルミニウム低減ゾーン２０がカットエッジ面１３の全長にわたって延在する場合と同様に、溶接継手の硬度に関して同じ利点が得られる。しかしながら、同じレーザ出力の場合、溶接継手の一部となることが意図されておらず、その結果、アルミニウムの表面割合の制御が、溶接継手の一部となることが意図されているアルミニウム低減ゾーン２０ほど重要ではない領域では、より速いレーザ切断速度を使用することができるため、生産性をさらに高めることができる。
【０１０６】
本発明はまた、上述の方法を使用して得ることができるプレコート鋼板１にも関する。このプレコート鋼板１については、図２を参照して上述した。
【０１０７】
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、レーザ切断は、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、アルミニウム低減ゾーン２０を含むカットエッジ面１３に、複数の凝固縞又はリップルを含む。
【０１０８】
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。熱影響部は、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。
【０１０９】
さらに、プレコート鋼板１は、０．３％〜６％の間に含まれるアルミニウム低減ゾーン２０の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合を有する。
【０１１０】
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：
−  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が上述の方法を使用して製造される工程と、
−  第１及び第２のプレコート鋼板１を突合せ溶接して、前記鋼板１の間に溶接継手を形成し、溶接ブランクを得る工程と、
−  突合せ溶接工程が、少なくとも１つのプレコートシート１のアルミニウム低減ゾーン２０が他のシート１の縁部、好ましくはアルミニウム低減ゾーン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。
【０１１１】
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つのアルミニウム低減ゾーン２０の間の溶融により得られる。
【０１１２】
溶接は、有利にはレーザ溶接である。
【０１１３】
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。
【０１１４】
代替例によれば、溶接は、適切な充填材材料、例えば、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。
【０１１５】
有利には、図５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のアルミニウム低減ゾーン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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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のプレコート鋼板１のうちの少なくとも一方、好ましくは第１及び第２のプレコート鋼板１の両方の溶接されるプレコート鋼板１の縁部をブラッシングする工程を含む。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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と、
−  溶接ブランクを形成する鋼板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と、
−  プレスで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、
−  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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
冷却工程中、冷却速度は、有利には、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。
【実施例】
【０１２４】
本発明の発明者らは、以下の実験を行った。
【０１２５】
プレコート鋼板１は、アシストガスとして窒素を用いたＣＯ２レーザを使用して、異なるレーザ切断線形エネルギーを使用して、レーザ切断によってプレコート鋼帯２から切り出した。プレコート鋼板１は、長方形の形状を有していた。
【０１２６】
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。
【０１２７】
測定は、走査型電子顕微鏡で撮影された対象のエッジ面の画像に基づいて行い、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。
【０１２８】
実験は、４ｋＷの出力を有するＣＯ２レーザを使用して行われた。窒素圧は、２〜１８バールの間であった。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
この鋼は、商品名Ｕｓｉｂｏｒ１５００で知られている。
【０１３２】
プレコーティング５は、溶融金属槽で鋼帯２を溶融めっきすることによって得られた。
【０１３３】
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。
【０１３４】
金属合金層の平均合計厚さは２０μｍであった。
【０１３５】
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である。
【０１３６】
ストリップの厚さは１．５ｍｍであった。
【０１３７】
図６は、この一連の実験における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の対象のエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの表面割合（Ａｌ比率）のグラフである。
【０１３８】
図６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。
【０１３９】
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０．３ｋＪ／ｃｍ以上である。
【０１４０】
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。
【０１４１】
したがって、本願発明者らは、予想外の方法で、０．６ｋＪ／ｃｍ以上の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ことを見出した。
【０１４２】
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。
【０１４３】
本願発明者らはさらに、本発明による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、充填材材料を使用せずに突合せ溶接して溶接ブランクを得、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製造する実験を行った。
【０１４４】
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。
【０１４５】
したがって、本発明による方法は、溶接部に相対的な硬度低下が生じないため、有利である。
【０１４６】
実際、他のプレコート鋼板に溶接されるエッジ面のアルミニウムの割合を６％以下にすることができるという事実により、このようなプレコート鋼板から得られるプレス硬化鋼部品は、エッジ面のアルミニウムの表面割合が６％より高いプレコート鋼板と比較して、機械的特性が改善される。
【０１４７】
さらに、エッジ面の基板領域１４上で０．３％未満のアルミニウムの表面割合を得ることは、経済的な観点からはコストがかかりすぎる。
【０１４８】
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、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。
【０１４９】
さらに、このような部品は、溶接操作に先立ってカットエッジ面に存在するアルミニウムのトレースを除去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。
【０１５０】
本発明による方法は、レーザ切断線形エネルギーを所定の範囲内に制御するだけで、レーザ切断により、カットエッジ面の基板領域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を可能にするため、生産性の向上に関してさらに特に有利である。
【０１５１】
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、アシストガスとして純粋な又はアルゴン／窒素混合物の形態のいずれかの窒素、アルゴンを使用することは特に興味深い。窒素及び／又はアルゴンとヘリウムとの混合物も、純粋なヘリウムよりも安価であるため、興味深い。
【０１５２】
レーザ切断中の線形エネルギーを所定の範囲内に制御することにより、カットエッジ面１３の基板領域１４上のアルミニウムの量が減少するという事実は、全く予想外である。さらに、実際に通常実施される線形エネルギーよりも大きい線形エネルギーをレーザ切断に使用しながら、全体的な生産性を改善することができることは予想外である。実際、同じレーザ出力の場合、線形エネルギーの増加は、切断速度を相対的に低下させることによってのみ得ることができる。
【図１】
2021500237.tif 000005
【図２】
2021500237.tif 000006
【図３】
2021500237.tif 000007
【図４】
2021500237.tif 000008
【図５】
2021500237.tif 000009
【図６】
2021500237.tif 000010
【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基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）が基板部分（１４）及びプレコーティング部分（１５）を含み、並びに前記プレコート鋼板（１）の厚さは１ｍｍ〜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）のアルミニウム低減ゾーン（２０）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）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％の間に含まれてい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）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）にわたって、アシストガスとして不活性ガスを用いて、０．６ｋＪ／ｃｍ以上のレーザ切断線形エネルギーを用いて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アシストガスの圧力が、２〜１８バールに含まれる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン又はそれらのガスの混合物の中から選択される、請求項２又は請求項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２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザ切断工程が、固体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７】
前記固体レーザが、Ｎｄ：ＹＡＧ型レーザ、ディスクレーザ、ダイオードレーザ又はファイバレーザである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間に含まれる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プレコーティング（５）の厚さが、１９μｍ〜３３μｍの間に含まれる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）が、前記カットエッジ面（１３）の全長にわたって延在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の長さが、前記カットエッジ面（１３）の全長よりも厳密に短い、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
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１〜１１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）の前記アルミニウム低減ゾーン（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１３】
前記溶接が、レーザ溶接操作である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記突合せ溶接工程に先立って、前記第１及び第２のプレコート鋼板（１）のそれぞれについて、それぞれのプレコート鋼板（１）のアルミニウム低減ゾーン（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１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
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１４に記載の方法。
【請求項１６】
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１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーザ溶接が、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１２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
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１７に記載の方法。
【請求項１９】
プレス硬化鋼部品の製造方法であって、以下の連続する工程：
−  請求項１２〜１８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形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前記プレス硬化鋼部品を得る工程と
を含む、製造方法。
【請求項２０】
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１９に記載の鋼部品の製造方法。
【請求項２１】
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１ｍｍ〜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、前記プレコート鋼板（１）の面（４’）の間に延在し、基板領域（１４）と少なくとも１つのプレコーティング領域（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、並びに
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アルミニウム低減ゾーン（２０）を含み、前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の前記基板領域（１４）上のアルミニウムの表面割合は０．３％〜６％の間に含まれている、プレコート鋼板（１）。
【請求項２２】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）が、前記カットエッジ面（１３）の全長にわたって延在する、請求項２１に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２３】
前記アルミニウム低減ゾーン（２０）の長さが、前記カットエッジ面（１３）の全長よりも厳密に短い、請求項２１に記載のプレコート鋼板（１）。
【請求項２４】
前記プレコート鋼板（１）の厚さが、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間に含まれる、請求項８に記載の方法。
【請求項２５】
突合わせ溶接工程中に、前記第一及び第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）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）が他方の前記プレコート鋼板（１）の前記アルミニウム低減ゾーン（２０）に面するように配置する請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
2021500237.tif 000011
2021500237.tif 000012