(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミを主体とするめっき鋼板を、少なくとも４５０℃以上の温度範囲の雰囲気中の酸素濃度を２０％以下とし、最高加熱温度を８００〜１０００℃にして加熱し高温成形することを特徴とする外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のめっき鋼板の加熱成形方法において、前記めっき鋼板は、０．１５＜Ｃ＜０．５、０．１５＜Ｍｎ＜０．５、０．１＜Ｓｉ＜０．５、０．０１＜Ｃｒ＜１、Ｔｉ＜０．２、Ａｌ＜０．１、Ｐ＜０．１、Ｓ＜０．０５、０．０００５＜Ｂ＜０．０８の成分を有し、残部がＦｅと不可避的不純物で構成されていることを特徴とする外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法。なお、単位はｗｔ％である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い機械強度と優れたプレス成形性を両立するための高温プレス成形に使用する加熱成形用鋼板の加熱成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護と地球温暖化を防止するため、化石燃料の消費を抑制する動きが強まっており、移動手段として我々の生活に欠かせない自動車においても車体の軽量化が強く求められている。
この軽量化を達成するためには、従来に比べ高い機械強度を有する材料を使用することが必要となるが、一般に高い強度を有する材料は曲げ加工などの成形加工において形状凍結性が低下する傾向にあり、また複雑な形状のものに対しては成形そのものが困難である。これらの問題を解決する方法のひとつとして鋼板を８００℃以上の高温に加熱し、プレス加工を行った後冷却するいわゆる高温（ホット）プレスによる方法が有望である。高温プレスに使用する鋼板はめっきを行っていない材料を用いた場合、鋼板を８００℃以上の高温に加熱するために表面に酸化物（スケール）が発生し、それを取り除くための工程が必要となる。また、耐食性を必要とする部材などでは、表面に防錆処理や金属被覆する必要があり、表面清浄化工程、表面処理工程が必要となる。
これらの欠点を克服する方法として、特開２０００−３８６４０公報に開示されているように、Ａｌ（アルミニウム）系の金属被覆を施した鋼板を用いる知見が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した加熱成形用鋼板では、目的とする材料強度は得られるものの、プレス加工前の予備加熱条件によっては、めっき表層に生成するＡｌとＦｅの金属間化合物の酸化物（スケール）が発生し、外観を損ねると共に表面に塗装が出来なくなるといった問題点があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、加熱時における金属間化合物の酸化反応を制御することで美麗な外観を有し、かつ優れた被塗装性を可能とする外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法は、アルミを主体とするめっき鋼板を、少なくとも４５０℃以上の温度範囲の雰囲気中の酸素濃度を２０％以下とし、最高加熱温度を８００〜１０００℃にして加熱し高温成形している。
このようにめっきした鋼板を成形加工するための加熱中の酸素濃度を設定するので、加熱中に形成されるめっき層と鋼板（Ｆｅ）の金属間化合物の酸化による変色を防止することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに図１は本発明の一実施の形態に係る外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法を使用した加熱雰囲気の説明図、図２は同外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法を使用した変形例に係る加熱雰囲気の説明図である。
本発明の一実施の形態に係る外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法は、厚みが例えば１〜２ｍｍ程度で、例えば自動車の製造に使用するめっきした鋼板を、めっきに使用した金属の融点以上、例えば８００〜１０００℃程度に加熱し、プレス加工（成形加工）を行なった後冷却するいわゆる高温（ホット）プレスを行なう場合に適用する方法で、鋼板の加熱を２０％以下の酸素濃度の雰囲気下で行なう方法である。
【０００６】
なお、本実施の形態では、図１に示すように、酸素濃度を２０％以下（例えば、１５％）として加熱した。このめっきした鋼板は、例えば０．１５＜Ｃ＜０．５、０．１５＜Ｍｎ＜０．５、０．１＜Ｓｉ＜０．５、０．０１＜Ｃｒ＜１、Ｔｉ＜０．２、Ａｌ＜０．１、Ｐ＜０．１、Ｓ＜０．０５、０．０００５＜Ｂ＜０．０８の成分を有し、残部がＦｅと不可避的不純物で構成されている。なお、単位はｗｔ％である。以下、詳しく説明する。
めっきに使用する金属としては、Ａｌを主体とする金属として、例えば純Ａｌ、Ａｌ−１０Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｒ等を、また、Ｓｎを主体とする金属として、例えば純Ｓｎやその合金等を使用できる。
めっきにＡｌを主体とする金属を使用した場合、鋼板を加熱することで、めっき皮膜（この実施の形態では５〜３０μｍ程度の厚み）の表層部に、Ａｌと鋼板の成分であるＦｅとの金属間化合物、例えばＦｅＡｌ3 が形成される。この金属間化合物は耐酸化性がＡｌに比べて劣るが、加熱時の酸素濃度を１５％としているため、前記金属間化合物が酸化されることを防止できる。
また、図２に示すように、めっきにＡｌを主体とする金属を使用した場合、Ａｌそのものは良好な耐酸化性を有していることから、ＡｌとＦｅの金属間化合物が形成される温度（ここでは４５０℃）以上の温度域のみ酸素濃度を２０％以下とすれば金属間化合物の酸化を防止できる。
【０００７】
【実施例】
本発明に係る外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法を適用し、試験を行った結果について説明する。なお、ここではめっきした鋼板を成形加工するための加熱時に設定する最も好ましい条件、即ち常温から最高加熱温度までの領域の全ての酸素濃度を２０％以下として試験を行った。熱間圧延、冷間圧延を経て製造された板厚１．２ｍｍの冷延鋼板（Ｃ：０．２０、Ｓｉ：０．０２、Ｍｎ：０．１６、Ｐ：０．００９、Ｓ：０．０１０、Ａｌ：０．０５、Ｔｉ：０．１２、Ｃｒ：０．００３を有し、残部がＦｅと不可避的不純物からなる）を無酸化炉・還元炉方式のラインを使用して７００〜８００℃程度で還元焼鈍を行った後、表１に示すめっき浴に浸漬して溶融めっきを行った。なお、鋼板中の各成分の単位はｗｔ％である。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
鋼板をめっきした後は、ガスワイピングで鋼板に対するめっき付着量を片面あたり５〜３０μｍに調整した。このときのめっき組成は表１中の元素以外に２ｗｔ％のＦｅが含まれていたが、Ｆｅは浴中の機器や鋼板（ストリップ）から供給される不可避のものである。このＡｌを主体とする金属及びＳｎを主体とする金属でそれぞれめっきした鋼板を、９５０℃に温度設定した電気ヒーター炉に入れて表２、表３に示す酸素濃度雰囲気で加熱し、熱処理した。こうして製造しためっき鋼板について、熱処理後の鋼板の酸化状態と塗装密着性を評価した。
熱処理を行うための加熱手段としては交流による直接通電加熱を用い、表２に示す加熱パターンで熱処理を行った。なお、表２は本発明の実施例であり、表３は比較例である。また、表２、表３中の表面酸化とは、金属をめっきした鋼板の表面外観に変化がないもの、即ち良品を○、鋼板の表面外観がブルーイング（酸化膜による光の干渉色）が発生したもの、即ち不良品を×とした。また表２、表３中の被塗装性とは、金属をめっきした鋼板の加熱、冷却後に電着塗装が可能なもの、即ち良品を○、電着塗装が均一に付着しないもの、即ち不良品を×とした。
【００１０】
【表２】
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【００１１】
【表３】
0004884622.tif 000004
【００１２】
符号１から１０は、常温から９５０℃までの加熱の際の酸素濃度を全て２０％以下としているため、加熱時に形成される金属間化合物の酸化を防止でき、すぐれた被塗装性が得られている。
また、符号１１から１３は、めっきに、いずれもＡｌを主体とした金属を使用しているため、常温から４００℃までの加熱時の酸素濃度が２１％であっても、金属間化合物の酸化を防止でき、優れた被塗装性が得られている。一方符号１４から２３は、いずれも前記温度域、とくに４５０℃以上の温度域において酸素濃度が２１％と高く、被塗装性が低下した。
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、前記実施の形態においては、めっきに使用する金属として、Ａｌ及びＳｎを主体とした金属を使用した場合について説明したが、めっきに使用した金属の融点が、めっきした鋼板を成形加工するための加熱時における最高加熱温度（例えば８００〜１０００℃程度）以下で、その金属から形成される金属間化合物が成形加工時の加熱温度、即ち前記最高加熱温度より高い融点を備えた金属であれば、すべて適用可能である。
また、めっきした鋼板の加熱方法としては、特に限定されるものではなく、例えば誘導加熱、赤外線加熱、燃焼炉等を使用することができる。
更に酸素濃度を低減する手段についても、特に限定されるものではなく、例えば窒素、アルゴン、二酸化炭素等の非酸化性ガスであれば、すべて適用可能である。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法においては、めっきした鋼板を成形加工するための加熱時に、所定の酸素濃度を設定するので、耐酸化性の劣る、めっきに使用した金属とＦｅの金属間化合物が形成されても、酸化が抑制され、表面外観が変化したり、被塗装性が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法を使用した加熱雰囲気の説明図である。
【図２】同外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法を使用した変形例に係る加熱雰囲気の説明図である。
【図１】
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【図２】
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