(57)【要約】  プレス焼入れされた被覆部品の製造方法であって、Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）を準備し、炉の各区域は、設定温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ、ΘｉＦ、．．、ΘＮＦでそれぞれ加熱され、以下の連続するステップを実施し、すなわち、厚さｔｈが０．５〜５ｍｍの間に含まれ、厚さが１５〜５０μｍの間に含まれるアルミニウム合金プレコートで被覆された鋼基板を含み、放射率係数が０．１５（１＋ａ）に等しく、ａは０〜２．４の間に含まれる鋼板を準備し、鋼板を切断してプレコート鋼ブランクを得、その後、プレコート鋼ブランクを、５〜６００秒の間に含まれる持続時間ｔｉの間、炉の区域１に配置し、Θ１Ｆ及びｔ１は、Θ１Ｆｍａｘ＞Θ１Ｆ＞Θ１Ｆｍｉｎ、Θ１Ｆｍａｘ＝（５９８＋ＡｅＢｔ１＋ＣｅＤｔ１）及びΘ１Ｆｍｉｎ＝（５５０＋Ａ’ｅＢ’ｔ１＋Ｃ’ｅＤ’ｔ１）であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’はＡ＝（７６２ｅ０．０７１ｔｈ−４２６ｅ−０．８６ｔｈ）（１−０．３４５α）、Ｂ＝（−０．０３１ｅ−２．１５１ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９４ｔｈ）（１＋０．１９１α）、Ｃ＝（３９４ｅ０．１９３ｔｈ−４３４．３ｅ−１．７９７ｔｈ）（１−０．３６４α）、Ｄ＝（−０．０２９ｅ−２．６７７ｔｈ−０．０１１ｅ−０．２９８ｔｈ）（１＋０．４７５α）、Ａ’＝（６２５ｅ０．１２３ｔｈ−４７６ｅ−１．５９３ｔｈ）（１−０．３４５α）、Ｂ’＝（−０．０５９ｅ−２．１０９ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９１ｔｈ）（１＋０．１９１α）、Ｃ’＝（３９３ｅ０．１９０ｔｈ−１８０ｅ−１．８５８ｔｈ）（１−０．３６４α）、Ｄ’＝（−０．０４４ｅ−２．９１５ｔｈ−０．０１２ｅ−０．３２４ｔｈ）（１＋０．４７５α）であり、Θ１Ｆ、Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎは℃で表され、ｔ１は秒で表され、ｔｈはｍｍで表され、その後プレコート鋼ブランクを、設定温度Θ２Ｆ＝Θ１Ｂで加熱された炉の区域２に移し、プレコート鋼ブランクを持続時間ｔ２の間等温に維持し、Θ２Ｆ及びｔ２は、ｔ２ｍｉｎ≧ｔ２≧ｔ２ｍａｘ、ｔ２ｍｉｎ＝０．９５ｔ２＊及びｔ２ｍａｘ＝１．０５ｔ２＊及びｔ２＊＝ｔ１２（−０．０００７ｔｈ２＋０．００２５ｔｈ−０．００２６）＋３３９５２−（５５．５２×Θ２Ｆ）であり、Θ２Ｆは℃で表され、ｔ２、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍａｘ及びｔ２＊は秒で表され、ｔｈはｍｍで表され、その後８５０〜９５０℃の間に含まれる最高ブランク温度ΘＭＢに達するようにプレコート鋼ブランクを炉のさらなる区域（３，．．．ｉ，．．．Ｎ）に移し、Θ２Ｆ〜ΘＭＢの間のブランクの平均加熱速度Ｖａは５〜５００℃／秒の間に含まれ、加熱された鋼ブランクを炉からプレスへ移し、その後加熱された鋼ブランクをプレス内で熱間成形して部品を得、その後マルテンサイト又はベイナイトから選択される少なくとも１つの成分を含む、鋼基材中の微細組織を得るために、ある冷却速度で部品を冷却する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス焼入れされた被覆部品の製造方法であって、
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）を準備し、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ．．．、Ｎは、設定温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ、．．．ΘｉＦ、．．．、ΘＮＦでそれぞれ加熱され、
・この順に、以下の連続するステップを実施し、すなわち
・厚さｔｈが０．５〜５ｍｍの間に含まれ、厚さが１５〜５０マイクロメートルの間に含まれるアルミニウム合金プレコートで被覆された鋼基材を含み、鋼板の室温における放射率係数が０．１５（１＋α）に等しく、αは０〜２．４の間に含まれる、少なくとも１枚の鋼板を準備するステップ、その後
・前記少なくとも１枚の鋼板を切断して少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを得るステップ、その後
・前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを、５〜６００秒の間に含まれる持続時間ｔ１の間、炉の区域１に配置し、Θ１Ｆ及びｔ１は、以下のようであり、
Θ１Ｆｍａｘ＞Θ１Ｆ＞Θ１Ｆｍｉｎ
Θ１Ｆｍａｘ＝（５９８＋ＡｅＢｔ１＋ＣｅＤｔ１）で
Θ１Ｆｍｉｎ＝（５５０＋Ａ’ｅＢ’ｔ１＋Ｃ’ｅＤ’ｔ１）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’は以下のようであり、
Ａ＝（７６２ｅ０．０７１ｔｈ−４２６ｅ−０．８６ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ＝（−０．０３１ｅ−２．１５１ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９４ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ＝（３９４ｅ０．１９３ｔｈ−４３４．３ｅ−１．７９７ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ＝（−０．０２９ｅ−２．６７７ｔｈ−０．０１１ｅ−０．２９８ｔｈ）（１＋０．４７５α）
Ａ’＝（６２５ｅ０．１２３ｔｈ−４７６ｅ−１．５９３ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ’＝（−０．０５９ｅ−２．１０９ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９１ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ’＝（３９３ｅ０．１９０ｔｈ−１８０ｅ−１．８５８ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ’＝（−０．０４４ｅ−２．９１５ｔｈ−０．０１２ｅ−０．３２４ｔｈ）（１＋０．４７５α）
ここで、Θ１Ｆ、Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎは℃で表され、ｔ１は秒で表され、ｔｈはｍｍで表され、炉の区域１の出口におけるプレコート鋼ブランクの温度はΘ１Ｂであるステップ、その後
・前記少なくとも1つのプレコート鋼ブランクを、設定温度Θ２Ｆ＝Θ１Ｂで加熱された炉の区域２内に移し、プレコート鋼ブランクを持続時間ｔ２の間等温に維持し、Θ２Ｆ及びｔ２は以下のようであり、
ｔ２ｍｉｎ≧ｔ２≧ｔ２ｍａｘ
ただし、ｔ２ｍｉｎ＝０．９５ｔ２＊及びｔ２ｍａｘ＝１．０５ｔ２＊、
ｔ２＊＝ｔ１２（−０．０００７ｔｈ２＋０．００２５ｔｈ−０．００２６）＋３３９５２−（５５．５２×Θ２Ｆ）
ここで、Θ２Ｆは℃で表され、ｔ２、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍａｘ及びｔ２＊は秒で表され、ｔｈはｍｍで表されるステップ、その後
・８５０〜９５０℃の間に含まれる最高ブランク温度ΘＭＢに達するように、前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを炉のさらなる区域（３，．．．ｉ，．．．Ｎ）に移し、Θ２Ｆ〜ΘＭＢの間のブランクの平均加熱速度Ｖａは５〜５００℃／秒の間に含まれるステップ、その後
・前記少なくとも１つの加熱された鋼ブランクを炉からプレスへ移すステップ、その後
・前記少なくとも１つの加熱された鋼ブランクをプレス内で熱間成形して少なくとも１つの部品を得、その後、
マルテンサイト又はベイナイトの中から選択される少なくとも１つの成分を含む、鋼基材中の微細組織を得るために、ある冷却速度で前記少なくとも１つの部品を冷却する
ことを含む方法。
【請求項２】
加熱速度Ｖａが、５０〜１００℃／秒の間に含まれる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記プレコートが、重量で、５〜１１％のＳｉ、２〜４％のＦｅ、任意に０．００１５〜０．００３０％のＣａを含み、残りがアルミニウム及び加工に固有の不純物である、請求項１又は２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４】
速度Ｖａでの加熱が、赤外線加熱によって行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
速度Ｖａでの加熱が、誘導加熱によって行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの鋼ブランクが、一定ではなく、ｔｈｍｉｎからｔｈｍａｘの間で変化する厚さを有し、比率ｔｈｍａｘ／ｔｈｍｉｎが≦１．５であり、前記製造方法が、ｔｈ＝ｔｈｍｉｎで決定されるΘ１Ｆ及びｔ１を有する炉の区域１で実施され、ｔｈ＝ｔｈｍａｘで決定されるΘ２Ｆ及びｔ２を有する炉の区域２で実施される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
炉の区域２内に前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを維持した後、炉のさらなる区域に前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを移動させる前に、前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを室温まで冷却して、冷却された被覆鋼ブランクを得る、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記冷却された被覆鋼ブランクが、０．３３〜０．６０の間に含まれる比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓを有し、Ｍｎｓｕｒｆは、重量％で表される冷却された被覆鋼ブランクの表面上のＭｎ含有率であり、Ｍｎｓは、重量％で表される鋼基材のＭｎ含有率である、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
加熱速度Ｖａが３０℃／秒より速い、請求項７又は８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
加熱速度が抵抗加熱によって得られる、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
・厚さｔｈを有する複数のブランクバッチが準備され、少なくとも１つ（Ｂ１）は、α＝α１を有するバッチであり、少なくとも１つは、α＝α２を有するバッチ（Ｂ２）であり、α１≠α２であり、
・バッチ（Ｂ１）は、請求項１に従って選択された方法の条件下（Θ１Ｆ（α１）、ｔ１（α１）、Θ２（α１）、ｔ２（α１））でプレス焼入れされ、その後、
・バッチ（Ｂ２）は、請求項１に従って選択された方法の条件下（Θ１Ｆ（α２）、ｔ１（α２）、Θ２（α２）、ｔ２（α２））でプレス焼入れされ、
・炉の区域（３、．．．ｉ、．．．Ｎ）における温度及び持続時間は、（Ｂ１）及び（Ｂ２）について同一である、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの鋼板を切断した後、炉の区域１に前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを配置する前に、室温における前記プレコート鋼ブランクの放射率が測定される、請求項１又は１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記冷却された被覆鋼ブランクは、０．３３〜０．６０の間に含まれる比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓを有し、Ｍｎｓｕｒｆは、重量％で表される、冷却された被覆鋼ブランクの表面上のＭｎ含有率であり、Ｍｎｓは、重量％で表される、鋼基材のＭｎ含有率である、請求項７に記載の製造方法。
【請求項１４】
加熱されたブランクからプレス焼入れ部品を製造する観点から、ブランクのバッチを加熱するための装置であって、
・加熱前に室温でのブランクのバッチの初期放射率をオンラインで測定する装置であって、炉（Ｆ）の前に配置され、特性決定されるブランクに向けられた赤外線源及び反射フラックスを受けて反射率を測定するセンサを含む装置、
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）であって、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ、．．．Ｎは炉の各区域内の温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ．．．ΘｉＦ、，．．ΘＮＦを独立に設定するための加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．、Ｈｉ、ＨＮ）を有する炉、
・ブランクを各区域ｉから区域ｉ＋１に向かって続けて連続的に移動させる装置、
・請求項１に従って値Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎ、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍｉａｘを計算するためのコンピュータ装置、
・ブランクの異なったバッチ間の初期放射率の変化が検出された場合、計算された温度を伝達し、計算された温度に従って設定温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ．．．ΘｉＦ、，．．ΘＮＦを調整するために加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．Ｈｉ、ＨＮ）におけるエネルギー入力の最終的な修正を実施するための装置
を備える装置。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法で製造された鋼部品の使用であって、車両の構造部品又は安全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、いわゆるプレス焼入れ部品又はホットプレス成形部品を得るために、加熱、プレス成形、及び冷却されたアルミニウムメッキプレコート鋼板から出発して、部品を製造する方法に関する。これらの部品は、自動車又はトラックの侵入防止機能又はエネルギー吸収機能を確保するために使われる。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業における最近のホワイトボディ構造の製造について、プレス焼入れ法（ホットスタンピング法又はホットプレス成形法とも呼ばれる）は、自動車の安全性及び軽量化を高められる高い機械的強度を有する鋼部品の生産のための成長している技術である。
【０００３】
アルミニウムメッキプレコート板又はブランクを用いるプレス焼入れの実施は、特に、刊行物ＦＲ２７８０９８４及びＷＯ２００８０５３２７３から知られており、熱処理可能なアルミニウムメッキ鋼板を切断してブランクを得、炉内で加熱し、プレス内にすばやく移し、プレスダイ内で熱間成形し、冷却する。炉内での加熱の間、アルミニウムプレコートは鋼基材の鉄と合金化され、その結果、脱炭及びスケール形成に対する鋼表面の保護を確実にする化合物を形成する。この化合物は、プレス内での熱間成形を可能にする。加熱は、基材鋼をオーステナイトに部分的又は完全に変態させることができる温度で行われる。このオーステナイトは、プレスダイからの熱伝達によって引き起こされる冷却中に、それ自体をマルテンサイト及び／又はベイナイトのような微細組織成分に変化させ、鋼の構造的焼き入れを達成する。その後、プレス焼入れ後に高い硬度及び機械的強度が得られる。
【０００４】
典型的な方法では、基材中に完全なオーステナイトの微細組織を得るために、プレコートされたアルミニウムメッキ鋼ブランクを３〜１０分間炉内で最高温度８８０〜９３０℃まで加熱し、その後数秒以内にプレス内に移し、直ちに所望の部品形状に熱間成形し、同時にダイの急冷によって焼き入れする。部品の変形区域においてさえ完全なマルテンサイト組織が望まれる場合、２２ＭｎＢ５鋼から出発して、冷却速度は５０℃／秒より高くなければならない。約５００ＭＰａの初期引張強度から出発して、最終プレス焼入れ部品は、完全なマルテンサイト微細組織及び約１５００ＭＰａの引張強度値を有する。
【０００５】
ＷＯ２００８０５３２７３に説明されているように、ホットプレス成形前のブランクの熱処理は、ブランクがセラミックローラー上を連続して移動するトンネル炉内で最も頻繁に行われる。これらの炉は一般に、互いに断熱された異なる区域から構成され、各区域は個々の加熱手段を有する。加熱は一般に、放射管又は放射電気抵抗を用いて行われる。各区域において、設定温度は、残り区域の値から事実上独立した値に調整することができる。
【０００６】
所定の区域内を移動するブランクが受ける熱サイクルは、この区域の設定温度、考慮される区域の入口におけるブランクの初期温度、ブランクの厚さ及びその放射率、並びに炉内でのブランクの移動速度等のパラメータに依存する。ローラーを汚すおそれのあるプレコートの溶融のために、加熱炉に問題が生じることがある。汚れの結果、ときおり生産ラインをメンテナンスのために一時的に停止しなければならず、ラインの生産性が低下する。
【０００７】
狭い範囲（典型的には各面に２０〜３３ミクロンのアルミニウムプレコート）での初期コーティング変動の調節及び加熱速度の制限によって、溶融のリスクは低下する。しかし、ライン内の温度サイクルの管理のための一般的なガイドラインが存在するにもかかわらず、最適な処理パラメータを選択するにはかなりの困難が残っている。
【０００８】
より正確には、ホットスタンピング業界は、最良の設定を選択するための相反する要求に直面している。すなわち、
・一方では、プレコートの溶融のリスクは、遅い加熱速度及び遅いライン速度の選択によって低下させることができる。
・他方、高いライン生産性には高い加熱速度及び高いライン速度が必要となる。
【０００９】
したがって、アルミニウムプレコートの溶融のリスクを完全に回避し、同時に可能な限り高い生産性を提供する製造方法に対する必要性が存在する。
【００１０】
さらに、上述のように、炉内でブランクが受ける熱サイクルは、その初期放射率に依存する。ラインの設定は、ある初期値の放射率を持つ鋼ブランクによく適している。異なる初期放射率係数を有する別のブランクが連続して提供される場合、前記ライン設定はこの他の板には理想的に適していないことがある。したがって、初期ブランク放射率を考慮に入れて、炉内の設定を簡単かつ迅速に適応させることを可能にする方法に対する必要性が存在する。
【００１１】
さらに、プレコート鋼ブランクは、均一でない厚さを有することがある。これは、いわゆる「テーラード圧延ブランク」の場合であり、これは、板の長さ方向に沿って可変である力で圧延する方法によって得られる板を切断することによって得られる。あるいは、これは、厚さの異なる少なくとも２つのサブブランクの溶接によって得られる、いわゆる「テーラード溶接ブランク」の場合にもあり得る。不均一な厚さを有するこれらのブランクについては、溶融のリスクを回避すると同時に加熱速度を最大にするために、このようなブランクの加熱を誘導する方法が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】仏国特許発明第２７８０９８４号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／０５３２７３号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的のために、本発明は、以下を含むプレス焼入れされた被覆部品の製造方法に関する。
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）を準備し、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ．．．、Ｎは、設定温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ、．．．ΘｉＦ、．．．、ΘＮＦでそれぞれ加熱され、
・この順に、以下の連続するステップを実施し、すなわち
・厚さｔｈが０．５〜５ｍｍの間に含まれ、厚さが１５〜５０マイクロメートルの間に含まれるアルミニウム合金プレコートで被覆された鋼基材を含み、鋼板の室温における放射率係数が０．１５（１＋α）に等しく、αは０〜２．４の間に含まれる、少なくとも１枚の鋼板を準備するステップ、その後
・鋼板を切断してプレコート鋼ブランクを得るステップ、その後
・プレコート鋼ブランクを、５〜６００秒の間に含まれる持続時間ｔ１の間、炉の区域１に配置し、Θ１Ｆ及びｔ１は、以下のようであり、
Θ１Ｆｍａｘ＞Θ１Ｆ＞Θ１Ｆｍｉｎ
Θ１Ｆｍａｘ＝（５９８＋ＡｅＢｔ１＋ＣｅＤｔ１）で
Θ１Ｆｍｉｎ＝（５５０＋Ａ’ｅＢ’ｔ１＋Ｃ’ｅＤ’ｔ１）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’は以下のようであり、
Ａ＝（７６２ｅ０．０７１ｔｈ−４２６ｅ−０．８６ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ＝（−０．０３１ｅ−２．１５１ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９４ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ＝（３９４ｅ０．１９３ｔｈ−４３４．３ｅ−１．７９７ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ＝（−０．０２９ｅ−２．６７７ｔｈ−０．０１１ｅ−０．２９８ｔｈ）（１＋０．４７５α）
Ａ’＝（６２５ｅ０．１２３ｔｈ−４７６ｅ−１．５９３ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ’＝（−０．０５９ｅ−２．１０９ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９１ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ’＝（３９３ｅ０．１９０ｔｈ−１８０ｅ−１．８５８ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ’＝（−０．０４４ｅ−２．９１５ｔｈ−０．０１２ｅ−０．３２４ｔｈ）（１＋０．４７５α）
ここで、Θ１Ｆ、Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎは℃で表され、ｔ１は秒で表され、ｔｈはｍｍで表され、炉の区域１の出口におけるプレコート鋼ブランクの温度はΘ１Ｂであるステップ、その後
・前記少なくとも1つのプレコート鋼ブランクを、設定温度Θ２Ｆ＝Θ１Ｂで加熱された炉の区域２内に移し、プレコート鋼ブランクを持続時間ｔ２の間等温に維持し、Θ２Ｆ及びｔ２は以下のようであり、
ｔ２ｍｉｎ≧ｔ２≧ｔ２ｍａｘ
ただし、ｔ２ｍｉｎ＝０．９５ｔ２＊及びｔ２ｍａｘ＝１．０５ｔ２＊、
ｔ２＊＝ｔ１２（−０．０００７ｔｈ２＋０．００２５ｔｈ−０．００２６）＋３３９５２−（５５．５２×Θ２Ｆ）
ここで、Θ２Ｆは℃で表され、ｔ２、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍａｘ及びｔ２＊は秒で表され、ｔｈはｍｍで表されるステップ、その後
・８５０〜９５０℃の間に含まれる最高ブランク温度ΘＭＢに達するように、前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを炉のさらなる区域（３，．．．ｉ，．．．Ｎ）に移し、Θ２Ｆ〜ΘＭＢの間のブランクの平均加熱速度Ｖａは５〜５００℃／秒の間に含まれるステップ、その後
・鋼ブランクを炉からプレスへ移すステップ、その後
・加熱された鋼ブランクをプレス内で熱間成形して部品を得、その後、
マルテンサイト又はベイナイトの中から選択される少なくとも１つの成分を含む、鋼基材中の微細組織を得るために、ある冷却速度で部品を冷却する。
【００１４】
一実施形態によると、加熱速度Ｖａは、５０〜１００℃／秒の間に含まれる。
【００１５】
別の実施形態によると、プレコートは、重量で、５〜１１％のＳｉ、２〜４％のＦｅ、任意に０．００１５〜０．００３０％の間のＣａを含み、残りはアルミニウム及び加工に固有の不純物である。
【００１６】
特定の実施形態によると、速度Ｖａでの加熱は、赤外線加熱によって行われる。
【００１７】
別の特定の実施形態によると、速度Ｖａでの加熱は、誘導加熱によって行われる。
【００１８】
一実施形態によれば、鋼ブランクは、一定ではなく、ｔｈｍｉｎ〜ｔｈｍａｘの間で変化する厚さを有し、比率ｔｈｍａｘ／ｔｈｍｉｎは≦１．５であり、前記製造方法は、ｔｈ＝ｔｈｍｉｎで決定されるΘ１Ｆ及びｔ１を有する炉の区域１で実施され、ｔｈ＝ｔｈｍａｘで決定されるΘ２Ｆ及びｔ２を有する炉の区域２において実施される。
【００１９】
別の実施形態では、プレコート鋼ブランクを炉の区域２に維持した後、プレコート鋼ブランクを炉のさらなる区域に移す前に、プレコート鋼ブランクを室温まで冷却し、冷却された被覆鋼ブランクを得る。
【００２０】
一実施形態によると、冷却された被覆鋼ブランクは、０．３３〜０．６０の間に含まれる比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓを有し、Ｍｎｓｕｒｆは、重量％で表される冷却された被覆鋼ブランクの表面上のＭｎ含有率であり、Ｍｎｓは、重量％で表される鋼基材のＭｎ含有率である。
【００２１】
一実施形態によると、加熱速度Ｖａは、３０℃／秒よりも速い。
【００２２】
特定の実施形態では、加熱速度Ｖａは、抵抗加熱によって得られる。
【００２３】
別の特定の実施形態では、厚さｔｈを有する複数のブランクバッチが準備され、少なくとも１つ（Ｂ１）は、α＝α１を有するバッチであり、少なくとも１つは、α＝α２を有するバッチ（Ｂ２）であり、α１≠α２であり、
・バッチ（Ｂ１）は、請求項１に従って選択された方法の条件下（Θ１Ｆ（α１）、ｔ１（α１）、Θ２（α１）、ｔ２（α１））でプレス焼入れされ、その後、
・バッチ（Ｂ２）は、請求項１に従って選択された方法の条件下（Θ１Ｆ（α２）、ｔ１（α２）、Θ２（α２）、ｔ２（α２））でプレス焼入れされ、
・炉の区域（３、．．．ｉ、．．．Ｎ）における温度及び持続時間は、（Ｂ１）及び（Ｂ２）について同一である。
【００２４】
別の特定の実施形態では、鋼板を切断した後、炉の区域１にプレコート鋼ブランクを配置する前に、室温におけるプレコート鋼ブランクの放射率が測定される。
【００２５】
本発明は、上記のように製造された冷却された被覆鋼ブランクにも関し、冷却された被覆鋼ブランクは、０．３３〜０．６０の間に含まれる比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓを有し、Ｍｎｓｕｒｆは、重量％で表される冷却された被覆鋼ブランクの表面上のＭｎ含有率であり、Ｍｎｓは、重量％で表される鋼基材のＭｎ含有率である。
【００２６】
本発明はまた、加熱されたブランクからプレス焼入れ部品を製造するという観点から、ブランクのバッチを加熱するための装置に関し、この装置は、
・加熱前に室温でのブランクのバッチの初期放射率をオンラインで測定する装置であって、炉（Ｆ）の前に配置され、特性決定されるブランクに向けられた赤外線源及び反射フラックスを受けて反射率を測定するセンサを含む装置、
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）であって、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ、．．．Ｎは炉の各区域内の温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ．．．ΘｉＦ、，．．ΘＮＦを独立に設定するための加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．、Ｈｉ、ＨＮ）を有する炉、
・ブランクを各区域ｉから区域ｉ＋１に向かって続けて連続的に移動させる装置、
・請求項１に従って値Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎ、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍｉａｘを計算するためのコンピュータ装置、
・ブランクの異なったバッチ間の初期放射率の変化が検出された場合、計算された温度を伝達し、計算された温度に従って設定温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ．．．ΘｉＦ、，．．ΘＮＦを調整するために加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．Ｈｉ、ＨＮ）におけるエネルギー入力の最終的な修正を実施するための装置
を備える。
【００２７】
本発明はまた車両の構造部品又は安全部品の製造のための、上記のような方法で製造された鋼部品の使用に関する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を、限定を導入することなく、より詳細に記載し、実施例によって例示する。
【００２９】
厚さ０．５〜５ｍｍの範囲である鋼板を準備する。この板は、その厚さに応じて、熱間圧延、又は熱間圧延後に冷間圧延によって製造することができる。厚さが０．５ｍｍ未満では、厳しい平坦度要件を満たすプレス焼入れ部品を製造することは困難である。板の厚さが５ｍｍを超えると、厚さ内で熱勾配が生じ、その結果、微細組織の不均一性が生じる可能性がある。この板は、アルミニウム合金でプレコートされた鋼基材で構成される。基材の鋼は、熱処理可能な鋼、すなわち、オーステナイトドメインでの加熱及びさらなる焼き入れの後にマルテンサイト及び／又はベイナイトを得ることを可能にする組成を有する鋼である。
【００３０】
非限定的な例として、重量パーセントで表される以下の鋼組成を使用することができ、プレス焼入れ後に異なるレベルの引張強度を得ることができる。
・０．０６％≦Ｃ≦０．１％、１．４％≦Ｍｎ≦１．９％、合金化元素としてのＮｂ、Ｔｉ、Ｂの任意選択の添加、残りは鉄及び精密化から生じる不可避的不純物であり、
・０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．００５％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、Ｂ≦０．０１０％、残りは鉄及び精密化から生じる不可避的不純物であり、
・０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％、残りは鉄及び精密化から生じる不可避的不純物であり、
・０．２４％≦Ｃ≦０．３８％、０．４０％≦Ｍｎ≦３％、０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％、０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％、Ｃｒ≦２％、０．２５％≦Ｎｉ≦２％、０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％、Ｎｂ≦０．０６０％、０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％、０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、残りは鉄及び精密化から生じる不可避的不純物であり、
・プレコートは溶融アルミニウム合金、すなわち、重量で５０％より高いＡｌ含有率を有する合金である。好ましいプレコートは重量で、５〜１１％のＳｉ、２〜４％のＦｅ、任意に０．００１５〜０．００３０％のＣａを含み、残りはＡｌ及び精錬から生じる不純物であるＡｌ−Ｓｉである。このプレコートの特徴は、本発明の熱サイクルに特に適する。
【００３１】
このプレコートは溶融法から直接生じる。このことは、後で説明する加熱サイクルの前に、溶融アルミニウムメッキによって直接得られた板には追加の熱処理が行われないことを意味する。鋼板の両側のプレコート厚さは、１５〜５０マイクロメートルの間に含まれる。プレコート厚さが１５マイクロメートル未満の場合、ブランクの加熱中に形成される合金化コーティングは不十分な粗さを有する。したがって、この表面ではその後の塗装の接着性は低く、耐食性が低下する。
【００３２】
プレコート厚さが５０マイクロメートルを超える場合、鋼基材からの鉄との合金化は、コーティングの外側部分ではるかに困難になる。
【００３３】
その特定の組成及び粗さによれば、プレコートの放射率εは、０．１５〜０．５１の間に含まれることができる。放射率０．１５のプレコート板を基準板とすると、放射率の範囲は０．１５（１＋α）としても表すことができ、ここで、αは０〜２．４の間に含まれる。
【００３４】
加熱段階の前に、プレコート板は、製造される最終部品の幾何学的形状に関係する形状のブランクに切断される。このようにして、この段階で複数のプレコート鋼ブランクが得られる。
【００３５】
本発明の結果を達成するために、本発明者は、プレスにおけるブランクの移動及びさらなるプレス焼入れに先立つ加熱段階を以下の３つの主要な具体的なステップに分けなければならないという証拠を提示した。
・第１のステップにおいて、ブランクは、設定温度Θ１Ｆを有する炉の区域１内で持続時間ｔ１の間加熱される。
・第２のステップでは、ブランクは、設定温度Θ２Ｆを有する炉の区２内で持続時間ｔ２の間、等温的に維持される。
・第３のステップでは、ブランクは、オーステナイト化温度ΘＭＢまでさらなる区域で加熱される。
【００３６】
これら３つのステップについて、さらに詳しく説明する。
・厚さｔｈを有するブランクは、ローラー又はブランクを複数の区域の炉に移動させることを可能にする、他の適切な手段上に配置される。炉の第１の区域に入る前に、ブランクの放射率が測定される。実験によれば、本発明の枠組みの中で考慮されるプレコートのアルミニウム合金の放射率は、吸収率、すなわち、炉の温度でエネルギーを吸収する能力に非常に近いことが分かった。放射率は、オフライン法又はオンライン法のいずれかによって測定することができる。
【００３７】
オフライン法は、以下のステップを含む。すなわち、ブランクは、ブランクが最終的に炉の温度Ｔ∞に達する時間の間、高温、例えば、９００℃〜９５０℃の範囲で炉内で加熱される。ブランクの温度Ｔは熱電対によって測定される。測定値から、温度の関数としての放射率が次式を用いて計算される。
【数１】
2020509179.tif 000002
式中、
・ｔｈはブランクの厚さであり、
・ρは容積質量であり、
・Ｃｐは熱質量（ｍａｓｓｉｃ）容量であり、
・ｔは時間であり、
・ｈは対流伝熱係数であり、
・σはステファン−ボルツマン定数である
【００３８】
実験によると、放射率は２０℃からプレコートの固相線温度の間で事実上一定である。
【００３９】
放射率は、別法として、オンライン法によって、すなわち、炉に導入されるブランクに直接、ブランクの全反射率測定に基づくセンサを使用する装置によって測定することができる。それ自体公知の装置は、例えば、刊行物ＷＯ９８０５９４３号に記載されており、そこでは、赤外線源によって放射された放射線が、特性決定される製品によって反射される。センサは、反射フラックスを受け取り、反射率を測定し、それによってブランクの吸収率及び放射率を導き出すことを可能にする。
【００４０】
ブランクは、炉の第１の区域に導入され、５〜６００秒の間に含まれる持続時間ｔ１の間、その中に維持される。第１の区域の持続時間の終わりに、プレコートブランクの表面が５５０℃〜５９８℃の間に含まれるΘ１Ｂに達することが望ましい。温度が５９８℃を超えると、固相線温度に近いためプレコートが溶け、ローラーに何らかの汚れを生じるおそれがある。温度が５５０℃未満の場合、プレコートと鋼基材との間の拡散時間が長くなりすぎ、生産性が不十分となるであろう。
【００４１】
持続時間ｔ１が５秒未満である場合、例えば、ブランクの厚さが大きい場合等、状況によっては、目標温度範囲である５５０〜５９８℃に到達することは実際上不可能であろう。
【００４２】
持続時間ｔ１が６００秒より長い場合、ラインの生産性は不十分であろう。
【００４３】
炉の区域１におけるこの加熱ステップの間、プレコートの組成は、鋼基材の元素からの拡散によってわずかに富化されるが、この富化は、炉の区域２において起こる組成変化よりもはるかに重要ではない。
【００４４】
ブランク表面において５５０〜５９８℃の温度範囲に到達するために、本発明者は、炉の区域１の設定温度Θ１Ｆが、式（１）及び（２）によって規定される２つの具体的な値Θ１Ｆｍｉｎ及びΘ１Ｆｍａｘの間に含まれなければならないことの証拠を提示した。
Θ１Ｆｍａｘ＝（５９８＋ＡｅＢｔ１＋ＣｅＤｔ１）（１）
Θ１Ｆｍｉｎ＝（５５０＋Ａ’ｅＢ’ｔ１＋Ｃ’ｅＤ’ｔ１）（２）
【００４５】
（１）において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは以下によって規定される。
Ａ＝（７６２ｅ０．０７１ｔｈ−４２６ｅ−０．８６ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ＝（−０．０３１ｅ−２．１５１ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９４ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ＝（３９４ｅ０．１９３ｔｈ−４３４．３ｅ−１．７９７ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ＝（−０．０２９ｅ−２．６７７ｔｈ−０．０１１ｅ−０．２９８ｔｈ）（１＋０．４７５α）
【００４６】
（２）において、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’は以下によって規定される。
Ａ’＝（６２５ｅ０．１２３ｔｈ−４７６ｅ−１．５９３ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ’＝（−０．０５９ｅ−２．１０９ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９１ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ’＝（３９３ｅ０．１９０ｔｈ−１８０ｅ−１．８５８ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ’＝（−０．０４４ｅ−２．９１５ｔｈ−０．０１２ｅ−０．３２４ｔｈ）（１＋０．４７５α）
【００４７】
これらの式において、Θ１Ｆ、Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎは℃で表され、ｔ１は秒で表され、ｔｈはｍｍで表される。
【００４８】
したがって、設定温度Θ１Ｆは、板厚ｔｈ、プレコート放射率ε、及び第１の区域における持続時間ｔ１に従って正確に選択される。
【００４９】
炉の区域１の出口で、ブランクの温度Θ１Ｂは、好ましくは高温計のような遠隔感知装置によって測定することができる。ブランクはすぐに別の炉の区域２に移され、そこでは温度は測定温度Θ１Ｂに等しくなるように設定される。
【００５０】
次に、ブランクは区域２の中で、具体的に規定される持続時間ｔ２の間、等温的に維持され、ｔ２は、以下の式に従って、区域１の設定（Θ１Ｆ、ｔ１）及びブランクの厚さｔｈに依存する。
ｔ２ｍｉｎ≧ｔ２≧ｔ２ｍａｘ
式中、ｔ２ｍｉｎ＝０．９５ｔ２＊及びｔ２ｍａｘ＝１．０５ｔ２＊、及び
ｔ２＊＝ｔ１２（−０．０００７ｔｈ２＋０．００２５ｔｈ−０．００２６）＋３３９５２−（５５．５２×Θ２Ｆ）（３）
式中、Θ２Ｆは℃で表され、ｔ２、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍａｘ及びｔ２＊は秒で表され、ｔｈはｍｍで表される。
【００５１】
このステップの間、プレコートは基材組成からの元素、すなわち、鉄及びマンガン、の拡散によって次第に変化するので、プレコートの固相線温度は変化する。したがって、初期プレコートの固相線は、例えば、１０％のＳｉ、２％の重量の鉄、残りはアルミニウム及び不可避的不純物の組成に対して５７７℃に等しく、プレコートにおけるＦｅ及びＭｎの富化に伴い次第に増加する。
【００５２】
持続時間ｔ２がｔ２ｍａｘよりも長い場合、生産性が低下し、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｎの相互拡散が進行しすぎ、Ａｌ含有量の減少により耐食性が低下したコーティングが生じる可能性がある。
【００５３】
持続時間ｔ２がｔ２ｍｉｎより短い場合、ＡｌとＦｅとの相互拡散は不十分である。したがって、幾分かの未結合のアルミニウムが温度Θ２Ｆでコーティング中に存在し得、そのことはコーティングが部分的に液状となり、炉のローラーの汚れが生じることがあることを意味する。
【００５４】
炉の区域２の終わりに、この方法は、以下の２つの代替経路（Ａ）又は（Ｂ）に従ってさらに実施することができる。
・第１の経路（Ａ）において、ブランクは炉のさらなる区域（３、．．．、Ｎ）に移され、さらに加熱される。
・第２の経路（Ｂ）において、ブランクは室温まで冷却され、貯蔵され、その後さらに再加熱される。
【００５５】
経路（Ａ）において、ブランクはその温度Θ１Ｂから８５０〜９５０℃の間に含まれる最高温度ΘＭＢまで加熱される。この温度範囲により、基材の初期微細組織のオーステナイトへの部分的又は完全な変態を達成することが可能になる。
【００５６】
Θ１ＢからΘＭＢまでの加熱速度Ｖａは５〜５００℃／秒の間に含まれる。Ｖａが５℃／秒未満の場合は、ライン生産性の要件が満たされない。Ｖａが５００℃より高い場合、基材中のガンマジェン（ｇａｍｍａｇｅｎｅ）元素に富む一部の区域が、他の区域よりも急速かつ完全にオーステナイトに変態するおそれがあり、急速冷却後、この部品の幾分かの微細組織の不均一性が予想される。これらの加熱条件において、先のステップ１及び２により、Ｆｅ及びＭｎに十分に富むコーティングを得ることが可能になり、そのコーティングの溶融温度がより高いため、ローラー上で起こるコーティングの望ましくない溶融のおそれは大幅に減少する。
【００５７】
代替経路（Ｂ）として、ブランクをΘ１Ｂから室温まで冷却し、このような条件下で所望により貯蔵することができる。その後、経路（Ａ）と同じ条件下、すなわち、Θ１ＢからΘＭＢまで５〜５００℃／秒の間に含まれるＶａでブランクを適応炉内で再加熱することができる。しかし、本発明者らは、このような加熱の前に、ベース金属板のＭｎが、比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓが０．３３を超える程度までコーティングの表面に拡散された場合（Ｍｎｓｕｒｆは、急速加熱前のコーティングの表面上のＭｎ含有率（重量％）であり、Ｍｎｓは、鋼基材のＭｎ含有量（重量％）である）、３０℃／秒より高い、又は５０℃／秒より高い加熱速度Ｖａがコーティングの局所的溶融のおそれなしに使用できることを証明した。Ｍｎｓｕｒｆは、例えば、それ自体知られた技術であるグロー放電光学発光分光法によって測定することができる。３０℃又は５０℃／秒より高い所望の加熱速度を達成するために、誘導加熱又は抵抗加熱を使用することが可能である。しかし、Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓが０．６０より高いと、コーティングのＡｌ含量が減少しすぎるため、耐食性が低下する。したがって、Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓ比は０．３３〜０．６０の間に含まれなければならない。さらに、高い加熱速度により、特に７００℃より高い温度でコーティング中に生じ、プレス焼入れ部品で遅延破壊のおそれが増大するので有害である、コーティング中の水素摂取を低レベルに保つことが可能になる。
【００５８】
選択された経路（Ａ）又は（Ｂ）のいずれであれ、Ｖａでの加熱ステップは、誘導加熱又は赤外線加熱によって有利に行うことができ、何故ならこれらの装置は、板の厚さが０．５〜５ｍｍの範囲にあるとき、このような加熱速度を達成することができるからである。
【００５９】
ΘＭＢで加熱後、加熱されたブランクは、基材中に均一なオーステナイト粒径を得るためにこの温度に維持され、加熱装置から引き抜かれる。ブランクの表面にはコーティングが存在し、これは、上記の拡散現象によるプレコートの変態から生じる。加熱されたブランクは成形プレス内に移されるが、移動時間Ｄｔは１０秒未満であり、したがって、プレス内での熱間変形の前に多角形フェライトの形成を回避するのに十分速く、さもなければ、プレス焼入れ部品の機械的強度が、基板組成に応じてその完全なポテンシャルを達成しないおそれがある。
【００６０】
加熱されたブランクはプレス内で熱間成形され、成形品を得る。次いで、適切な冷却速度を確保し、収縮及び相変態による歪みを回避するために、成形プレスのツーリング内に部品が保持される。このツールとの熱伝達による伝熱で部品の大部分が冷える。ツールは、冷却速度を増加させるための冷却剤循環、又は冷却速度を低下させるための加熱カートリッジを含んでもよい。このように、冷却速度は、このような手段を実施することで基材組成物の焼入性を考慮に入れることにより正確に調節することができる。冷却速度は、部品中で均一であってもよく、又は冷却手段によって区域毎に変化してもよく、それによって、局所的に増大した強度又は延性特性を達成することができる。
【００６１】
高い引張応力を達成するために、熱間成形部品の微細組織は、マルテンサイト又はベイナイトの中から選択される少なくとも１つの成分を含む。冷却速度は、達成すべき微細組織及び機械的特性に応じて、臨界マルテンサイト又はベイナイト冷却速度よりも高くなるように、鋼組成に応じて選択される。
【００６２】
特定の実施形態では、本発明の方法を実施するために提供されるプレコート鋼ブランクは、均一でない厚さを有する。したがって、熱間成形部品において、使用応力を最も受ける区域において所望の機械的抵抗レベルを達成し、他の区域では重量を減らし、その結果車両の軽量化に寄与することが可能である。特に、不均一な厚さを有するブランクは、「テーラード圧延ブランク」を得るために、連続的な可撓性圧延によって、すなわち、圧延後に得られる板厚が圧延方向に可変である方法によって製造することができる。あるいは、このブランクは、「テーラード溶接ブランク」を得るために、異なる厚さのブランクの溶接によって製造することができる。
【００６３】
この場合、ブランクの厚さは一定ではなく、２つの極値ｔｈｍｉｎからｔｈｍａｘの間で変化する。本発明者は、上記の式（１−２）においてｔｈ＝ｔｈｍｉｎを使用することにより、及び上記の式（３）においてｔｈ＝ｔｈｍａｘを使用することにより、本発明を実施しなければならないことを証明した。言い換えれば、炉の区域１の設定は、ブランクの最も薄い部分に適合されなければならず、炉の区域２の設定は、ブランクの最も厚い部分に適合されなければならない。しかし、ｔｈｍｉｎとｔｈｍａｘの間の相対的な厚さの差は、あまり大きくてはならず、すなわち、≦１．５でなければならず、そうでないと受ける加熱サイクルの大きな差により、プレコートの幾分かの局所的な融解が生じるおそれがある。そうすることによって、ローラーの汚れは、炉の区域１における最も薄い部分及び炉の区域２における最も厚い部分であることが分かった最も重要な区域には現れず、一方で、厚さが変化するブランクの生産性にとって最も好ましい条件が依然として保証される。
【００６４】
本発明の別の実施形態において、ホットプレス成形ラインは、同じ厚さを有するが、１つのバッチから別のバッチへと同じ放射率を有さない、ブランクの異なるバッチを実施する。例えば、炉のラインは、α１を特徴とする放射率を有する第１のバッチ（Ｂ１）を、次いでα１とは異なるα２を特徴とする放射率を有する別のバッチ（Ｂ２）を熱処理しなければならない。本発明によれば、第１のバッチは、α１を考慮に入れた式（１−３）に従って、区域１及び２の炉の設定で加熱される。したがって、炉の設定は、Θ１Ｆ（α１）、ｔ１（α１）、Θ２（α１）、ｔ２（α１）である。その後、炉の設定（Ｓ１）の選択に従って、バッチ（Ｂ１）は炉の区域（３、．．．、Ｎ）内で加熱され、その後、第２のバッチ（Ｂ２）も、式（１−３）に対応する設定（Ｓ２）、すなわち、設定Θ１Ｆ（α２）、ｔ１（α２）、Θ２（α２）、ｔ２（α２）で熱処理される。
【００６５】
本発明のおかげで、初期放射率が異なっても、炉の区域２の終わりにおけるコーティング（Ｂ２）の状態は（Ｂ１）の状態と同じである。したがって、（Ｂ２）の設定（Ｓ２）を選択することによって、この方法によって製造されたプレス焼入れ部品が、初期のブランク放射率が変わっているにもかかわらず、コーティング及び基材において一定の特性を有することが保証される。
【００６６】
本発明によれば、この方法は、有利には、以下を含む装置を用いて実施される。
・加熱前に室温でブランクの放射率を連続的に測定する装置であって、好ましくは、特性決定されるブランクに向けられた赤外線源及び反射フラックスを受けて反射率を測定するセンサを含む装置、
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）であって、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ、．．．Ｎは炉の各区域内の温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ．．．ΘｉＦ、，．．ΘＮＦを独立に設定するための加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．、Ｈｉ、ＨＮ）を有する炉、
・ブランクを各区域ｉから区域ｉ＋１に向かって続けて連続的に移動させる装置、好ましくはセラミックローラーを使用するコンベヤー、
・式（１−３）に従って値Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎ、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍｉａｘを計算するためのコンピュータ装置、
・放射率の変化が検出されたときに、計算された温度を伝達し、計算された温度を得るために加熱手段におけるエネルギー入力の最終的な修正を実施するための装置
【実施例】
【００６７】
本発明を以下の実施例によって例示するが、これらは決して限定的なものではない。
【００６８】
［実施例１］
表１の組成を有する１．５、２ｍｍ又は２．５ｍｍの厚さの２２ＭｎＢ５鋼板を準備した。他の元素は、鉄及び加工に固有の不純物である。
【００６９】
【表１】
2020509179.tif 000003
【００７０】
板を連続溶融によりＡｌ−Ｓｉでプレコートした。プレコートの厚さは両側で２５μｍである。プレコートは、９重量％のＳｉ、３重量％のＦｅを含み、残りはアルミニウム及び精錬から生じる不純物である。板のプレコートの室温における放射率係数εは、α＝０を特徴とする。その後、プレコート鋼ブランクを得るために板を切断した。
【００７１】
３つの区域を含む炉を準備し、これらの区域の設定温度はそれぞれΘ１Ｆ、Θ２Ｆ、Θ３Ｆである。
【００７２】
表２の設定温度を炉の区域１及び２において適用した。区域１及び２の終わりに、ブランクを温度Θ２Ｆから９００℃まで加熱し、この温度で２分間維持し、平均加熱速度Ｖａは１０℃／秒であった。炉から引き抜いた後、ブランクを熱間成形し、急速に冷却して完全なマルテンサイト微細組織を得た。得られた部品の引張強度は約１５００ＭＰａであった。
【００７３】
さらに、加熱を１つの区域のみを含む炉で行った（試験Ｒ５）。
【００７４】
プレコートの溶融の最終的な存在を様々な試験で評価し、表２に報告した。
【００７５】
試験Ｉ１〜Ｉ３を本発明の条件に従って実施し、試験Ｒ１〜Ｒ５はこれらの条件に対応しない参照試験である。
【００７６】
【表２】
2020509179.tif 000004
【００７７】
本発明に従う条件Ｉ１〜Ｉ３で処理された試験片は、プレコートの溶融を示さない。
【００７８】
試験Ｒ１では、設定温度下Θ１Ｆ、Θ２Ｆ及び時間ｔ１は試験Ｉ２と同じである。しかし、上記式（３）で規定された条件ｔｍｉｎと比較して持続時間ｔ２が不十分であるため、プレコートの溶融が見られる。
【００７９】
試験Ｒ２では、上記式（３）で規定した条件ｔｍｉｎの観点からは、試験Ｉ２におけるよりも設定温度Θ２Ｆが高く、持続時間ｔ２が不十分である。
【００８０】
試験Ｒ３では、上記式（３）で規定した条件ｔｍｉｎの観点からは、試験Ｉ３におけるよりも設定温度Θ２Ｆが高く、持続時間ｔ２が不十分である。
【００８１】
試験Ｒ４では、設定温度、設定時間ｔ１、ｔ２が試験Ｉ２と同一であっても、試験Ｉ２におけるよりも板の厚みが厚く、温度Θ１Ｂが５５０〜５９８℃の範囲ではない。上記で規定した（３）の条件の観点からは、持続時間ｔ２は不十分である。
【００８２】
試験Ｒ５では、加熱を１つの区域のみを含む炉内で行っており、本発明の条件を満たさないのでプレコートの溶融も見られる。
【００８３】
［実施例２］
α＝０を特徴とするアルミニウムプレコートを有するプレコートブランクの第一バッチを準備した。α＝０．３を特徴とするアルミニウムプレコートを有する鋼ブランクの第２のバッチを準備した。板の厚さは２つの場合において１．５ｍｍであり、鋼及びプレコートの組成は実施例１のものと同じである。プレコートの厚さは両側で２５μｍである。鋼ブランクの２つのバッチを同じ炉内で表３に詳述される設定で連続して処理した。その後、ブランクを１０℃／秒の同じ平均加熱速度Ｖａで９００℃まで加熱し、２分間維持した後、熱間成形し、急速に冷却して完全なマルテンサイト微細組織を得た。設定条件は、式（１−３）で規定された発明の条件に従う。
【００８４】
【表３】
2020509179.tif 000005
【００８５】
初期放射率に差があるにもかかわらず、最終コーティングの微細組織はホットプレス成形部品同士で同じであることが明らかになった。
【００８６】
したがって、本発明の方法により、狭い範囲に含まれる特徴を有する構造被覆部品を得ることが可能になる。
【００８７】
［実施例３］
テーラード溶接ブランク（「ＴＷＢ」）を準備し、これは表４に提示された異なる厚さの組み合わせを有する２つのアルミニウムメッキ鋼ブランクで構成されていた。ブランクをレーザー溶接により組み立てた。鋼及びプレコーティングの組成は実施例１のものと同じであり、プレコーティングの厚さは両側で２５μｍであった。ＴＷＢを、表４の設定で炉内で加熱した。
【００８８】
溶接したブランクを、１０℃／秒の加熱速度Ｖａで９００℃に加熱し、２分間維持し、炉から引き抜き、熱間成形し、急速に冷却して完全なマルテンサイト微細組織を得た。
【００８９】
【表４】
2020509179.tif 000006
【００９０】
試験Ｉ４は、本発明に従って実施され、したがって溶融は、溶接ブランクの薄い部分又は厚い部分において起こらない。
【００９１】
参照試験Ｒ６〜Ｒ８では、比率ｔｈｍａｘ／ｔｈｍｉｎは、本発明に従わない。
【００９２】
試験Ｒ６では、炉の設定はＩ１におけるのと同じである。しかし、区域１の炉の設定は０．５ｍｍの厚さに適合していないので、溶接部のこの部分の溶融がこの区域において起こる。
【００９３】
試験Ｒ７では、区域１の炉の設定は２．５ｍｍの厚さに適合しているが、１ｍｍの厚さには適合していない。したがって、溶接部のこの後者の部分の溶融がこの区域において起こる。
【００９４】
試験Ｒ８では、炉の設定はＩ１におけるものと同じである。しかし、区域２の炉の設定は２．５ｍｍの厚さに適合していないので、溶接部のこの部分の溶融がΘ２ＦからΘＭＢへのさらなる加熱の間に起こる。
【００９５】
［実施例４］
実施例１に示した特徴を有する厚さ１．５ｍｍの鋼ブランクを準備した。ブランクを２つの加熱区域１及び２のみを含む炉で処理した。ブランクを、表５のパラメータに従って、これら２つの区域で連続的に加熱した。その後、ブランクを室温まで直接冷却し、貯蔵した。このステップで、コーティング表面のＭｎ含有率Ｍｎｓｕｒｆをグロー放電光学発光分光法により決定した。その後、ブランクを５０℃／秒の平均加熱速度Ｖａで９００℃において抵抗加熱し、この温度で２分間維持し、熱間成形し、急速に冷却して、完全なマルテンサイト微細組織を得た。この急速加熱ステップ中に最終的な溶融の存在が認められた。
【００９６】
【表５】
2020509179.tif 000007
【００９７】
試験Ｉ５及びＩ６は、本発明の条件に従って実施したので、５０℃／秒での加熱中に溶融は起こらない。また、プレス焼入れ部の耐食性は良好であった。
【００９８】
参照試験Ｒ９において、Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓ比が不十分であるので、５０℃／秒での加熱中に溶融が起こる。
【００９９】
このように、本発明に従って製造された鋼部品は、車両の構造部品又は安全部品の製造に有益に使用することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月6日(2019.2.6)
【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】
プレス焼入れされた被覆部品の製造方法であって、
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）を準備し、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ．．．、Ｎは、設定温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ、．．．ΘｉＦ、．．．、ΘＮＦでそれぞれ加熱され、
・この順に、以下の連続するステップを実施し、すなわち
・厚さｔｈが０．５〜５ｍｍの間に含まれ、厚さが１５〜５０マイクロメートルの間に含まれるアルミニウム合金プレコートで被覆された鋼基材を含み、鋼板の室温における放射率係数が０．１５（１＋α）に等しく、αは０〜２．４の間に含まれる、少なくとも１枚の鋼板を準備するステップ、その後
・前記少なくとも１枚の鋼板を切断して少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを得るステップ、その後
・前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクの放射率を測定するステップ、その後
・前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを、５〜６００秒の間に含まれる持続時間ｔ１の間、炉の区域１に配置し、Θ１Ｆ及びｔ１は、以下のようであり、
Θ１Ｆｍａｘ＞Θ１Ｆ＞Θ１Ｆｍｉｎ
Θ１Ｆｍａｘ＝（５９８＋ＡｅＢｔ１＋ＣｅＤｔ１）で
Θ１Ｆｍｉｎ＝（５５０＋Ａ’ｅＢ’ｔ１＋Ｃ’ｅＤ’ｔ１）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’は以下のようであり、
Ａ＝（７６２ｅ０．０７１ｔｈ−４２６ｅ−０．８６ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ＝（−０．０３１ｅ−２．１５１ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９４ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ＝（３９４ｅ０．１９３ｔｈ−４３４．３ｅ−１．７９７ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ＝（−０．０２９ｅ−２．６７７ｔｈ−０．０１１ｅ−０．２９８ｔｈ）（１＋０．４７５α）
Ａ’＝（６２５ｅ０．１２３ｔｈ−４７６ｅ−１．５９３ｔｈ）（１−０．３４５α）
Ｂ’＝（−０．０５９ｅ−２．１０９ｔｈ−０．０３９ｅ−０．０９１ｔｈ）（１＋０．１９１α）
Ｃ’＝（３９３ｅ０．１９０ｔｈ−１８０ｅ−１．８５８ｔｈ）（１−０．３６４α）
Ｄ’＝（−０．０４４ｅ−２．９１５ｔｈ−０．０１２ｅ−０．３２４ｔｈ）（１＋０．４７５α）
ここで、Θ１Ｆ、Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎは℃で表され、ｔ１は秒で表され、ｔｈはｍｍで表されるステップ、その後
・前記少なくとも1つのプレコート鋼ブランクを、設定温度Θ２Ｆ＝Θ１Ｂで加熱された炉の区域２内に移し、プレコート鋼ブランクを持続時間ｔ２の間等温に維持し、Θ２Ｆ及びｔ２は以下のようであり、
ｔ２ｍｉｎ≧ｔ２≧ｔ２ｍａｘ
ただし、ｔ２ｍｉｎ＝０．９５ｔ２＊及びｔ２ｍａｘ＝１．０５ｔ２＊、
ｔ２＊＝ｔ１２（−０．０００７ｔｈ２＋０．００２５ｔｈ−０．００２６）＋３３９５２−（５５．５２×Θ２Ｆ）
ここで、Θ２Ｆは℃で表され、ｔ２、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍａｘ及びｔ２＊は秒で表され、ｔｈはｍｍで表されるステップ、その後
・８５０〜９５０℃の間に含まれる最高ブランク温度ΘＭＢに達するように、前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを炉のさらなる区域（３，．．．ｉ，．．．Ｎ）に移し、Θ２Ｆ〜ΘＭＢの間のブランクの平均加熱速度Ｖａは５〜５００℃／秒の間に含まれるステップ、その後
・前記少なくとも１つの加熱された鋼ブランクを炉からプレスへ移すステップ、その後
・前記少なくとも１つの加熱された鋼ブランクをプレス内で熱間成形して少なくとも１つの部品を得、その後、
マルテンサイト又はベイナイトの中から選択される少なくとも１つの成分を含む、鋼基材中の微細組織を得るために、ある冷却速度で前記少なくとも１つの部品を冷却する
ことを含む方法。
【請求項２】
加熱速度Ｖａが、５０〜１００℃／秒の間に含まれる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記プレコートが、重量で、５〜１１％のＳｉ、２〜４％のＦｅ、任意に０．００１５〜０．００３０％のＣａを含み、残りがアルミニウム及び加工に固有の不純物である、請求項１又は２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４】
速度Ｖａでの加熱が、赤外線加熱によって行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
速度Ｖａでの加熱が、誘導加熱によって行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの鋼ブランクが、一定ではなく、ｔｈｍｉｎからｔｈｍａｘの間で変化する厚さを有し、比率ｔｈｍａｘ／ｔｈｍｉｎが≦１．５であり、前記製造方法が、ｔｈ＝ｔｈｍｉｎで決定されるΘ１Ｆ及びｔ１を有する炉の区域１で実施され、ｔｈ＝ｔｈｍａｘで決定されるΘ２Ｆ及びｔ２を有する炉の区域２で実施される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
炉の区域２内に前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを維持した後、炉のさらなる区域に前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを移動させる前に、前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを室温まで冷却して、冷却された被覆鋼ブランクを得る、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記冷却された被覆鋼ブランクが、０．３３〜０．６０の間に含まれる比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓを有し、Ｍｎｓｕｒｆは、重量％で表される冷却された被覆鋼ブランクの表面上のＭｎ含有率であり、Ｍｎｓは、重量％で表される鋼基材のＭｎ含有率である、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
加熱速度Ｖａが３０℃／秒より速い、請求項７又は８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
加熱速度が抵抗加熱によって得られる、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
・厚さｔｈを有する複数のブランクバッチが準備され、少なくとも１つ（Ｂ１）は、α＝α１を有するバッチであり、少なくとも１つは、α＝α２を有するバッチ（Ｂ２）であり、α１≠α２であり、
・バッチ（Ｂ１）は、請求項１に従って選択された方法の条件下（Θ１Ｆ（α１）、ｔ１（α１）、Θ２（α１）、ｔ２（α１））でプレス焼入れされ、その後、
・バッチ（Ｂ２）は、請求項１に従って選択された方法の条件下（Θ１Ｆ（α２）、ｔ１（α２）、Θ２（α２）、ｔ２（α２））でプレス焼入れされ、
・炉の区域（３、．．．ｉ、．．．Ｎ）における温度及び持続時間は、（Ｂ１）及び（Ｂ２）について同一である、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの鋼板を切断した後、炉の区域１に前記少なくとも１つのプレコート鋼ブランクを配置する前に、室温における前記プレコート鋼ブランクの放射率が測定される、請求項１又は１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記冷却された被覆鋼ブランクは、０．３３〜０．６０の間に含まれる比率Ｍｎｓｕｒｆ／Ｍｎｓを有し、Ｍｎｓｕｒｆは、重量％で表される、冷却された被覆鋼ブランクの表面上のＭｎ含有率であり、Ｍｎｓは、重量％で表される、鋼基材のＭｎ含有率である、請求項７に記載の製造方法。
【請求項１４】
加熱されたブランクからプレス焼入れ部品を製造する観点から、ブランクを加熱するための装置であって、
・加熱前に室温でのブランクの放射率をオンラインで測定する装置であって、好ましくは特性決定されるブランクに向けられた赤外線源及び反射フラックスを受けて反射率を測定するセンサを含む装置、
・Ｎ個の区域を含む炉（Ｆ）であって、Ｎは２以上であり、炉の各区域１、２．．．ｉ、．．．Ｎは炉の各区域内の温度Θ１Ｆ、Θ２Ｆ．．．ΘｉＦ、，．．ΘＮＦを独立に設定するための加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．、Ｈｉ、ＨＮ）を有する炉、
・ブランクを各区域ｉから区域ｉ＋１に向かって続けて連続的に移動させる装置、
・請求項１に従って値Θ１Ｆｍａｘ、Θ１Ｆｍｉｎ、ｔ２ｍｉｎ、ｔ２ｍｉａｘを計算するためのコンピュータ装置、
・放射率の変化が検出された場合、計算された温度を伝達し、計算された温度を得るために加熱手段（Ｈ１、Ｈ２．．Ｈｉ、ＨＮ）におけるエネルギー入力の最終的な修正を実施するための装置
を備える装置。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法で製造された鋼部品の使用であって、車両の構造部品又は安全部品の製造のための使用。
【国際調査報告】
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