Оцинкованный стальной лист для горячей штамповки и способ его получения
Изобретение относится к области металлургии, а именно к оцинкованному стальному листу, используемому для изготовления автомобильных деталей методом горячей штамповки. Оцинкованный стальной лист содержит стальную подложку и плакирующий слой, сформированный на поверхности стальной подложки путем выдержки подложки, представляющей собой холоднокатаный стальной лист, при температуре от 500 до 720°С в течение от 90 до 400 секунд в восстановительной атмосфере с температурой точки росы от -20 до 0°С и затем плакирования. Стальная подложка содержит, в мас.%: С: от 0,10 до 0,5, Si: от 0,7 до 2,5, Mn: от 1,0 до 3, Al: от 0,01 до 0,5, необязательно B: 0,005 или менее, исключая 0%, остальное - количество составляют железо и неизбежные примеси. Стальная подложка имеет внутри нее внутренний оксидный слой, содержащий оксид по меньшей мере одного из Si и Mn, имеющий толщину 1 мкм или более, и обезуглероженный слой, имеющий толщину 20 мкм или менее, от поверхности раздела с плакирующим слоем по направлению внутрь стальной подложки. Получаемые листы обладают стабильным качеством и внешним видом за счет отсутствия образования как межкристаллитных трещин, так и трещин на поверхности листа. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к оцинкованному стальному листу для горячей штамповки и к способу его получения.
Уровень техники
[0002] Автомобильные детали обычно изготавливают штамповкой стального листа. В качестве стального листа для автомобильных деталей применяют стальной лист, подвергнутый травлению после горячей штамповки (далее называемый «горячекатаным декапированным стальным листом»), и холоднокатаный стальной лист. Кроме того, с целью повышения коррозионной стойкости также может использоваться плакированный стальной лист, полученный плакированием такого стального листа. Плакированные стальные листы главным образом классифицируют на оцинкованный (с Zn-покрытием) стальной лист и покрытый алюминием (Al) стальной лист, и оцинкованный стальной лист широко применяется для обеспечения коррозионной стойкости и тому подобного.
[0003] В недавние годы, в качестве технологии, посредством которой достигаются как повышение прочности, так и создание сложной формы при изготовлении автомобильный деталей, была предложена горячая штамповка, при которой стальной лист (горячекатаный декапированный стальной лист, холоднокатаный стальной лист, или плакированный стальной лист, полученный с использованием вышеуказанного стального листа как стальной подложки) подвергают прессованию при высокой температуре для изготовления. Горячая штамповка также называется горячим формованием, горячим прессованием, и тому подобным, и представляет собой способ горячего формования вышеуказанного стального листа нагреванием стали при высокой температуре выше температурного диапазона (выше температуры превращения Ac1) аустенита+феррита. Такой горячей штамповкой могут быть получены автомобильные детали, имеющие сложную форму, в то же время имеющие высокую прочность. Далее деталь, полученная горячей штамповкой стального листа, также называется «горячештампованной деталью».
[0004] В качестве стального листа, применяемого для горячей штамповки, уже известен стальной лист, содержащий такие элементы, как Si и Mn, и имеющий высокие характеристики прокаливаемости и относительно высокую производительность во время прессования.
[0005] Однако, когда этот стальной лист используют в качестве стальной подложки оцинкованного горячим погружением стального листа, существует проблема возникновения дефектов внешнего вида, таких как оголенный участок и неравномерность легирования, появляющийся, когда плакирующий слой легируется.
[0006] Это происходит потому, что Si и Mn диффундируют и концентрируются на поверхности стального листа, когда восстановительный отжиг выполняют перед плакированием стальной подложки на технологической линии нанесения покрытия горячим погружением. Как правило, среди добавляемых в сталь элементов Si и Mn представляют собой элементы, которые окисляются гораздо легче, чем Fe (окисляющиеся элементы), так что сконцентрированные Si и Mn селективно окисляются, и на поверхности стального листа образуется пленка, состоящая из оксидов Si и Mn. Поскольку Si, Mn и их оксиды плохо смачиваются расплавленным цинком, возникают вышеописанные дефекты, когда плакируют стальную подложку, имеющую сконцентрированные на поверхности Si и Mn.
[0007] В качестве способа предотвращения возникновение таких дефектов внешнего вида Патентный Документ 1 раскрывает способ выполнения восстановительного отжига стальной подложки оцинкованного стального листа для горячей штамповки, содержащей окисляющиеся элементы, такие как Si и Mn, в температурном диапазоне, где Si, Mn и другие не осаждаются в виде оксида на поверхности, или в температурном диапазоне, где концентрация на поверхности является предельно низкой, даже если осаждение происходит.
[0008] Патентный Документ 2 раскрывает способ цинкования стального листа, содержащего от 0,1 до 0,5 мас.% С, от 0,05 до 0,5 мас.% Si, и от 0,5 до 3 мас.% Mn, с образованием высокопрочного горячештампованного стального листа, проявляющего превосходные формуемость при прессовании и коррозионную стойкость после нанесения покрытия. В описанном в Патентном Документе 2 стальном листе регулированием содержания Si в стали, который вызывает образование оголенного участка и неравномерности легирования, до 0,5 мас.% или менее обеспечиваются характеристики плакирования на поверхности стального листа, и предотвращается возникновение неравномерности легирования.
[0009] Патентный Документ 3 раскрывает способ, в котором путем формирования обезуглероженного слоя, имеющего толщину от 10 до 200 мкм, на поверхности стального листа предотвращается возникновение трещин на поверхности стального листа, и подавляется образование межкристаллитных трещин вследствие жидкометаллического охрупчивания (LME) на оцинкованном стальном листе, полученном с использованием стального листа.
[0010] Однако при проведенном авторами настоящего изобретения дополнительном исследовании оказалось, что описанный в Патентном Документе 1 стальной лист оставляет некоторые возможности улучшения внешнего вида.
[0011] В описанном в Патентном Документе 2 стальном листе возникает такая проблема, что во время стадии медленного охлаждения при горячей штамповке развивается отпуск, и снижается прочность горячештампованной детали. Поскольку содержание Si является таким низким, как 0,5% или менее, существует такая проблема, что с трудом образуется остаточный аустенит, и становится затруднительным достижение хорошей пластичности горячештампованной детали.
[0012] Описанный в Патентном Документе 3 стальной лист связан с такой проблемой, что прочность поверхности стального листа становится нестабильной вследствие присутствия обезуглероженного слоя. Кроме того, затруднительно сформировать обезуглероженный слой так, чтобы слой имел равномерную толщину, и возникает такая проблема, что стабильность материалов по направлению ширины и по продольному направлению стального листа является недостаточной.
[0013] Настоящее изобретение было создано с учетом вышеуказанных обстоятельств, и цель его состоит в создании оцинкованного стального листа, способного обеспечить получение горячештампованной детали, имеющей лучший внешний вид и стабильное качество.
Список цитированной литературы
Патентная литература
[0014]
Патентный Документ 1: JP 2014-159624 A
Патентный Документ 2: JP 2007-56307 A
Патентный Документ 3: JP 2013-513725 A
Сущность изобретения
[0015] В результате разнообразных исследований авторы настоящего изобретения установили, что вышеуказанная цель может быть достигнута описываемым ниже изобретением.
[0016] Оцинкованный стальной лист для горячей штамповки согласно одному аспекту настоящего изобретения включает стальную подложку и плакирующий слой, образованный на поверхности стальной подложки, причем стальная подложка включает, в мас.%, от 0,10 до 0,5% С, от 0,7 до 2,5% Si, от 1,0 до 3% Mn, и от 0,01 до 0,5% Al, причем остальное количество составляют железо и неизбежные примеси, и стальная подложка внутри нее имеет внутренний оксидный слой, содержащий оксид, который содержит по меньшей мере один из Si и Mn, имеющий толщину 1 мкм или более, и обезуглероженный слой, имеющий толщину 20 мкм или менее, от поверхности раздела с плакирующим слоем по направлению внутрь стальной подложки.
[0017] Эта и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего подробного описания.
Описание вариантов осуществления изобретения
[0018] Когда стальной лист для горячей штамповки, описанный в Патентном Документе 1, используют в качестве стальной подложки отожженного и оцинкованного стального листа, в редких случаях возникает неравномерность легирования. Авторы настоящего изобретения исследовали причину этого, и обнаружили, что это обусловливается тем, что стальной лист имеет высокое содержание Si, и поскольку на поверхности и вблизи поверхности присутствует растворенный Si, диффузия Fe со стороны стального листа в сторону плакирующего слоя подавляется во время легирования после плакирования.
[0019] Более того, авторы настоящего изобретения неоднократно исследовали способ предотвращения обусловленного растворенным Si возникновения неравномерности легирования. В результате авторы настоящего изобретения выявили, что добавление пара в атмосферу печи во время восстановительного отжига стального листа, то есть, проведение восстановительного отжига в атмосфере с высокой температурой точки росы, сокращает количество растворенного Si, который вызывает неравномерность легирования, на поверхности и вблизи поверхности стального листа. Этим снижается количество растворенного Si ввиду того обстоятельства, что Si и Mn окисляются внутри стального листа с образованием внутреннего оксидного слоя, тогда как оксидная пленка, содержащая оксиды Si и Mn, не образуется на поверхности стального листа.
[0020] Однако, когда отжиг проводят в атмосфере с высокой температурой точки росы, на поверхности и вблизи поверхности стального листа образуется слой (далее называемый «обезуглероженным слоем») с низким содержанием углерода, имеющий относительно низкую прочность при растяжении. Обезуглероженный слой формируется в результате реакции пара в печи с атомами углерода (С) на поверхности и вблизи поверхности стального листа с образованием монооксида углерода (СО).
[0021] Авторы настоящего изобретения также исследовали обезуглероженный слой, и в результате установили, что регулированием толщины обезуглероженного слоя на предварительно заданную величину или менее можно подавить влияние обезуглероженного слоя на прочность оцинкованного стального листа и горячештампованной детали, изготовленной с использованием оцинкованного стального листа.
[0022] Авторы настоящего изобретения выполнили настоящее изобретение на основе этих обнаруженных фактов.
[0023] Согласно настоящему изобретению, возможно создание оцинкованного стального листа для горячей штамповки, который имеет лучший внешний вид. Применением горячей штамповки оцинкованного стального листа в условиях горячей штамповки согласно настоящему изобретению может быть получена горячештампованная деталь со стабильным качеством.
[0024] Кроме того, согласно настоящему изобретению может быть стабильно получен оцинкованный стальной лист для горячей штамповки.
[0025] Далее будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается описанными ниже вариантами осуществления.
[0026] В нижеследующем описании оцинкованный горячим погружением стальной лист (GI) и отожженный и оцинкованный стальной лист (GA) также совокупно называются «оцинкованным стальным листом», и образованный горячим погружением цинковый плакирующий слой и образованный горячим погружением отожженный цинковый плакирующий слой также совокупно называются «плакирующим слоем».
[0027] (Конфигурация оцинкованного стального листа)
Оцинкованный стальной лист согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения имеет цинковый плакирующий слой на поверхности стальной подложки. Стальная подложка имеет внутренний оксидный слой и обезуглероженный слой.
[0028] (Внутренний оксидный слой)
Внутренний оксидный слой представляет собой слой, сформированный внутри стальной подложки и содержащий по меньшей мере один оксид Si и Mn. Внутренний оксидный слой образуется вблизи поверхности стального листа при отжиге в условиях высокой температуры точки росы и не появляется на поверхности стального листа.
[0029] В оцинкованном стальном листе согласно варианту осуществления настоящего изобретения внутренний оксидный слой стальной подложки имеет толщину 1,0 мкм или более. За счет формирования такого внутреннего оксидного слоя может значительно подавляться возникновение оголенного участка в оцинкованном стальном листе, и может быть сделана достаточно высокой адгезия между сформированным плакирующим слоем и стальной подложкой. То есть, могут обеспечиваться характеристики плакирования.
[0030] Это достигается благодаря тому обстоятельству, что, когда сформирован внутренний оксидный слой, Si превращается в оксид вблизи поверхности стального листа так, что снижается количество растворенного Si на поверхности и вблизи поверхности стального листа. Растворенный Si действует так, что уменьшает смачиваемость между стальной подложкой и цинком и задерживает легирование плакирующего слоя, что вызывает ухудшение характеристик плакирования.
[0031] В оцинкованном стальном листе согласно варианту осуществления настоящего изобретения глубина внутреннего оксидного слоя от поверхности раздела между стальной подложкой и цинковым плакирующим слоем предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 1,5 мкм или более, и еще более предпочтительно 2 мкм или более. Под глубиной внутреннего оксидного слоя подразумевается глубина части внутреннего оксидного слоя, ближайшего к поверхности раздела. Толщина внутреннего оксидного слоя предпочтительно составляет 2 мкм или более, и более предпочтительно 3 мкм или более.
[0032] (Обезуглероженный слой)
Обезуглероженный слой представляет собой область, где снижено содержание углерода, которая образуется на поверхности и вблизи поверхности стального листа при отжиге в условиях высокой температуры точки росы. В оцинкованном стальном листе обезуглероженный слой размещается вблизи поверхности раздела между плакирующим слоем и стальной подложкой, считая от поверхности раздела по направлению внутрь стальной подложки.
[0033] В настоящем варианте осуществления обезуглероженный слой представляет собой слой, который формируется на поверхности и вблизи поверхности стального листа при отжиге, и имеет содержание углерода, составляющее 80% или менее содержания углерода в стальной подложке перед отжигом. Поскольку содержание углерода в обезуглероженном слое является меньшим, чем содержание в не подвергнутой обезуглероживанию области стальной подложки, прочность при растяжении является более низкой, чем у не подвергнутой обезуглероживанию области.
[0034] Если толщина обезуглероженного слоя, то есть, глубина обезуглероженного слоя от поверхности раздела между плакирующим слоем и стальной подложкой в оцинкованном стальном листе, варьирует, также варьируют характеристики оцинкованного стального листа. Таким образом, в оцинкованном стальном листе согласно настоящему варианту осуществления толщина обезуглероженного слоя составляет 20 мкм или менее. Толщина обезуглероженного слоя предпочтительно составляет 15 мкм или менее, и более предпочтительно 10 мкм или менее. Поскольку является наиболее предпочтительным, что обезуглероженный слой не сформирован, толщина обезуглероженного слоя наиболее предпочтительно составляет 0 мкм.
[0035] Когда толщина обезуглероженного слоя стальной подложки составляет 20 мкм или менее, можно в достаточной мере сократить вариации механических свойств полученного оцинкованного стального листа.
[0036] Во время горячей штамповки оцинкованного стального листа Fe в стальной подложке диффундирует в плакирующий слой через поверхность раздела между стальной подложкой и плакирующим слоем. В зависимости от условий горячей штамповки, Fe, находящийся до глубины от около 10 до 20 мкм от поверхности стальной подложки, внедряется в плакирующий слой. Таким образом, если толщина обезуглероженного слоя в оцинкованном стальном листе перед горячей штамповкой составляет 20 мкм или менее, влияние обезуглероженного слоя на прочность горячештампованной детали может быть подавлено.
[0037] Внутренний оксидный слой и обезуглероженный слой могут перекрываться от поверхности стального листа по направлению внутрь. Как описано в приведенных позже Примерах, толщина обезуглероженного слоя может быть измерена получением профиля концентрации каждого элемента по направлению глубины (направлению толщины) от поверхности стального листа с использованием оптической эмиссионной спектроскопии с тлеющим разрядом (GDOES). Глубина и толщина внутреннего оксидного слоя может быть измерена по фотографии поперечного сечения стального листа, снятой с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM).
[0038] (Компонентный состав стальной подложки)
Далее будет описан компонентный состав стальной подложки, образующей оцинкованный стальной лист согласно настоящему варианту осуществления. Все значения «%» в приведенных ниже компонентных составах означают «мас.%».
[0039] [С: 0,10-0,5%]
Углерод (С) представляет собой элемент, который содействует повышению прочности горячештампованной детали как элемент, обеспечивающий упрочнение твердого раствора. Чтобы получить высокую прочность горячештампованной детали, например, 980 МПа или более, нижний предел содержания С составляет 0,10% или более. Нижний предел содержания С предпочтительно составляет 0,13% или более, более предпочтительно 0,15% или более, и еще более предпочтительно 0,17% или более.
[0040] С другой стороны, чрезмерно высокое содержание С ухудшает свариваемость горячештампованной детали. Таким образом, верхний предел содержания С составляет 0,5%. Верхний предел содержания С предпочтительно составляет 0,40% или менее, более предпочтительно 0,35% или менее, и еще более предпочтительно 0,30% или менее.
[0041] [Si: 0,7-2,5%]
Кремний (Si) представляет собой элемент, который содействует повышению прочности сцепления на участке точечной сварки горячештампованной детали. Si действует так, что сохраняет прочность горячештампованной детали, предотвращая отпуск во время стадии медленного охлаждения при горячей штамповке. Кроме того, Si представляет собой элемент, который содействует улучшению пластичности горячештампованной детали формированием остаточного аустенита. Для эффективного проявления этих эффектов нижний предел содержания Si составляет 0,7% или более. Нижний предел содержания Si предпочтительно составляет 0,75% или более, более предпочтительно 0,80% или более, еще более предпочтительно 0,90% или более, и наиболее предпочтительно 1,0% или более.
[0042] С другой стороны, слишком высокое содержание Si приводит к чрезмерному повышению прочности стали, тем самым увеличивая нагрузку при прокатке в ходе изготовления горячекатаного декапированного стального листа или холоднокатаного стального листа, то есть, стальной подложки. В дополнение, чрезмерно высокое содержание Si обусловливает образование содержащей SiО2 окалины на поверхности стальной подложки во время процесса горячей штамповки, которая могла бы ухудшать свойства поверхности плакированного стального листа. Таким образом, верхний предел содержания Si составляет 2,5% или менее. Верхний предел содержания Si предпочтительно составляет 2,3% или менее, и более предпочтительно 2,1% или менее.
[0043] [Mn: 1,0-3%]
Марганец (Mn) представляет собой элемент, который эффективен в улучшении характеристики прокаливаемости для предотвращения вариаций прочности в диапазоне высокой прочности горячештампованной детали. Кроме того, Mn представляет собой элемент, который стимулирует процесс легирования описываемого позже плакирующего слоя, обеспечивая тем самым концентрирование Fe в плакирующем слое. Для эффективного проявления этих эффектов нижний предел содержания Mn составляет 1,0% или более. Нижний предел содержания Mn предпочтительно составляет 1,2% или более, более предпочтительно 1,5% или более, и еще более предпочтительно 1,7% или более.
[0044] С другой стороны, слишком высокое содержание Mn приводит к чрезмерному повышению прочности стали, тем самым увеличивая нагрузку при прокатке в ходе изготовления стальной подложки. Таким образом, верхний предел содержания Mn составляет 3% или менее. Верхний предел содержания Mn предпочтительно составляет 2,8% или менее, и более предпочтительно 2,5% или менее.
[0045] [Al: 0,01-0,5%]
Алюминий (Al) представляет собой элемент, необходимый для раскисления. Таким образом, верхний предел содержания Al составляет 0,01% или более. Нижний предел содержания Al предпочтительно составляет 0,03% или более. С другой стороны, чрезмерно высокое содержание Al не только насыщает вышеупомянутый эффект, но также увеличивает количество включений, образованных оксидом алюминия и тому подобным, тем самым ухудшая обрабатываемость. Таким образом, верхний предел содержания Al составляет 0,5% или менее. Верхний предел содержания Al предпочтительно составляет 0,3% или менее.
[0046] Стальная подложка оцинкованного стального листа согласно настоящему варианту осуществления включает вышеуказанные компоненты, и остальное количество составляют железо (Fe) и неизбежные примеси. Примеры неизбежных примесей включают Р, S и N.
[0047] Фосфор (Р) представляет собой элемент, который оказывает вредное влияние на прочность сцепления на участке точечной сварки. Чрезмерно высокое содержание Р приводит к ликвации на последней затвердевшей поверхности ядер сварных точек, образованных при точечной сварке, делая ядра сварных точек хрупкими, чем обусловливается снижение прочности сцепления. Тем самым верхний предел содержания Р предпочтительно составляет 0,02% или менее, и более предпочтительно 0,015% или менее.
[0048] Подобно фосфору (Р), сера (S) представляет собой элемент, который оказывает вредное влияние на прочность сцепления на участке точечной сварки. Чрезмерно высокое содержание S содействует возникновению межкристаллитных трещин вследствие ликвации на границах зерен в ядрах сварных точек, снижая прочность сцепления. Таким образом, верхний предел содержания S предпочтительно составляет 0,01% или менее, и более предпочтительно 0,008% или менее.
[0049] Азот (N) связывается с бором (В), снижая количество растворенного элемента В, что оказывает вредное влияние на характеристики прокаливаемости стальной подложки. Чрезмерно высокое содержание N увеличивает количество выделившихся фаз нитридов, вредно влияющих на ударную вязкость стальной подложки. Таким образом, верхний предел содержания N предпочтительно составляет 0,01% или менее, и более предпочтительно 0,008% или менее. Содержание N обычно составляет 0,001% или более, принимая во внимание стоимость производства стали и тому подобное.
[0050] В настоящем изобретении, в дополнение к описанным выше компонентам, может быть дополнительно добавлен бор (В) как избранный при необходимости элемент.
[0051] [В: 0,005% или менее (за исключением 0%)]
Бор (В) представляет собой элемент, который улучшает характеристики прокаливаемости стали. Для проявления этого эффекта содержание В предпочтительно составляет 0,0003% или более. Нижний предел содержания В более предпочтительно составляет 0,0005% или более, и еще более предпочтительно 0,0010% или более. С другой стороны, когда содержание В превышает 0,005%, в горячештампованной детали могли бы выделяться крупнозернистые частицы боридов, ухудшая ударную вязкость детали. Соответственно этому, верхний предел содержания В предпочтительно составляет 0,005% или менее, и более предпочтительно 0,004% или менее.
[0052] (Способ получения оцинкованного стального листа)
Оцинкованный стальной лист согласно настоящему варианту осуществления может быть получен, например, последовательно в следующих стадиях: литья стали с предварительно заданным составом, нагревания, горячей прокатки, декапирования, если необходимо, холодной прокатки, горячего цинкования способом погружения, и при необходимости легирования.
[0053] В настоящем варианте исполнения, как описывается далее, для формирования внутреннего оксидного слоя и обезуглероженного слоя, определенных в настоящем варианте исполнения, надлежащим образом контролируют условия отжига применением восстановительной печи в стадии отжига, включенной в стадию горячего цинкования способом погружения, то есть, условий отжига при термической обработке в восстановительной атмосфере.
[0054] Далее способ получения оцинкованного стального листа согласно настоящему варианту осуществления будет описан в порядке следования стадий.
[0055] Сначала отливают сталь, удовлетворяющую описанному выше компонентному составу, и нагревают. Условия нагревания не являются конкретно ограниченными. Условия, обычно применяемые для термической обработки, могут быть выбраны надлежащим образом, но предпочтительно нагревание выполняют при температуре от около 1100°С до 1300°С.
[0056] Затем стальную отливку подвергают горячей прокатке для получения горячекатаного стального листа. Условия, обычно применяемые для горячей прокатки, могут быть выбраны надлежащим образом. Предпочтительные условия в основном являются следующими.
[0057] Температура чистовой прокатки (температура проката на выходе из чистовой клети стана, FDT): от 800 до 950°С
Температура сматывания полосы в рулон (CT): от 500 до 700°С
[0058] Верхний предел толщины горячекатаного стального листа предпочтительно составляет 3,5 мм или менее. Верхний предел толщины горячекатаного стального листа более предпочтительно составляет 3,0 мм или менее, и еще более предпочтительно 2,5 мм или менее. Нижний предел толщины горячекатаного стального листа предпочтительно составляет 2,0 мм или более.
[0059] Горячекатаный стальной лист подвергают травлению в стадии декапирования для получения горячекатаного декапированного стального листа. В стадии декапирования должна удаляться по меньшей мере только окалина, образованная после стадии горячей прокатки.
[0060] Например, рулон, имеющий высокую температуру сматывания полосы во время горячей прокатки, часто имеет образованный оксидами Si и Mn оксидный слой на границах зерен вблизи поверхности раздела между окалиной после горячей прокатки и стальным листом. Однако, даже если присутствует оксидный слой на границах зерен, оксидный слой на границах зерен не оказывает вредного влияния, такого как оголенный участок, во время процесса плакирования. Таким образом, в стадии декапирования оксидный слой на границах зерен не должен быть обязательно удален.
[0061] Однако, чтобы стабилизировать свойства поверхности оцинкованного стального листа, такие как внешний вид или шероховатость, предпочтительным является удаление оксидного слоя на границах зерен настолько, насколько возможно. Чтобы удалить оксидный слой на границах зерен, может быть надлежащим образом выбран обычно применяемый способ травления. Примеры способа травления горячекатаного стального листа включают способ, в котором для травления стального листа применяют соляную кислоту, нагретую до температуры от 80 до 90°С, и тому подобную, в течение периода времени от 20 до 300 секунд. В это время предпочтительно добавляют к соляной кислоте подходящее количество по меньшей мере одного из ускорителей травления и ингибитор. Например, в качестве ускорителя травления может быть использовано соединение, содержащее меркаптогруппу, и, например, органическое соединение на основе амина может быть использовано в качестве ингибитора.
[0062] Горячекатаный декапированный стальной лист предпочтительно имеет по существу такую же толщину, как толщина горячекатаного стального листа.
[0063] Горячекатаный декапированный стальной лист, если необходимо, может быть подвергнут холодной прокатке с образованием холоднокатаного стального листа. Оцинкованный стальной лист согласно настоящему варианту осуществления надлежащим образом применяют в автомобильных деталях, в частности, с целью снижения веса автомобилей или тому подобного. Для этого стальная подложка, составляющая оцинкованный стальной лист, предпочтительно представляет собой холоднокатаный стальной лист в плане точности размера и плоскостности.
[0064] Степень обжатия при холодной прокатке, то есть, коэффициент обжатия при холодной прокатке, предпочтительно регулируют на величину в пределах диапазона от около 20 до 70%, с учетом производительности на предприятии. Верхний предел толщины холоднокатаного стального листа предпочтительно составляет 2,5 мм или менее. Верхний предел толщины холоднокатаного стального листа более предпочтительно составляет 2,0 мм или менее, и еще более предпочтительно 1,8 мм или менее.
[0065] Затем полученный таким образом горячекатаный декапированный стальной лист или холоднокатаный стальной лист (далее совокупно называемые «базовым стальным листом») направляют в процесс непрерывного плакирования типа восстановительной печи.
[0066] Как правило, процесс, выполняемый на технологической линии горячего цинкования погружением типа восстановительной печи, подразделяется на стадию предварительной обработки, стадию отжига и стадию плакирования. В стадии плакирования, если необходимо, также выполняют процесс легирования.
[0067] Стадия отжига на технологической линии горячего цинкования погружением обычно включает восстановительную печь и зону охлаждения. Настоящий вариант осуществления главным образом характеризуется надлежащим контролем условий отжига в восстановительной печи, в частности, температуры точки росы восстановительной атмосферы.
[0068] Очевидно, что способ согласно настоящему варианту осуществления не ограничивается описанным выше вариантом исполнения, и также может быть осуществлен, например, применением вышеупомянутой технологической линии горячего цинкования погружением с линией непрерывного отжига типа неокислительной печи. Впоследствии способ согласно настоящему варианту осуществления будет описан на основе вышеуказанного варианта исполнения.
[0069] Сначала проводят предварительную обработку стальной подложки. Предварительную обработку обычно выполняют для удаления масла (жира и масла) или пятен на поверхности стальной подложки, и, как правило, проводят способом щелочного обезжиривания.
[0070] В качестве щелочи, содержащейся в обезжиривающей жидкости, используемой в щелочном обезжиривании, предпочтительно применяют, например, каустическую соду, силикат, или их смесь, и щелочь не является конкретно ограниченной, пока она может удалять жир и масло, и тому подобные, в форме водорастворимого мыла. Для улучшения характеристик обезжиривания могут выполняться электролитическая очистка, обработка в скруббере, или добавление к обезжиривающему раствору поверхностно-активного вещества и хелатирующего реагента.
[0071] В настоящем варианте исполнения в той мере, насколько поверхность стальной подложки надлежащим образом обезжирена, способ предварительной обработки не является ограниченным, и вышеуказанные процессы могут быть выполнены по отдельности или в любой комбинации. Когда щелочное обезжиривание проводят как предварительную обработку, стальную подложку подвергают горячему промыванию (промыванию горячей водой) для удаления налипшего на стальную подложку обезжиривающего раствора. Промытую горячей водой стальную подложку высушивают в сушилке или тому подобном.
[0072] Затем предварительно обработанную стальную подложку вводят в восстановительную печь, и затем выполняют отжиг. То есть, стальную подложку подвергают термической обработке в восстановительной атмосфере. Условия отжига в это время настраивают на температуру точки росы восстановительной атмосферы от -20 до 0°С и температуру отжига от 500 до 720°С. Время выдерживания при температуре отжига, то есть, продолжительность отжига, устанавливают на величину от 90 до 400 секунд. Процесс отжига в вышеуказанном температурном диапазоне называется процессом томления. В этом случае температура отжига называется температурой томления, и продолжительность отжига называется временем при температуре томления.
[0073] Нижний предел температуры точки росы восстановительной атмосферы предпочтительно составляет -15°С или выше, и более предпочтительно -10°С или выше.
[0074] Состав восстановительной атмосферы не является конкретно ограниченным, пока обеспечивается восстановление, и, например, концентрация Н2 в Н2-N2-газовой смеси предпочтительно составляет от 1 до 30% по объему.
[0075] Нижний предел температуры отжига предпочтительно составляет 530°С или выше, более предпочтительно 560°С или выше, и еще более предпочтительно 600°С или выше. Верхний предел температуры отжига предпочтительно составляет 700°С или ниже, и более предпочтительно 680°С или ниже.
[0076] Нижний предел времени отжига предпочтительно составляет 120 секунд или более, и более предпочтительно 150 секунд или более. Верхний предел времени отжига предпочтительно составляет 270 секунд или менее, и более предпочтительно 240 секунд или менее. Время отжига может регулироваться скоростью (далее также называемой «скоростью линии», или сокращенно «LS»), с которой стальная подложка протягивается через восстановительную печь.
[0077] По соображениям экономии энергии, перед поступлением в восстановительную печь стальная подложка может быть подвергнута предварительной обработке в печи предварительного нагрева в восстановительной атмосфере с использованием отходящего газа. Условия предварительного нагрева в это время не являются конкретно ограниченными, пока температура точки росы восстановительной атмосферы выдерживается в вышеуказанном диапазоне.
[0078] Вышеупомянутые условия отжига определены рядом базовых экспериментов с позиции (1) формирования внутреннего оксидного слоя в стальном листе для предотвращения концентрирования растворенного Si в поверхности стальной подложки и образования оксида на основе Si на поверхности стальной подложки, которое сопровождает накопление Si, и тем самым предотвращения возникновения оголенного участка и неравномерности легирования, и (2) сокращения обезуглероженного слоя, образованного на поверхности стальной подложки, и предотвращения вариаций механических свойств оцинкованного стального листа и деталей после горячей штамповки.
[0079] С позиции вышеуказанного пункта (1), когда верхний и нижний пределы температуры точки росы восстановительной атмосферы во время отжига, верхний и нижний пределы температуры отжига, и верхний и нижний пределы времени отжига оказываются вне вышеуказанных диапазонов, возникает оголенный участок.
[0080] В частности, когда температура точки росы восстановительной атмосферы является чрезмерно низкой, когда температура отжига является чрезмерно высокой, или когда время отжига является чрезмерно длительным, на поверхности легко образуются оксиды на основе Si, которые склонны создавать оголенный участок.
[0081] Напротив, когда температура отжига является чрезмерно низкой, или когда время отжига является чрезмерно коротким, с большей вероятностью остаются оксиды на основе Fe, которые также склонны создавать оголенный участок. Если температура точки росы восстановительной атмосферы является слишком высокой, могут проявляться вредные эффекты, такие как окисление стального листа и оборудования в печи.
[0082] С позиции вышеуказанного пункта (2), если температура отжига является слишком высокой, или если время отжига является слишком длительным, обезуглероженный слой может иметь толщину 20 мкм или более, и вероятно возникновение вариаций механических свойств деталей после горячей штамповки.
[0083] Более конкретно, предпочтительно, чтобы условия отжига после горячей штамповки надлежащим образом контролировались балансом между температурой точки росы восстановительной атмосферы и температурой и продолжительностью во время отжига так, что оголенный участок, неравномерность легирования и вариации механических свойств не возникают. Например, когда температура точки росы восстановительной атмосферы является низкой, температура отжига может быть снижена, или может быть сокращено время отжига. Напротив, когда температура точки росы восстановительной атмосферы является высокой, может быть повышена температура отжига, или может быть сделано более длительным время отжига.
[0084] Помимо применения для горячей штамповки, когда проводят цинкование содержащей большое количество Si стали типа настоящего варианта исполнения, чтобы предотвратить возникновение оголенного участка, например, обычно применяют способ предварительного плакирования перед стадией отжига, и способ окисления-восстановления для окисления перед восстановительным отжигом в восстановительной печи. Однако в настоящем варианте исполнения плакирование выполняют после надлежащего восстановительного отжига, как подробно описано ниже, и поэтому эти способы не требуются. Для способа предварительного плакирования необходимо применение специального оборудования, которое приводит к увеличению затрат. В производстве с использованием способа окисления-восстановления оксидный слой, образованный на поверхности раздела между плакирующим слоем и стальной подложкой, препятствует диффузии Fe в плакирующий слой во время нагревания при горячей штамповке, и время нагревания, необходимое для предотвращения LME, становится более длительным, что снижает производительность пресса.
[0085] Затем выведенную из восстановительной печи стальную подложку охлаждают в зоне охлаждения. Обычно зона охлаждения включает зону медленного охлаждения, зону быстрого охлаждения и зону адаптации. Зона адаптации также называется зоной выдержки. Однако способы охлаждения могут исполняться в условиях, обычно применяемых, чтобы не вызывать образование оголенного участка. Например, способы охлаждения могут включать один способ охлаждения стального листа нагнетанием газа восстановительной атмосферы на стальной лист.
[0086] После стадии непрерывного отжига этим путем выполняют цинкование. Более подробно, оцинкованный горячим погружением стальной лист (GI) получают в стадии горячего погружного цинкования. В альтернативном варианте, вышеупомянутый GI может быть легирован для получения отожженного и оцинкованного стального листа (GA).
[0087] Вышеупомянутая стадия горячего погружного цинкования не является конкретно ограниченной этим, и может быть выполнена обычно применяемым способом. Например, ванна для горячего погружного цинкования может быть отрегулирована на температуру от около 430 до 500°С. Удельный вес покрытия, образованного горячим погружным цинкованием (который является таким же, как описываемый ниже полученный отжигом и горячим погружным цинкованием слой), предпочтительно составляет 30 г/м2 или более, более предпочтительно 40 г/м2 или более, и еще более предпочтительно свыше 75 г/м2, из соображений обеспечения коррозионной стойкости. С другой стороны, удельный вес образованного горячим погружным цинкованием покрытия (в частности, полученный отжигом и горячим погружным цинкованием слой) предпочтительно является малым по соображениям легкости достижения предварительно заданной концентрации Fe в плакирующем слое согласно настоящему изобретению. Таким образом, удельный вес покрытия образованного горячим погружным цинкованием слоя предпочтительно составляет 120 г/м2 или менее, и более предпочтительно 100 г/м2 или менее.
[0088] Стадия легирования не является конкретно ограниченной этим, и может быть проведена обычно применяемым способом. В стадии легирования возрастает концентрация Fe в плакирующем слое. С этой точки зрения, температуру легирования предпочтительно регулируют на температуру, например, от около 500 до 700°С. Температура легирования более предпочтительно составляет 530°С или выше, еще более предпочтительно 570°С или выше, и еще более предпочтительно 600°С или выше. С другой стороны, если температура легирования является слишком высокой, концентрация Fe в плакирующем слое будет слишком большой, так что температура легирования предпочтительно составляет 680°С или ниже, и более предпочтительно 650°С или ниже.
[0089] Стадии после стадии цинкования не являются конкретно ограниченными этим, и могут быть проведены обычно применяемым способом. Как правило, выполняют процесс дрессировки полосы, процесс выравнивания сжатым горячим воздухом, смазывание, и тому подобные. Эти процессы, если необходимо, могут быть исполнены в обычно применяемых условиях, или могут не проводиться, если в этом нет необходимости.
[0090] Рекомендуемые условия для вторичного отжига являются следующими. То есть, температура нагревания (температура вторичного отжига) при вторичном отжиге предпочтительно составляет 400°С или выше, и более предпочтительно 450°С или выше. С другой стороны, из соображений предотвращения испарения цинка температура вторичного отжига предпочтительно составляет 750°С или ниже, и более предпочтительно 700°С или ниже.
[0091] Время выдерживания температуры вторичного отжига (продолжительность вторичного отжига) может быть надлежащим образом настроено сообразно способу нагревания или тому подобному. Например, в случае нагревания в печи время вторичного отжига предпочтительно составляет 1 час или более, и более предпочтительно 2 часа или более. В случае индукционного нагрева время вторичного отжига предпочтительно составляет 10 секунд или более. С другой стороны, из соображений предотвращения испарения цинка, в случае нагревания в печи, время вторичного отжига предпочтительно составляет 16 часов или менее, и более предпочтительно 10 часов или менее. В случае индукционного нагрева время вторичного отжига предпочтительно составляет 3 минуты или менее, и более предпочтительно 1 минуту или менее.
[0092] Полученный этим путем оцинкованный стальной лист (GI или GA) пригоден для применения в качестве стального листа для горячей штамповки.
[0093] В настоящем варианте исполнения стадия горячей штамповки не является конкретно ограниченной, и могут быть выбраны обычно применяемые способы. Например, существует способ, в котором, согласно обычному способу горячей штамповки, вышеуказанный стальной лист нагревают до температуры точки Ас3 превращения или выше, для превращения в аустенит, и затем, например, температуру в то время, когда формование завершено, то есть, температуру в то время, когда штамп достигает нижней мертвой точки, регулируют на величину около 550°С или выше. Способы нагревания могут включать нагревание в печи, резистивный нагрев, индукционный нагрев, и тому подобные.
[0094] В качестве условия нагрева, когда время выдерживания (также называемое временем-в-печи в случае нагревания в печи; и подразумевает время от начала до конца нагревания в случае резистивного нагрева или индукционного нагрева) при температуре точки Ас3 превращения или выше регулируют предпочтительно на 30 минут или менее, более предпочтительно 15 минут или менее, и еще более предпочтительно 7 минут или менее, подавляется рост кристаллов аустенита для улучшения свойств, включающих пригодность к горячей вытяжке и ударную вязкость полученной горячей штамповкой детали. Нижний предел времени выдерживания при температуре точки Ас3 превращения или выше не является конкретно ограниченным, пока температура достигает точки Ас3 превращения или выше во время нагревания.
[0095] Когда подвергнутую горячей штамповке деталь получают с использованием оцинкованного стального листа согласно настоящему варианту осуществления, в дополнение к стадии горячей штамповки можно дополнительно использовать общую стадию или условия, в том числе резку сообразно форме детали, и тому подобные. Примеры подвергнутых горячей штамповке деталей включают шасси автомобиля, так называемые системы подвески, и детали армирования.
[0096] Настоящая заявка раскрывает различные технические аспекты, как упомянутые выше. Среди них основные способы будут обобщены следующим образом.
[0097] Оцинкованный стальной лист для горячей штамповки согласно одному аспекту настоящего изобретения включает стальную подложку и плакирующий слой, созданный на поверхности стальной подложки, причем стальная подложка содержит, в мас.%, С: от 0,10 до 0,5%, Si: от 0,7 до 2,5%, Mn: от 1,0 до 3%, и Al: от 0,01 до 0,5%, причем остальное количество составляют железо и неизбежные примеси, и стальная подложка имеет внутри нее внутренний оксидный слой, содержащий оксид, включающий по меньшей мере один из Si и Mn, имеющий толщину 1 мкм или более, и обезуглероженный слой, имеющий толщину 20 мкм или менее, считая от поверхности раздела с плакирующим слоем по направлению внутрь стальной подложки.
[0098] С такой конфигурацией может быть получен оцинкованный стальной лист для горячей штамповки, в котором дополнительно предотвращается возникновение дефектов внешнего вида, таких как оголенный участок и неравномерность легирования.
[0099] В вышеуказанной конфигурации стальная подложка может дополнительно содержать бор (В) в количестве 0,005% или менее (за исключением 0%). Это делает возможным улучшение характеристики прокаливаемости стальной подложки и повышение прочности оцинкованного стального листа для горячей штамповки.
[0100] Способ получения оцинкованного стального листа для горячей штамповки согласно еще одному аспекту настоящего изобретения представляет собой способ получения оцинкованного стального листа для горячей штамповки, и отличается тем, что холоднокатаный стальной лист, удовлетворяющий компонентному составу оцинкованного стального листа для горячей штамповки, выдерживают при температуре от 500 до 720°С в течение времени от 90 до 400 секунд в восстановительной атмосфере с температурой точки росы от -20 до 0°, и затем плакируют.
[0101] С такой конфигурацией может быть получен оцинкованный стальной лист для горячей штамповки.
[0102] Настоящее изобретение будет описано более подробно с использованием приведенных ниже примеров. Однако эти примеры никоим образом не должны толковаться как ограничивающие область изобретения, и настоящее изобретение также может быть осуществлено с модификациями, будучи добавленными в пределах области, адаптируемой к описанным выше и ниже целям, и любая из них должна быть включена в пределы технической области настоящего изобретения.
Примеры
[0103] После того, как сляб, образованный из стали, имеющей показанный в Таблице 1 компонентный состав, был нагрет до 1200°С, последовательно выполнили горячую прокатку в условиях на выходе из чистовой клети стана (FDT) и температуре сматывания полосы в рулон (CT), показанных в Таблице 1, обработку для удаления окалины в стадии декапирования и холодную прокатку, с получением холоднокатаного стального листа. Холоднокатаный стальной лист использовали как стальную подложку плакированного стального листа.
[0104]
[Таблица 1]
| Компонентный состав (мас.%), остальное количество: Fe и неизбежные примеси | |||||||
| C | Si | Mn | Al | P | S | N | B |
| 0,22 | 1,15 | 2,2 | 0,043 | 0,01 | 0,0009 | 0,0036 | 0,0021 |
[0105] Каждый холоднокатаный стальной лист, полученный этим путем, оценивали по приведенным ниже соответственным показателям.
[0106] (Глубина и толщина внутреннего оксидного слоя)
Холоднокатаный стальной лист разрезали для получения испытуемого образца с размером 10 мм×20 мм. Испытуемый образец залили в опорную подложку, с последующим полированием его поперечного сечения, и затем слегка протравили ниталом. После этого участок поперечного сечения вблизи плакирующего слоя обследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией (FE-SEM) (SUPRA35, производства фирмы ZEISS) при 1500-кратном увеличении с получением изображения в отраженных электронах. Затем на стороне стальной подложки от поверхности раздела между слоем плакирующего сплава и стальной подложкой, внутри стальной подложки, область, где был распределен по меньшей мере один оксид Si и Mn, видимый как мелкое черное пятно, принимали за внутренний оксидный слой. Ситуацию, где средняя толщина внутреннего оксидного слоя составляла 1 мкм или более, и глубина от поверхности раздела между слоем плакирующего сплава и стальной подложкой составляла 1 мкм или более, оценивали как хорошую (приемлемую), и другие ситуации оценивали как плохие (неприемлемые). Результаты оценки показаны ниже в Таблице 3.
[0107] (Толщина обезуглероженного слоя)
Толщину обезуглероженного слоя рассчитали добавлением эффектов времени томления, температуры томления и температуры точки росы атмосферы к численным значениям, полученным из модельного уравнения, созданного описанным ниже методом. Когда расчетная толщина обезуглероженного слоя (глубина от поверхности холоднокатаного стального листа) составляла 20 мкм или менее, считалось, что могли бы обеспечиваться механические свойства, и эту ситуацию оценивали как хорошую (приемлемую). Ситуацию, где толщина составляла более 20 мкм, оценивали как плохую (неприемлемую). Результаты оценки показаны ниже в Таблице 3.
[0108] (Метод создания модельного уравнения)
Холоднокатаный стальной лист разрезали для получения испытуемого образца с размером 100 мм×200 мм. Этот испытуемый образец подвергли отжигу с изменением температуры отжига, температуры точки росы атмосферы (далее также называемой просто «точкой росы») и времени отжига на имитаторе плакирования. Точка росы и температура отжига были такими, как показано ниже в Таблице 2, и время отжига составляло 0 секунд, 120 секунд и 240 секунд для каждого значения точки росы и температуры отжига. В отношении подвергнутого отжигу испытуемого образца, с использованием метода GDOES построили профиль концентрации углерода по направлению глубины (направлению толщины) от поверхности стального листа, и измерили толщину обезуглероженного слоя. Толщину обезуглероженного слоя определяли как глубину от поверхности испытуемого образца до положения, где концентрация углерода составляла 80% от концентрации углерода в стальной подложке перед отжигом.
[0109]
[Таблица 2]
| Точка росы (°С) | Температура отжига (°С) | Константа К скорости обезуглероживания (мкм/сек) |
| 0 | 680 | 0,0864 |
| 0 | 700 | 0,1471 |
| 0 | 720 | 0,2411 |
| 0 | 740 | 0,3338 |
| -10 | 680 | 0,0953 |
| -10 | 700 | 0,1377 |
| -10 | 720 | 0,2034 |
| -10 | 740 | 0,2807 |
| -15 | 680 | 0,0716 |
| -15 | 700 | 0,1146 |
| -15 | 720 | 0,1594 |
| -15 | 740 | 0,2154 |
[0110] Взаимосвязь между временем отжига и толщиной обезуглероженного слоя описывается следующим уравнением (1):
X=Kt (1)
Здесь Х: толщина обезуглероженного слоя (мкм), K: константа скорости обезуглероживания (мкм/сек), и t: время отжига (секунд).
[0111] Из вышеуказанного уравнения (1) константу K скорости обезуглероживания для каждой температуры отжига и точки росы определяли как наклон кривой, полученной построением графика, когда горизонтальная ось представляла время t отжига, и вертикальная ось представляла измеренную толщину Х обезуглероженного слоя. Полученное значение K показано в Таблице 2.
[0112] Взаимосвязь между константой скорости обезуглероживания и температурой отжига описывается следующим уравнением Аррениуса:
K=Aexp(-E/RT)
Здесь K: константа скорости обезуглероживания (мкм/сек), A: константа (мкм/сек), E: константа (Дж/моль), R: газовая постоянная (8,31 Дж/моль·K), и T: температура отжига (K).
[0113] Уравнение Аррениуса может быть преобразовано в следующее уравнение (2):
lnK=lnA+(-E/R)×1/T (2)
[0114] Когда горизонтальная ось представляла 1/Т (величину, обратную температуре отжига, выраженную в абсолютной температуре), и вертикальная ось представляла lnK, из вышеуказанного уравнения (2) значение Е получали по наклону кривой, полученной нанесением на график значения, показанного в Таблице 2, и значение А получили по точке пересечения. Значение Е было постоянным при 146 кДж/моль независимо от точки росы. Значение А представляло величину, описываемую следующим уравнением (3):
A=2,49×105×DP+1,15×107 (3)
Здесь DP представляет точку росы (°С).
[0115] Из вышеизложенного, величина K в вышеуказанном уравнении (1) представляла значение, описываемое следующим уравнением. Уравнение, полученное подстановкой К в уравнение (1), представляет собой модельное уравнение.
K=(2,49×105×DP+1,15×107)×exp((-146000/8,31)×1/T)
[0116] В лабораторном эксперименте, когда температура отжига составляла 700°С или ниже, влияние точки росы не было заметным при температуре точки росы -10°С или выше, и тем самым, когда температура отжига составляла 700°С или ниже, и температура точки росы составляла -10°С или выше, значение K было рассчитано с DP=-10°С.
[0117] (Состояние плакирования)
Холоднокатаный стальной лист разрезали для получения испытуемого образца с размером 100 мм×150 мм. Испытуемый образец подвергли электролитическому обезжириванию в 3%-ном растворе ортосиликата натрия при 60°С с величиной тока 20А в течение 20 секунд, и затем промыли в проточной воде в течение 5 секунд. Испытуемый образец подвергли щелочному обезжириванию этим же путем, и затем отжигу (томлению) с использованием имитатора плакирования. Таблица 2 показывает температуру томления, точку росы восстановительной атмосферы и скорость (LS) технологической линии как условия томления. Скорость технологической линии представляет собой скорость прохода испытуемого образца через отжиговую печь. Восстановительная атмосфера представляла собой газовую смесь, содержащую 5% по объему газообразного Н2, и остальное количество составлял газообразный N2.
[0118] Более конкретно, испытуемый образец нагревали в вышеупомянутой восстановительной атмосфере от комнатной температуры до температуры томления, и затем подвергали обработке в условиях процесса томления, показанных в Таблице 2, с последующим охлаждением от температуры томления до 460°С. Затем получили оцинкованный горячим погружением стальной лист (GI) плакированием в цинковальной ванне, имеющей содержание Al 0,1мас.% и температуру 460°С, и вытерли его. В дополнение, провели легирующую обработку при температуре легирования 550°С в течение времени легирования 20 секунд с получением отожженного и оцинкованного стального листа (GA).
[0119] Что касается вышеуказанного GA, поверхность стального листа в области (от около 100 мм×120 мм), погруженную в цинковальную ванну, визуально обследовали для определения доли площади оголенного участка, и подтверждения присутствия или отсутствия неравномерности легирования. В отношении оголенного участка, ситуацию, где доля площади оголенного участка составляла 5% или менее, оценивали как хорошую (приемлемую), и ситуацию, где доля площади оголенного участка составляла свыше 5%, оценивали как плохую (неприемлемую). В отношении неравномерности легирования, ситуацию, где концентрация Fe составляла 8% или более, оценивали как хорошую (приемлемую), и ситуацию, где концентрация Fe составляла менее 8%, оценивали как плохую (неприемлемую). Результаты показаны в Таблице 3. Для № 17 глубину и толщину внутреннего оксидного слоя не измеряли.
[0120]
[Таблица 3]
| № | Температура томления (°С) | Точка росы атмосферы отжига (°С) | LS (м/мин) | Время томления (сек) | Толщина внутреннего оксидного слоя (мкм) | Толщина обезуглероженного слоя (мкм) | Свойства плакирования | Категория | ||
| Оголенный участок | Неравномерность легирования | |||||||||
| 1 | 630 | 0 | 45 | 400 | 1 | 6 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 2 | 630 | 0 | 60 | 300 | 1 | 4 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 3 | 670 | -45 | 45 | 400 | 0 | 0 | хорошая | хорошее | плохое | Сравнительный Пример |
| 4 | 670 | -20 | 45 | 400 | 1 | 6 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 5 | 670 | 0 | 45 | 400 | 1 | 9 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 6 | 670 | 0 | 60 | 300 | 1 | 7 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 7 | 700 | -45 | 45 | 400 | 0 | 0 | хорошая | плохое | плохое | Сравнительный Пример |
| 8 | 700 | -20 | 45 | 400 | 1 | 12 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 9 | 700 | -20 | 60 | 300 | 1 | 9 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 10 | 700 | 0 | 45 | 400 | 2 | 17 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 11 | 700 | 0 | 60 | 300 | 1 | 13 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 12 | 700 | 0 | 90 | 200 | 1 | 9 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 13 | 700 | 0 | 200 | 90 | 1 | 5 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 14 | 720 | -45 | 45 | 400 | 0 | 0 | хорошая | плохое | плохое | Сравнительный Пример |
| 15 | 720 | -20 | 45 | 400 | 2 | 18 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 16 | 720 | -20 | 60 | 300 | 1 | 12 | хорошая | хорошее | хорошее | Пример настоящего изобретения |
| 17 | 735 | 0 | 45 | 400 | - | 38 | плохая | хорошее | хорошее | Сравнительный Пример |
[0121] Данные из Таблицы 3 приводят к следующим соображениям.
[0122] В №№ 1, 2, 4-6, 8-13, 15 и 16 условия томления в восстановительной атмосфере удовлетворяют требованиям настоящего изобретения, и все из толщины обезуглероженного слоя, доли площади оголенного участка и неравномерности легирования были оценены как хорошие. Хотя в Таблице 3 это не показано, в №№ 1-16 глубина внутреннего оксидного слоя составляла от 1 до 3 мкм, и все из них были оценены как хорошие.
[0123] В № 3, № 7 и № 14 неравномерность легирования была оценена как плохая. Вероятно, это обусловлено тем, что точка росы восстановительной атмосферы составляет ниже -45°С, и внутренний оксидный слой не образуется, или толщина и глубина внутреннего оксидного слоя являются недостаточными.
[0124] Из них в № 7 и № 14 доля площади оголенного участка также была оценена как плохая. Вероятно, это обусловлено тем, что на поверхности стальной подложки образуется оксид на основе Si.
[0125] В № 17 толщина обезуглероженного слоя была оценена как плохая. Вероятно, это обусловлено тем, что температура томления является слишком высокой.
[0126] Эта заявка основана на Японской Патентной Заявке с серийным номером 2018-037132, поданной в Патентное Ведомство Японии 2 марта 2018 года, содержание которой тем самым включено здесь ссылкой.
[0127] Чтобы описать настоящее изобретение, изобретение было описано в вышеизложенном описании надлежащим образом и в достаточной мере с использованием вариантов осуществления со ссылкой на конкретные примеры и тому подобные. Однако должно быть понятно, что квалифицированные специалисты в этой области технологии без труда сделают изменения и/или модификации вышеизложенных вариантов осуществления. Поэтому, пока изменение или модификация, выполненные этими квалифицированными специалистами в данной области технологии, не выходят за пределы области пунктов формулы изобретения, такие изменение или модификация должны быть включены в пределы области пунктов формулы изобретения.
Промышленная применимость
[0128] Настоящее изобретение имеет широкий диапазон промышленной применимости в технических областях, имеющих отношение к оцинкованному стальному листу для горячей штамповки.
1. Оцинкованный стальной лист для горячей штамповки, включающий:
стальную подложку; и
плакирующий слой, сформированный на поверхности стальной подложки,
причем стальная подложка содержит, в мас.%:
С: от 0,10 до 0,5,
Si: от 0,7 до 2,5,
Mn: от 1,0 до 3,
Al: от 0,01 до 0,5,
необязательно B: 0,005 или менее, исключая 0%,
причем остальное количество составляют железо и неизбежные примеси,
при этом стальная подложка имеет внутри нее внутренний оксидный слой, содержащий оксид по меньшей мере одного из Si и Mn, имеющий толщину 1 мкм или более, и обезуглероженный слой, имеющий толщину 20 мкм или менее, от поверхности раздела с плакирующим слоем по направлению внутрь стальной подложки.
2. Способ получения оцинкованного стального листа для горячей штамповки по п. 1, включающий выдержку холоднокатаного стального листа, удовлетворяющего компонентному составу по п. 1, при от 500 до 720°С в течение от 90 до 400 секунд в восстановительной атмосфере с температурой точки росы от -20 до 0°С, и затем плакирование холоднокатаного стального листа.
