高強(qiáng)度鋼板及其制造方法以及高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及高強(qiáng)度鋼板及其制造方法W及高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，從提高汽車的燃料效率W及提高汽車的碰撞安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)車 身材料的高強(qiáng)度化來(lái)謀求薄壁化，要求使車身本身輕量化且高強(qiáng)度化。因此，促進(jìn)了高強(qiáng)度 鋼板在汽車中的應(yīng)用。
[0003] 通常，汽車用鋼板進(jìn)行涂裝后使用。作為該涂裝的預(yù)處理，實(shí)施被稱為憐酸鹽處理 的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。該化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是用于確保涂裝后的耐腐蝕性的重要處理之一。
[0004] 為了提高鋼板的強(qiáng)度、延展性，添加Si、Mn是有效的。但是，在連續(xù)退火時(shí)，Si、Mn 即使在不發(fā)生化的氧化（將化氧化物還原）的還原性的N2+H2氣體氣氛下進(jìn)行退火的情 況下也會(huì)發(fā)生氧化。由于該氧化，會(huì)在鋼板最表層選擇性地形成含有Si、Mn的表面氧化物 (Si化、MnO等。W下稱為選擇性表面氧化物）。該選擇性表面氧化物會(huì)阻礙化學(xué)轉(zhuǎn)化處理 中的化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的生成反應(yīng)。因此，存在有選擇性表面氧化物時(shí)，會(huì)形成沒(méi)有生成化學(xué)轉(zhuǎn) 化被膜的微小區(qū)域（之后，有時(shí)也稱為未覆蓋區(qū)（ス個(gè)））。如此存在有選擇性表面氧化物 會(huì)降低鋼板的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。另外，作為設(shè)及高強(qiáng)度鋼板的現(xiàn)有技術(shù)，有專利文獻(xiàn)1~6。 [OCX)日]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平5-320952號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2004-323969號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平6-10096號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2003-113441號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)昭55-145122號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開(kāi)2006-45615號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0014] 作為改善含有Si、Mn的鋼板的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的現(xiàn)有技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi) 有如下方法：使用電鍛法在鋼板上形成20~1500mg/m2的鐵包覆層。但是，該方法存在有 如下問(wèn)題：另外需要電鍛設(shè)備，與工序增加相對(duì)應(yīng)的成本也增大。
[0015] 另外，在專利文獻(xiàn)2中通過(guò)規(guī)定Mn/Si比率、在專利文獻(xiàn)3中通過(guò)添加Ni，各自提 高了憐酸鹽處理性。但是，認(rèn)為其效果取決于鋼板中的Si、Mn的含量，對(duì)于Si、Mn的含量高 的鋼板需要進(jìn)一步改善。 陽(yáng)016] 此外，在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)有如下方法：通過(guò)使退火時(shí)的露點(diǎn)為-25~0°C，在自 鋼板基材表面起1ym的深度W內(nèi)形成由含有Si的氧化物構(gòu)成的內(nèi)部氧化層，并使含Si的 氧化物在鋼板表面長(zhǎng)度10ym中所占的比例為80 %w下。但是，專利文獻(xiàn)4中記載的方法 的情況下，由于控制露點(diǎn)的區(qū)域是W整個(gè)爐內(nèi)為前提，因此難W控制露點(diǎn)W及穩(wěn)定操作。另 夕F，在不穩(wěn)定的露點(diǎn)控制下進(jìn)行退火的情況下，在鋼板上形成的內(nèi)部氧化物的分布狀態(tài)中 確認(rèn)到分布不均，有可能在鋼板的長(zhǎng)度方向、寬度方向上產(chǎn)生化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的不均（整 體或一部分產(chǎn)生未覆蓋區(qū)）。此外，即使在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性得W提高的情況下，由于緊挨化 學(xué)轉(zhuǎn)化處理被膜之下存在含Si的氧化物，因此存在有電沉積涂裝后的耐腐蝕性差運(yùn)樣的 問(wèn)題。
[0017]另外，在專利文獻(xiàn)5中記載有如下方法：在氧化性氣氛中使鋼板溫度達(dá)到350~ 650°C而在鋼板表面形成氧化膜，然后，在還原性氣氛中加熱至再結(jié)晶溫度并進(jìn)行冷卻。但 是，該方法中，通過(guò)進(jìn)行氧化的方法在鋼板表面形成的氧化被膜的厚度存在差異，有時(shí)沒(méi)有 發(fā)生充分的氧化。另外，在該方法中，有時(shí)氧化被膜過(guò)厚，在之后的還原性氣氛中的退火中 產(chǎn)生氧化膜的殘留或剝離，導(dǎo)致表面性狀變差。在專利文獻(xiàn)5的實(shí)施例中記載了在大氣中 進(jìn)行氧化的技術(shù)，但存在有大氣中的氧化會(huì)生成厚的氧化物而難W進(jìn)行之后的還原或者需 要高氨氣濃度的還原氣氛等問(wèn)題。 陽(yáng)0化]此外，在專利文獻(xiàn)6中記載有如下方法：針對(duì)W質(zhì)量％計(jì)含有0. 1 %W上的Si和/ 或1. 0 %W上的Mn的冷社鋼板，在鋼板溫度為400°CW上且鐵的氧化氣氛下在鋼板表面形 成氧化膜，然后，在鐵的還原氣氛下對(duì)上述鋼板表面的氧化膜進(jìn)行還原。具體而言，使鋼板 溫度為400°CW上，使用空氣比為0.93W上且1. 10W下的直火燃燒器使鋼板表面的化氧 化后，在使化氧化物還原的成+&氣體氣氛下進(jìn)行退火。專利文獻(xiàn)6中記載的技術(shù)是由此 抑制使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差的選擇性表面氧化而在最外表面形成化的氧化層的方法。專 利文獻(xiàn)6中雖然沒(méi)有具體記載直火燃燒器的加熱溫度，但在含有大量（大概0. 6%W上）Si 的情況下，比化更容易氧化的Si的氧化量增多而化的氧化被抑制、或者化的氧化本身會(huì) 過(guò)度減少。其結(jié)果是，有時(shí)還原后的表面Fe還原層的形成不充分，或者在還原后的鋼板表 面存在有Si化而產(chǎn)生化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的未覆蓋區(qū)。
[0019] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供即使Si、Mn的含量多的情況下 也具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性W及電沉積涂裝后的耐腐蝕性的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法， W及使用該高強(qiáng)度鋼板而成的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板及其制造方法。
[0020] 用于解決問(wèn)題的方法
[0021] 對(duì)于含有Si、Mn等易氧化性元素的鋼板，出于改善化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的目的廣泛已 知有主動(dòng)地使鋼板的內(nèi)部氧化的方法。但是，該方法中，有時(shí)會(huì)因內(nèi)部氧化本身而產(chǎn)生化 學(xué)轉(zhuǎn)化處理不均、未覆蓋區(qū)，或者電沉積涂裝后的耐腐蝕性變差。因此，本發(fā)明人們對(duì)通過(guò) 不局限于W往的想法的新方法來(lái)解決課題的方法進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂?退火工序的氣氛和溫度，能夠抑制在鋼板表層部形成內(nèi)部氧化物，能夠?qū)Ω邚?qiáng)度鋼板賦予 優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，并且還能夠?qū)Ω邚?qiáng)度鋼板賦予電沉積涂裝后的更高的耐腐蝕性。 具體而言，在退火工序的加熱過(guò)程中，將退火爐內(nèi)溫度為550°CW上且A°CW下（A:滿足 600《A《750的規(guī)定值）的溫度范圍控制成氣氛中的露點(diǎn)達(dá)到-40°CW下。通過(guò)使退火 爐內(nèi)的鋼板溫度為550°CW上且A°CW下（A:滿足600《A《750的規(guī)定值）的溫度范圍 的氣氛中的露點(diǎn)為-40°CW下，可降低鋼板與氣氛的界面的氧勢(shì)，在盡可能不發(fā)生內(nèi)部氧化 的情況下抑制Si、Mn等的選擇性表面擴(kuò)散、氧化（之后稱為表面富集）。
[0022] 通過(guò)如此僅對(duì)限定的區(qū)域進(jìn)行氣氛中的露點(diǎn)的控制，能夠盡可能在不形成內(nèi)部氧 化物的情況下抑制表面富集。其結(jié)果是可W得到化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性W及電沉積涂裝后的耐腐 蝕性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板。需要說(shuō)明的是，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良是指化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后具有未 出現(xiàn)未覆蓋區(qū)、不均運(yùn)樣的外觀。
[0023] 通過(guò)上述方法得到的高強(qiáng)度鋼板的自鋼板表面起100ymW內(nèi)的鋼板表層部中選 自化、Si、Mn、A1、P、W及B、佩、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni、Sn、Sb、化、W、V中的一種W上的氧化物 的形成得W抑制，其形成量被抑制為合計(jì)在每單面低于0. 〇30g/m2。由此，高強(qiáng)度鋼板的化 學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良，電沉積涂裝后的耐腐蝕性顯著提高。
[0024] 此外，本發(fā)明人們對(duì)使用上述高強(qiáng)度鋼板而成的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板進(jìn)行了潛屯、研 究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)退火工序的氣氛和溫度的上述控制，可抑制緊挨鍛層之下的鋼基表層部 中的內(nèi)部氧化，并且還能夠抑制表面富集，因此可W得到具有優(yōu)良的鍛層外觀和更高的耐 腐蝕性和加工時(shí)良好的耐鍛層剝離性的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板。具體而言，通過(guò)采用上述退火 工序，可降低鋼板與氣氛的界面的氧勢(shì)，在不形成內(nèi)部氧化的情況下抑制Si、Mn等的選擇 性表面擴(kuò)散、表面富集。另外，在上述退火工序中晶體的粒徑變得粗大，因此抑制了在超過(guò) A°C的溫度區(qū)的表面富集。
[0025] 通過(guò)如此控制氣氛的露點(diǎn)，可抑制內(nèi)部氧化，盡可能地抑制表面富集，進(jìn)而，通過(guò) 在鋼板的表面形成每單面的鍛層附著量為20~120g/m2的鍛鋒層，可抑制產(chǎn)生未形成鍛層 的區(qū)域（未鍛敷），可W得到鍛層外觀、耐腐蝕性W及加工時(shí)的耐鍛層剝離性、加工性優(yōu)良 的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板。需要說(shuō)明的是，鍛層外觀優(yōu)良是指具有未確認(rèn)到未鍛敷、合金化不均 運(yùn)樣的外觀。
[00%] 優(yōu)選的是：通過(guò)上述方法得到的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板在緊挨鍛鋒層之下的自鋼基表 面起lOOymW內(nèi)的鋼基表層部中選自化、51、]?11、41、口、^及8、佩、1'1、化、]\1〇、〇1、化、511、Sb、Ta、W、V中的一種W上的氧化物的形成得W抑制（僅化的氧化物得W抑制的情況除 外），其形成量W合計(jì)計(jì)在每單面低于0. 〇30g/m2。本發(fā)明人們還得出如下見(jiàn)解：由此形成 了鍛層外觀優(yōu)良、耐腐蝕性顯著提高、可W防止鋼基表層部中的彎曲加工時(shí)的裂紋、且加工 時(shí)的耐鍛層剝離性、加工性優(yōu)良的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板。
[0027] 本發(fā)明基于上述見(jiàn)解而成，其特征如下所述。
[0028] (1) 一種高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，具有退火工序，所述退火工序中， 對(duì)W質(zhì)量％計(jì)含有C:0. 03 ~0. 35%、Si:0. 01 ~0. 50%、Mn:3. 6 ~8. 0%、A1 :0. 001 ~ 1.00%、P《0. 10%、S《0.010%、余量由化和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼板實(shí)施下述條件 的退火，所述條件為：使退火爐內(nèi)溫度為550°CW上且A°CW下（A:滿足600《A《750的 規(guī)定值）的溫度區(qū)中的氣氛的露點(diǎn)為-40°CW下。
[0029] 似如（1)所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其中，還具有電解酸洗工序，所述電解 酸洗工序中，將上述退火工序后的鋼板在含有硫酸的水溶液中進(jìn)行電解酸洗。
[0030] 做如（1)或者似所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，上述鋼板W質(zhì) 量 ％ 計(jì)還含有選自B:0. 001 ~0. 005 %、佩：0. 005 ~0. 05%、Ti:0. 005 ~0. 05%、Cr: 0. 001 ~1. 0%、Mo:0. 05 ~1. 0%、Cu:0. 05 ~1. 0%、Ni:0. 05 ~1. 0%、Sn:0. 001 ~ 0. 20%、Sb:0. 001 ~0. 20%、Ta:0. 001 ~0. 10%、W:0. 001 ~0. 10%、V:0. 001 ~0. 10% 中的一種W上的元素作為成分組成。
[0031] (4) 一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，通過(guò)（1)~（3)中任一項(xiàng)所述的制造方法來(lái)制 造，自鋼板表面起lOOymW內(nèi)的鋼板表層部中生成的選自化、Si、Mn、Al、P、B、Nb、Ti、Cr、 Mo、Cu、化、Sn、Sb、化、W、V中的一種W上的氧化物的合計(jì)在每單面低于0. 〇30g/m2。
[0032] (5) -種高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板的制造方法，具有熱鍛鋒處理工序，所述熱鍛鋒處理工 序中，在通過(guò)（1)或（2)中任一項(xiàng)所述的制造方法制造得到的高強(qiáng)度鋼板的表面形成每單 面的鍛層附著量為20~120g/m2的鍛鋒層。
[0033] (6)如（5)所述的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板的制造方法，其特征在于，上述鋼板W質(zhì) 量％計(jì)還含有選自B:0. 001~0. 005%、佩：0. 005~0. 050%、Ti:0. 005~0. 050%、Cr: 0. 001 ~1. 000%、M〇 :0. 05 ~1. 00%、〇! :0. 05 ~1. 00%、Ni:0. 05 ~1. 00%、Sn:0. 001 ~ 0. 20%、Sb:0. 001 ~0. 20%、Ta:0. 001 ~0. 10%、W:0. 001 ~0. 10%、V:0. 001 ~0. 10% 中的一種W上的元素作為成分組成。
[0034] (7)如妨或（6)所述的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板的制造方法，其特征在于，還具有合金 化處理工序，所述合金化處理工序中，將上述熱鍛鋒處理工序后的鋼板加熱至450°CW上且 600°CW下的溫度，使鍛鋒層的化含量為8~14質(zhì)量％的范圍。
[0035] (8) -種高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板，其特征在于，通過(guò)巧）~（7)中任一項(xiàng)所述的制造方 法來(lái)制作，緊挨鍛鋒層之下的自鋼基表面起lOOymW內(nèi)的鋼基表層部中生成的選自Fe、 Si、Mn、A1、P、B、佩、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni、Sn、Sb、化、W、V中的一種W上的氧化物的合計(jì)在每 單面低于0. 030g/m2。
[0036] 發(fā)明效果
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，即使是Si、Mn的含量多的情況下，由于退火工序的加熱溫度被控制 在特定的溫度區(qū)，并且露點(diǎn)被調(diào)節(jié)為特定的范圍，因此可W得到具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理 性W及電沉積涂裝后的耐腐蝕性的高強(qiáng)度鋼板。
[00測(cè)另外，由于調(diào)節(jié)了退火工序的溫度和露點(diǎn)，因此可W得到具有優(yōu)良的鍛層外觀和 更高的耐腐蝕性和加工時(shí)良好的耐鍛層剝離性的高強(qiáng)度熱鍛鋒鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0039] W下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是