熱沖壓制品的制造方法技術(shù)

熱沖壓制品的制造方法包括：成形工序，對(duì)其上形成有鍍鋅層(12)的鍍鋅鋼板(1)進(jìn)行加熱并通過熱沖壓將經(jīng)加熱的鍍鋅鋼板(1)成形；除去工序，在成形工序后對(duì)形成于鍍鋅層(12)的表面上的氧化膜(13)照射激光以除去氧化膜(13)；涂裝工序，在除去工序后在通過熱沖壓成形的鍍鋅鋼板(1)上進(jìn)行涂裝處理。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】熱沖壓制品的制造方法專利
本專利技術(shù)涉及一種可合適在通過熱沖壓成形的熱沖壓制品上進(jìn)行涂裝處理的熱沖壓制品的制造方法。
技術(shù)介紹
近來，在汽車工業(yè)中，高抗拉強(qiáng)度鋼板已普遍用于改進(jìn)碰撞安全性和減少車輛的重量以改進(jìn)燃料效率。但是，當(dāng)待使用的鋼的強(qiáng)度增加時(shí)，在壓制成形期間可能發(fā)生鋼板的擦傷或斷裂，或者成形品的形狀因回彈現(xiàn)象而可能不穩(wěn)定。作為制造高強(qiáng)度制品的技術(shù)，采用了熱壓成形(熱沖壓)，其中不是簡(jiǎn)單對(duì)高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行壓制(冷壓)，而是在低強(qiáng)度狀態(tài)(例如加熱狀態(tài))下對(duì)高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行壓制成形。在熱沖壓中，在將鋼板加熱至800℃或更高的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍以將其軟化的狀態(tài)下對(duì)鋼板進(jìn)行壓制。同時(shí)，通過與模具接觸所獲得的冷卻效果(接觸冷卻)來強(qiáng)化鋼板的淬火。作為結(jié)果，由于改進(jìn)了壓制品的強(qiáng)度并減小了其殘余應(yīng)力，因此還減小了作為高抗拉強(qiáng)度鋼板的問題的季節(jié)性開裂、延遲斷裂等的敏感性。但是，鍍鋅退火(galvannealed)鋼板在強(qiáng)度、焊接性、涂裝性質(zhì)等方面優(yōu)異，并由此用作用于車身的鋼板。當(dāng)使用這樣的鍍鋅退火鋼板時(shí)，在其表面進(jìn)行涂裝處理。在該涂裝處理中，作為表面處理實(shí)施例如磷酸鹽處理，并在磷酸鹽晶體膜上形成涂膜。為了進(jìn)行磷酸鹽處理，從確保涂膜的優(yōu)異的涂裝性能(例如粘合性和耐蝕性)的觀點(diǎn)考慮，形成優(yōu)異的磷酸鹽晶體膜是重要的。特別地，鍍鋅退火鋼板由與磷酸鹽處理溶液強(qiáng)烈反應(yīng)的Zn-Fe合金形成，并且基本上不含雜質(zhì)等。因此，可形成優(yōu)異的磷酸鹽晶體膜。但是，即使在該情況下，由于通常在大氣中進(jìn)行熱沖壓，因此也在鋼板的表面上形成氧化物。以鋅基氧化膜的形式形成該氧化物。當(dāng)形成該氧化膜時(shí)，涂膜的粘合性(特別地磷酸鹽晶體膜的粘合性)可能降低。鑒于該觀點(diǎn)，例如公開了一種熱沖壓制品的制造方法，該方法包括：熱壓成形工序，在其上形成有鍍鋅層的鍍鋅鋼板上進(jìn)行熱壓成形(熱沖壓)；和氧化鋅層除去工序，通過噴丸除去經(jīng)由加熱工序而形成于鍍鋅鋼板表面上的鍍鋅層的氧化鋅層(例如，參考日本專利申請(qǐng)公開No.2012-25977(JP2012-25977A))。這樣，通過除去氧化鋅層(氧化膜)可改進(jìn)涂膜的粘合性。但是，根據(jù)基于本專利技術(shù)人后述的實(shí)驗(yàn)，可能存在這種情況：即使進(jìn)行了上述的噴丸以除去氧化膜，部分氧化膜被壓破并殘留在鋼板中。由此，涂膜的粘合性可能不足。另外，部分鍍膜可能被剝離，且鍍膜的防蝕性能可能降低。另外，通過彈丸顆粒之間的碰撞而向產(chǎn)品施加了壓縮殘余應(yīng)力，這可能使產(chǎn)品變形。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種熱沖壓制品的制造方法，其中可通過有效地除去氧化膜來改進(jìn)涂膜的粘合性。在此，作為深入研究的結(jié)果，本專利技術(shù)人已發(fā)現(xiàn)如下涂膜粘合性降低的原因。具體地，為了從鍍鋅鋼板制造熱沖壓制品，在將鍍鋅鋼板加熱至作為母材的鋼材的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍(800℃或更高)之后將鍍鋅鋼板成形。此時(shí)，如圖9A所示，在鍍鋅鋼板9的鍍鋅層92的表面上形成氧化膜93。接著，如圖9B所示，在成形之后冷卻的鍍鋅鋼板9中，因氧化膜93和鍍鋅層92之間的體積膨脹系數(shù)的不同而在氧化膜93和鍍鋅層92之間形成空隙C。在此，特別地，在進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的情況下，在氧化膜93的表面上形成結(jié)晶化的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜94。但是，與其中未形成氧化膜93的情況相比，構(gòu)成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜94的晶體的附著量減少。當(dāng)使用鍍鋅退火鋼板(例如Galvalume鋼板)時(shí)，在氧化膜中形成Al氧化物，其引起晶體的上述附著量的減少以及涂膜粘合性的降低。接著，如圖9B所示，即使通過電沉積涂裝等進(jìn)一步形成涂膜95，在氧化膜93和涂膜95之間也保持粘合力，但在氧化膜93和鍍鋅層92之間仍存在空隙C。接著，在使用環(huán)境下，如圖9C所示，含有鹽成分的水W等透過氧化膜93并侵入氧化膜93和鍍鋅層92之間的空隙C。由此，在該空間中腐蝕發(fā)展。進(jìn)一步，空隙C周圍的區(qū)域被堿化，并且涂膜的剝離自空隙C擴(kuò)展。考慮到這點(diǎn)，優(yōu)選確切地除去在其與鍍鋅層之間形成空隙的氧化膜，并且作為用于除去氧化膜的手段，本專利技術(shù)人已關(guān)注于利用激光加熱來使氧化膜升華的技術(shù)。根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，提供了一種熱沖壓制品的制造方法，該方法包括：成形工序，對(duì)其上形成有鍍鋅層的鍍鋅鋼板進(jìn)行加熱并通過熱沖壓將經(jīng)加熱的鍍鋅鋼板成形；除去工序，在成形工序后對(duì)形成于鍍鋅層表面上的氧化膜照射激光以除去氧化膜；和涂裝工序，在除去工序后，在通過熱沖壓成形的鍍鋅鋼板上進(jìn)行涂裝處理。根據(jù)本專利技術(shù)的該方面，利用激光來使在通過熱沖壓將鍍鋅鋼板成形時(shí)形成于鍍鋅鋼板表面的氧化膜升華(蒸發(fā))。因此，可從鍍鋅鋼板的表面更有效地除去氧化膜。特別地，通過激光將熱量迅速地輸入浮于空隙上方的部分的氧化膜。因此，可容易地除去氧化膜。由此，在熱沖壓期間，即使因氧化膜和鍍鋅層之間的體積膨脹系數(shù)的不同而將界面剝離并形成空隙，也可通過利用激光除去作為形成空隙的原因的氧化膜來消除空隙。另外，根據(jù)本專利技術(shù)的該方面，利用照射激光來使氧化膜蒸發(fā)(升華)，并由此不像利用噴丸或機(jī)械拋光的氧化膜除去那樣，氧化膜可被均勻除去而不被壓破。另外，由于通過激光除去氧化膜，因此鍍鋅鋼板的表面被快速加熱和冷卻。由此，可使激光對(duì)鍍鋅鋼板的母材的影響最小化。在涂裝工序中，可在除去了氧化膜的鍍鋅層的表面上進(jìn)行磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，并且可在進(jìn)行了磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的表面上形成涂膜。作為結(jié)果，由于利用激光照射來除去氧化膜，因此可增加鍍鋅層上構(gòu)成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的磷酸鹽晶體的附著量。根據(jù)本專利技術(shù)的該方面，可通過有效地除去氧化膜來改進(jìn)涂膜的粘合性。附圖說明以下將參考附圖描述本專利技術(shù)示例性實(shí)施方案的特征、優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)重要性，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中：圖1是說明根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案的熱沖壓制品的制造方法的圖；圖2A是說明在圖1的工序b即成形工序之后鍍鋅鋼板的示意性截面圖；圖2B是說明在圖1的工序e即氧化膜除去工序之后鍍鋅鋼板的示意性截面圖；圖2C是說明在圖1的工序f即涂裝工序之后鍍鋅鋼板的示意性截面圖；圖3是說明根據(jù)實(shí)施例1的鍍鋅鋼板在熱沖壓之后(在加熱之后)的截面照片；圖4是說明根據(jù)實(shí)施例1的鍍鋅鋼板在除去氧化膜之前和之后的表面的照片；圖5A是說明除去氧化膜之前的元素分析的結(jié)果的曲線圖；圖5B是說明除去氧化膜之后的元素分析的結(jié)果的曲線圖；圖6A是除去氧化膜之前的截面照片；圖6B是除去氧化膜之后的截面照片；圖7是說明鍍鋅鋼板在除去氧化膜之前和之后的維氏硬度的測(cè)定結(jié)果的曲線圖；圖8A是說明根據(jù)比較例1的鍍鋅鋼板在除去氧化膜之后的截面照片；圖8B是說明根據(jù)比較例2的鍍鋅鋼板的截面照片；圖8C是說明根據(jù)比較例3的鍍鋅鋼板的截面照片；圖9A是說明在相關(guān)技術(shù)的熱沖壓制品的制造方法中的利用熱沖壓的成形工序的圖；圖9B是說明在相關(guān)技術(shù)的熱沖壓制品的制造方法中的涂裝工序的圖；和圖9C是說明在相關(guān)技術(shù)的熱沖壓制品的制造方法中的鍍鋅鋼板在涂裝工序之后的狀態(tài)的圖。具體實(shí)施方式以下，將參考附圖并基于實(shí)施方案來說明本專利技術(shù)。圖1是說明根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案的熱沖壓制品的制造方法的圖，其中工序a是準(zhǔn)備作為鍍鋅鋼板的材料的工序，工序b是將鍍鋅鋼板切割為板材的工序，工序c是對(duì)鍍鋅鋼板進(jìn)行加熱的工序，工序d是成形工序，工序e是氧化膜除去工序，并且工序f是涂裝工序。圖2A是說明在圖1的工序d即成形工序之后的鍍鋅鋼板的截面示意圖；圖2B是說明在圖1的工序本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
熱沖壓制品的制造方法，其包括：成形工序，對(duì)其上形成有鍍鋅層的鍍鋅鋼板進(jìn)行加熱并通過熱沖壓將經(jīng)加熱的鍍鋅鋼板成形；除去工序，在所述成形工序后對(duì)形成于所述鍍鋅層的表面上的氧化膜照射激光以除去所述氧化膜；和涂裝工序，在所述除去工序后在通過熱沖壓成形的鍍鋅鋼板上進(jìn)行涂裝處理。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2013.12.02 JP 2013-2490331.熱沖壓制品的制造方法，其特征在于，包括：成形工序，對(duì)其上形成有鍍鋅層的鍍鋅鋼板進(jìn)行加熱并通過熱沖壓將經(jīng)加熱的鍍鋅鋼板成形；除去工序，在所述成形工序后對(duì)形成于所述鍍鋅層的表面上的氧化膜照射激光以除去...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：垣田岳史，久田幸平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP