用於熱壓的具有顯著表面特性的鍍鋅鋼板，使用該鋼板得到的熱壓模塑部件，以及其製備方法

2023-05-16 17:02:41 3

專利名稱：用於熱壓的具有顯著表面特性的鍍鋅鋼板，使用該鋼板得到的熱壓模塑部件，以及其製備方法
技術領域：
本發明涉及用於熱壓成型的鍍鋅鋼板，更詳細地講，涉及在熱壓成型過程中通過防止電鍍層變質，從而能夠保證穩定的電鍍層的用於熱壓的具有優異表面特性的鍍鋅鋼板，涉及使用該鋼板的熱壓模塑部件，以及其製造方法。
背景技術：
最近，為了改善車輛燃油經濟性以滿足環境保護規定，對高強度鋼板的需求快速提高。根據車用鋼板的加固，在衝壓成型過程中容易發生磨損和破裂，難以成型且形狀複雜產品的形成可能困難。因此，為了解決這種局面，通過熱壓製備的產品劇增，其中鋼板被加熱而在熱狀態下成型。用於熱壓的鋼板通常以在溫度範圍800°C至900°C下加熱的狀態下進行擠壓進行熱壓成型，但加熱時鋼板的表面可能被氧化，從而產生鏽垢(scaling)。因此，產品形成後需要用於移除鏽垢的單獨方法，如噴砂清理(shotblasting)，使得產品的耐腐蝕性也比鍍覆材料差。因此，為了解決這種問題，如美國專利第6296805號的產品已經研發並商品化，其中，在鋼板表面進行鋁(Al)基電鍍以在加熱爐中維持鍍層，由此同時防止在加熱爐中鋼板表面發生氧化反應且通過被動鋁膜的形成來提高耐腐蝕性。然而，對於鍍Al材料，在高溫下的耐熱性優異，而耐腐蝕性比通過犧牲陽極法形成的鍍鋅鋼板差且製造成本也升高。然而，鋅的高溫耐熱性明顯比鋁差，因此通過一般製造方法製造的鍍鋅鋼板，在800°C至900°C的高溫下由於Zn層的合金化以及高溫氧化而形成不均勻的鍍層，且鍍層中Zn的比例降低至30%以下，因此，在耐腐蝕性方面上降低其作為鍍覆材料的功能性。

發明內容
發明要解決的課題本發明的一個方面是提供一種具有優異表面特性的鍍鋅鋼板，其能在使用鋅鍍覆的鍍覆材料的熱壓成型過程中防止鍍鋅層劣化並減少熱壓成型後鍍層表面形成氧化物，並提供使用該鍍鋅鋼板的熱壓模塑部件，以及其製造方法。解決課題的方法根據本發明的一方面，提供一種用於熱壓具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其包括基體鋼板，其在從表面到深度為約I μ m的深度處包括金屬表面擴散層，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量小於Cr ;富鋁(Al)層，其含有約30重量％或更多Al,所述AL形成在當所述氧化反應時相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的表面擴散層上；鍍鋅層，其形成在所述富鋁層上，在所述表面擴散層和所述富鋁層之間非均勻地分布有平均厚度為約150nm或更小的退火氧化物，從所述基體鋼板表面至深度為I μ m的金屬含量為約O. I重量％或更多，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾的氧氣吉布斯自由能減小量低於Cr。此時,優選地,所述鍍鋅層包括約15. O重量％或更少的Fe (鐵)；約O. 01重量％至約2. O重量％的金屬，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ;和Zn (鋅)以及其他不可避免的雜質。另外,優選地,氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬，是一種或多種選自以下組的金屬Ni (鎳)、鐵、Co (鈷)、Cu (f||)>Sn (錫)和Sb (鋪)。另外，優選地，富鋁層的厚度範圍約O. Iym至約I μ m，EPMA (電子探針分析儀)分析過程中，所述表面擴散層和所述富鋁層中一種金屬含量5重量％或更多的部分重疊的部分面積為，所述表面擴散層和復鋁層的10%或更少，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr。
另外，優選地，所述基體鋼板含有約O. I重量％至約O. 4重量％的C (碳)，約2. O重量％或更少(不包括O重量％)的Si (娃),約O. I重量％至約4. O重量％的Mn (猛),和剩餘Fe以及不可避免的雜質。另外，優選地，所述基體鋼板進一步含有一種或多種選自以下的物質約O. 001%至約O. 02%的N (氮)，約O. 0001%至約O. 01%的B (硼)，約O. 001%至約O. 1%的Ti (鈦)，約O. 001%至約O. 1%的Nb (鈮)，約O. 001%至約O. 1%的V (釩)，約O. 001%至約I. 0%的Cr,約O. 001%至約I. 0%的Mo (鑰)，約O. 001%至約O. 1%的Sb，和約O. 001%至約O. 3%的W (鎢)。本發明另一方面提供一種熱壓模塑部件，其包括基體鋼板；鍍鋅層，其形成在基體鋼板上，其中包括固溶有約O. 008重量％或更多的一種金屬的Fe-Zn相，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ;氧化層，其形成在鍍鋅層上，並且平均厚度約O. 01 μ m至約5 μ m。此時，優選地，所述氧化層含有平均厚度為約IOnm至約300nm的連續塗層，所述氧化層由一種或多種選自SiO2和Al2O3的氧化物形成。另外，優選地，所述氧化層含有ZnO，且含有約O. 01重量％至約50重量％的一種或多種選自MnO、SiO2、和Al2O3的氧化物。另外,優選地,在所述連續塗層上形成包括ZnO和MnO的氧化物,且所述MnO含量小於ZnO0此時，優選地，所述氧化層含有約10重量％或更少的FeO。另外，優選地，在所述基體鋼板的上部非連續存在鋅擴散相。另外，優選地，所述鋅擴散相的平均厚度為約5 μ m或更小。另外,優選地,所述鍍鋅層的Zn含量為約30重量％或更多。此時，所述鍍鋅層的厚度為熱壓成型前的約I. 5倍或更多。另外，相對於總鍍鋅層而言鍍鋅層中Fe含量為約60重量％或更多的合金相的比例為約70重量％或更多。另外,優選地,氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的所述金屬是一種或多種選自Ni、Fe、Co、Cu、Sn、和Sb的物質。另外，優選地，所述基體鋼板含有約O. I重量％至約O. 4重量％的C，約2. O重量或更少(不包括O重量％)的Si，約O. I重量％至約4. O重量％的Mn，以及剩餘Fe和不可避免的雜質。另外，優選地，基體鋼板進一步含有一種或多種選自約O. 001%至約O. 02%的N，約O. 0001% 至約 O. 01% 的 B,約 O. 001% 至約 O. 1% 的 Ti，約 O. 001% 至約 O. 1% 的 Nb,約 O. 001%至約O. 1%的V,約O. 001%至約I. 0%的Cr,約O. 001%至約I. 0%的Mo,約O. 001%至約O. 1%的Sb，和約O. 001%至約O. 3%的W的物質。本發明的另一方面提供一種製造熱壓模塑部件的方法，該方法包括在鋼板上塗布金屬的步驟，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ;將所述塗布鋼板在約700°C至約900°C溫度範圍內進行退火的步驟；將上述經過退火處理的鋼板沉浸在鍍鋅液中進行鍍鋅的步驟，所述鍍鋅液中含有O. 05重量％至O. 5重量％的Al和Zn、剩餘Fe和不可避免雜質且溫度範圍為430°C至500°C ;將鍍鋅鋼板在氧化氣氛中以加熱速率2V /秒至10°C /秒加熱至溫度範圍750°C至950°C並保持該溫度10分鐘或更短的步驟；在600°C至900°C溫度範圍內衝壓成型上述的經加熱並保持溫度的鋼板。

此時，優選地，以約Inm至約IOOOnm的平均厚度塗布金屬，所述金屬在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr,並且是一種或多種選自Ni、Fe、Co、Cu、Sn、和Sb的物質。另外，優選地，所述鍍鋅後，進一步包括在約600°C或更低溫度下進行合金化熱處理的步驟。發明效果根據本發明的一個方面，退火前通過使用具有低氧親和力的金屬塗布有效的厚度以防止在鋼板表面形成退火氧化物，從而鋼板表面形成均勻的鍍鋅層，同時在衝壓成型熱處理過程中促進鍍鋅層的合金化從而在短時間內提高鍍鋅層的熔化溫度，因此，可防止鍍層劣化，可減少熱壓成型後形成的內部氧化物的產生。另外，根據本發明的另一方面，在熱壓加熱時，在鍍層表面形成能防止鍍鋅層劣化的氧化層，在鍍層中形成鋅(Zn)、鐵(Fe)、以及一種氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的三元相，從而穩定地維持鍍鋅層，保證良好的表面環境以得到優異的磷化處理性(phosphatability)、塗布適應性(coatability)和塗層附著性而無需單獨的磷酸鹽處理，並在熱壓成型過程中防止在基體鋼板中產生裂縫，從而改善可加工性。


圖I是根據發明實施例的熱浸鍍鋅鋼板的熱壓成型後的橫截面的照片。圖2是根據對比實施例的熱浸鍍鋅鋼板的熱壓成型後的橫截面的照片。圖3是根據另一發明實施例製造的熱壓模塑部件的橫截面圖。圖4是根據另一對比實施例製造的熱壓模塑部件的橫截面圖。圖5是根據另一對比實施例製造的熱壓模塑部件加工部分的橫截面的照片。圖6是根據另一發明實施例製造的熱壓模塑部件加工部分的橫截面的照片。圖7是表示另一發明實施例的成型部件的實例的橫截面的示意圖。圖8(a)是根據發明另一實施例的熱浸鍍鋅鋼板的實例的橫截面的照片，圖8(b)、(C)、(d)、(e)、(f)是對每種元素進行了電子探針(ΕΡΜΑ)圖譜分析的照片。
圖9是EPMA圖譜分析照片中將鋁(Al)和鎳(Ni)的照片放大的照片。
具體實施例方式在下文中，將詳細描述本發明。優選實施方式[鍍鋅(Zn)鋼板]在下文中，將詳細描述本發明的鍍鋅鋼板。
在本發明的一個方面，提供用於熱壓的具有優異表面特性的鍍鋅鋼板，其包括基體鋼板，其在從表面的深度為I μ m以內的深度處包括金屬表面擴散層，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量小於Cr ;富鋁(Al)層，其含有30重量％或更多Al，所述Al形成在當所述氧化反應時相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的表面擴散層上；鍍鋅層，其形成在所述富鋁層上，在所述表面擴散層和所述富鋁層之間非均勻地分布有平均厚度為150nm或更小的退火氧化物，從所述基體鋼板表面深度為Iym以內下述金屬含量為O. I重量％或更多，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr。熱軋鋼板和冷軋鋼板都可用作所述基體鋼板，且所述退火氧化物用作擴散屏障以防止所述熱浸鍍鋅鋼板的成分鐵(Fe)和錳(Mn)的合金化。在本發明中，控制所述退火氧化物的厚度為150nm或更小，從而通過促進熱浸鍍鋅層的合金化來改善耐熱性和衝壓成型後的鍍層附著性。所述退火氧化物在所述表面擴散層上非連續地分布，一部分可包含在富鋁層中。所述退火氧化物的厚度優選為150nm或更小。如下述生產方法所述，所述退火氧化物形成在金屬塗布後進行退火處理的過程中。當所述退火氧化物的厚度大於150nm，由於退火氧化物的影響不容易進行鍍覆，可能發生非鍍現象，在熱壓加熱初始階段鍍層合金化發生延遲，因此高溫加熱時無法保證充分的耐熱性。此時，退火氧化物的厚度可根據基體鋼板中娃(Si)和Mn等含量而不同，當所述退火氧化物的厚度為150nm或更小時能夠保證可鍍性和耐熱性。優選地，能夠控制退火氧化物的厚度為IOOnm或更小。更優選地，能夠控制退火氧化物的厚度為50nm或更小,從而最優化可鍍性和耐熱性。在本發明的熱浸鍍鋅鋼板中，在從表面的深度為Iym以內的深度處包括金屬表面擴散層，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr，優選地，在從表面的深度為I μ m以內的深度處的所述金屬含量為O. I重量％或更多。在塗布後的退火處理過程中，所述金屬擴散進入母料(parentmaterial)而表面的濃度降低。根據研究結果，當從鋼板表面的深度為I μ m以內的深度處的金屬含量為O. I重量％或更多時，通過使在鍍鋅過程中鍍液中的鋁與所述金屬反應，從而可在表面擴散層富集更多Al。上述的富集的Al在熱壓過程中擴散到表面層部分，並隨後被選擇氧化形成既密集又薄的Al2O3氧化塗層。從而，其用於抑制Zn的揮發和氧化物的生長，因此，優選地，如上所述地通過表面擴散層而增加Al的富集量。S卩，為了通過金屬塗布防止鍍鋅層在高溫下分解而保證鍍鋅層的耐熱性，在從表面的深度為Iym以內的深度處包括金屬表面擴散層，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr。優選地，當包括的金屬量為O. I重量％或更多時可有效防止鍍鋅層的劣化，更優選地，當金屬含量為3. O重量％或更多時可保證更好的鍍鋅層耐熱性。此時,優選地,所述鍍鋅層可包括15. O重量％或更少的Fe, O. 01重量％至2. O重量％的下述金屬，其在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量小於Cr，和Zn以及作為剩餘物的不可避免的雜質。包括在所述熱浸鍍鋅層的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬在熱壓加熱過程中擴散進入鍍層並包含在鍍層裡。特別地，氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬在熱壓加熱過程中溶解在Fe-Zn 中形成三元相，由此熱壓時降低Fe向基體鋼板中的擴散。由此，該金屬在防止發生鍍鋅層分解並形成單一鍍層中起到關鍵作用。因此，如果氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬在鍍鋅鋼板中的含量少於O. 01重量％，則在熱壓加熱過程中三元相的量很小而無法保證適當的耐熱性，在經濟方面金屬的含量上限優選確定為2. O重量％。對於本發明的鍍鋅鋼板的類型無特別限定，可包括熱浸鍍鋅鋼板、電鍍覆鋼板、等離子體幹鍍鋼板、高溫液相噴Zn鍍鋅鋼板。另外,優選地,所述鍍鋅層中包括15. O重量％或更少的Fe。這是為了通過Fe充分擴散進入鍍鋅層而形成Fe-Zn合金相而提高Zn的熔點，其相當於保證耐熱性的非常重要的組合物。更優選地，當Fe加入量為5. O重量％或更少時，可進一步減少在鍍層中產生的微裂紋。氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬代表性的為鎳(Ni)，此外，可使用Fe、鈷(Co)、銅(Cu)、錫(Sn)、和銻(Sb)。Ni是氧親和力低於Fe的元素，當Ni表面擴散層塗布在鋼板表面時，在塗布後的退火過程中不被氧化且用於防止鋼板表面助氧化元素如Mn和Si的氧化。當塗布在金屬表面,前述Fe、Co、Cu、Sn和Sb同樣表現出相似特性。此時，相比單獨使用Fe，更優選地，Fe以與Ni等的合金狀態使用。另外，優選地，所述富鋁層的厚度範圍為O. I μ m至I μ m，並且，電子探針分析儀(EPMA)分析時所述表面擴散層和所述富鋁層中所述金屬含量5重量％或更多的部分重疊的面積為所述表面擴散層和復鋁層的10%或更少。將基體鋼板浸入含Al的鍍鋅液中後，在所述表面擴散層上形成富鋁層，其厚度範圍為O. I μ m至I. O μ m，該厚度可根據Al含量來控制。特別地，當形成所述表面擴散層時由於鋁通過界面反應在表面擴散層上更多地富集，因此，所述表面擴散層明顯影響富鋁層的形成。圖7示意地說明本發明的成型部件的橫截面圖，氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬擴散進入基體鋼板的最上部形成表面擴散層。儘管未在圖7中示出，其中退火氧化物在所述表面擴散層各處非均勻地分散，且通過與氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬進行界面反應，在退火氧化物上形成更多量的富鋁層。所述富鋁層中包含的Al在熱壓加熱過程中擴散進入到表面層部分，並隨後被選擇性氧化形成密集且薄的Al2O3氧化層，從而用於防止Zn的蒸發和氧化物生長。因此，為了得到本發明熱壓模塑部件的表面狀態，浸入鍍液後形成富鋁層的過程是必須的。當富鋁層厚度小於O. I μ m時，其含量過低而不能連續形成氧化塗層，且當富鋁層厚度大於I. O μ m時，氧化塗層太厚。因此，氧化塗層的厚度優選在O. Ιμ 至Ι.Ομ 範圍內。另外，優選地，電子探針分析儀(EPMA)分析時所述表面擴散層和所述富鋁層中所述金屬含量為5重量％或更多的部分重疊的面積為所述表面擴散層和富鋁層的10%或更少，所述重疊的部分表明所述金屬和鋁發生合金化反應形成了合金相。由於當鋁與所述金屬以合金狀態存在時，熱壓加熱過程中Al不容易擴散進入到鍍層的表面，當以合金狀態存在的部分很多時，能夠使有助於形成所述氧化鋁的連續氧化塗層的Al量大幅減少。因此，從EPMA分析來看,所述重疊部分的面積為10%或更少時，以非合金狀態存在的Al充分包含於所述富鋁層，從而有效形成Al2O3氧化塗層。與此同時,優選地,所述基體鋼板可包括O. I重量％至O. 4重量％的碳(C), 2. O重量％或更少(不包括O重量％)的Si, O. I重量％至4. O重量％的Mn,和剩餘量的Fe以及不可避免的雜質。碳(C) 0. I重量％至O. 4重量％ C是提高鋼板強度的關鍵元素，產生奧氏體和馬氏體硬質相。當C含量小於O. 1%時，甚至在奧氏體單相區域進行熱壓的情況下，也難以得到目標強度。因此，C含量優選在O. 1%或更多。當C含量大於O. 4%時，發生韌性和可焊性降低的可能性變高，強度過度增大，因此製造過程受限，如在退火和鍍覆過程中質量流量的阻礙。因此，C的上限限制於O. 4%或更少。猛(Mn)0. I 重量 ％ 至 4. O 重量 ％Mn是用於固溶體強化的元素，其不僅極大地有助於提高的強度，而且在從奧氏體向鐵素體的微觀結構變化的延遲中起到重要作用。當Mn含量少於O. 1%時，由奧氏體向鐵素體的轉變溫度(Ae3)增高，因此為了在奧氏體單相進行衝壓，熱處理溫度也需要提高到相應的程度。相反地，當Mn含量大於4.0%時，導致惡化可焊性和熱軋性能。此時，例如，為了充分保證通過Mn使得鐵素體轉變溫度(Ae3)降低和可硬性，包含的Mn量優選為O. 5%或更多。娃(Si) :2. O重量％或更少(不包括O重量％)Si是以去氧化為目的而添加的元素。當矽含量大於2%時，不僅由於熱軋鋼板酸洗困難而可能導致產生非酸洗熱軋鋼板、和非酸洗氧化物導致的表面結垢缺陷，而且退火時在鋼表面產生SiO2氧化物而有可能發生裸點(barespots)。因此，Si的上限優選限制為2%。另外，更優選地，基體鋼板進一步包括一種或多種選自以下的物質0. 001%至O. 02% 的氮(N)，O. 0001% 至 O. 01% 的硼(B)，O. 001% 至 O. 1% 的鈦(Ti)，O. 001% 至 O. 1% 的鈮(Nb), O. 001 至 O. 1% 的釩(V)，O. 001% 至 I. 0% 的鉻(Cr)，O. 001% 至 I. 0% 的鑰(Mo)，O. 001%至 O. 1% 的銻(Sb)，和 O. 001% 至 O. 3% 的鎢(W)。氮(N)0. 001 重量 ％ 至 O. 02 重量 ％當N含量少於O. 001%時，在鋼製造過程中用於控制N的製造成本有可能大幅度增大，因此其下限設定為O. 001%。當N含量大於O. 02%時，在製造過程中難以對鋼板進行熔化和連續鑄造，因此有可能導致製造成本的增加，且容易發生AlN導致的板坯裂縫。因此，其上限設定為O. 02%。硼(B)0. 0001 重量 ％ 至 O. 01 重量 ％
B是延遲奧氏體向鐵素體轉化的元素。當B含量少於O. 0001%時，無法充分達到其效果，且當B含量大於O. 01%時，其作用飽和且熱可操作性降低。因此，其上限限制為O. 01%。鈦(Ti)、鈮(Nb)或釩(V):0. 001 重量 ％ 至 O. I 重量 ％Ti、Nb和V是用於提高鋼板強度、細化粒徑、並改善熱可處理性的有效元素。當Ti、Nb和V的含量小於O. 001%時，無法充分獲得其效果，且當含量大於O. 1%時，由於製造成本的增加以及過量碳氮化物的產生，無法預期提高強度和屈服強度的效果。因此，其上限優選限制為O. 1%。鉻(Cr)或鑰(Mo)0. 001 重量 ％ 至 I. O 重量 ％Cr和Mo不僅提高可硬性，還增加熱可處理鋼板的韌性，因此將其加入到需要高衝擊能的鋼板中時其作用更大。當Cr或Mo的含量少於O. 001%時，無法充分獲得其效果，當 Cr或Mo的含量大於I. 0%時，不僅其作用飽和且生產成本也增加。因此，其上限優選限制為I. 0%。銻(Sb):0.001 重量 ％至0. I 重量 ％Sb是通過熱軋過程中抑制晶界的選擇性氧化來均勻鏽垢的產生，並改善熱軋鋼酸洗性能的元素。當Sb含量少於O. 001%時，無法獲得其效果，當Sb含量大於O. 1%時，不僅其效果達到飽和，而且生產成本也增加並引起熱加工過程時的脆變。因此，其上限優選限制為 O. 1%。鎢(W)0. 001 重量 ％ 至 O. 3 重量 ％W是用於改善鋼板的熱處理可硬性的元素，並同時含W沉澱物有利地用於保證強度。當W含量少於O. 001%時，無法充分獲得其效果，且當W含量大於O. 3%時，不僅其效果達到飽和，而且生產成本也增加。因此，其含量優選限制於O. 001至O. 3%。所述鍍鋅層厚度為3 μ m或更大，才能保證高溫下的耐熱性，如果厚度小於3 μ m，則鍍層厚度不均勻或其耐腐蝕性降低。更優選地，鍍鋅層厚度為5μπι或更大。另外，鍍層越厚越有利於保證耐腐蝕性，但鍍層厚度約30 μ m便可得到足夠的耐腐蝕性。鑑於經濟因素鍍鋅層的厚度上限優選設定為30 μ m，更優選地，鍍層厚度控制在15 μ m以內以保證熱壓後Fe量為60重量％或更多的合金相的比例更高，因此，能夠最大限度上抑制衝壓過程中在表面產生的裂縫。[熱壓模塑部件]在下文中，將詳細描述本發明的熱壓模塑部件。本發明的另一方面提供一種熱壓模塑部件，其包括基體鋼板；鍍鋅層，其形成在基體鋼板上，其中包括固溶有約O. 008重量％或更多的下述金屬的Fe-Zn相，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ;氧化層，其形成在鍍鋅層上，並且平均厚度為約O. 01 μ m至約5 μ m。優選地，在所述熱壓成型後，熱浸鍍鋅層的Fe-Zn相內固溶有O. 008重量％或更多的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬。S卩，所述熱壓成型之前，鍍層包括O. 01重量％或更多的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬，通過熱壓加熱，所述氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬固溶於Fe-Zn相中。因此，當氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬以O. 008重量％或更多量包含於三兀相中，可防止基體鋼板中的組分擴散進入鍍層，同時可防止鍍鋅層中的Zn擴散進入基體鋼板。優選地,所述氧化層厚度範圍為O. 01 μ m至5 μ m或更小。當所述熱浸鍍鋅層表面形成的氧化層厚度大於5 μ m時，氧化物容易破碎且集中應力而使氧化物容易從表面剝離，因此產品形成後需要噴砂處理等的氧化物移除過程。因此，需要控制氧化層厚度為5 μ m或更小。然而，如果其厚度小於0.01 μ m，則無法防止鍍層中Zn的蒸發。因此，厚度下限優選設定為O. 01 μ m。此時，優選地，所述氧化層可包括平均厚度範圍為IOnm至300nm的、由一種或多種選自SiO2和Al2O3的氧化物形成的連續塗層。特別地，主要形成Al2O3氧化物，可單獨形成Al2O3氧化物，也可一部分包括Si02。這種氧化層密集且化學性非常穩定，因此，在高溫下以非常薄的塗層形式也可以發揮保護鍍層的作用。特別地，為了防止Zn的蒸發而有效保護鍍層，氧化塗層優選連續形成。如果存在不連續的部分，則在該部分，鍍層可發生快速氧化，因 此有可能無法保護鍍層。另外，發明人發現了當在前述氧化層上形成連續塗層時，電沉積塗布過程中塗布性能和塗層附著力以及鍍層的耐熱性得到大幅度的改善。現有技術中，由於電沉積塗布過程中塗布性能差或形成的塗層的分層現象，不得不進行磷酸鹽處理。然而，如在本發明中，在鍍層上形成含有連續塗層的氧化層，則可保證電沉積塗布性能和塗層附著力而無需單獨的磷酸鹽處理。因此，經濟性和製造效率可得到大幅度的改善。另外，優選地，一種或多種選自SiO2和Al2O3的氧化物連續且其厚度範圍為IOnm至300nm。如果厚度小於10nm，則因氧化物太薄而不僅難以形成連續塗層且氧化物無法充分防止Zn的揮發。如果厚度大於300nm，則由於非常大量的氧化物而使可焊性惡化。因此，其厚度優選限制於IOnm至300nm。另外,優選地,所述氧化層包括ZnO,且包括O. Ol重量％至50重量％的一種或多種選自MnO、SiO2、和Al2O3的氧化物。由ZnO組成的氧化物在高溫下內部擴散速率高而快速生長，因此無法保護鍍層，因此，除了 ZnO以外，包括O. 01重量％或更多的由Mn0、Si02、和Al2O3組成的氧化物，從而在抑制氧化物的同時作為保護性氧化物被膜而發揮保護鍍層的功能。當氧化物含量大於50重量％時，可損壞可焊性。因此，上限優選限制為50重量％。此時，優選地，在所述連續塗層上形成含有ZnO和MnO的氧化物，且MnO的含量小於ZnO。Mn組分從基體鋼板擴散進入鍍層後在鍍層表面形成MnO氧化物，因此，MnO氧化物形成的量多於ZnO氧化物形成的量表明，發生了過度擴散而急劇生成了表面氧化物。而且，由於ZnO具有優異的電導率，有利於電沉積塗布和磷酸鹽處理，因此MnO的含量優選低於ZnO0另外，優選地，氧化層可包括10重量％或更少的FeO。如果氧化層中FeO的比例大於10重量％，則意味著大量的Fe可通過鍍層由基體鋼板擴散並移動進入表面形成氧化物。因此，無法形成Zn含量為30%或更多的均勻鍍層，且在表面形成的由Al2O3或SiO2組成的保護氧化塗層的連續性有可能被Fe的擴散而破壞。因此，在本發明中得到的熱壓模塑部件的表面上形成的氧化物中FeO的適當比例為小於10重量％。由於FeO含量越少越好，因此對下限沒有特別的限制。與此同時，優選地，鋅擴散相非均勻地存在於基體鋼板的上部。通常，將熱浸鍍鋅鋼板用於熱壓加熱爐，則所述鍍層中含有的鋅擴散進入基體鋼板，從而在基體鋼板的上部連續形成具有預先確定厚度的鋅擴散相。這意味著過多的合金化導致鍍層中Zn含量不足，因此耐熱性差。因此，鍍鋅層無法顯現耐腐蝕效果。因此，為了保證耐熱性和耐腐蝕性，優選地，非連續形成鋅擴散相。根據本發明，由於在鍍層和基體鋼板之間的界面形成Zn、Fe、和氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的三元相，由此防止基體鋼中的成分擴散進入鍍層並同時抑制鍍層中含有的Zn擴散進入基體鋼板，因此，非連續形成鋅擴散相，這意味著良好地防止了鍍層內Zn的脫離。因此，可保證優異的耐腐蝕性。另外，優選地，鋅擴散相的平均厚度為5 μ m或更小。如上述連續鋅擴散相一樣，如果鋅擴散相太厚，這意味著鍍層中含有的大量鋅通過熱壓成型擴散進入基體鋼板，在這種情況下，不得不進行限制來保證優異的耐熱性和耐腐蝕性。即，為了保證熱壓模塑部件的耐熱性和耐腐蝕性，需要將鋅擴散相的平均厚度控制為5 μ m或更小。鋅擴散相沿基體鋼板的表面無法連續形成至長度為IOOOym或更長。本文中術語「平均厚度」指的是以預先確定的2000 μ m或更大的表面規定距離內觀察的合金相的平均厚度。熱浸鍍鋅鋼板中包括鋅的相是鍍鋅層和鋅擴散相，且本發明的鋅擴散相指的是下述的含有Zn的部分當鋼板浸入酸性溶液如含有抑制劑的HCl溶液中時，這部分Zn不在酸性溶液中溶解且仍留在基體鋼板的表面中。因此，如上所述，將鍍鋅鋼板溶解於酸性溶液，測定剩餘的鋅擴散相的厚度或其中含有的Zn含量，從而確定鋅擴散相的存在和組成。本發明記載的鋅擴散相中含有的Zn含量少於30重量％。由於Zn含量為30重量％或更多的部分構成鍍鋅層的一部分，因此，大量鐵擴散使Zn含量少於30重量％的部分成為鋅擴散相，由此，鍍鋅層與基體鋼板的區別變得不清晰。通過保證本發明的熱壓成型後熱浸鍍鋅層中Zn的含量為30重量％或更多，由此保持穩定的鍍鋅層。即，如上所述，可通過熱壓成型後形成的三元相和氧化層來防止鍍鋅層中Zn的流失，因此穩定保持鍍鋅層，從而鍍層的Zn含量可滿足30重量％或更多。如果鍍層的Zn含量少於30重量％，則無法形成均勻的鍍層，鍍層的犧牲陽極性能變差，從而損害耐腐蝕性。此時，優選地，所述熱壓成型後的熱浸鍍鋅層的厚度為熱壓成型前的I. 5倍以上。通常，熱壓過程中通過加熱而基體鋼板中發生更加強烈的Fe擴散，由此與熱壓過程之前相比鍍層變得更厚。特別地，如果在本發明中的鍍鋅層厚度指的是從完成熱壓的鋼板的表面到鍍層中Zn含量為30重量％或更多的位置為止的距離，則此時，為了保證足夠的耐腐蝕性，將厚度控制為衝壓成型前的I. 5倍或更大。綜上所述，優選地，在熱壓加熱的初始階段，通過將非均勻分布於基體鋼板最上部上的金屬表面擴散層的氧化物的平均厚度控制為150nm或更小來促進合金化，由此通過快速提高鍍鋅層熔點而保證耐熱性。如上所述，當持續熱壓加熱得到750°C或更高溫度時，金屬在Zn-Fe相富集形成防止過度的合金化的三元相，從而穩定保持鍍鋅層。S卩，在熱壓加熱初始階段快速進行合金化有利於保持鍍鋅層，相反地，如果溫度達到750°C或更高，則抑制合金化有利於保持鍍鋅層。然而，在本發明中，通過控制上述兩者而保證了耐熱性。與此同時，優選地，就鍍鋅層整體而言，鍍鋅層中Fe含量為60重量％或更多的合金相的比例為70重量％或更多。根據觀察，如果當鍍層中富Fe相不足，則Zn含量變大，從而通過Fe-Zn合金化實現熔點提高的效果不明顯，由此熱壓加熱過程中在鍍鋅層中產生以液相存在的Zn，液相Zn可在熱壓作業中流入基體鋼板，使基體鋼板的表面產生裂縫，經過長期研究，當Fe含量為60重量％或更多的富Fe合金相的含量為鍍層整體的70重量％或更少時，在基體鋼板表面會產生如上述的裂縫。由於為了防止裂縫產生而無法施加足夠量的處理，可加工性降低。因此，本發明通過在鍍層中含有70重量％或更多的Fe含量為60重量％或更多的富Fe合金，從而能夠有效防止裂縫產生，由此發明了可加工性優異的熱壓模塑部件。在上述氧化反應過程中，相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能的減小量低於Cr的金屬優選為一種或多種選自Ni、Fe、Co、Cu、Sn和Sb的物質。另外，基體鋼板優選包括O. I重量％至O. 4重量％的C，2. O重量％或更少(不包括O重量％)的Si，O. I重量％至4. O重量％的Mn，以及剩餘Fe和不可避免的雜質。同樣，基體鋼板優選進一步包括一種或多種選自 O. 001 至 O. 02% 的 N，O. 0001 至 O. 01% 的 B，O. 001 至 O. 1% 的 Ti，O. 001 至 O. 1% 的 Nb，O. OOlM O. 1% 的 V, O. OOlM I. 0% 的 Cr, O. OOlM I. 0% 的 Mo，O. 001 至 O. 1% 的 Sb，和 O. 001至O. 3%的W的物質。 [製造熱壓模塑部件的方法]在下文中，對製造本發明的鍍鋅鋼板和熱壓模塑部件的方法進行詳細的說明。本發明的另一方面提供一種製造熱壓模塑部件的方法，其包括在鋼板上塗布金屬的步驟，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ；將所述塗布鋼板在700°C至900°C溫度範圍內進行退火的步驟；將上述經過退火處理的鋼板沉浸在鍍鋅液中進行鍍鋅的步驟，所述鍍鋅液中含有O. 05重量％至O. 5重量％的Al和Zn、剩餘Fe和不可避免雜質且溫度範圍為430°C至500°C;將鍍鋅鋼板在氧化氣氛中以加熱速率2V /秒至10°C /秒加熱至溫度範圍750°C至950°C並保持該溫度10分鐘或更短的步驟；在600°C至900°C溫度範圍內衝壓成型上述的經加熱並保持溫度的鋼板。在製造本發明的鍍鋅鋼板和熱壓模塑部件中，不特別限制鍍鋅類型。即，可使用熱浸鍍鋅，或可使用電鍍覆鋅，或通過使用等離子幹鍍鋅或可通過使用高溫液相Zn噴霧方法進行鍍鋅。本發明的一個方面提出並記載了熱浸鍍鋅方法作為鍍鋅方法的實例。首先，在本發明中，對於用於熱壓成型的鋼板上，進行在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的塗布處理。如上所述，Zn的熔點是420° C，當其被放入溫度範圍為800° C至900° C的熱壓加熱爐時Zn液化，因此鍍層有可能流失。因此，加熱爐中的鋼板初始溫度升高期間，需要通過將鋼板成分Fe、Mn等快速合金化而提高Zn層的熔化溫度。並且，如果鋼板暴露於過高溫度或長時間暴露於高溫，鍍層將被氧化而鍍層表面形成厚ZnO，從而鍍層損失加重，且鍍層中的Zn和鋼板基礎成分之間的相互擴散變得活化，由此減少鍍層中Zn含量，因此有可能導致耐腐蝕性的降低。因此，必需減少氧化物在鍍層表面的生長，且鍍層中必需保持在規定量以上的Zn含量。為了實現上述目標，在將鋼板放入退火爐前需要在鋼板表面塗布在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬。所述塗布的作用是最少化在退火爐中在冷軋鋼板表面產生的退火氧化物的產生。退火氧化物作為擴散屏障，其防止鍍鋅層和鋼板成分Fe、Mn之間的合金化。當進行金屬塗布以最少化退火氧化物的形成時，促進了 Zn層的Fe和Mn合金化，由此鍍層在加熱爐中具有耐熱性。
優選地，所述退火熱處理可在700° C至900° C的溫度範圍內在氮氣和氫氣混合的混合氣氛中進行。優選地，前述氣氛的露點溫度為-10° C或更低。所述混合氣體中氫氣(H2)的比例為3體積％至15體積％且剩餘是氮氣(N2)。當H2的比例小於3%，氣氛的還原能力降低而易於產生氧化物，且當H2的比例大於15%，還原能力得到增加，但製造成本的過度增多而經濟因素不利。當退火熱處理溫度低於700° C，因過低的退火溫度而無法保證鋼的材料特性，當退火溫度高於900° C，因氧化物的生長速率變快而在本發明中無法在鋼板和熱浸鍍鋅層之間形成薄氧化塗層。另外，當前述氣氛的露點溫度高於-10° C，氧化物的生長溫度也同樣變快。另外，優選地，上述熱浸鍍鋅可通過浸入鍍液在退火鋼板上進行，所述鍍液的溫度範圍為430°C至500°C且含有O. 05重量％至O. 5重量％的Al和Zn以及作為剩餘物的不可避免雜質。當Al含量小於O. 05%，則容易形成非均勻的鍍層，當Al含量大於O. 5%，則在鍍 鋅層的界面形成厚抑制(inhibition)層，從而在熱壓加熱爐中的反應初始階段降低了 Fe和Mn向Zn層的擴散速率，因此延遲了在加熱爐中的合金化。因此，Al含量限制於O. 5%或更少，更優選地，通過控制Al含量為O. 25%或更少來更有效地防止合金化延遲。其他鍍覆條件可在一般方法的範圍內，但鍍覆優選在430°C至500°C的鍍液中進行。當鍍液溫度低於430°C時，鍍液不具有足夠的流動性，且另一方面，當鍍液溫度高於500°C時，由於在鍍液中經常產生渣滓而製造效率降低。因此，鍍液溫度優選控制在430°C至500°C的範圍內。更優選地，當控制溫度為460° C或更高時，可更有效的在鍍層和基體鋼板之間的界面充分富集氧化潛能低於Cr和Al的金屬。進行熱浸鍍鋅使厚度範圍為5 μ m至30 μ m。當所述熱浸鍍層的厚度小於5 μ m時，在熱壓加熱爐中鍍層中的合金化過度發生而熱壓後鍍層中的Zn含量顯著降低。當鍍層的厚度大於30 μ m時，熱壓加熱爐中的鍍層的合金化被延遲，從而在鍍層表面快速生長氧化物。另外，也不利於製造成本，因此熱浸鍍鋅層的厚度限制在30 μ m內。此時,可通過塗布一種或多種選自Ni、Fe、Co、Cu、Sn、和Sb至Inm至IOOOnm的厚度而塗布在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬。用於所述塗布的金屬必需由氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬組成。當吉布斯自由能的減小量大於Cr，塗布金屬自身氧化而沒有改善效果。Ni和Fe通常用作所述金屬。此外，也可使用Co、Cu、Sn、和Sb，且還可塗布其混合物或合金。更優選地，以合金狀態塗布Fe。此時,優選地,金屬塗層厚度範圍為Inm至lOOOnm。當塗布厚度小於Inm時,無法充分抑制退火氧化物，當塗布厚度大於IOOOnm時，能夠通過金屬塗布抑制氧化物的形成，但導致製造成本的升高而不利於經濟因素，因此塗層厚度限制於IOOOnm內。因此，所述厚度控制在Inm至IOOOnm範圍內，更優選地,控制在IOnm至200nm範圍內，此時更能夠保證抑制氧化物的形成，同時有利於經濟因素。另外，浸入熔化鍍鋅液後，還可進一步包括在600 V或更低溫度下進行合金熱處理的步驟。當鍍後進行合金熱處理時，合金熱處理的溫度限制於600°C或更低。當溫度高於600°C時，進行鍍層合金化而在熱壓加熱爐中提高耐熱性，然而，鍍層脆化可導致產生裂縫且在鍍層表面增加鏽垢的生長，因此合金熱處理溫度限制於600°C或更低，更優選地，限制於500°C或更低，從而控制鍍層中的Fe含量為5重量％或更少，並因此可有效防止鍍層中微裂縫的產生。更優選地，將溫度限制於450°C或更低，以使進一步防止微裂縫的產生。製造上述熱浸鍍鋅鋼板後，將進行熱壓過程。首先，進行將熱浸鍍鋅鋼板進行熱處理的過程。所述熱處理可通過以2V /秒至10°C /秒的加熱速率在氧化氣氛中於750°C至950°C的溫度範圍內加熱並保持10分鐘或更短而進行。原因是當加熱速率低於2°C /秒，由於在加熱爐中的保留時間過長，可損壞鍍層，且當加熱速率高於10°C /秒，鍍層溫度以鍍鋅層的合金化無法充分完成的狀態過度提高，因此損壞鍍鋅層。加熱過程中的最高溫度範圍為750°C至950°C且在最高溫度下的保留時間可以為10分鐘或更短。當最高溫度未達到750°C，則鋼的微結構無法充分轉化為奧氏體區域，因此無法保證強度，且鑑於經濟因素，溫度上限優選限制於950°C。同樣，當在前述溫度下保留時 間太長時有可能損壞鍍層的表面質量，因此保留時間不能超過30分鐘，更優選地，將保留時間限制在10分鐘內是有效的。特別地，鋼板在氧化氣氛中於750°C至950°C的溫度範圍內加熱，則在鋼板表面形成Al2O3層用作抑制鍍層中Zn揮發的保護層。為了連續形成這種保護層，加熱氣氛中的氧分壓為10_4°atm或更高，更優選地，當氧分壓為10_5atm或更高時可形成更平滑的保護層。前述熱處理後，在600 V至900 V的溫度範圍中進行衝壓成型，從而製造熱壓模塑部件。如果溫度未達到600°C，則奧氏體轉化為鐵素體，因此即使進行熱壓處理也無法保證足夠的強度，鑑於經濟因素，溫度上限優選限制於900°C。[具體實施方案]在下文中，根據實施例對本發明詳細描述。然而，提供下述實施例僅僅用於更清晰的理解本發明，本發明的範圍不限制於此。實施例I首先，為了觀察到根據金屬塗布的退火熱處理後的退火氧化物的厚度，組成為O. 24 重量 ％C-0. 04 重量 ％Si-2. 3 重量 ％Μη_0. 008 重量 ％P_0. 0015 重量 ％S_0. 025 重量 ％A1的鋼板用Ni塗布或不塗布，隨後在785°C下進行退火熱處理並進行鍍鋅，隨後，測定在基體鋼板的金屬表面擴散層上形成的退火氧化物的平均厚度，並將其結果列於表I。退火氧化物厚度通過GOEDS (能量色散電子能譜)分析和TEM (透射電鏡)橫截面分析測定。所述退火氧化物的厚度由氧含量降低至10重量％的位置評價並評估可鍍性。隨後，在熱浸鍍鋅鋼板上進行熱壓成型(HPF)過程並隨後確定鍍層的存在與否。表I
權利要求
1.一種用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其包括 基體鋼板，其在從表面的深度為Iym以內的深度處包括金屬表面擴散層，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量小於Cr ； 富鋁(Al)層，其含有30重量％或更多Al，所述Al形成在當所述氧化反應時相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的表面擴散層上； 鍍鋅層，其形成在所述富鋁層上， 在所述表面擴散層和所述富鋁層之間非均勻地分布有平均厚度為150nm或更小的退火氧化物，從所述基體鋼板表面的深度為Ium以內所述金屬含量為O. I重量％或更多，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr。
2.根據權利要求I所述的用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其中，所述鍍鋅層包括 約15. O重量％或更少的Fe (鐵)； 約O. 01重量％至約2. O重量％的在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣吉布斯的自由能減小量低於Cr的金屬；和 Zn (鋅)以及其他不可避免的雜質。
3.根據權利要求I所述的用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其中，氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬是一種或多種選自Ni(鎳)、Fe、Co (鈷)、Cu (銅)、Sn (錫)和Sb (銻)的物質。
4.根據權利要求I所述的用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其中，富鋁層的厚度範圍約O. I μ m至約I μ m，EPMA (電子探針分析儀)分析過程中，所述表面擴散層和所述富鋁層中所述金屬含量5重量％或更多的部分重疊的面積為所述表面擴散層和富鋁層的10%或更少，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其中，所述基體鋼板含有約O. I重量％至約O. 4重量％的C (碳)，約2. O重量％或更少(不包括O重量％)的Si (娃),約O. I重量％至約4. O重量％的Mn (猛),和剩餘量Fe以及不可避免的雜質。
6.根據權利要求5所述的用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，其中，所述基體鋼板進一步含有一種或多種選自以下的物質約O. 001%至約O. 02%的N (氮)，約O. 0001%至約O. 01%的B (硼)，約O. 001%至約O. 1%的Ti (鈦)，約O. 001%至約O. 1%的Nb (鈮)，約O. 001%至約O. 1%的V (釩)，約O. 001%至約I. 0%的Cr,約O. 001%至約I. 0%的Mo (鑰)，約O.001%至約O. 1%的Sb，和約O. 001%至約O. 3%的W (鎢)。
7.一種熱壓模塑部件，其包括 基體鋼板； 鍍鋅層，其形成在基體鋼板上，其中包括固溶有約O. 008重量％或更多的一種金屬的Fe-Zn相,所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ； 氧化層，其形成在鍍鋅層上，並且平均厚度為約O. 01 μ m至約5 μ m。
8.根據權利要求7所述的熱壓模塑部件，其中，所述氧化層含有平均厚度為約IOnm至約300nm的連續塗層，所述氧化層由一種或多種選自SiO2和Al2O3的氧化物形成。
9.根據權利要求8所述的熱壓模塑部件，其中，所述氧化層含有ZnO，且含有約O.01重量％至約50重量％的一種或多種選自MnO、SiO2、和Al2O3的氧化物。
10.根據權利要求9所述的熱壓模塑部件，其中，在所述連續塗層上形成包括ZnO和MnO的氧化物，且所述MnO含量小於ZnO。
11.根據權利要求8所述的熱壓模塑部件，其中，所述氧化層含有10重量％或更少的FeO。
12.根據權利要求7所述的熱壓模塑部件 ，其中，在所述基體鋼板的上部非連續存在鋅擴散相。
13.根據權利要求12所述的熱壓模塑部件，其中，所述鋅擴散相的平均厚度為5μπι或更小。
14.根據權利要求7所述的熱壓模塑部件，其中，所述鍍鋅層的Zn含量為約30重量％或更多。
15.根據權利要求14所述的熱壓模塑部件，其中，所述鍍鋅層的厚度為熱壓成型前的I 5倍或更多。
16.根據權利要求7所述的熱壓模塑部件，其中，相對於總鍍鋅層，鍍鋅層中Fe含量為約60重量％或更多的合金相的比例為約70重量％或更多。
17.根據權利要求7的熱壓模塑部件，其中，所述在氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬是一種或多種選自Ni、Fe、Co、Cu、Sn、和Sb的物質。
18.根據權利要求7至17中任一項所述的熱壓模塑部件，其中，所述基體鋼板含有約O. I重量％至約O. 4重量％的C，約2. O重量或更少(不包括O重量％)的Si，約O. I重量％至約4. O重量％的Mn,以及剩餘量Fe和不可避免的雜質。
19.根據權利要求18所述的熱壓模塑部件，其中，基體鋼板進一步含有一種或多種選自以下的物質約O. 001%至約O. 02%的N,約O. 0001%至約O. 01%的B，約O. 001%至約O. 1%的Ti，約O. 001%至約O. 1%的Nb,約O. 001%至約O. 1%的V,約O. 001%至約I. 0%的Cr,約O. 001% 至約 I. 0% 的 Mo,約 O. 001% 至約 O. 1% 的 Sb，和約 O. 001% 至約 O. 3% 的 W。
20.一種製造熱壓模塑部件的方法，該方法包括 在鋼板上塗布一種金屬的步驟，所述金屬的氧化反應過程中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr ; 將經所述塗布的鋼板在700°C至900°C溫度範圍內進行退火的步驟； 將經過上述退火處理的鋼板沉浸在熔融鍍鋅液中進行鍍鋅的步驟，所述鍍鋅液中含有O. 05重量％至O. 5重量％的Al和Zn、剩餘量Fe和不可避免雜質且溫度範圍為430°C至500 0C ； 將鍍鋅鋼板在氧化氣氛中以加熱速率2V /秒至10°C /秒加熱至溫度範圍750°C至950°C並保持該溫度10分鐘或更短的步驟； 在600°C至900°C溫度範圍內衝壓成型經過上述加熱並保持溫度的鋼板。
21.根據權利要求20所述的方法，其中，所述氧化反應過程中以約Inm至約IOOOnm的平均厚度塗布所述金屬，所述金屬的氧化反應中相對於I摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr，並且是一種或多種選自Ni、Fe、Co、Cu、Sn、和Sb的物質。
22.根據權利要求20或21所述的方法，其中，所述鍍鋅後，進一步包括在約600°C或更低溫度下進行合金化熱處理的步驟。
全文摘要
本發明的一個方面提供一種用於熱壓的具有優異表面性能的鍍鋅鋼板，包括基體鋼板，其在從表面的深度為1μm以內包括金屬表面擴散層，所述金屬的氧化反應過程中相對於1摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量小於Cr；富鋁(Al)層，其含有30重量%或更多Al，所述Al形成在氧化反應時相對於1摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的表面擴散層上；鍍鋅層，其形成在富鋁層上，在所述表面擴散層和所述富鋁層之間非均勻地分布有平均厚度為150nm或更小的退火氧化物，從所述基體鋼板表面的深度為1μm以內氧化反應中相對於1摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬含量為0.1重量%或更多。以這種方式，退火前通過使用具有低氧親和力的金屬塗布有效的厚度以防止在鋼板表面形成退火氧化物，從而在鋼板表面形成均勻的鍍鋅層，同時在衝壓成型熱處理過程中促進鍍鋅層的合金化從而在短時間內提高鍍鋅層的熔化溫度，因此，可防止鍍層變質，可減少熱壓成型後形成的內部氧化物的產生。另外，根據本發明的另一方面，在熱壓加熱時在鍍層表面形成能防止鍍鋅層變質的氧化層，在鍍層中形成鋅(Zn)、鐵(Fe)、以及一種氧化反應過程中相對於1摩爾氧氣的吉布斯自由能減小量低於Cr的金屬的三元相，從而穩定地維鍍鋅層，保證良好表麵條件且磷酸鹽化性能出色，可確保電沉積鍍覆期間的鍍覆性和膜附著性，即使是不進行單獨的磷酸鹽化過程，並且可避免熱壓期間基體鋼板中產生裂縫，從而改善操作性。
文檔編號C22C38/00GK102791901SQ201080064948
公開日2012年11月21日 申請日期2010年12月28日 優先權日2009年12月29日
發明者吳振根, 孫一領, 樸重喆, 李鍾錫, 趙悅來, 趙漢九, 鄭鳳勳, 金鐘常 申請人:Posco公司