外觀性和鍍層密合性優良的熱鍍鋅鋼板和合金化熱鍍鋅鋼板以及它們的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及W含Si鋼板作為母材的外觀性和鍛層密合性優良的熱鍛鋒鋼板和合 金化熱鍛鋒鋼板W及它們的制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，在汽車、家電、建材等領域中，使用對原材鋼板賦予了防誘性的表面處理 鋼板，其中，使用防誘性優良的熱鍛鋒鋼板、合金化熱鍛鋒鋼板。
[0003] -般而言，熱鍛鋒鋼板通過W下的方法來制造。首先，使用對板巧實施了熱社、冷 社或熱處理的薄鋼板，在預處理工序中對鋼板表面進行脫脂和/或酸洗來進行清洗，或者省 略預處理工序而在預熱爐內將鋼板表面的油分燃燒除去，然后，在非氧化性氣氛中或還原 性氣氛中進行加熱，由此進行再結晶退火。然后，在非氧化性氣氛中或還原性氣氛中將鋼板 冷卻至適合于鍛覆的溫度，在不與大氣接觸的情況下浸潰到添加有微量A1(約0.1質量％~ 約0.2質量％ )的烙融鋒浴中。由此，鋼板表面被鍛覆而得到熱鍛鋒鋼板。另外，合金化熱鍛 鋒鋼板通過在熱鍛鋒后在合金化爐內對鋼板進行熱處理而得到。
[0004] 近年來，在汽車領域中，在原材鋼板的高性能化的同時促進輕量化。用于彌補原材 鋼板的輕量化所伴隨的強度降低的鋼板的高強度化通過添加 Si、Mn等固溶強化元素來實 現。其中，Si具有能夠在不損害鋼的延展性的情況下進行高強度化的優點，含Si鋼板有望作 為高強度鋼板。另一方面，在想要W鋼中含有大量Si的高強度鋼板作為母材來制造熱鍛鋒 鋼板和合金化熱鍛鋒鋼板的情況下，存在W下的問題。
[000引如上所述，熱鍛鋒鋼板在鍛覆前在還原氣氛中進行退火。但是，鋼中的Si與氧的親 和力高，因此，即使在還原氣氛中也被選擇性地氧化，在鋼板表面形成氧化物。運些氧化物 使鋼板表面的潤濕性降低，因此，在鍛覆時，成為不上鍛缺陷的原因。另外，即使在未達到不 上鍛的情況下，也存在使鍛層密合性降低的問題。
[0006] 此外，運些氧化物在熱鍛鋒后的合金化過程中使合金化速度顯著降低。結果，合金 化熱鍛鋒鋼板的生產率大幅降低。另一方面，為了確保生產率而在高溫下進行合金化處理 時，還存在抗粉化性降低的問題，難W兼顧高效的生產率和良好的抗粉化性。另外，高溫下 的合金化處理使殘余丫相不穩定，因此會損害添加 Si所帶來的優點。可見，制造兼顧機械特 性和鍛層品質的高強度熱鍛鋒鋼板是非常困難的。
[0007] 針對運樣的問題，公開了若干技術。在專利文獻1中公開了如下技術:首先，在氧化 氣氛中在鋼板表面形成氧化鐵，然后，通過還原退火在鋼板表面形成還原鐵層，由此改善與 烙融鋒的潤濕性。另外，在專利文獻2中公開了通過控制預熱中的氧濃度等氣氛來確保良好 的鍛層品質的技術。另外，在專利文獻3中公開了如下技術:將加熱區劃分為A~C區運3個階 段，將各加熱區控制為適當的溫度和氧濃度，由此抑制壓痕(押b疵)產生，制造不存在不上 鍛的外觀漂亮的熱鍛鋒鋼板。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:日本特開平4-202630號公報
[0011 ] 專利文獻2:日本特開平6-306561號公報
[0012] 專利文獻3:日本特開2007-291498號公報
【發明內容】
[001引發明所要解決的問題
[0014] 在專利文獻1、2那樣的應用氧化還原技術對Si含量高的鋼進行熱鍛鋒處理的方法 中，不上鍛缺陷得到改善，但另一方面，存在產生壓痕運樣的氧化還原技術特有的缺陷的問 題。另外，在專利文獻3那樣的分別對A~C加熱區的溫度和氧濃度進行控制的方法中，能夠 提供不存在不上鍛、壓痕運樣的表面缺陷的熱鍛鋒鋼板。但是，由于鋼板的氧化物量因制造 條件(制造計劃)而產生偏差，因此存在難W提供穩定的鋼板的問題。即，即使將加熱區的溫 度控制為相同，有時也會因制造條件（制造計劃)而導致鋼板的氧化物量不足，從而產生不 上鍛缺陷。
[0015] 本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供WSi含量高的鋼板作為母材、 不存在表面缺陷、具有漂亮外觀的鍛層密合性優良的熱鍛鋒鋼板和合金化熱鍛鋒鋼板W及 它們的制造方法。
[0016] 用于解決問題的方法
[0017] 已知在直火型加熱爐中利用直火燃燒器對鋼板進行加熱的情況下，形成在鋼板表 面的氧化物量受到爐內溫度或可燃性氣體與助燃性氣體的混合比的影響。另外還已知:在 升溫過程中在鋼基下有時將鋼板稱為鋼基)表面形成外部氧化物;從鋼基與外部氧化物 的界面起在內側形成內部氧化物。外部氧化物為化xMni-xO、Fe3xMn3-3x〇4 Je2xMn2-2x〇3等，X為0 ~1的范圍。內部氧化物為Si〇2、由Fe2xMn2-2xSi〇Y表示的含有化和/或Μη的Si氧化物，X為0~1 的范圍，Y為3或4。作為由Fe2xMn2-2xSi〇Y表示的含有Fe和/或Μη的Si氧化物，可W舉出例如 化251〇4、化胞51〇4、]?11251〇4、化5地或胞5地等。需要說明的是，為了與51化相區分，^下有時 將由Fe2xMn2-2xSi〇Y表示的含有化和/或Μη的Si氧化物簡稱為含有化和/或Μη的Si氧化物。
[0018] 在此，所形成的外部氧化物在之后的退火中被還原，在鋼板表面形成還原化層，因 此，具有改善與Zn鍛層的潤濕性、抑制不上鍛的效果。另外，Si〇2、含有Fe和/或Μη的Si氧化 物等內部氧化物具有降低鋼中的Si活度、抑制退火中的Si表面富集、抑制不上鍛的效果。
[0019] 本發明人對于除了爐內溫度和氣體混合比W外給Si含量高的鋼板的氧化行為帶 來影響的因素進行了研究。結果發現，在鋼板中充分含有碳的情況下，與氧化同時在鋼板內 部發生的脫碳反應會導致鋼板內部的氧勢降低。結果，從鋼基與外部氧化物的界面起在內 偵!|促進從Si化向Fe2xMn2-2xSi〇Y所表示的含有化和/或Μη的Si氧化物的反應。
[0020] Si化與含有Fe和/或Μη的Si氧化物相比，氧化物中的離子擴散慢，因此，可抑制Fe 離子、Μη離子的向外擴散。因此，通過Fe和Μη與氧的反應生成的FexMni-xO、Fe3xMn3-3x〇4、 Fe2xMn2-2x〇3之類的外部氧化物的形成減少。即，在利用直火燃燒器的加熱運樣的短時間升 溫中，難W確保用于抑制不上鍛所需要的外部氧化物量。另外，在退火后的鋼板表面，在未 被還原Fe層覆蓋的部分，氧化時形成的Si化等內部氧化物露出于表面。存在于表面的Si化排 斥烙融鋒而成為不上鍛的起點，因此，使鋒鍛層表面外觀顯著下降。
[0021 ]在本發明中，伴隨氧勢的降低，從Si化向含有Fe和/或Μη的Si氧化物的反應得到促 進。含有Fe和/或Μη的Si氧化物與Si化相比，與烙融鋒的潤濕性良好，因此，在露出于表面的 情況下也不易成為不上鍛的起點。
[0022] 進而，本發明人對于在利用直火加熱型加熱爐的加熱和還原氣氛中的退火加熱運 一系列熱處理工序中用于穩定地形成含有Fe和/或Μη的Si氧化物的加熱條件進行了考察。 結果查明，對于碳濃度為0.20~0.50質量％的鋼板，使可燃性氣體中的C0和控氣體的濃度 為60體積％ ^下，使助燃性氣體中的化濃度為20~40體積％，使可燃性氣體與助燃性氣體 燃燒，將鋼板表面的到達溫度加熱至550~750°C后，在氨氣濃度為5~30體積％、水蒸氣濃 度為0.060體積％ W下且余量為化和不可避免的雜質的氣氛中，在630~850°C的均熱溫度 下對鋼板進行加熱，由此能夠從鋼基與鋒鍛層的界面起在鋼基側穩定地形成面積率為50% W上的含有化和/或Μη的Si氧化物。此外還查明，在該條件下得到的鋼板內部的內部氧化層 的厚度為下、脫碳層的厚度為16ymW下。需要說明的是，本發明中，內部氧化層是指在 鋼基內部觀察到內部氧化物的區域，是檢測到相對于深度50~60WI1的氧峰的平均值為2倍 W上的氧峰的區域。另外，本發明中，脫碳層是指從鋼基與鋒鍛層的界面起存在于鋼基側的 貧碳層，是與母材中相比碳濃度為一半W下的區域。
[0023] 本發明是基于上述見解而完成的，其主旨如下所述。
[0024] [ 1 ] -種外觀性和鍛層密合性優良的熱鍛鋒鋼板，其特征在