具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品及其制造方法技术

一种具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品，其特征在于，是被加热到600℃以上而进行了弯曲加工的钢制品，表面具有膜厚为1μm以下的氧化皮，所述氧化皮中所含的FeO的比率为90％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品及其制造方法
本专利技术涉及即使在热处理后也不经过特别的氧化皮除去工序，作为涂装基底处理的化学转化处理性优异、涂装后的耐腐蚀性也优异的热处理钢制品及其制造方法。
技术介绍
近年来，从地球环境问题和碰撞安全性能的观点出发，要求汽车用结构部件薄壁化和高强度化。为响应这些要求，以高强度钢板为原材料的汽车用结构部件不断增加。但是，如果以高强度钢板为原材料通过压制成形来制造汽车用结构部件，则容易发生褶皱、回弹之类的成形不良。因此，以高强度钢板为原材料通过压制成形来制造汽车用结构部件并不容易。作为解决这样的问题的方法，通过在热态下加工钢材，并且进行急冷来淬火，由此制造高强度的成形品的技术已被实用化。例如，关于热压，钢板在高温下变为软质、高延展性，因此能够尺寸精度良好地成形出复杂的形状。而且，通过预先将钢板加热到奥氏体区域，并在模具内急冷，能够同时实现由马氏体相变带来的钢板的高强度化。但是，在上述那样的加工方法中，将钢加热到800～1000℃这样的高温，因此产生钢板表面氧化这样的问题。如果该氧化皮残留，则在接下来的工序中进行涂装的情况下，钢板与涂膜的密合性(密着性)差，招致耐腐蚀性的降低。因此，压制成形后，需要喷丸等的氧化皮除去处理。专利文献1公开了下述技术：在金属材料的弯曲加工方法中，一边使加热装置和冷却装置相对于金属材料进行相对移动，一边由加热装置局部到加热金属材料，对由于加热而变形阻力大幅度降低了的部位赋予弯曲力矩，弯曲加工成二维或三维弯曲了的所期望的形状，接着由冷却装置进行冷却来淬火(以下称为“热态三维弯曲加工”)。热态三维弯曲加工是主要用于汽车用部件的加工技术，是作为同时应对车体轻量化和碰撞安全性的提高这两个相反要求的技术而开发的。热态弯曲加工是一边局部地加热钢管，一边通过水冷进行淬火，同时赋予弯曲力矩来进行弯曲加工，由此能够以一个工序制造呈复杂形状的封闭截面结构部件的技术，能够成形出截面结构超过1470MPa的汽车部件。但是，在该方法中，由于通过将钢材加热到奥氏体区域，用冷却介质进行急冷，来谋求由马氏体相变带来的钢材的高强度化，因此也具有在表面生成氧化皮，在接下来的工序中进行涂装的情况下钢材与涂膜的密合性差，招致耐腐蚀性降低这样的问题。对于这些问题，本专利技术人通过专利文献2公开了涉及淬火钢材的制造方法和制造装置的专利技术，其中，在一边将钢材向其长度方向输送，一边将被输送的钢材加热至能够淬火的温度区域后进行冷却而将钢材淬火时，能够抑制或消除氧化皮的产生。根据该专利技术，一边将钢材向其长度方向输送，一边由与被输送的钢材间隔开而配置于第1位置的加热装置将钢材加热至能够淬火的温度区域，并由配置于比第1位置靠钢材的输送方向的下游的第2位置的冷却装置向钢材喷吹冷却介质，来将钢材淬火时，通过使钢材中的、被加热装置加热了的部分的周围的空间充满惰性气体或还原性气体，能够制造抑制了氧化皮的淬火钢材。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-83304号公报专利文献2：日本特开2011-89150号公报
技术实现思路
本专利技术人为了谋求由专利文献2公开的专利技术的进一步提高，反复进行了认真研究。其结果，本专利技术人发现：即使向钢材的被加热装置加热的部分的周围空间喷吹惰性气体而使其充满，完全杜绝氧化皮也是非常困难的，会产生不可避免的氧化皮(氧化膜)，另外，根据加热和冷却的条件，有时由于该不可避免的氧化皮而导致化学转化处理性较差。如果氧化皮为厚膜则容易剥离，钢材的加工后的化学转化处理性、电沉积涂装性受损。另外，如果氧化皮的厚度不均匀，则化学转化处理、电沉积涂装会发生不均匀。但是，在加工后设置氧化皮除去工序来除去氧化皮会导致成本的上升，因而并不优选。本专利技术是鉴于这样的新课题而完成的，其目的是提供即使在热处理后也不经过特别的氧化皮除去工序，在附着有氧化皮的状态下作为涂装基底处理的化学转化处理性也优异、涂装后的耐腐蚀性也优异的热处理钢制品及其制造方法，更具体而言，其目的是提供对没有实施镀敷的钢材进行热处理或伴有热处理的弯曲加工而制造的、由于具有高强度以及优异的化学转化处理性和涂装后耐腐蚀性因此可很好地用作为例如汽车用部件的热处理钢制品及其制造方法。本专利技术人对于在怎样的情况下化学转化处理性会劣化进行了调查，结果判明：即使由于喷吹惰性气体的气氛下的加热而生成少量的氧化皮，如果是在化学转化处理时氧化皮溶解而可供给铁离子的状态、或者进而基体溶解而可供给铁离子的状态，则也能形成健全的化学转化皮膜，另一方面，如果生成的氧化皮在化学转化处理时没有充分溶解，则化学转化处理性差。本专利技术人进一步认真研究的结果了解到：如果氧化皮的膜厚为1μm以下、氧化皮中所含的FeO为90％以上，则在化学转化时能充分进行Fe离子供给，能够进行良好的化学转化处理。另外了解到：为实现这样的氧化皮，使用具有气体腔室、加热装置和冷却装置的加工装置，一边流通惰性气体一边进行三维弯曲加工，该时，将钢材在600℃以上的温度区域滞留的时间设为小于1秒即可。本专利技术是基于上述见解而完成的，其主旨如下。(1)一种具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品，其特征在于，表面具有膜厚为1μm以下的氧化皮，上述氧化皮中所含的FeO的比率为90％以上。(2)根据上述(1)所述的具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品，其特征在于，所述钢的组织由马氏体、或马氏体和回火马氏体构成。(3)根据上述(1)或(2)所述的热处理钢制品，所述钢制品是具有封闭的横截面形状的中空部件。(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的热处理钢制品，其特征在于，所述氧化皮的膜厚的最大值和最小值为膜厚的平均值的±10％以内。(5)一种热处理钢制品的制造方法，是使用从上游侧起具有气体腔室、加热装置和冷却装置的加工装置来制造热处理钢制品的方法，其特征在于，向气体腔室导入惰性气体，使包含加热装置和冷却装置的空间充满惰性气体，并且，使上述加工装置相对于钢材进行相对移动，由此由上述加热装置将上述钢材局部地加热，接着由上述冷却装置将上述钢材冷却，上述钢材在600℃以上的温度区域滞留的时间小于1秒，并且，在上述加热与上述冷却之间，对上述钢材的由于加热而变形阻力大幅度降低了的部位进行弯曲加工。(6)根据上述(5)所述的热处理钢制品的制造方法，还将在所述冷却的过程中所述钢材在从600℃到300℃的温度区域滞留的时间设为3秒钟以内。根据本专利技术，在化学转化处理时氧化皮溶解而能形成健全的化学转化皮膜，因此即使不经过喷丸等的氧化皮除去工序而供于化学转化处理、涂装工序，化学转化处理性也优异，进而涂装后的耐腐蚀性也优异，因此能提供适合于即使不像必需通过镀敷实现的牺牲防腐蚀那样要求重防腐蚀性但也需要某种程度的耐腐蚀性的用途的热处理钢制品。作为本专利技术涉及的热处理钢制品的应用部位，在汽车部件的情况下，优选是通过谋求高强度化而能够使车辆轻量化并且要求耐腐蚀性的部位，例如可例示支柱、门梁、顶板(roof)、保险杠(bumper)等加强类、框架类、臂杆类等。附图说明图1是表示在本专利技术中可以使用的加工装置的一例的图。具体实施方式以下，对本专利技术涉及的热处理用制品及其制造方法的限定理由进行说明。本专利技术的热处理钢制品，是将没有实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品，其特征在于，表面具有膜厚为1μm以下的氧化皮，所述氧化皮中所含的FeO的比率为90％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.08 JP 2014-2075971.一种具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品，其特征在于，表面具有膜厚为1μm以下的氧化皮，所述氧化皮中所含的FeO的比率为90％以上。2.根据权利要求1所述的具有高强度和优异的化学转化处理性的热处理钢制品，其特征在于，所述钢的组织由马氏体、或马氏体和回火马氏体构成。3.根据权利要求1或2所述的热处理钢制品，所述钢制品是具有封闭的横截面形状的中空部件。4.根据权利要求1～3的任一项所述的热处理钢制品，其特征在于，所述氧化皮的膜厚的最大值和最小值为膜厚的平均值的±10％以内。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：松田英树，秋冈幸司，植松一夫，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP