特許 6011629 熱間プレス部材およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6011629

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】熱間プレス部材およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 5/26 20060101AFI20161006BHJP

   C25D 5/50 20060101ALI20161006BHJP

   C23C 28/00 20060101ALI20161006BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20161006BHJP

   C21D 1/18 20060101ALI20161006BHJP

   C22C 18/00 20060101ALI20161006BHJP

   B21D 22/20 20060101ALI20161006BHJP

   C22C 38/00 20060101ALN20161006BHJP

   C22C 38/60 20060101ALN20161006BHJP

   C22C 19/03 20060101ALN20161006BHJP

【ＦＩ】

   C25D5/26 G

   C25D5/50

   C23C28/00 B

   C21D9/00 A

   C21D1/18 C

   C22C18/00

   B21D22/20 G

   B21D22/20 H

   !C22C38/00 301T

   !C22C38/00 301W

   !C22C38/60

   !C22C19/03 L

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-538017(P2014-538017)

(86)(22)【出願日】2014年5月13日

(86)【国際出願番号】JP2014002504

(87)【国際公開番号】WO2014203445

(87)【国際公開日】20141224

【審査請求日】2014年8月7日

(31)【優先権主張番号】特願2013-128201(P2013-128201)

(32)【優先日】2013年6月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126701

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】中島 清次

(72)【発明者】

【氏名】森本 美奈子

(72)【発明者】

【氏名】安藤 聡

【審査官】 伊藤 寿美

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０７０４８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２４６８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９７５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４０３９５４８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２０１３−５０３２５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ ５／００− ７／１２

Ｃ２３Ｃ ２４／００−３０／００

Ｂ２１Ｄ ２２／００−２２／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部材を構成し、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板表面に、ＺｎおよびＮｉを含有するめっき層を有し、さらに該めっき層の上に、Ｚｎを含有する酸化皮膜を有する熱間プレス部材であって、前記めっき層と前記酸化皮膜との間の空隙形成率が０％であることを特徴とする熱間プレス部材。

【請求項2】

部材を構成し、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、さらに、Ｃｒ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０８００％のうちから選ばれた少なくとも一種、および／またはＳｂ：０．００３〜０．０３０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板表面に、片面あたりの付着量が５０〜９０ｇ／ｍ^２のＺｎおよびＮｉを含有するめっき層を有し、さらに該めっき層の上に、Ｚｎを含有する酸化皮膜を有する熱間プレス部材であって、前記めっき層と前記酸化皮膜との間の空隙形成率が０％であることを特徴とする熱間プレス部材。
ただし、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．２３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：１．２％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００５％、Ｃｒ：０．２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｂ：０．００２２％、Ｓｂ：０．００８％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板表面に、１２質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が９０ｇ／ｍ^２のめっき層を有する熱間プレス部材を除く。

【請求項3】

請求項１に記載の熱間プレス部材の製造方法であって、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板表面に、１０〜２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０〜９０ｇ／ｍ^２のめっき層を有するめっき鋼板を、下記式（１）および下記式（２）を満足する加熱条件で加熱後、熱間プレスすることを特徴とする熱間プレス部材の製造方法。
８５０≦Ｔ≦９５０ （１）
０＜ｔ≦｛２０−（Ｔ／５０）＋（Ｗ／１０）｝ （２）
ただし、Ｔ：めっき鋼板の最高到達板温（℃）、ｔ：めっき鋼板の昇温開始から加熱終了までの総加熱時間（分）、Ｗ：片面あたりのめっき付着量（ｇ／ｍ^２）とする。

【請求項4】

請求項２に記載の熱間プレス部材の製造方法であって、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、さらに、Ｃｒ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０８００％のうちから選ばれた少なくとも一種、および／またはＳｂ：０．００３〜０．０３０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板表面に、１０〜２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が５０〜９０ｇ／ｍ^２のめっき層を有するめっき鋼板を、下記式（１）および下記式（２）を満足する加熱条件で加熱後、熱間プレスすることを特徴とする熱間プレス部材の製造方法。
ただし、前記めっき鋼板として、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．２３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：１．２％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００５％、Ｃｒ：０．２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｂ：０．００２２％、Ｓｂ：０．００８％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板表面に、１２質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が９０ｇ／ｍ^２のめっき層を有するめっき鋼板を除く。
８５０≦Ｔ≦９５０ （１）
０＜ｔ≦｛２０−（Ｔ／５０）＋（Ｗ／１０）｝ （２）
ただし、Ｔ：めっき鋼板の最高到達板温（℃）、ｔ：めっき鋼板の昇温開始から加熱終了までの総加熱時間（分）、Ｗ：片面あたりのめっき付着量（ｇ／ｍ^２）とする。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車の足廻り部材や車体構造部材などへの適用に好適な熱間プレス部材およびその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、自動車の足廻り部材や車体構造部材などの多くは、所定の強度を有する鋼板をプレス加工して製造されている。近年、地球環境の保全という観点から、自動車車体の軽量化が熱望され、使用する鋼板を高強度化して、その板厚を低減する努力が続けられている。しかし、鋼板の高強度化に伴ってそのプレス加工性が低下するため、鋼板を所望の部材形状に加工することが困難になる場合が多くなっている。

【0003】

そのため、特許文献１には、加熱された鋼板をダイとパンチからなる金型を用いて加工すると同時に、急冷することにより、加工の容易化と高強度化の両立を可能にした熱間プレスと呼ばれる加工技術が提案されている。しかし、この熱間プレスでは、熱間プレス前に鋼板を９５０℃前後の高い温度に加熱するため、鋼板表面にはスケール（鉄酸化物）が生成し、そのスケールが熱間プレス時に剥離して、金型を損傷させる、または熱間プレス後の部材表面を損傷させるという問題がある。
また、部材表面に残ったスケールは、外観不良や塗装密着性の低下の原因にもなる。このため、通常は酸洗やショットブラストなどの処理を行うことにより、部材表面のスケールが除去される。しかし、これは製造工程を複雑にし、生産性の低下を招く。
さらに、自動車の足廻り部材や車体構造部材などには優れた耐食性も必要とされる。しかし、上述のような工程により製造された熱間プレス部材ではめっき層などの防錆皮膜が設けられていないため、耐食性が甚だ不十分である。

【0004】

このようなことから、熱間プレス前の加熱時にスケールの生成を抑制するとともに、熱間プレス後の部材の耐食性を向上させることが可能な熱間プレス技術が要望されており、表面にめっき層などの皮膜を設けた熱間プレス用鋼板やそれを用いた熱間プレス方法が提案されている。例えば、特許文献２には、ＺｎまたはＺｎベース合金で被覆された鋼板を熱間プレスし、Ｚｎ−Ｆｅベース化合物またはＺｎ−Ｆｅ−Ａｌベース化合物を表面に設けた耐食性に優れる熱間プレス部材の製造方法が開示されている。

【0005】

また、特許文献３には、特に熱間プレス用亜鉛めっき鋼板の塗装密着性を改善することを目的として、シラノール基を有するシリコーン樹脂皮膜で被覆されたホットプレス用溶融亜鉛めっき鋼板が開示されており、りん酸塩処理性、塗装後耐食性、耐亜鉛揮発性にも優れることが述べられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】英国特許第１４９０５３５号公報

【特許文献2】特許第３６６３１４５号公報

【特許文献3】特開２００７−６３５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献２に記載の方法で製造された熱間プレス部材では、融点の低い亜鉛めっき鋼板や亜鉛アルミニウムめっき鋼板を用いる。このため、熱間プレス前の熱処理工程において、めっき表面における亜鉛の酸化反応が激しく生じ、最終製品として得られる熱間プレス部材の塗装密着性は不十分である。また、特許文献３に記載の熱間プレス用鋼板を使用する場合、めっき表面に施された樹脂皮膜と塗料との密着性は向上するものの、熱間プレス前の熱処理の条件によっては溶融亜鉛めっき層自体の酸化が激しく進むため、良好な塗装密着性を安定して確保することはできない。

【0008】

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決することを目的としてなされたものであり、塗装密着性に優れた熱間プレス部材およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、上記の課題を解決するために、熱間プレス部材およびその製造方法について鋭意検討を行った。その結果、亜鉛系めっき鋼板を熱間プレスした場合に生じる塗装密着性不良は、めっき層とその表面に生成する酸化亜鉛皮膜との間の空隙形成に起因すること、この空隙形成を抑制するためには融点の高いＺｎ−Ｎｉ合金めっき層を表面に有するめっき鋼板を用いることが有利であること、さらに空隙形成の程度は加熱前のめっき付着量、めっき鋼板の最高到達板温および総加熱時間に依存することを新たに見出し、本発明の完成に至った。

【0010】

本発明の熱間プレス部材は、このような知見に基づきなされたものであり、部材を構成する鋼板表面に、ＺｎおよびＮｉを含有するめっき層を有し、さらに該めっき層の上に、Ｚｎを含有する酸化皮膜を有する熱間プレス部材であって、前記めっき層と前記酸化皮膜との間の空隙形成率が８０％以下であることを特徴とする熱間プレス部材である。

【0011】

また、本発明の熱間プレス部材の製造方法は、鋼板表面に、１０〜２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０〜９０ｇ／ｍ^２のめっき層を有するめっき鋼板を、下記式（１）および下記式（２）を満足する加熱条件で加熱後、熱間プレスすることを特徴とする熱間プレス部材の製造方法である。
８５０≦Ｔ≦９５０ （１）
０＜ｔ≦｛２０−（Ｔ／５０）＋（Ｗ／１０）｝ （２）
ただし、Ｔ：めっき鋼板の最高到達板温（℃）、ｔ：めっき鋼板の昇温開始から加熱終了までの総加熱時間（分）、Ｗ：片面あたりのめっき付着量（ｇ／ｍ^２）とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、塗装密着性に優れた熱間プレス部材を製造することが可能となる。本発明により製造された熱間プレス部材は、自動車の足廻り部材や車体構造部材に好適である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、空隙形成率の異なる代表的な熱間プレス部材のＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）の組成像を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

１）熱間プレス部材
１−１）めっき層
本発明では、部材を構成する鋼板表面に、ＺｎおよびＮｉを含有するめっき層を有する。このめっき層を表面に有する鋼板により構成される熱間プレス部材は、塗装密着性に優れる。これは、めっき層とその表面に生成する酸化亜鉛皮膜との間の空隙形成を抑制できるからである。

【0015】

１−２）酸化皮膜
本発明の部材では、ＺｎおよびＮｉを含有するめっき層の上に、Ｚｎを含有する酸化皮膜を有し、めっき層と酸化皮膜との間の空隙形成率が８０％以下であることを特徴とする。

【0016】

亜鉛系めっき鋼板を熱間プレスした場合に生じる塗装密着性不良は、めっき層とその表面に生成する酸化亜鉛皮膜との間の空隙形成に起因する。この空隙形成を抑制するためには、まず高融点の亜鉛系めっき鋼板を用いることが有効である。本発明の熱間プレス部材はＺｎおよびＮｉを含有するめっき層を有するめっき鋼板を使用する。そして、熱間プレス前の加熱により、めっき層の表面にはＺｎを含有する酸化皮膜が形成される。酸化皮膜に含有されるＺｎ以外の元素としては、例えば、下地鋼板に含有されるＭｎなどが例示される。

【0017】

本発明の部材では、めっき層と酸化皮膜との間の空隙形成率を８０％以下に限定する。空隙形成率が８０％を超えると、この空隙が剥離界面となって部材に施された塗装が剥離するため、塗装密着性が劣化する。空隙形成率が８０％以下であれば、たとえ空隙があったとしても、空隙でない部分が密着性を確保するための保持点として機能するため、塗装密着性は良好である。

【0018】

空隙形成率は、熱間プレス部材の断面観察を行うことにより測定可能である。空隙形成率は、光学顕微鏡、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）等を用いて、断面長さ１００μｍ以上の領域を観察し、空隙形成率を求めればよい。例えば、熱間プレス部材から１０ｍｍ×１０ｍｍの小片を切り出し、樹脂に埋め込む。埋め込まれた熱間プレス部材小片の断面を、ＥＰＭＡを使用し観察する。ＥＰＭＡにより５００倍の視野の組成像を得て、めっき層全長さに占める空隙形成部長さの比率を、空隙形成率として数値化すればよい。図１に、空隙形成率の異なる代表的なサンプルのＥＰＭＡ（視野５００倍）による観察結果（組成像）と空隙形成率の関係を示す。

【0019】

上述の、めっき層と酸化皮膜との間に形成された空隙の比率、すなわち空隙形成率は、後述する熱間プレス前の加熱条件により制御することができる。

【0020】

２）熱間プレス部材の製造方法
２−１）めっき鋼板
本発明の熱間プレス部材の製造方法では、鋼板表面に、１０〜２５質量％のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、片面あたりの付着量が１０〜９０ｇ／ｍ^２のめっき層を有するめっき鋼板を用いる。

【0021】

めっき層中のＮｉ含有率を１０〜２５質量％とする理由は、めっき層の相構造を融点が８８１℃であるγ相とするためである。γ相は融点が高いため、Ｚｎを含有する酸化皮膜の生成が抑制される。したがって、めっき層と酸化皮膜との間の空隙形成率も低く抑えることができ、良好な塗装密着性を確保することが可能となる。なお、γ相は、Ｎｉ_２Ｚｎ_１１、ＮｉＺｎ_３、Ｎｉ_５Ｚｎ_２１のいずれかの結晶構造を有し、Ｘ線回折法により確認することが可能である。

【0022】

本発明の熱間プレス部材の製造方法において、使用するめっき鋼板の片面あたりのめっき層の付着量は１０〜９０ｇ／ｍ^２とする。付着量が１０ｇ／ｍ^２未満では空隙ができやすいため、熱間プレス部材の塗装密着性が不十分となる。付着量が９０ｇ／ｍ^２を超えるとコストアップを招く。以上より、めっき層の付着量は１０〜９０ｇ／ｍ^２の範囲とする。ここで、めっき層の付着量は、湿式分析法により求めることができる。具体的には、例えば、６質量％塩酸水溶液にインヒビターとしてヘキサメチレンテトラミンを１ｇ／ｌ添加した水溶液に付着面積既知のめっき層全体を溶解し、このときの重量減少量からめっき層の付着量を求めればよい。

【0023】

なお、本発明の熱間プレス部材の製造方法においては、上記めっき層の下層に、下地めっき層を設けてもよい。下地めっき層は塗装密着性には何ら影響をおよぼさない。下地めっき層としては、例えば、６０質量％以上のＮｉを含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる、付着量が０．０１〜５ｇ／ｍ^２のめっき層などが挙げられる。

【0024】

こうしためっき層の形成方法は特に限定されるものではなく、公知の電気めっき法が好適である。また、めっき層の付着量は、通常行われているように、通電時間を調整することにより制御することができる。

【0025】

２−２）下地鋼板
９８０ＭＰａ以上の強度を有する熱間プレス部材を得るには、めっき層の下地鋼板として、例えば、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する熱延鋼板や冷延鋼板を用いることができる。各成分元素の限定理由を、以下に説明する。ここで、成分の含有量を表す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。

【0026】

Ｃ：０．１５〜０．５０％
Ｃは、鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス部材のＴＳを９８０ＭＰａ以上にするには、その量を０．１５％以上とする必要がある。一方、Ｃ量が０．５０％を超えると、素材の鋼板のブランキング加工性が著しく低下する。したがって、Ｃ量は０．１５〜０．５０％とする。

【0027】

Ｓｉ：０．０５〜２．００％
Ｓｉは、Ｃと同様に、鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス部材のＴＳを９８０ＭＰａ以上にするには、その量を０．０５％以上とする必要がある。一方、Ｓｉ量が２．００％を超えると、熱間圧延時に赤スケールと呼ばれる表面欠陥の発生が著しく増大するとともに、圧延荷重が増大したり、熱延鋼板の延性の劣化を招く。さらに、Ｓｉ量が２．００％を超えると、ＺｎやＡｌを主体としためっき皮膜を鋼板表面に形成するめっき処理を施す際に、めっき処理性に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、Ｓｉ量は０．０５〜２．００％とする。

【0028】

Ｍｎ：０．５〜３．０％
Ｍｎは、フェライト変態を抑制して焼入れ性を向上させるのに効果的な元素であり、また、Ａｃ_３変態点を低下させるので、熱間プレス前の加熱温度を低下するにも有効な元素である。このような効果の発現のためには、その量を０．５％以上とする必要がある。一方、Ｍｎ量が３．０％を超えると、偏析して素材の鋼板および熱間プレス部材の特性の均一性が低下する。したがって、Ｍｎ量は０．５〜３．０％とする。

【0029】

Ｐ：０．１０％以下
Ｐ量が０．１０％を超えると、偏析して素材の鋼板および熱間プレス部材の特性の均一性が低下するとともに、靭性も著しく低下する。したがって、Ｐ量は０．１０％以下とする。

【0030】

Ｓ：０．０５％以下
Ｓ量が０．０５％を超えると、熱間プレス部材の靭性が低下する。したがって、Ｓ量は０．０５％以下とする。

【0031】

Ａｌ：０．１０％以下
Ａｌ量が０．１０％を超えると、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ａｌ量は０．１０％以下とする。

【0032】

Ｎ：０．０１０％以下
Ｎ量が０．０１０％を超えると、熱間圧延時や熱間プレス前の加熱時にＡｌＮの窒化物を形成し、素材の鋼板のブランキング加工性や焼入れ性を低下させる。したがって、Ｎ量は０．０１０％以下とする。

【0033】

残部はＦｅおよび不可避的不純物である。なお、以下の理由により、Ｃｒ：０．０１〜１．０％、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０８００％のうちから選ばれた少なくとも一種や、Ｓｂ：０．００３〜０．０３０％が、個別にあるいは同時に含有されることが好ましい。

【0034】

Ｃｒ：０．０１〜１．０％
Ｃｒは、鋼を強化するとともに、焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果の発現のためには、Ｃｒ量を０．０１％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｒ量が１．０％を超えると、著しいコスト高を招くため、その上限は１％とすることが好ましい。

【0035】

Ｔｉ：０．２０％以下
Ｔｉは、鋼を強化するとともに、細粒化により靭性を向上させるのに有効な元素である。また、次に述べるＢよりも優先して窒化物を形成して、固溶Ｂによる焼入れ性の向上効果を発揮させるのに有効な元素でもある。しかし、Ｔｉ量が０．２０％を超えると、熱間圧延時の圧延荷重が極端に増大し、また、熱間プレス部材の靭性が低下するので、その上限は０．２０％とすることが好ましい。

【0036】

Ｂ：０．０００５〜０．０８００％
Ｂは、熱間プレス時の焼入れ性や熱間プレス後の靭性向上に有効な元素である。こうした効果の発現のためには、Ｂ量を０．０００５％以上とすることが好ましい。一方、Ｂ量が０．０８００％を超えると、熱間圧延時の圧延荷重が極端に増大し、また、熱間圧延後にマルテンサイト相やベイナイト相が生じて鋼板の割れなどが生じるので、その上限は０．０８００％とすることが好ましい。

【0037】

Ｓｂ：０．００３〜０．０３０％
Ｓｂは、熱間プレス前に鋼板を加熱してから熱間プレスの一連の処理によって鋼板を冷却するまでの間に鋼板表層部に生じる脱炭層を抑制する効果を有する。このような効果の発現のためにはその量を０．００３％以上とする必要がある。一方、Ｓｂ量が０．０３０％を超えると、圧延荷重の増大を招き、生産性を低下させる。したがって、Ｓｂ量は０．００３〜０．０３０％とすることが好ましい。
２−３）加熱および熱間プレス
本発明の熱間プレス部材の製造方法では、上記のめっき鋼板を、下記式（１）および下記式（２）を満足する加熱条件で加熱後、熱間プレスすることを要件とする。
８５０≦Ｔ≦９５０ （１）
０＜ｔ≦｛２０−（Ｔ／５０）＋（Ｗ／１０）｝ （２）
ただし、Ｔ：めっき鋼板の最高到達板温（℃）、ｔ：めっき鋼板の昇温開始から加熱終了までの総加熱時間（分）、Ｗ：片面あたりのめっき付着量（ｇ／ｍ^２）とする。

【0038】

本発明では、上記式（１）に示すように、熱間プレス前の加熱時のめっき鋼板の最高到達板温は８５０〜９５０℃とする。最高到達板温が８５０℃未満であると鋼板の焼入れが不十分となり、所望の硬さが得られない場合がある。また、加熱温度が９５０℃を超えると、エネルギー的に不経済であるばかりでなく、酸化皮膜の形成が過度に進行し、空隙形成率が増大するため、塗装密着性が劣化する。

【0039】

さらに、最高到達板温はＡｃ_３変態点以上であることが好ましい。最高到達板温をＡｃ_３変態点以上とすることにより鋼板の焼入れが十分となり、所望の硬さが得られる。

【0040】

本発明では、上記式（２）に示すように、熱間プレス前の加熱時のめっき鋼板の昇温開始から加熱終了までの総加熱時間を、限定する。ここで、塗装密着性劣化の原因となる空隙の形成過程について説明する。めっき鋼板の加熱を続けると、めっき層の成分であるＺｎの酸化反応が進行し、Ｚｎを含有する酸化皮膜の厚みが増大していく。これと並行して、めっき層の成分であるＺｎおよびＮｉの下地鋼板への拡散反応も進行する。これら両者の反応により、もともとめっき層が存在した場所に空隙が形成される。したがって、めっき鋼板の最高到達板温が高いほど、また、めっき鋼板の総加熱時間が長いほど、空隙形成率が増大する。さらに、加熱前のめっき付着量が少ないほど、酸化皮膜形成と下地鋼板への拡散によりＺｎを消耗し尽くすまでの時間が短いため、空隙形成に至るまでの時間が短い。また、加熱前のめっき付着量が多いほど、空隙形成に至るまでの時間が長くなる。

【0041】

上記式（２）は、これらの関係を一元的に整理した式である。すなわち、空隙形成率を８０％以下にするための総加熱時間が、最高到達板温が高くめっき付着量が少ないほど短く限定され、一方で、最高到達板温が低くめっき付着量が多いほど長い時間まで許容されることを、示している。

【0042】

総加熱時間（ｔ）が、｛２０−（Ｔ／５０）＋（Ｗ／１０）｝の値を超えると、めっき層と酸化皮膜との間の空隙形成率が８０％を超えるため、塗装密着性が不良となる。

【0043】

熱間プレス前の加熱方法としては、電気炉やガス炉などによる加熱、火炎加熱、通電加熱、高周波加熱、誘導加熱、遠赤外線加熱などを例示できる。通常、熱間プレス前の加熱は、板温が室温である鋼板を、上記したいずれかの加熱装置に挿入して加熱されることにより開始される。本発明では、このように室温の鋼板が加熱開始されたときを昇温開始と定義する。室温からある温度まで加熱して、その温度で保持した後に、さらに板温を上昇させて加熱を継続する場合には、室温の鋼板の加熱開始を昇温開始とする。

【0044】

上記の加熱条件で加熱されためっき鋼板を、ダイとパンチを有する金型にセットし、プレス成形を行い、所望の冷却条件で冷却することにより、熱間プレス部材が製造される。

【実施例1】

【0045】

下地鋼板として、質量％で、Ｃ：０．２３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：１．２％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００５％、Ｃｒ：０．２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｂ：０．００２２％、Ｓｂ：０．００８％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、Ａｃ_３変態点が８２０℃で、板厚１．６ｍｍの冷延鋼板を用いた。この冷延鋼板の表面に、電気めっき法により、Ｚｎ−Ｎｉめっきを施して鋼板Ｎｏ．１〜２０を作製した。Ｚｎ−Ｎｉめっきは、２００ｇ／Ｌの硫酸ニッケル六水和物および１０〜１００ｇ／Ｌの硫酸亜鉛七水和物を含有し、ｐＨ１．５、浴温５０℃のめっき浴中で、電流密度を５〜１００Ａ／ｄｍ^２としてめっきを行った。硫酸亜鉛七水和物の添加量と電流密度とを変化させることにより、Ｎｉ含有率を調整した。また、通電時間を変化させることにより、めっき付着量を調整した。

【0046】

このようにして作製した鋼板Ｎｏ．１〜２０を、表１に示す最高到達板温および総加熱時間となるように加熱を行った。なお、鋼板Ｎｏ．８は通電加熱、鋼板Ｎｏ．９は遠赤外線加熱により加熱を行い、他の鋼板はすべて電気炉を用いて加熱を行った。いずれの鋼板も、所定時間の加熱が終わった後、直ちにＡｌ製の平金型で挟み込み、急冷を行った。

【0047】

作製したサンプルについて、以下の方法により空隙形成率の測定、および塗装密着性の評価を行った。
空隙形成率：加熱および急冷後のサンプルから１０ｍｍ×１０ｍｍの小片を切り出し、樹脂に埋め込み後、ＥＰＭＡを使用して前述の通り断面観察を行った。ＥＰＭＡにより５００倍の視野を観察し、めっき層全長さに占める空隙形成部長さの比率を、空隙形成率として数値化した。
塗装密着性：加熱および急冷後のサンプルから７０ｍｍ×１５０ｍｍの小片を採取し、日本パーカライジング株式会社製ＰＢ−Ｌ３０２０を使用して標準条件で化成処理を施した後、関西ペイント株式会社製ＧＴ−１０を用いた電着塗装により膜厚２０μｍの電着塗膜を形成し、試験片を作製した。試験片の中央部において、カッターナイフを使用して鋼素地まで達する１ｍｍ角の碁盤目状傷を１００個入れ、セロハン粘着テープにより貼着・剥離する碁盤目テープ剥離試験を行った。以下の基準により、塗装密着性を判定した。
○：塗膜残存率＝１００％
×：塗膜残存率≦９９％
鋼板Ｎｏ．１〜２０のめっき層の詳細、空隙形成率の測定結果および塗装密着性の評価結果を表１に示す。

【0048】

【表1】

【0049】

本発明の製造方法により製造された鋼板Ｎｏ．１〜３、６〜９は、空隙形成率が０％を満足しており、塗装密着性に優れていることがわかる。また、本発明の製造方法により製造された鋼板Ｎｏ．１〜３、６〜９および比較例となるＮｏ．１２、１３、１５〜２０は９８０ＭＰａ以上の強度が得られた。しかしながら、最高到達板温を８００℃とした鋼板Ｎｏ．１４の強度は９８０ＭＰａ未満であり、強度不足となった。

【実施例2】

【0050】

下地鋼板として、表２に示す成分組成を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、表２に示すＡｃ_３変態点を有する、板厚が１．６ｍｍの冷延鋼板を用いた。この冷延鋼板の両面に、実施例１と同様にしてＺｎ−Ｎｉめっきを施して、表３に示すＮｉ含有率およびめっき付着量の鋼板Ｎｏ．２１〜３５を作製した。

【0051】

このようにして作製した鋼板Ｎｏ．２１〜３５を、表３に示す最高到達板温および総加熱時間となるように電気炉を用いて加熱を行い、所定時間の加熱が終わった後、直ちにＡｌ製の平金型で挟み込み、急冷を行った。

【0052】

作製したサンプルについて、実施例１と同様に、空隙形成率の測定、および塗装密着性の評価を行った。

【0053】

鋼板Ｎｏ．２１〜３５のめっき層の詳細、空隙形成率の測定結果および塗装密着性の評価結果を表３に示す。

【0054】

【表2】

【0055】

【表3】

【0056】

本発明の製造方法により製造された鋼板Ｎｏ．２１〜２５、２７〜３５は、空隙形成率が８０％以下を満足しており、塗装密着性に優れていることがわかる。また、本発明の製造方法により製造された鋼板Ｎｏ．２１〜２５、２７〜３５は９８０ＭＰａ以上の強度が得られた。

【図1】