特許7191983プレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法及びプレス硬化したレーザー溶接鋼部品
(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】
(24)【登録日】2022-12-09
(45)【発行日】2022-12-19
(54)【発明の名称】プレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法及びプレス硬化したレーザー溶接鋼部品
(51)【国際特許分類】
B23K 26/21 20140101AFI20221212BHJP
B23K 26/322 20140101ALI20221212BHJP
B23K 35/30 20060101ALI20221212BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20221212BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20221212BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20221212BHJP
【ＦＩ】
B23K26/21 F
B23K26/322
B23K35/30 320A
C22C38/00 301A
C22C38/60
C22C38/58
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020567655
(86)(22)【出願日】2019-02-26
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-17
(86)【国際出願番号】 IB2019051528
(87)【国際公開番号】W WO2019166941
(87)【国際公開日】2019-09-06
【審査請求日】2020-10-22
(31)【優先権主張番号】PCT/IB2018/051237
(32)【優先日】2018-02-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB
(73)【特許権者】
【識別番号】515214729
【氏名又は名称】アルセロールミタル
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シュミ，フランシス
(72)【発明者】
【氏名】ポワリエ，マリア
(72)【発明者】
【氏名】ガイド，サドク
【審査官】山下 浩平
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１３／１４７０３５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０５０７１１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１３－５２７３１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１２１３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５０３７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２０４０９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６３６３３０１（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２００９－５３４５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１４６９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／００６１４４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特許第５３３４８５４（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】糟谷 正，継手疲労強度向上フラックス入りワイヤＳＸ－１ＬＤ，溶接学会誌，第７８巻第４号，日本，2009年，P244-247，https://doi.org/10.2207/jjws.78.244
【文献】百合岡 信孝、児嶋 一浩，溶接金属引張強さの予測式，溶接学会論文集，第２２巻第１号，日本，2004年，p53-60，https://doi.org/10.2207/qjjws.22.53
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２６／００ － ２６／７０
Ｂ２３Ｋ ３５／３０
Ｃ２２Ｃ ３８／００、３８／５８、３８／６０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法であって、以下の連続工程、すなわち－ 第１のプレコート鋼板（１）及び第２のプレコート鋼板（２）を提供する工程であって、第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）の各々は、鋼基材（３、４）を含み、第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）の少なくとも一方は、その主面の少なくとも一方の上に、少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコート（７、８）を有し、
第１のプレコート鋼板（１）は第１の厚さ（ｔ１）を有し、第２のプレコート鋼板（２）は第２の厚さ（ｔ２）を有し、
第１のプレコート鋼板（１）の基材（３、４）は、プレス硬化後に、第２のプレコート鋼板（２）の基材（４）のプレス硬化後の最大抗張力（Ｔｓ２）より厳密に大きい最大抗張力（Ｔｓ１）を有し、
第１の厚さ（ｔ１）とプレス硬化後の第1のプレコート鋼板（１）の最大抗張力（Ｔｓ１）との積が、第２の厚さ（ｔ２）とプレス加工後の第２のプレコート鋼板（２）の最大抗張力（Ｔｓ２）との積よりも厳密に大きい、提供工程、次いで、
－ 少なくとも、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含む溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）を突き合わせ溶接して得られた溶接継手（２２）における理論上の平均アルミニウム含有率（Ａｌｔｈ ｗｅｌｄ）が１．２５重量％よりも厳密に大きいならば、第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）の少なくとも一方の溶接縁部（１４）における少なくとも１つの主面（５、６）上のアルミニウム含有プレコート（７、８）を、その厚さの少なくとも一部にわたって除去する工程であって、その結果、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含む溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）を突き合わせ溶接して得られた溶接継手（２２）の理論上の平均アルミニウム含有率（Ａｌｔｈ ｗｅｌｄ）が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれる、除去工程、
－ 第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）の間の溶接継手（２２）を得るためにレーザー溶接を用いて第１のプレコート鋼板（１）と第２のプレコート鋼板（２）とを突き合わせ溶接し、それにより溶接ブランク（１５）を得る、溶接工程であって、溶接工程は溶加材（２０）の使用を場合により含む、突き合わせ溶接工程、
－ 溶接ブランク（１５）を熱処理温度（Ｔｔ）まで加熱する工程であって、熱処理温度（Ｔｔ）は、溶接継手（２２）の完全オーステナイト化温度（Ａｃ３（ＷＪ））より少なくとも１０℃低く、且つ最低温度Ｔｍｉｎより少なくとも１５℃高く、ここで、
【数1】
Ａｃ３（ＷＪ）は溶接継手（２２）の完全オーステナイト化温度であり、℃で表され、Ａｌは溶接継手（２２）のアルミニウムの含有率であり、重量％で表され、
αｍａｘ ＩＣは次式により算出した溶接継手（２２）の最大変態区間フェライト含有率であり、
【数2】
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材（３）の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材（４）の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ρは、最弱基材を含むプレコート鋼板（２）の厚さと、最強基材を含むプレコート鋼板（１）の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）であり、
溶接ブランク（１５）を熱処理温度（Ｔｔ）で２～１０分の間に含まれる時間保持する工程、
－ 溶接ブランク（１５）を鋼部品にプレス成形する工程、並びに
－ このようにして成形された鋼部品を、プレス硬化された溶接鋼部品を得るために、第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）の基材（３、４）の中で最も硬化可能な基材の臨界マルテンサイト又はベイナイト冷却速度以上の冷却速度で冷却する工程
を含む方法。
【請求項2】
プレス硬化後、第１のプレコート鋼板（１）の基材（３）の最大抗張力（Ｔｓ１）と第２のプレコート鋼板（２）の基材（４）の最大抗張力（Ｔｓ２）との比が１．２以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
第１のプレコート鋼板（１）の基材（３）の炭素含有率が、第２のプレコート鋼板（２）の基材（４）の炭素含有率より少なくとも０．０５重量％高い、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
提供工程で提供される第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）の各々が、その主面（５、６）の少なくとも一方上に少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコート（７、８）を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
提供工程で提供される第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）が、その主面（５、６）の両方に少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコート（７、８）を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
突き合わせ溶接時において、アルミニウム含有プレコート（７、８）が、第１のプレコート鋼板（１）及び第２のプレコート鋼板（２）のうちの少なくとも一方の、両方の主面（５、６）上に完全に備わったままである、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）を突き合わせ溶接して得られる溶接継手（２２）の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれている場合であっても、突き合わせ溶接に先立って、その少なくとも１つの主面（５、６）上のアルミニウム含有プレコート（７、８）をその厚さの少なくとも一部にわたって除去することにより、第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）のうちの少なくとも一方の溶接縁部（１４）を作製する工程をさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）のうち少なくとも一方について、基材（３、４）の鋼が、重量で、０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）のうち少なくとも一方について、基材（３、４）の鋼が、重量で、０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）のうち少なくとも一方について、基材（３、４）の鋼が、重量で、０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％
Ｓ≦０．００９％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）のうち少なくとも一方について、基材（３、４）の鋼が、重量で、０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）のうち少なくとも一方について、基材（３、４）の鋼が、重量で、０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
【数3】
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
レーザー溶接が、保護ガス、特にヘリウム及び／又はアルゴンを用いて実施される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
第１及び第２のプレコート鋼板（１、２）が異なる厚さを有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
溶接が、溶加材を使用せずに実施される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
溶接が、溶加材を用いて実施される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
溶加材は、重量で、以下の組成、すなわち０．１％≦Ｃ≦１．２％
０．０１％≦Ｍｎ≦１０％
０．０２％≦Ｎｉ≦７％
０．０２％≦Ｃｒ≦５％
０．０１％≦Ｓｉ≦２％
任意に、
微量≦Ｍｏ≦１％
微量≦Ｔｉ≦０．１％
微量≦Ｖ≦０．１％
微量≦Ｂ≦０．０１％
微量≦Ｎｂ≦０．１％
微量≦Ａｌ≦０．０５％
を有し、残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法及びこのようにして得られたプレス硬化したレーザー溶接鋼部品に関する。
【背景技術】
【0002】
この種類の鋼部品は、特に自動車産業において使用され、より詳細には、侵入防止若しくは衝撃吸収部品、構造部品又は自動車の安全性に寄与する部品のような衝突管理部品の製造に使用される。
【0003】
このような種類の部品については、自動車製造業者は、溶接継手が、溶接された鋼部品の最も弱いゾーンを構成すべきではないと指示している。
【0004】
腐食を防止するために、このような溶接鋼部品の製造に用いられる鋼板には、アルミニウム含有浴中で溶融めっきを経てアルミニウムベースのプレコートがプレコートされている。事前の準備なしに鋼板を溶接すると、アルミニウムベースのプレコートは溶接作業中に溶融金属内で鋼基材で希釈される。アルミニウムは溶融金属の完全オーステナイト化温度を上昇させる傾向があり、したがって従来の熱処理温度を用いる熱間成形中のオーステナイトへの完全な変態を妨げる。その結果、熱間成形処理中に行われるプレス冷却中に溶接継手中に完全にマルテンサイト又はベイナイトの微細組織を得ることがもはやできなくなることがある。
【0005】
さらに、溶接継手の完全なオーステナイト化を可能にするであろうより高い熱処理温度を使用することは不可能である。というのは、塗料の接着性及び／又はプレス硬化部品のスポット溶接性に潜在的な負の影響を及ぼすコートの過合金化をもたらすであろうからである。
【0006】
このような状況に直面し、このようなプレコート鋼板から部品を製造する場合、従来の熱処理温度を用いる熱間成形及び焼入れ後の溶接継手において完全なマルテンサイト組織を得ることができるようにするために、従来技術において２種類の解決法が開発された。
【0007】
特に、ＥＰ２００７５４５は、溶接継手におけるアルミニウムの総含有率を著しく減少させ、その結果プレコート鋼板の母材の完全オーステナイト化温度に近い完全オーステナイト化温度を得るように、プレコート鋼板の溶接端部における金属合金の表層を除去することからなる第１の解決法を記載する。
【0008】
さらに、ＥＰ２７３７９７１、ＵＳ２０１６／０１４４４５６及びＷＯ２０１４０７５８２４は、炭素、マンガン又はニッケルなどのオーステナイト安定化元素を含む溶加材ワイヤを用いてプレコート鋼板を溶接し、溶接継手内のアルミニウムの存在を相殺し、その完全オーステナイト化温度を低下させることからなり、従来の熱処理温度を用いる熱間成形及び焼入れ後に溶接継手内に完全なマルテンサイト組織が得られるようになる第２の解決法を記載する。
【0009】
しかし、これらの方法は完全に満足できるものではない。
【0010】
実際、第１の解決法は比較的時間がかかる。さらに、第２の方法は、熱処理後に溶接継手に完全マルテンサイト組織を得ることができるようにするために比較的多量のオーステナイト形成元素の添加を必要とする場合がある。この添加は製造コストを増加させ、さらに満足できない接継手形状、又はプレコート鋼板と溶接継手内の溶加材ワイヤとからの材料間の不均質な混合から生じる問題を、局所的に残留オーステナイトを有するリスクを伴ってもたらす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】欧州特許出願公開第２００７５４５号明細書
【文献】欧州特許出願公開第２７３７９７１号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１４４４５６号明細書
【文献】国際公開第２０１４／０７５８２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
そこで、本発明の目的は、比較的低コストで、溶接継手内の比較的高いアルミニウム含有率に対しても、満足できる衝突性能特性を有する部品をプレス硬化後に得ることを可能にするような、プレコート板２枚から溶接鋼ブランクを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
この目的のために、本発明は、以下の連続工程、すなわち
－ 第１のプレコート鋼板及び第２のプレコート鋼板を提供する工程であって、第１及び第２のプレコート鋼板の各々は、鋼基材を含み、第１及び第２のプレコート鋼板の少なくとも一方は、その主面の少なくとも一方の上に、少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコートを有し、
第１のプレコート鋼板は第１の厚さを有し、第２のプレコート鋼板は第２の厚さを有し、
第１のプレコート鋼板の基材は、プレス硬化後に、第２のプレコート鋼板の基材のプレス硬化後の最大抗張力より厳密に大きい最大抗張力を有し、
第１の厚さと第１のプレコート鋼板のプレス硬化後の最大抗張力との積が、第２の厚さと第２のプレコート鋼板の最大抗張力との積よりも厳密に大きい、提供工程、次いで、
－ 少なくとも、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含む溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られた溶接継手における理論上の平均アルミニウム含有率が１．２５重量％よりも厳密に大きいならば、第１及び第２のプレコート鋼板の少なくとも一方の溶接縁部又は溶接されるべき縁部における少なくとも１つの主面上のアルミニウム含有プレコートを、その厚さの少なくとも一部にわたって除去する工程であって、その結果、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含む溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られた溶接継手中の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれる、除去工程、
－ 第１及び第２のプレコート鋼板の間に溶接継手を得るためにレーザー溶接を用いて第１のプレコート鋼板と第２のプレコート鋼板とを突き合わせ溶接し、それにより溶接ブランクを得る、溶接工程であって、溶接工程は溶加材の使用を場合により含む、突合せ溶接工程、
－ 溶接ブランクを熱処理温度まで加熱する工程であって、熱処理温度は、溶接継手の完全オーステナイト化温度より少なくとも１０℃低く、且つ最低温度Ｔｍｉｎより少なくとも１５℃高く、ここで、
であり、式中、
Ａｃ３（ＷＪ）は溶接継手の完全オーステナイト化温度であり、℃で表され、Ａｌは溶接継手のアルミニウムの含有率であり、重量％で表され、
αｍａｘ ＩＣは次式を用いて算出した溶接継手の最大変態区間フェライト含有率であり、
式中、
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ρは、最弱基材を含むプレコート鋼板の厚さと、最強基材を含むプレコート鋼板の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）であり、
溶接ブランクを該熱処理温度で２～１０分の間に含まれる時間保持する工程、
－ 溶接ブランクを鋼部品にプレス成形する工程、並びに
－ このようにして成形された鋼部品を、プレス硬化した溶接鋼部品を得るために、第１及び第２のプレコート鋼板の基材の中で最も硬化可能な基材の臨界マルテンサイト又はベイナイト冷却速度以上の冷却速度で冷却する工程
を含むプレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法に関する。
－ 第１のプレコート鋼板及び第２のプレコート鋼板を提供する工程であって、第１及び第２のプレコート鋼板の各々は、鋼基材を含み、第１及び第２のプレコート鋼板の少なくとも一方は、その主面の少なくとも一方の上に、少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコートを有し、
第１のプレコート鋼板は第１の厚さを有し、第２のプレコート鋼板は第２の厚さを有し、
第１のプレコート鋼板の基材は、プレス硬化後に、第２のプレコート鋼板の基材のプレス硬化後の最大抗張力より厳密に大きい最大抗張力を有し、
第１の厚さと第１のプレコート鋼板のプレス硬化後の最大抗張力との積が、第２の厚さと第２のプレコート鋼板の最大抗張力との積よりも厳密に大きい、提供工程、次いで、
－ 少なくとも、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含む溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られた溶接継手における理論上の平均アルミニウム含有率が１．２５重量％よりも厳密に大きいならば、第１及び第２のプレコート鋼板の少なくとも一方の溶接縁部又は溶接されるべき縁部における少なくとも１つの主面上のアルミニウム含有プレコートを、その厚さの少なくとも一部にわたって除去する工程であって、その結果、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含む溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られた溶接継手中の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれる、除去工程、
－ 第１及び第２のプレコート鋼板の間に溶接継手を得るためにレーザー溶接を用いて第１のプレコート鋼板と第２のプレコート鋼板とを突き合わせ溶接し、それにより溶接ブランクを得る、溶接工程であって、溶接工程は溶加材の使用を場合により含む、突合せ溶接工程、
－ 溶接ブランクを熱処理温度まで加熱する工程であって、熱処理温度は、溶接継手の完全オーステナイト化温度より少なくとも１０℃低く、且つ最低温度Ｔｍｉｎより少なくとも１５℃高く、ここで、
【数1】
Ａｃ３（ＷＪ）は溶接継手の完全オーステナイト化温度であり、℃で表され、Ａｌは溶接継手のアルミニウムの含有率であり、重量％で表され、
αｍａｘ ＩＣは次式を用いて算出した溶接継手の最大変態区間フェライト含有率であり、
【数2】
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ρは、最弱基材を含むプレコート鋼板の厚さと、最強基材を含むプレコート鋼板の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）であり、
溶接ブランクを該熱処理温度で２～１０分の間に含まれる時間保持する工程、
－ 溶接ブランクを鋼部品にプレス成形する工程、並びに
－ このようにして成形された鋼部品を、プレス硬化した溶接鋼部品を得るために、第１及び第２のプレコート鋼板の基材の中で最も硬化可能な基材の臨界マルテンサイト又はベイナイト冷却速度以上の冷却速度で冷却する工程
を含むプレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法に関する。
【0014】
方法の特定の実施形態によると、
－ アルミニウム含有プレコートを除去する工程は、以下の場合に実施され、
－ 最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、厳密に１．２５重量％を超える場合、
及び任意選択的に、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれ、より詳細には０．５重量％を超える場合、
この工程は、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるように実施され、
－ アルミニウム含有プレコートを除去する工程は、以下の場合に実施され、
－ 最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、厳密に１．２５重量％を超える場合、
及び任意選択的に、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれ、より詳細には０．５重量％を超える場合、
この工程は、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるように実施され、
【0015】
－ 加熱工程の終了時に、第１及び第２のプレコート鋼板の基材の微細構造は完全にオーステナイトであり、
－ 第１のプレコート鋼板の基材のプレス硬化後の最大抗張力と第２のプレコート鋼板の基材のプレス硬化後の最大抗張力との比は１．２以上であり、
－ 第１のプレコート鋼板の基材のプレス硬化後の最大抗張力と第２のプレコート鋼板の基材のプレス硬化後の最大抗張力との比は１．２以上であり、
【0016】
－ 第１のプレコート鋼板の基材の炭素含有率が、第２のプレコート鋼板の基材の炭素含有率より少なくとも０．０５重量％高く、
【0017】
－ 提供工程で提供される第１及び第２のプレコート鋼板の各々は、その主面の少なくとも一方の上に少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコートを含み、
【0018】
－ 提供工程で提供される第１及び第２のプレコート鋼板は、その主面の両方に少なくとも５０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有プレコートを含み、
【0019】
－突き合わせ溶接時、アルミニウム含有プレコートは、第１のプレコート鋼板及び第２のプレコート鋼板の少なくとも一方の、例えば第１及び第２のプレコート鋼板の各々の、両方の主面上に完全に備わったままであり、
【0020】
－ 本方法は、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれる場合であっても、突き合わせ溶接の前に、その少なくとも１つの主面上のアルミニウム含有プレコートをその厚さの少なくとも一部にわたり除去することにより、少なくとも部分的に溶接継手に取り込まれることを意図している、第１及び第２のプレコート鋼板のうちの少なくとも一方の溶接縁を作製する工程をさらに含み、
【0021】
－ 本方法は、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれる場合であっても、突き合わせ溶接の前に、その少なくとも１つの主面上のアルミニウム含有プレコートをその厚さの少なくとも一部にわたり除去することにより、少なくとも部分的に溶接継手に取り込まれることを意図している、第１及び第２のプレコート鋼板のうちの少なくとも一方の溶接縁を作製する工程をさらに含み、除去工程は、最大で０．０５重量％のアルミニウムを含有する溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板を突き合わせ溶接して得られる溶接継手の理論上の平均アルミニウム含有率が、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるように実施され、
【0022】
－ 第１及び第２のプレコート鋼板のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0023】
－ 第１及び第２のプレコート鋼板のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0024】
－ 第１及び第２のプレコート鋼板のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％
Ｓ≦０．００９％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％
Ｓ≦０．００９％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0025】
－ 第１及び第２のプレコート鋼板のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0026】
－ 第１及び第２のプレコート鋼板のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
鋼は、以下の元素の１つ以上を任意選択的に含み、
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物であり、
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
【数3】
鋼は、以下の元素の１つ以上を任意選択的に含み、
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物であり、
【0027】
－ レーザー溶接は保護ガス、特にヘリウム及び／又はアルゴンを用いて行われ、並びに
【0028】
－ 第１及び第２のプレコート鋼板は異なる厚さを有する。
【0029】
本発明は、さらに、プレス硬化したレーザー溶接鋼部品に関し、鋼部品は、第１の被覆鋼部品部分及び第２の被覆鋼部品部分を含み、
各被覆鋼部品部分は、鋼基材を含み、第１の被覆鋼部品部分及び第２の被覆鋼板のうちの少なくとも一方は、その主面のうちの少なくとも一方の上に、少なくとも３０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有コートを有し、
第1の被覆鋼部品部分は第1の厚さを有し、第２の被覆鋼板は第２の厚さを有し、第１の被覆鋼部品部分の基材は、第２の被覆鋼部品部分の基材の最大抗張力よりも厳密に大きい最大抗張力を有し、第１の厚さと第１の被覆鋼部品部分の最大抗張力との積は、第２の厚さと第２の被覆鋼部品部分の最大抗張力との積よりも厳密に大きく、
第１及び第２の被覆鋼部品部分は溶接継手によって接合され、溶接継手は０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるアルミニウム含有率を有し、溶接継手の微細組織はマルテンサイト及び／又はベイナイトを含み、並びに変態区間フェライト分率が１５％～最大変態区間フェライト分率－５％で構成される変態区間フェライトの画分を含み、最大変態区間フェライト分率は以下の式を用いて決定され、
式中、
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
ρは、最弱基材を含む被覆鋼部品部分の厚さと、最強基材を含む被覆鋼部品部分の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）であり、
並びに
第１及び第２の被覆鋼部品部分のうちの少なくとも一方の基材は主にマルテンサイト及び／又はベイナイト微細組織を有する。
各被覆鋼部品部分は、鋼基材を含み、第１の被覆鋼部品部分及び第２の被覆鋼板のうちの少なくとも一方は、その主面のうちの少なくとも一方の上に、少なくとも３０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有コートを有し、
第1の被覆鋼部品部分は第1の厚さを有し、第２の被覆鋼板は第２の厚さを有し、第１の被覆鋼部品部分の基材は、第２の被覆鋼部品部分の基材の最大抗張力よりも厳密に大きい最大抗張力を有し、第１の厚さと第１の被覆鋼部品部分の最大抗張力との積は、第２の厚さと第２の被覆鋼部品部分の最大抗張力との積よりも厳密に大きく、
第１及び第２の被覆鋼部品部分は溶接継手によって接合され、溶接継手は０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるアルミニウム含有率を有し、溶接継手の微細組織はマルテンサイト及び／又はベイナイトを含み、並びに変態区間フェライト分率が１５％～最大変態区間フェライト分率－５％で構成される変態区間フェライトの画分を含み、最大変態区間フェライト分率は以下の式を用いて決定され、
【数4】
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
ρは、最弱基材を含む被覆鋼部品部分の厚さと、最強基材を含む被覆鋼部品部分の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）であり、
並びに
第１及び第２の被覆鋼部品部分のうちの少なくとも一方の基材は主にマルテンサイト及び／又はベイナイト微細組織を有する。
【0030】
鋼部品の特定の実施形態によれば、第１の被覆鋼部品部分の基材の最大抗張力と第２の被覆鋼部品部分の基材の最大抗張力との比は、１．２以上であり、
【0031】
－ 第１及び第２の被覆鋼部品部分のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0032】
－ 第１及び第２の被覆鋼部品部分のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0033】
－ 第１及び第２の被覆鋼部品部分のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％
Ｓ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％
Ｓ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物であり、
【0034】
－ 第１及び第２の被覆鋼部品部分のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
鋼は、以下の元素の１つ以上を任意選択的に含み、
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物であり、及び
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
【数5】
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物であり、及び
【0035】
－ 第１及び第２の被覆鋼部品部分のうち少なくとも一方について、基材の鋼が、重量で、
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0036】
本発明は、添付の図を参照しながら、例としてのみ与えられた以下の明細書を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【発明を実施するための形態】
【0038】
特許出願全体において、元素の含有率は重量パーセント（重量％）で表される。
【0039】
本発明は、プレス硬化したレーザー溶接鋼部品の製造方法に関する。
【0040】
より詳細には、本方法は、第１のプレコート鋼板１及び第２のプレコート鋼板２を提供する第１の工程を含む。
【0041】
各プレコート鋼板１、２は、２つの対向する主面５、６、及び該２つの対向する主面５、６の間を一方の主面５、６から他方の主面に延びる少なくとも１つの側面１３を備える。図３に示す例では、プレコート鋼板１、２は、４つの側面１３を備える。例えば側面１３は、主面５、６の一方と６０°～９０°の間に含まれる角度を形成する。
【0042】
図１に示すように、各プレコート鋼板１、２は、その主面の少なくとも一方の上にアルミニウム含有プレコート７、８を有する金属基材３、４を含む。プレコート７、８は、基材３、４上に重ね合わされ、それに接している。
【0043】
金属基材３、４は、より詳細には鋼基材である。
【0044】
また、基材３、４の鋼は、より詳細には、フェライト－パーライト（ｆｅｒｒｉｔｏ－ｐｅｒｌｉｔｉｃ）微細組織を有する鋼である。
【0045】
好ましくは、基材３、４は、熱処理を目的とした鋼、より詳細にはプレス硬化可能な鋼、例えば２２ＭｎＢ５型鋼のようなマンガン－ホウ素鋼で構成される。
【0046】
一実施形態によれば、基材３、４の鋼は、重量で
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．１０％≦Ｃ≦０．５％
０．５％≦Ｍｎ≦３％
０．１％≦Ｓｉ≦１％
０．０１％≦Ｃｒ≦１％
Ｔｉ≦０．２％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．０１０％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0047】
より詳細には、基材３、４の鋼は、重量で
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0048】
代替案によれば、基材３、４の鋼は、重量で
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％、より詳細にはＳｉ≦０．３０％
Ｓ≦０．００９％、より詳細にはＳ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％、より詳細にはＳｉ≦０．３０％
Ｓ≦０．００９％、より詳細にはＳ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0049】
代替案によれば、基材３、４の鋼は、重量で
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
鋼は、以下の元素の１つ以上を任意選択的に含み、
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
【数6】
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
【0050】
代替案によれば、基材３、４の鋼は、重量で
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0051】
基材３、４は、その所望の厚さに応じて、熱間圧延及び／又は冷間圧延に続く焼鈍によって、又は他の適切な方法によって得ることができる。
【0052】
基材３、４は、有利には、０．６ｍｍ～５ｍｍの間に含まれる、より詳細には０．８ｍｍ～５ｍｍの間に含まれる、さらにより詳細には１．０ｍｍ～２．５ｍｍの間に含まれる厚さを有する。
【0053】
一例によれば、第１のプレコート鋼板１の基材３の厚さは、第２のプレコート鋼板２の基材４の厚さと異なる。
【0054】
代替案によれば、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の基材３、４は、同じ厚さを有する。
【0055】
本発明によれば、第１のプレコート鋼板１の基材３は、プレス硬化後、第２のプレコート鋼板２の基材４のプレス硬化後の最大抗張力Ｔｓ２より厳密に大きい最大抗張力Ｔｓ１を有する。
【0056】
これに関連して、「プレス硬化後」とは、考慮した鋼基材の完全オーステナイト化温度Ａｃ３以上の温度まで加熱し、初期状態と比較して硬化を得るように、ホットプレス成形し、その後冷却する後を意味する。
【0057】
例えば、プレス硬化後の第１のプレコート鋼板１の基材３の最大抗張力Ｔｓ１は、１４００ＭＰａ～１６００ＭＰａの間又は１７００ＭＰａ～２０００ＭＰａの間に含まれる。
【0058】
例えばプレス硬化後の第２のプレコート鋼板２の基材３の最大抗張力Ｔｓ２は、５００ＭＰａ～７００ＭＰａの間又は１０００ＭＰａ～１２００ＭＰａの間に含まれる。
【0059】
例えばプレス硬化後の第１のプレコート鋼板１の基材３の最大抗張力Ｔｓ１とプレス硬化後の第２のプレコート鋼板２の基材４の最大抗張力Ｔｓ２との比（Ｔｓ１／Ｔｓ２）は、１．２以上、より詳細には１．４以上である。
【0060】
さらに、第１プレコート鋼板１は、第１の厚さｔ１を有する。第２のプレコート鋼板１は、第２の厚さｔ２を有する。
【0061】
厚さｔ１、ｔ２は、例えば、０．６ｍｍ～５ｍｍの間に含まれ、より詳細には０．８ｍｍ～５ｍｍの間に含まれ、さらにより詳細には１．０ｍｍ～２．５ｍｍの間に含まれる。
【0062】
一実施形態によれば、厚さｔ１及びｔ２は同一である。代替案によると、厚さｔ１及びｔ２は異なる。
【0063】
第１の厚さｔ１と第１のプレコート鋼板１の最大抗張力Ｔｓ１との積は、第２の厚さｔ２と第２のプレコート鋼板１の最大抗張力Ｔｓ２との積よりも厳密に大きい。
【0064】
特に、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の基材３及び４の組成は、上記の組成の中から選択される。
【0065】
例えば第１のプレコート鋼板１の基材３の鋼は、重量で
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
０．８％≦Ｍｎ≦１．８％
０．１％≦Ｓｉ≦０．３５％
０．０１％≦Ｃｒ≦０．５％
Ｔｉ≦０．１％
Ａｌ≦０．１％
Ｓ≦０．０５％
Ｐ≦０．１％
Ｂ≦０．００５％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0066】
別の例によると、第１のプレコート鋼板１の基材３の鋼は、重量で
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
鋼は、以下の元素の１つ以上を任意選択的に含み、
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
０．２４％≦Ｃ≦０．３８％
０．４０％≦Ｍｎ≦３％
０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％
０．０１５％≦ＡＩ≦０．０７０％
０％≦Ｃｒ≦２％
０．２５％≦Ｎｉ≦２％
０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％
０％≦Ｎｂ≦０．０６０％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％
０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％
０．０００１％≦Ｓ≦０．００５％
０．０００１％≦Ｐ≦０．０２５％
を含み、チタンと窒素の含有率が次の関係を満たし、
Ｔｉ／Ｎ＞３．４２
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有率が次の関係を満たし、
【数7】
０．０５％≦Ｍｏ≦０．６５％
０．００１％≦Ｗ≦０．３０％
０．０００５％≦Ｃａ≦０．００５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
【0067】
例えば第２のプレコート鋼板２の基材４の鋼は、重量で
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％、より詳細にはＳｉ≦０．３０％
Ｓ≦０．００９％、より詳細にはＳ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．０４０％≦Ｃ≦０．１００％
０．７０％≦Ｍｎ≦２．００％
Ｓｉ≦０．５０％、より詳細にはＳｉ≦０．３０％
Ｓ≦０．００９％、より詳細にはＳ≦０．００５％
Ｐ≦０．０３０％
０．０１０％≦Ａｌ≦０．０７０％
０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１００％
Ｔｉ≦０．０８０％
Ｎ≦０．００９％
Ｃｕ≦０．１００％
Ｎｉ≦０．１００％
Ｃｒ≦０．２％
Ｍｏ≦０．１００％
Ｃａ≦０．００６％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0068】
別の例によると、第２のプレコート鋼板２の基材４の鋼は、重量で
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
０．０６％≦Ｃ≦０．１００％
１．４％≦Ｍｎ≦１．９％
０．２％≦Ｓｉ≦０．５％
０．０１０％≦ＡＩ≦０．０７０％
０．０４％≦Ｎｂ≦０．０６％
３．４×Ｎ≦Ｔｉ≦８×Ｎ
０．０２％≦Ｃｒ≦０．１％
０．０００５％≦Ｂ≦０．００４％
０．００１％≦Ｓ≦０．００９％
を含み、残部は鉄及び製造に起因する不純物である。
【0069】
好ましくは、第１のプレコート鋼板１の基材３の炭素含有率は、第２のプレコート鋼板２の基材４の炭素含有率よりも少なくとも０．０５重量％高い。
【0070】
本発明によれば、第１のプレコート鋼板１及び第２のプレコート鋼板２のうちの少なくとも一方について、アルミニウム含有プレコート７、８は、少なくとも５０重量％のアルミニウムを含む。
【0071】
好ましくは、プレコート７、８は、溶融めっき、すなわち、基材３、４を溶融金属の浴に浸漬することによって得られる。この場合、図１に示すように、プレコート７、８は、基材３、４に接触する少なくとも金属間化合物合金層（ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ａｌｌｏｙ ｌａｙｅｒ）９、１０を含む。
【0072】
金属間化合物合金層９、１０は、少なくとも鉄及びアルミニウムを含む金属間化合物を含む。金属間化合物合金層９、１０は、特に基材３，４と浴の溶融金属との反応により形成される。より詳細には、金属間化合物合金層９、１０は、Ｆｅｘ－Ａｌｙ型、より詳細にはＦｅ２Ａｌ５の金属間化合物を含む。
【0073】
図１に示す例では、プレコート７、８は、金属間化合物合金層９、１０の上に延びる金属合金層１１、１２をさらに含む。この金属合金層１１、１２は、浴中の溶融金属の組成に近い組成を有する。金属合金層１１、１２は、溶融めっき中に溶融金属浴中を通過する際に板が持ち去る溶融金属によって形成される。
【0074】
金属合金層１１、１２は、例えばアルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウムベースの合金の層である。
【0075】
これに関連して、アルミニウム合金とは、５０重量％を超えるアルミニウムを含む合金を指す。アルミニウムベースの合金とは、重量でアルミニウムを主成分とする合金である。
【0076】
例えば金属合金層１１、１２は、ケイ素をさらに含むアルミニウム合金の層である。より詳細には、金属合金層１１、１２は重量で
－ ８％≦Ｓｉ≦１１％、
－ ２％≦Ｆｅ≦４％
を含み、残部はアルミニウム及び可能性のある不純物である。
－ ８％≦Ｓｉ≦１１％、
－ ２％≦Ｆｅ≦４％
を含み、残部はアルミニウム及び可能性のある不純物である。
【0077】
金属合金層１１、１２は、例えば１９μｍ～３３μｍの間、又は１０μｍ～２０μｍの間に含まれる厚さを有する。
【0078】
プレコート７、８が金属合金層１１、１２を含む図１に示す例では、金属間化合物合金層９、１０の厚さは一般に数μｍ程度である。特に、その平均厚さは、典型的には２～７マイクロメートルの間に含まれる。
【0079】
溶融めっきによって得られる金属間化合物合金層９、１０及び金属合金層１１、１２を含むプレコート７、８の特定の組織は、特に特許ＥＰ２００７５４５に開示されている。
【0080】
別の実施形態によれば、アルミニウム含有プレコート７、８は、上記の金属間化合物合金層９、１０のみを含む。この場合、金属間化合物合金層９、１０の厚さは、例えば１０μｍ～４０μｍの間に含まれる。金属間化合物合金層９、１０からなるこのようなプレコート７、８は、例えば上で開示された金属間化合物合金層９、１０及び金属合金層１１、１２を含むプレコート７、８を予備合金化処理に供することにより得ることができる。このような予備合金化処理は、プレコート７、８と基材３、４とをプレコート７、８の厚さの少なくとも一部にわたって合金化するように選択された温度及び保持時間で行われる。
【0081】
より詳細には、予備合金化処理は、以下の工程、すなわち板を６２０～１０００℃の間に含まれる予備合金化温度まで加熱する工程、使用される処理温度に応じて数分から数時間の間で変化する時間の間この温度で予備合金化された板を保持する工程を含む。この場合、金属間化合物合金層９、１０は、それ自体、Ｆｅ２Ａｌ５、ＦｅＡｌ３、ＦｅＡｌ、Ｆｅ６Ａｌ１２Ｓｉ５及びＦｅＡｌ３副層のような異なる金属間化合物副層で構成することができる。
【0082】
有利なことに、図１に示されるように、基材３、４は、その主面の両方に上記のアルミニウム含有プレコート７、８を備える。
【0083】
第１及び第２のプレコート鋼板１、２は、同一のプレコート７、８を担持することができる。
【0084】
あるいは、第１及び第２のプレコート鋼板１、２のプレコート７、８は、異なる組成を有していてもよい。
【0085】
次いで、溶加材を場合により用いて、上記の第１及び第２のプレコート鋼板１、２間の突き合わせ溶接によって得られた溶接継手２２におけるアルミニウムの理論上の平均含有率を求める。
【0086】
溶加材が使用されることを意図する場合、溶加材は、０．０５重量％以下のアルミニウム含有率を有する鋼ベースの溶加材であることが好ましい。
【0087】
この決定は、当業者に知られているあらゆる方法で行われる。
【0088】
例えば溶接継手２２におけるアルミニウムの理論上の平均含有率は、次の式を用いて決定することができる。
式中、
Ａｌｔｈ ｗｅｌｄは、溶接継手２２におけるアルミニウムの理論上の平均含有率であり、重量％で表され、
Ａｌｃｏａｔｉｎｇは、アルミニウム含有プレコート７における平均アルミニウム含有率であり、重量％で表され、
Ｍｃは、２枚のプレコート鋼板１、２の各々の上のアルミニウム含有プレコート７、８の単位面積当たりの重量であり、g／m２で表され、
βは、溶接プールに任意選択的に添加される鋼ベースの溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、溶接プールに溶加材が添加されていない場合βはゼロに等しく、
ｔ１は、第１のプレコート鋼板１の厚さであり、ｍｍで表され、
ｔ２は、第２のプレコート鋼板２の厚さであり、ｍｍで表される。
【数8】
Ａｌｔｈ ｗｅｌｄは、溶接継手２２におけるアルミニウムの理論上の平均含有率であり、重量％で表され、
Ａｌｃｏａｔｉｎｇは、アルミニウム含有プレコート７における平均アルミニウム含有率であり、重量％で表され、
Ｍｃは、２枚のプレコート鋼板１、２の各々の上のアルミニウム含有プレコート７、８の単位面積当たりの重量であり、g／m２で表され、
βは、溶接プールに任意選択的に添加される鋼ベースの溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、溶接プールに溶加材が添加されていない場合βはゼロに等しく、
ｔ１は、第１のプレコート鋼板１の厚さであり、ｍｍで表され、
ｔ２は、第２のプレコート鋼板２の厚さであり、ｍｍで表される。
【0089】
溶加材が０．０５重量％以下のアルミニウム含有率を含む限り、溶加材を使用する場合でも上記の式を使用することができる。
【0090】
上記の式は、基材３、４のアルミニウム含有率が０．０５重量％以下である限り、基材３、４がアルミニウムを含む場合でもさらに使用することができる。
【0091】
溶接プールに任意選択的に添加される鋼ベースの溶加材の割合βは、例えば０～０．５の間、すなわち、割合を百分率で表すと０～５０％の間に含まれる。
【0092】
溶接継手２２のアルミニウムの理論上の平均含有率Ａｌｔｈ
ｗｅｌｄが厳密に１．２５重量％を超えるであろう場合、本発明による方法は、さらに、作製後、溶接継手のアルミニウムの理論上の平均含有率が０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるように、プレコート鋼板１、２の少なくとも一方の溶接縁部１４を作製する工程を含む。
【0093】
より詳細には、考えられるプレコート鋼板１、２の溶接縁部１４は、他方のプレコート鋼板１、２に溶接されることが意図されるプレコート鋼板１、２の縁部である。
【0094】
図３により詳細に示すように、溶接縁部１４は、突き合わせ溶接中に少なくとも部分的に溶接継手２２に組み込まれることが意図された、プレコート鋼板１、２の周縁部分を含む。より詳細には、溶接縁部１４は、プレコート鋼板１、２の側面１３と、この側面１３から延び、且つプレコート７、８の一部及び基材３、４の一部を含むプレコート板１、２の一部とを備える。
【0095】
より詳細には、溶接縁部１４を作製する工程は、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の少なくとも一方の主面５、６上のアルミニウム含有プレコート７、８をその厚さの少なくとも一部にわたって除去する工程を含む。プレコート７、８は、溶接縁部１４で延びる除去ゾーン１８にわたり、プレコート鋼板１、２の側面１３から除去される。除去ゾーン１８は、プレコート鋼板１、２の側面１３から０．５ｍｍ～２ｍｍの間に含まれる幅にわたって延びることができる。このようにして作製したプレコート鋼板１の一例を図３に示す。
【0096】
除去は、レーザービームを用いて行うことが好ましい。
【0097】
有利には、除去ゾーン１８において、金属合金層１１、１２が除去されるが、金属間化合物合金層９、１０は、その厚さの少なくとも一部にわたって残る。
【0098】
より詳細には、除去ゾーン１８において、金属合金層１１、１２が除去されるが、金属間化合物合金層９、１０はそのまま維持される。
【0099】
残留金属間化合物合金層９、１０は、溶接継手２２にすぐ隣接する溶接ブランクの領域を、その後の熱間成形工程中の酸化及び脱炭から、及び使用中の腐食から保護する。
【0100】
図３に示す例では、金属合金層１１、１２は、除去ゾーン１８にわたって溶接縁部１４で除去され、金属間化合物合金層９、１０がそのまま残される。
【0101】
特に、除去されるプレコート７、８の割合、並びにその上のプレコート７、８が除去されるべきプレコート鋼板１、２の主面の数は、除去後に、溶接継手２２のアルミニウムの理論上の平均含有率Ａｌｔｈ
ｗｅｌｄが０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれるようなものである。
【0102】
特に、プレコート７、８は、
－ 第１又は第２のプレコート鋼板１、２の１つの主面５、６のみ上の、又は
－ 合計で２つの主面上、例えば第１及び第２のプレコート鋼板１、２の各々の１つの主面５、６上、若しくは第１及び第２のプレコート鋼板１、２の中の一方の２つの主面５、６上の、又は
－ 合計で３つの主面５、６上、すなわち、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の一方の２つの主面５、６上及び他のプレコート鋼板１、２の１つの主面５、６のみ上の、又は
－ 合計で４つの主面５、６上、すなわち第１及び第２のプレコート鋼板１、２の２つの主面５、６上の
その厚さの少なくとも一部にわたって除去することができる。
－ 第１又は第２のプレコート鋼板１、２の１つの主面５、６のみ上の、又は
－ 合計で２つの主面上、例えば第１及び第２のプレコート鋼板１、２の各々の１つの主面５、６上、若しくは第１及び第２のプレコート鋼板１、２の中の一方の２つの主面５、６上の、又は
－ 合計で３つの主面５、６上、すなわち、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の一方の２つの主面５、６上及び他のプレコート鋼板１、２の１つの主面５、６のみ上の、又は
－ 合計で４つの主面５、６上、すなわち第１及び第２のプレコート鋼板１、２の２つの主面５、６上の
その厚さの少なくとも一部にわたって除去することができる。
【0103】
０．０５重量％以下のアルミニウム含有率を有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板１、２間を突き合わせ溶接して得られる溶接継手２２の理論上の平均アルミニウム含有率Ａｌｔｈ
ｗｅｌｄが、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれている場合には、特に第１及び第２のプレコート鋼板１、２に対して、プレコート７、８を事前に除去せずに溶接を行う。より詳細には、この場合、溶接は、第１及び第２のプレコート鋼板１、２を用いて実施され、それらのプレコート７、８は少なくとも溶接縁部１４上でそのままである。
【0104】
任意選択的に、０．０５重量％以下のアルミニウム含有率を有する溶加材を場合により用いて、提供工程で提供された第１及び第２のプレコート鋼板１、２の間の突き合わせ溶接によって得られた溶接継手２２の理論上の平均アルミニウム含有率Ａｌｔｈ
ｗｅｌｄが、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれ、より厳密には０．５重量％より大きい場合であっても、プレコート鋼板１、２の少なくとも一方の少なくとも１つの主面５、６上、例えば２枚のプレコート鋼板１、２の少なくとも一方の少なくとも１つの主面５、６のみ上の溶接縁部１４で、プレコート７、８はその厚さの少なくとも一部にわたって除去されてもよい。例えばプレコート７、８は、２枚のプレコート鋼板１、２の各々の１つの主面５、６のみ上の溶接縁部１４で、その厚さの少なくとも一部にわたって除去される。この任意選択の除去工程は、０．０５重量％以下のアルミニウム含有率を有する溶加材を場合により用いて、このように作製された第１及び第２のプレコート鋼板１、２の間の溶接によって得られた溶接継手２２の理論上の平均アルミニウム含有率Ａｌｔｈ
ｗｅｌｄが、０．５重量％～１．２５重量％の間に含まれたままであるように実施される。
【0105】
特に、このような除去は、その後の熱処理に使用される熱処理温度Ｔｔをさらに低下させるために実施されてもよく、熱処理温度Ｔｔは後述のように決定される。実際、溶接継手２２のオーステナイト化温度Ａｃ３（ＷＪ）はアルミニウム含有率の減少と共に低下する。特に、この任意選択の除去工程は、除去のない状態で決定される熱処理温度Ｔｔが厳密に９５０℃を超えるであろう場合に実施することができる。実際、良好な塗装性及び溶接性を維持するためには、９５０℃以下の熱処理温度Ｔｔを用いることが好ましい。
【0106】
溶接継手２２の理論上の平均アルミニウム含有率Ａｌｔｈ
ｗｅｌｄの決定、及び必要に応じて又は所望に応じて作製工程後に、本方法は第１及び第２のプレコート鋼板１、２の間で溶接継手２２を得て、その結果溶接鋼ブランク１５を得るように、レーザー溶接を用いて第１のプレコート鋼板１を第２のプレコート鋼板２に突き合わせ溶接する工程をさらに含む。
【0107】
溶接継手２２は、０．５～１．２５重量％の間に含まれるアルミニウム含有率を有する。
【0108】
一実施形態によれば、溶接工程は、溶加材の使用を含む。
【0109】
溶加材は、０．０５重量％以下のアルミニウム含有率を有する鋼ベースの溶加材が有利である。溶加材は低い含有率のアルミニウムを有し、コーティングからアルミニウムを希釈する。
【0110】
例えば、溶加材は、プレコート７、８からのアルミニウムのフェライト形成及び／又は金属間化合物形成効果を部分的に釣り合わせるように、オーステナイト形成元素をさらに含む。
【0111】
溶加材は、例えば溶加材ワイヤ又は粉末である。
【0112】
溶接プールに添加される溶加材の割合は、例えば０～０．５の間に含まれる。
【0113】
一例によれば、溶加材は、重量で、以下の組成を有する。
０．１％≦Ｃ≦１．２％
０．０１％≦Ｍｎ≦１０％
０．０２％≦Ｎｉ≦７％
０．０２％≦Ｃｒ≦５％
０．０１％≦Ｓｉ≦２％
任意に、
微量≦Ｍｏ≦１％
微量≦Ｔｉ≦０．１％
微量≦Ｖ≦０．１％
微量≦Ｂ≦０．０１％
微量≦Ｎｂ≦０．１％
微量≦Ａｌ≦０．０５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
０．１％≦Ｃ≦１．２％
０．０１％≦Ｍｎ≦１０％
０．０２％≦Ｎｉ≦７％
０．０２％≦Ｃｒ≦５％
０．０１％≦Ｓｉ≦２％
任意に、
微量≦Ｍｏ≦１％
微量≦Ｔｉ≦０．１％
微量≦Ｖ≦０．１％
微量≦Ｂ≦０．０１％
微量≦Ｎｂ≦０．１％
微量≦Ａｌ≦０．０５％
残部は鉄及び製造に不可避的に起因する不純物である。
【0114】
特定の例によれば、溶加材は、下記の表１に記載される組成Ｗ１、Ｗ２又はＷ３の１つを有することができる。
【0115】
【表1】
【0116】
これら全ての組成において、含有率は重量パーセントで表される。
【0117】
さらに、各組成について、組成の残部は鉄及び避けられない不純物である。
【0118】
上記の表1において、「－」は、組成物がその元素を多くても微量しか含まないことを意味する。
【0119】
変形例によれば、溶接工程は自己溶接工程であり、これは溶加材を使用せずに溶接が実施されることを意味する。この場合、溶接継手２２の組成は、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の基材３、４の組成と、溶接継手２２に組み込まれるプレコート７、８の量のみに依存する。
【0120】
溶接作業は、２枚の板１、２の間の接合部に溶接継手２２を形成する結果となる。
【0121】
溶接工程は、レーザー溶接工程であり、レーザービーム２４が、２枚のプレコート鋼板１、２の間の接合部の方へ向けられる。
【0122】
レーザー溶接工程は、例えば、ＣＯ２レーザー又は固体レーザー又は半導体レーザーを用いて行われる。
【0123】
レーザー源は、高出力レーザー源であることが好ましい。レーザー源は、例えば波長１０マイクロメートルのＣＯ２レーザー、波長１マイクロメートルの固体レーザー源又は半導体レーザー源、例えば波長が０．８～１マイクロメートルの間のダイオードレーザーの中から選択することができる。
【0124】
レーザーの出力は、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の厚さに応じて選択される。特に、出力は、溶接継手２２における十分な混合と同様に、プレコート鋼板１、２の溶接縁部１４の融合を可能にするように選択される。ＣＯ２レーザーの場合、レーザー出力は、例えば３～１２ｋＷの間に含まれる。固体レーザー又は半導体レーザーの場合、レーザー出力は、例えば２～８ｋＷの間に含まれる。
【0125】
プレコート鋼板１、２上のその衝撃点２６におけるレーザービーム２４の直径は、両方の種類のレーザー源について約６００μｍと等しくすることができる。
【0126】
溶接工程中、溶接は例えば保護雰囲気下で行われる。このような保護雰囲気は、特に溶接が行われている領域の酸化及び脱炭、溶接継手２２内での窒化ホウ素の形成及び水素吸収による可能性のある冷間割れを防止する。
【0127】
保護環境は、例えば不活性ガス又は不活性ガスの混合物によって形成される。不活性ガスは、ヘリウム若しくはアルゴン、又はこれらのガスの混合物であることができる。
【0128】
溶接はレーザー光を唯一の熱源として行ってもよい。
【0129】
任意選択的に、レーザー溶接工程は、レーザービームに加えて、例えば、電気アーク又は誘導加熱のような付加的な熱源を含む。この付加的な熱源は、溶接継手２２を形成するために第１及び第２のプレコート鋼板１、２の縁部を溶融するのに寄与する。
【0130】
任意選択的に、溶接工程は、図１に破線で示すように、溶加材ワイヤ２０の使用を含む。この場合、レーザービーム２４は、レーザービーム２４の衝撃点２６で溶加材ワイヤ２０を溶融するように追加的に構成される。
【0131】
溶接工程の間、２枚のプレコート鋼板１、２の対向する溶接縁部１４間の距離は、例えば０．３ｍｍ以下であり、より具体的には０．１ｍｍ以下である。２枚の板１、２の対向する溶接縁部１４の間にそのような間隙を設けることにより、溶接作業中に可能性のある溶加材ワイヤ２０からの材料の堆積が促進され、溶接継手２２での過剰な厚みの形成が防止される。
【0132】
溶接工程の終了時に、図２に示すような溶接鋼ブランク１５が得られる。
【0133】
溶接工程の後、本発明による方法は、こうして得られた溶接鋼ブランク１５を熱処理オーブンで加熱する工程を含む。
【0134】
より詳細には、加熱工程は、溶接鋼ブランク１５を熱処理温度Ｔｔまで加熱することを含む。
【0135】
本発明によれば、熱処理温度Ｔｔは、溶接継手２２の完全オーステナイト化温度Ａｃ３（ＷＪ）よりも少なくとも１０℃低い。
【0136】
溶接継手２２の完全オーステナイト化温度Ａｃ３（ＷＪ）は、℃で表され、例えば以下の式を用いて溶接継手２２の組成から決定される。
Ａｃ３（ＷＪ）＝１０２．２×Ａｌ＋４３９×Ｃ＋１８１．９×Ｍｎ＋３６４．１×Ｓｉ＋１４８×Ａｌ２－４２５．２×Ｃ２－２９．２×Ｍｎ２－４９７．８×Ｓｉ２－４００×Ａｌ×Ｃ＋９．９×Ａｌ×Ｍｎ－５０．５×Ａｌ×Ｓｉ－２０８．９×Ｃ×Ｍｎ＋５７０．３、式中、Ａｌ、Ｃ、Ｍｎ及びＳｉは、それぞれ溶接継手２２のアルミニウム、炭素、マンガン及びケイ素の含有率を指し、重量％で表される。
Ａｃ３（ＷＪ）＝１０２．２×Ａｌ＋４３９×Ｃ＋１８１．９×Ｍｎ＋３６４．１×Ｓｉ＋１４８×Ａｌ２－４２５．２×Ｃ２－２９．２×Ｍｎ２－４９７．８×Ｓｉ２－４００×Ａｌ×Ｃ＋９．９×Ａｌ×Ｍｎ－５０．５×Ａｌ×Ｓｉ－２０８．９×Ｃ×Ｍｎ＋５７０．３、式中、Ａｌ、Ｃ、Ｍｎ及びＳｉは、それぞれ溶接継手２２のアルミニウム、炭素、マンガン及びケイ素の含有率を指し、重量％で表される。
【0137】
Ａｃ３（ＷＪ）についての上記の式は、以下の表２で表される含有率範囲で使用することができる。
【0138】
【表2】
【0139】
上記の表２において、
－ 全ての含有率は重量パーセントで表される。
－ 「－」は下限値がないことを意味する。
－ 全ての含有率は重量パーセントで表される。
－ 「－」は下限値がないことを意味する。
【0140】
本発明によれば、熱処理温度Ｔｔは、最低温度Ｔｍｉｎよりも少なくとも１５℃さらに高い。これに関連して、最低温度Ｔｍｉｎは以下のように定義される。
式中、
Ａｃ３（ＷＪ）は、溶接継手２２の完全オーステナイト化温度であり、℃で表され、
Ａｌは、溶接継手２２におけるアルミニウムの含有率であり、重量％で表され、
式中、
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材３の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材４の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
ρは、最弱基材４を含むプレコート鋼板２の厚さと、最強基材３を含むプレコート鋼板１の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）である。
【数9】
Ａｃ３（ＷＪ）は、溶接継手２２の完全オーステナイト化温度であり、℃で表され、
Ａｌは、溶接継手２２におけるアルミニウムの含有率であり、重量％で表され、
【数10】
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材３の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材４の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
ρは、最弱基材４を含むプレコート鋼板２の厚さと、最強基材３を含むプレコート鋼板１の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）である。
【0141】
これに関連して、基材は、プレス硬化後、より低い最大抗張力Ｔｓを有する場合、他のものよりも弱い。
【0142】
したがって、最低温度Ｔｍｉｎは、以下に基づいて計算することができる。
－ 溶接継手２２の化学組成、
－ プレコート鋼板１、２の基材３、４の特性
－ 溶加材を使用する場合には、溶加材の割合と組成
－ 溶接継手２２の化学組成、
－ プレコート鋼板１、２の基材３、４の特性
－ 溶加材を使用する場合には、溶加材の割合と組成
【0143】
溶接ブランク１５を加熱する工程は、さらに、溶接鋼ブランク１５を熱処理温度Ｔｔで２～１０分の間に含まれる時間保持する工程を含む。
【0144】
加熱工程の終了時に、溶接鋼ブランク１５は、溶接継手２２の完全オーステナイト化温度Ａｃ３（ＷＪ）よりも少なくとも１０℃低い温度まで加熱されているので、溶接継手２２の微細組織は完全にオーステナイトではない。溶接継手２２における変態区間フェライト分率は、熱処理温度Ｔｔと溶接継手２２の完全オーステナイト化温度Ａｃ３（ＷＪ）との温度差に依存する。特に、加熱工程の終了時に、溶接継手２２における変態区間フェライト分率αＩＣは、１５％以上であり、かつ最大変態区間フェライト分率αｍａｘ
ＩＣより少なくとも５％低い（１５％≦αＩＣ≦αｍａｘ
ＩＣ－５％）。
【0145】
最大変態区間フェライト分率は％で表され、以下の式を用いて決定することができる。
式中、
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材３の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材４の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
ρは、最弱基材４を含むプレコート鋼板２の厚さと、最強基材３を含むプレコート鋼板１の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）である。
【数11】
Ｔｓ１はプレス硬化後の最強基材３の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
Ｔｓ２はプレス硬化後の最弱基材４の最大抗張力であり、ＭＰａで表され、
βは、溶接プールに添加される溶加材の割合であり、０～１の間に含まれ、
ＣＦＷは、溶加材の炭素含有率であり、重量％で表され、
ρは、最弱基材４を含むプレコート鋼板２の厚さと、最強基材３を含むプレコート鋼板１の厚さとの比（ρ＝ｔ２／ｔ１）である。
【0146】
当業者に知られているように、変態区間フェライト分率は、例えば熱処理温度Ｔｔまで加熱した後に溶接ブランク１５を直接焼入れすることによって測定することができる。適合されたＮｉｔａｌエッチング後、変態区間フェライトは灰色がかったマルテンサイトマトリックス上に淡い成分として現れる。
【0147】
溶接継手２２の変態区間フェライト分率は、試料内のマンガン含有率の分布を示す試料のマンガン元素マッピング画像の分析により決定することもできる。このようなマッピング画像は、例えば電子プローブマイクロ分析（ＥＰＭＡ）による試料の分析によって得られる。このＭｎマッピング画像において、Ｍｎ含有率の極小を示す領域は変態区間フェライト領域と一致し、一方より高いＭｎ含有率を有する領域は変態区間焼鈍中に形成されたオーステナイトの変態から生じた相に対応する。したがって、変態区間フェライトの表面分率は、この画像におけるＭｎ含有率が極小の領域の表面分率に対応する。この方法は、例えば、Ｈａｎｌｏｎ，Ｄ； Ｒｉｊｋｅｎｂｅｒｇ，Ａ； Ｌｅｕｎｉｓ，Ｅら： Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｐｈａｓｅ ｓｔｅｅｌｓ、ＰＨＡＳＴ （２００７）、 ＩＳＢＮ ９２－７９－０２６５８－５、７７－７９頁に記載されている。実際、変態区間焼鈍中に、オーステナイトとフェライトとの間にマンガンの分配が生じ、マンガンがフェライトからオーステナイトに移動し、その結果、変態区間焼鈍の終了時に、変態区間フェライトのＭｎ含有率がオーステナイトのＭｎ含有率より厳密に小さくなることが知られている。マルテンサイト、変態フェライト及び／又はベイナイトのようなその後の冷却の際にオーステナイトから形成される相は、オーステナイトのＭｎ含有率を受け継ぎ、一方変態区間フェライトは該分配から生じるそのより低いＭｎ含有率を保持する。したがって、Ｍｎ元素マッピング画像上では、変態区間フェライトは他の相、特に他の種類のフェライトと区別でき、Ｍｎ含有率が最小である領域に対応する。
【0148】
本特許出願に関連して、微細組織に関連する全ての割合は、表面のパーセントで表される。
【0149】
加熱工程の終了時に、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の基材３、４の微細組織は完全にオーステナイトである。特に、溶接時にプレコート鋼板１、２の溶接縁部１４にプレコート５、６からのアルミニウムが存在するため、基材３、４の完全オーステナイト化温度Ａｃ３は、溶接継手２２の完全オーステナイト化温度Ａｃ３（ＷＪ）より厳密に低い。
【0150】
加熱工程の終了時に、溶接鋼ブランク１５は、プレス成形ツールで鋼部品にプレス内で熱間成形される。例えば溶接鋼ブランク１５は、適合されたホットスタンピングツールを用いるホットスタンピングによって鋼部品に成形される。
【0151】
好ましくは、熱処理オーブンとプレス成形ツールとの間の転写時間は、１０秒以下である。転写時間は、例えば５～１０秒の間に含まれる。転写時間は、溶接ブランク１５における金属学的変態、特に熱間成形前のフェライトの形成を避けるために、できるだけ短くなるように選択される。
【0152】
このようにして成形された鋼部品は、次に、第１及び第２のプレコート鋼板１、２の基材３、４の中で、最も硬化可能な基材３、４の臨界マルテンサイト又はベイナイト冷却速度以上の冷却速度で冷却される。
【0153】
有利には、冷却工程は、プレス成形ツールにおいて、例えば、プレス成形ツール内に形成された冷却チャネルを備える冷却システムを例えば備える成形ツールを用いることによって行われる。
【0154】
本発明によれば、冷却工程の終了時に、溶接継手２２は、マルテンサイト及び／又はベイナイトと、１５％以上、かつ最大変態区間フェライト分率αｍａｘＩＣよりも少なくとも５％低い変態区間フェライト分率αｍａｘ
ＩＣ（１５％≦αＩＣ≦αｍａｘ
ＩＣ－５％）とを含む微細組織を有する。最大変態区間フェライト分率αｍａｘ
ＩＣは、上記のように決定され得る。
【0155】
冷却工程の終了時に、基材３、４のうちの少なくとも一方は、主にマルテンサイト及び／又はベイナイト微細組織を有する。マルテンサイト及び／又はベイナイトは、冷却工程中に、加熱工程中に形成されたオーステナイトの変態の結果として生じる。
【0156】
一例によれば、両方の基材３、４は、主としてマルテンサイト及び／又はベイナイト組織を有する。
【0157】
これに関連して、「主に」とは、微細構造がマルテンサイト及び／又はベイナイト、並びに最大で５％のフェライトからなることを意味する。
【0158】
本発明は、上記の方法を用いて得られたプレス硬化したレーザー溶接鋼部品にも関する。
【0159】
この部品は、特に衝突管理部品、例えば、侵入防止部品若しくは衝撃吸収部品、構造部品又は自動車の安全性に寄与する部品である。
【0160】
プレス硬化したレーザー溶接鋼部品は、上記のように溶接継手２２によって接合された第１の被覆鋼部品部分及び第２の被覆鋼部品部分を備える。
【0161】
より詳細には、第１の被覆鋼部品部分及び第２の被覆鋼部品部分は、第１及び第２のプレコート鋼板１、２のプレス成形ツールにおけるホットプレス成形及び冷却にそれぞれ起因する。
【0162】
より詳細には、各被覆鋼部品部分は、その主面のうちの少なくとも一方の上に、鉄及び少なくとも３０重量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有コートを有する鋼基材を含む。
【0163】
特に、第１及び第２の鋼部品部分のアルミニウム含有コートは、ホットプレス成形中のプレコート７、８の少なくとも部分的合金化から生じる。
【0164】
第１及び第２の鋼部品部分の基材は、プレコート鋼板１、２に対して上で記載した組成を有する。これらは、プレコート鋼板１、２の基材３、４のホットプレス成形及び冷却から生じる。
【0165】
第１の被覆鋼部品部分の基材は、第２の被覆鋼部品部分の基材の最大抗張力Ｔｓ２より厳密に大きい最大抗張力Ｔｓ１を有する。
【0166】
例えば第１の被覆鋼部品部分は第１の厚さを有し、第２の被覆鋼部品部分は第２の厚さを有し、第１の厚さと第１の被覆鋼部品部分の最大抗張力との積は、第２の厚さと第２の被覆鋼部品部分の最大抗張力Ｔｓ２との積より厳密に大きい。
【0167】
溶接継手２２は、０．５重量％～１．２５重量％の間のアルミニウム含有率を有する。
【0168】
溶接継手２２は、マルテンサイト及び／又はベイナイトと、１５％以上、かつ最大変態区間フェライト分率αｍａｘ
ＩＣよりも少なくとも５％低い変態区間フェライト分率αＩＣ（１５％≦αＩＣ≦αｍａｘ
ＩＣ－５％）とを含む微細組織を有する。
【0169】
最大変態区間フェライト分率αｍａｘ
ＩＣは、上で説明したように決定することができる。
【0170】
プレス硬化したレーザー溶接鋼部品上では、溶接作業中に溶接プールに添加される溶加材の割合βは、適応されたいずれかの方法により溶接継手２２のアルミニウムの含有率Ａｌｗｅｌｄを測定することによって決定することができる。溶接鋼板のコートのアルミニウムの含有量Ａｌｃｏａｔｉｎｇを知り、溶加材中のアルミニウム量が無視できることを考慮すると、式
に基づき、上述の式
を用いて割合βを算出することができる。次いで、溶加材の炭素含有率ＣＦＷは、基材３、４の炭素含有率、溶接継手２２のアルミニウム含有率に基づいて決定された溶加材の割合β、及び溶接継手２２における炭素の測定された含有率に基づいて決定することができる。
【数12】
【数13】
【0171】
溶接継手２２の最大抗張力は、プレス硬化後の最弱基材４の最大抗張力以上である。
【0172】
少なくとも第１の基材３の鋼に対応する、溶接継手２２の少なくとも片側の鋼は、主にマルテンサイト及び／又はベイナイト組織を有する。例えば第１の基材３の鋼及び第２の基材４の鋼に対応する、溶接継手２２の両側の鋼は、主にマルテンサイト及び／又はベイナイト組織を有する。
【0173】
本発明の発明者らは、驚くべきことに、溶接ブランク１５を上記の条件下で熱処理すると、溶接継手２２の最大抗張力が、第２のプレコート鋼板２の基材４、すなわち、最も低い最大抗張力を有する基材の最大抗張力よりも厳密に大きくなることを見出した。したがって、溶接継手２２と直交する方向で引張試験を行った場合、熱処理後の溶接継手２２の組織が完全にマルテンサイト又はベイナイトではないにもかかわらず、上記の熱処理後に得られた部品は溶接継手２２で破損しない。
【0174】
したがって、本発明による方法は、低コストで満足のいく機械的特性を得ることができるため、特に有利である。実際、アルミニウム含有プレコートを含むプレコート鋼板を一緒に溶接する場合、溶接継手の完全オーステナイト化温度が基材の完全オーステナイト化温度以下になるように、例えばプレコート鋼板の両側のプレコートを除去するか、又は溶加材ワイヤのような溶加材を用いて溶接に多量のオーステナイト形成元素を加えることによって、溶接継手の組成を調整する必要はもはやない。特に、鋼板の両面のプレコートの除去を回避すると、総加工時間が短縮される。さらに、溶加材により添加されなければならないオーステナイト形成元素の量を減らすこと、又はさらに溶加材の使用を回避することにより、製造コストは大幅に削減され、特に溶接継手の幾何学的形状、及びプレコート鋼板からの材料と溶接継手の溶加材からの材料との間の均一な混合物を獲得することに関連する高比率の溶加材の添加に起因する問題が防止される。
【実施例】
【0175】
本発明の発明者は、プレコート鋼板１、２を用いて溶接鋼ブランク１５を作製した実験Ｅ１～Ｅ３６を行った。各プレコート鋼板１、２は、下記の組成（表５参照）を有する基材３、４、及び両方の主面上に、溶融めっきにより形成されるプレコート７、８を有し、プレコート７、８は、８８重量％のアルミニウム、１０重量％のケイ素及び２％の鉄を含む金属合金層１１、１２を含む。
【0176】
各プレコート鋼板１、２の両方の主面上のプレコート７、８の単位面積当たりの総重量は、いずれの除去工程の前でも、１５０ｇ／ｍ２であった。
【0177】
プレコート鋼板１、２の主面５、６の一方のみの金属合金層１１、１２を除去し、金属間化合物合金層９、１０をそのままにした後、プレコート鋼板１、２の各々上の残留プレコート７、８の単位面積当たりの総重量は１００ｇ／ｍ２であった。
【0178】
実験に使用した基材の組成を下記の表３に開示する。実験に使用した溶加材ワイヤの組成を下記の表４に示す。
【0179】
【表3】
【0180】
【表4】
【0181】
上記表３及び表４において、組成は重量パーセントで表される。
【0182】
さらに、表３及び表４の各組成について、組成の残部は鉄及び不可避的不純物である。
【0183】
「－」は、その組成はその元素を多くても微量しか含んでいないことを意味する。
【0184】
上記の基材Ｓ１、Ｓ２及びＳ３の完全オーステナイト化温度Ａｃ３及び最大抗張力Ｔｓは以下の通りである。
Ｓ１：８３４℃、Ｔｓ＝１５００ＭＰａ
Ｓ２：８５８℃、Ｔｓ＝１０５０ＭＰａ
Ｓ３：８０６℃、Ｔｓ＝７００ＭＰａ
Ｓ１：８３４℃、Ｔｓ＝１５００ＭＰａ
Ｓ２：８５８℃、Ｔｓ＝１０５０ＭＰａ
Ｓ３：８０６℃、Ｔｓ＝７００ＭＰａ
【0185】
プレコート鋼板１、２を、出力５．６ｋＷのディスクレーザー又は出力４ｋＷのＹＡＧレーザーを用いて、突き合わせレーザー溶接した。
【0186】
全ての例において、溶接が行われている領域の酸化及び脱炭、並びに溶接継手における窒化ホウ素の生成及び水素吸収による可能性のある低温亀裂を避けるためにヘリウム又はアルゴンからなる保護雰囲気を使用した。ガスの流速は１５Ｌ／分以上であった。
【0187】
次に、溶接ブランク１を９２０℃の熱処理温度Ｔｔまで加熱し、この温度で６分間保持し、加熱オーブンと熱間成形ツールとの間のフェライトの生成を防止するように選択した転写時間でブランクをホットプレス成形ツールに移し、その後３０℃／秒以上の冷却速度で１分間プレス成形ツール内で冷却する熱処理に供して、プレス硬化ブランクを得た。
【0188】
実験Ｅ１～Ｅ３６に用いた実験条件を下記の表５及び表６に要約する。
【0189】
次に、このようにして得られた加熱ブランクから溶接継手に垂直な方向において引張試験片を切断した。
【0190】
引張試験は、次の規格、すなわち、ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ ４１３６及びＮＦ ＩＳＯ ６８９２－１に開示された方法を用いて、圧延方向に平行に抜き出されたタイプＥＮ １２，５×５０（２４０×３０ｍｍ）の縦方向引張試験片に対して周囲温度（約２０℃）で実施した。各加熱溶接ブランクについて、５回の引張試験を行った。
【0191】
引張試験の結果は、引張試験中に破損が発生した場所を示す下記の表６の「破損場所」と題する欄に示す。
【0192】
この欄において、
－ 「ＢＭ」とは、母材金属の破損、すなわち、プレコート板の一方の基材の破損を指し、
－ 「Ｗｅｌｄ」とは、溶接継手の破損を指し、
－ 「Ｍｉｘ」とは、引張試験片の一部が溶接継手で破損し、他のものが母材金属で破損した場合を指す。
－ 「ＢＭ」とは、母材金属の破損、すなわち、プレコート板の一方の基材の破損を指し、
－ 「Ｗｅｌｄ」とは、溶接継手の破損を指し、
－ 「Ｍｉｘ」とは、引張試験片の一部が溶接継手で破損し、他のものが母材金属で破損した場合を指す。
【0193】
【表5】
【0194】
上記表５において、１５０ｇ／ｍ２のプレコート重量は、溶接前に作製工程が行われなかった場合、すなわち、プレコートが溶接時にプレコート鋼板の両方の主面上にそのまま残った場合に相当し、一方、１００ｇ／ｍ２のプレコート重量は、プレコート鋼板が溶接前に、プレコート鋼板１、２の各々の１つの主面のみで金属合金層１１、１２を除去することによって、金属間化合物合金層９、１０をそのまま残して作製された場合に相当する。
【0195】
【表6】
【0196】
上記表５及び６では、本発明に従わない例に下線を引いている。
【0197】
これらの結果から、溶接ブランク１５を上記温度範囲に含まれる熱処理温度まで加熱し、ここでプレス成形及び冷却前に保持時間が該熱処理温度で２～１０分の間に含まれる場合は、組立体の最弱基材金属（上記表５及び６の「第２のプレコート鋼板の基材」）で破損が生じ、溶接継手２２では破損が生じないことが示された（実験Ｅ１、Ｅ２、Ｅ５、Ｅ１０、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１６、Ｅ１８、Ｅ２２及びＥ２９～Ｅ３２）。
【0198】
反対に、最低熱処理温度Ｔｍｉｎ＋１５℃より厳密に小さい熱処理温度及び該熱処理温度で２～１０分の間に含まれる保持時間については、破損が、溶接継手２２において（実験Ｅ３、Ｅ４、Ｅ６～Ｅ８、Ｅ１４、Ｅ１５、Ｅ１７、Ｅ１９、Ｅ２１、Ｅ２３、Ｅ２７～Ｅ２７及びＥ３３～Ｅ３６）常に起こるか、又は検討された実験（実験Ｅ９、Ｅ１１、Ｅ２０、Ｅ２４及びＥ２８、表中の参照「ｍｉｘ」）については引張試験片の少なくとも一部で溶接継手２２において起こることが観察される。
【0199】
本発明者らはさらに、本発明による全ての実験において、溶接継手２２は、１５％～αｍａｘ
ＩＣ－５％の間で構成される変態区間フェライトの分率αＩＣを含む微細組織を有することに注目した。
【0200】
これらの結果から、本発明に係る熱処理条件を用いて溶接ブランク１５を熱処理すると、溶接継手２２は、第２のプレコート鋼板２の基材４に対応する最弱基材の最大抗張力よりも厳密に大きい最大抗張力を有することが証明される。したがって、部品の最弱ゾーンを形成するのはこの基材４であり、溶接継手２２ではない。このため、第２のプレコート鋼板２の基材４に破損が生じ、溶接継手２２自体には生じない。これらの結果は、溶接継手２２が完全にオーステナイト化されておらず、したがって熱処理後に主にマルテンサイト及び／又はベイナイト微細組織を有していないにもかかわらず得られるので、驚くべきことである。
【0201】
したがって、本発明による方法は、製造コスト及び時間を最小限に抑えながら満足のいく特性を有する部品を得るために最適な方法のパラメータ（最低熱処理温度及び添加される溶加材の量を含む）を決定することを可能にするため、特に有利である。
【図1】
【図2】
【図3】