模具耐磨性优异的用于热压的铝-铁基镀覆钢板及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种用于热压的铝-铁基镀覆钢板及其制造方法，更详细地，涉及一种模具耐磨性优异的用于热压的铝-铁基镀覆钢板及其制造方法。


背景技术：

2.近年来，由于石油能源的枯竭和对环境的高度关注，对提升汽车的燃油效率的管制日渐严格。在材料方面，作为用于提升汽车的燃油效率的一种方法有减少所使用的钢板的厚度，但是减少厚度时，汽车的稳定性方面可能会发生问题，因此必须伴随着钢板强度的提高。
3.由于如上所述的理由，对高强度钢板具有持续性的需求，并且已经开发了各种种类的钢板。但是，这些钢板自身具有高强度，因此存在加工性不良的问题。即，具有钢板的强度与伸长率的乘积总是为恒定值的倾向，因此钢板的强度变高时存在作为加工性的指标的伸长率减小的问题。
4.为了解决上述问题，提出了热压成型法。热压成型法是如下的方法：在高温下加工钢板后，将其快速冷却至低温，以在钢板内形成马氏体等低温组织，从而提高最终产品的强度。这种方法在制造具有高强度的部件方面，具有可以最小化加工性问题的优点。
5.但是，由于上述热压成型法需要将钢板加热至高温，钢板表面被氧化，由此存在冲压成型后需要附加去除钢板表面的氧化物的过程的问题。
6.为了解决这种问题，在专利文献1中，将进行镀铝的钢板用于热压。
7.这种钢板的表面存在铝镀层，因此加热时不发生基础钢板的氧化。并且，为了对镀铝钢板进行热压成型而进行加热钢板的步骤，但在该步骤中钢板的温度上升，其结果fe从基础钢板扩散到镀层，从而在镀层发生合金化。
8.[现有技术文献]
[0009]
(专利文献1)美国专利公报第6296805号


技术实现要素：

[0010]
要解决的技术问题
[0011]
根据本发明的一个方面的目的在于提供一种模具耐磨性优异的用于热压的铝-铁基镀覆钢板及其制造方法。
[0012]
本发明的技术问题并不限于上述内容。本技术领域的技术人员基于本说明书全文可以容易地理解本发明的附加技术问题。
[0013]
技术方案
[0014]
本发明的一个方面可以提供一种铝-铁基镀覆钢板，其包括基础钢板和设置在所述基础钢板表面的铝基镀层，所述铝基镀层包括：合金化层，其设置在所述基础钢板表面，并且由fe3al、feal(si)、fe2al5和feal3中的一种以上形成；以及铝层，其设置在所述合金化
层上，所述合金化层的厚度为所述铝基镀层的厚度的90％以上，在所述铝基镀层的表面观察到的ti的面积分数为2％以下，zn的面积分数为1％以下。
[0015]
所述铝基镀层的厚度可以为20-40μm，并且两面镀覆量可以为20-200g/m2。
[0016]
以重量％计，所述基础钢板可以包含：c：0.04-0.5％、si：0.01-2％、mn：0.01-10％、al：0.001-1.0％、p：0.05％以下、s：0.02％以下、n：0.02％以下、余量的fe和其它不可避免的杂质。
[0017]
以重量％计，所述基础钢板可以进一步包含以下中的一种以上：选自cr、mo和w中的一种以上之和：0.01-4.0％、选自ti、nb、zr和v中的一种以上之和：0.001-0.4％、cu ni：0.005-2.0％、sb sn：0.001-1.0％和b：0.0001-0.01％。
[0018]
所述钢板的表面的ti的等效圆直径为4μm以上的分数可以为20％以下，zn的等效圆直径为4μm以上的分数可以为20％以下。
[0019]
所述钢板在930℃下加热6分钟后进行高温磨损试验时，模具的压敏纸反应面积可以为50％以下。
[0020]
本发明的另一个方面可以提供一种通过将铝-铁基镀覆钢板进行热压成型而获得的热压成型部件。
[0021]
所述部件的表面的ti的面积分数可以为5％以下，ti的等效圆直径为4μm以上的分数可以为50％以下，zn的面积分数可以为5％以下，zn的等效圆直径为4μm以上的分数可以为50％以下。
[0022]
本发明的另一个方面可以提供一种制造铝-铁基镀覆钢板的方法，其包括以下步骤：准备基础钢板；将所述基础钢板浸入铝镀浴中以进行镀覆，以重量％计，所述铝镀浴包含：ti：0.1％以下(包括0％)、zn：1％以下(包括0％)；镀覆后进行冷却；在露点温度低于-10℃的氧气和/或氮气气氛的分批退火炉中，以600-800℃范围的温度将冷却的钢板进行合金化热处理0.1-100小时；热处理后进行冷却；以及去除冷却的钢板表面的氧化物。
[0023]
以重量％计，所述铝镀浴可以包含：si：7-15％、余量的al和其它不可避免的杂质。
[0024]
进行所述镀覆可以使得镀层的厚度为20-40μm且两面镀覆量为20-200g/m2。
[0025]
以重量％计，所述基础钢板可以包含：c：0.04-0.5％、si：0.01-2％、mn：0.01-10％、al：0.001-1.0％、p：0.05％以下、s：0.02％以下、n：0.02％以下、余量的fe和其它不可避免的杂质。
[0026]
以重量％计，所述基础钢板可以进一步包含以下中的一种以上：选自cr、mo和w中的一种以上之和：0.01-4.0％、选自ti、nb、zr和v中的一种以上之和：0.001-0.4％、cu ni：0.005-2.0％、sb sn：0.001-1.0％和b：0.0001-0.01％。
[0027]
所述镀覆后的冷却可以以3-20℃/秒的平均冷却速度冷却至250℃以下。
[0028]
制造铝-铁基镀覆钢板的方法还可以包括以下步骤：以0.1-1.5％的平整压下率将所述镀覆后冷却的钢板进行平整轧制。
[0029]
所述热处理后的冷却可以以50℃/小时以下的冷却速度冷却至400℃。
[0030]
制造铝-铁基镀覆钢板的方法还可以包括以下步骤：在将所述热处理后冷却的钢板冷却至低于100℃时的100-400℃的冷却区间释放分批退火炉中的氢气。
[0031]
本发明的另一个方面可以提供一种制造热压成型部件的方法，其在880-950℃范围的温度下，将铝-铁基镀覆钢板加热3-10分钟后进行热压成型。
[0032]
有益效果
[0033]
根据本发明的一个方面，可以提供一种模具耐磨性优异的用于热压的铝-铁基镀覆钢板及其制造方法。
附图说明
[0034]
图1是用电子探针x射线微量分析仪(electron probe x-ray microanalyzer，epma)观察铝-铁基镀覆钢板表面的照片，图1的(a)和(b)分别是示出发明例2的ti和zn的照片，图1的(c)和(d)分别是示出比较例2的ti和zn的照片。
[0035]
图2是用光学显微镜观察铝-铁基镀覆钢板的截面的照片，图2的(a)是示出发明例2的照片，图2的(b)是示出比较例1的照片。
[0036]
图3是用epma观察将铝-铁基镀覆钢板进行热压成型后的钢板的表面的照片，图3的(a)和(b)分别是示出发明例2的ti和zn的照片，图3的(c)和(d)分别是示出比较例3的ti和zn的照片。
[0037]
图4是在930℃下将铝-铁基镀覆钢板加热6分钟后，在700℃下进行高温磨损试验后将磨损压印图案(tool)转印到压敏纸的照片，图4的(a)是示出比较例3的照片，图4的(b)是示出发明例2的照片。
[0038]
最佳实施方式
[0039]
以下，对本发明的优选的具体实施方案进行说明。本发明的具体实施方案可以变形为各种实施方案，本发明的范围不应解释为限定于下面说明的具体实施方案。本具体实施方案是为了向本发明所属技术领域中的通常的技术人员更详细地说明本发明而提供的。
[0040]
本发明人确认了在用于热压成型的加热前预先在基础钢板表面形成铝镀层的过程中，控制作为镀浴的组成的ti和zn的含量的同时镀覆后进行合金化热处理并去除表面氧化物，从而可以提高热压成型部件的模具耐磨性，从而完成了本发明。
[0041]
以下，对本发明进行详细说明。
[0042]
以下，对本发明的钢板进行详细说明。
[0043]
本发明的一个方面的铝-铁基镀覆钢板包括基础钢板和铝基镀层，所述铝基镀层可以包括合金化层和铝层。
[0044]
本发明的铝-铁基镀覆钢板包括基础钢板和设置在所述基础钢板表面的铝基镀层，所述铝基镀层可以包括由fe3al、feal(si)、fe2al5和feal3中的一种以上形成的合金化层以及设置在所述合金化层上的铝层。
[0045]
基础钢板上镀铝后进行合金化热处理时，基础钢板的fe扩散至铝镀层。此时，fe从基础钢板扩散到镀层，因此在镀覆钢板的最表面侧上的经扩散的fe少，可能存在由纯铝构成的铝层，并且在所述铝层和所述基础钢板之间可能形成有由al和fe的金属间化合物组成的合金化层。组成所述合金化层的al-fe基金属间化合物的合金相可以是fe3al、feal(si)、fe2al5和feal3，但并不限定于此。
[0046]
另外，在铝基镀层的最表面侧，即，在铝基镀层内的合金化层上可以形成有由纯铝组成的铝层，并且所述铝层的厚度可以小于铝基镀层的厚度的10％。
[0047]
镀覆钢板中铝层和合金化层之间的界面不稳定，因此，当铝层的厚度超过铝基镀层厚度的10％时，合金化热处理后在用于进行裁剪和/或形状矫正的矫直工艺时，可能会发
生铝层的剥离。铝层的厚度越小越优选，因此可以不限制铝层的下限。因此，在本发明中铝层的厚度优选可以小于铝基镀层的厚度的5％，更优选可以小于铝基镀层的厚度的1％。
[0048]
铝基镀层的厚度可以为20-40μm。
[0049]
当所述镀层的厚度小于20μm时，耐蚀性变差，另一方面，当所述镀层的厚度超过40μm时，发生焊接性降低的问题。因此，铝基镀层的厚度可以为20-40μm，更优选可以为25-35μm。
[0050]
以单面为基准，镀铝时镀覆量可以为20-100g/m2。
[0051]
当所述镀覆量小于20g/m2时，耐蚀性变差，另一方面，当镀覆量超过100g/m2时，发生焊接性降低的问题。因此，以单面为基准，镀覆量可以为20-100g/m2。更优选可以为40-90g/m2，进一步优选可以为60-80g/m2。
[0052]
本发明的基础钢板是用于热压的钢板，只要用于热压成型，则可以不作特别限制。本发明中，以重量％计，基础钢板可以包含：c：0.04-0.5％、si：0.01-2％、mn：0.01-10％、al：0.001-1.0％、p：0.05％以下、s：0.02％以下、n：0.02％以下、余量的fe和不可避免的杂质。
[0053]
碳(c)：0.04-0.5％
[0054]
碳(c)是用于提高热处理部件的强度所必需的元素，为了充分确保热处理部件的强度，应添加0.04％以上的碳(c)。但是，当碳(c)的含量超过0.5％时，在生产冷轧材料的情况下，存在对热轧材料进行冷轧时，使冷轧性大幅变差，而且使点焊性大幅降低的问题。
[0055]
因此，碳(c)的含量可以为0.04-0.5％。更优选地，碳(c)含量的下限可以为0.1％。此外，更优选地，碳(c)含量的上限可以为0.45％，更优选可以为0.4％。
[0056]
硅(si)：0.01-2％
[0057]
硅(si)在炼钢中起到脱氧剂的作用，而且起到抑制对热压成型部件的强度产生最大影响的碳化物的生成的作用。为了在热压成型中生成马氏体后使碳富集在板条(lath)马氏体晶界上来确保残余奥氏体，应添加0.01％以上的硅(si)。另一方面，对轧制后的钢板进行镀铝时，为了确保充分的镀覆性，硅(si)含量的上限可以为2％。
[0058]
因此，硅(si)的含量可以为0.01-2％。更优选地，硅(si)含量的上限可以为1.5％。
[0059]
锰(mn)：0.01-10％
[0060]
锰(mn)不仅可以确保固溶强化效果，而且在热压成型部件中，为了降低用于确保马氏体的临界冷却速度，应添加0.01％以上的锰(mn)。另一方面，通过适当地保持钢板的强度，可以确保热压成型工艺的操作性、降低制造成本，并且可以提高点焊性，因此将锰(mn)含量的上限设为10％。
[0061]
因此，锰(mn)的含量可以为0.01-10％。更优选地，锰(mn)含量的上限可以为9％，更优选可以为8％。
[0062]
铝(al)：0.001-1.0％
[0063]
铝(al)与si一起在炼钢中起到脱氧的作用，从而可以提高钢的洁净度，因此应添加0.001％以上的铝(al)。另一方面，为了使ac3温度不会变得过高，从而可以使在适当的温度范围内进行热压成型时所需的加热，将铝(al)含量的上限设为1.0％。
[0064]
因此，铝(al)的含量可以为0.001-1.0％。
[0065]
磷(p)：0.05％以下
[0066]
磷(p)是钢中存在的杂质，磷(p)的含量越少越有利，因此应添加0.05％以下的磷(p)。
[0067]
因此，磷(p)的含量可以为0.05％以下，更优选可以为0.03％以下。但是，为了过度降低磷(p)的含量，制造成本可能会上升，因此磷(p)含量的下限可以设为0.001％。
[0068]
硫(s)：0.02％以下
[0069]
硫(s)是钢中存在的杂质，并且所述硫(s)是损害部件的延展性、冲击特性和焊接性的元素，因此应添加0.02％以下的硫(s)。
[0070]
因此，硫(s)的含量可以为0.02％以下，更优选可以为0.01％。但是，当硫(s)的含量小于0.0001％时，制造成本可能会上升，因此硫(s)含量的下限可以设为0.0001％。
[0071]
氮(n)：0.02％以下
[0072]
氮(n)是在钢中以杂质包含的元素，为了降低对板坯的连续铸造时产生裂纹的敏感度并确保冲击特性，氮(n)含量越低越有利，因此可以添加0.02％以下的氮(n)。
[0073]
因此，氮(n)的含量可以为0.02％以下。但是，考虑到制造成本的上升等，氮(n)含量的下限可以设为0.001％。
[0074]
在本发明中，根据需要基础钢板除了上述合金组成之外，可以选择性地进一步包含以下中的一种以上：选自cr、mo和w中的一种以上之和：0.01-4.0％、选自ti、nb、zr和v中的一种以上之和：0.001-0.4％、cu ni：0.005-2.0％、sb sn：0.001-1.0％和b：0.0001-0.01％。
[0075]
选自cr、mo和w中的一种以上之和：0.01-4.0％
[0076]
cr、mo和w是可以通过提高淬透性以及析出强化效果来确保强度和晶粒微细化的元素，因此以cr、mo和w中的一种以上的含量之和计，可以添加0.01％以上。另一方面，为了确保热压成型部件的焊接性，将选自cr、mo和w中的一种以上含量之和限制为4.0％以下。此外，当选自cr、mo和w中的一种以上含量之和超过4.0％时，可能会发生上述效果饱和的问题。
[0077]
因此，选自cr、mo和w中的一种以上之和可以为0.01-4.0％。
[0078]
选自ti、nb、zr和v中的一种以上之和：0.001-0.4％
[0079]
ti、nb、zr和v通过形成微细析出物来提高部件的强度，并通过晶粒微细化对残余奥氏体的稳定化和提高冲击韧性具有效果，因此以ti、nb、zr和v中的一种以上的含量之和计，可以添加0.001％以上。但是，当选自ti、nb、zr和v中的一种以上之和超过0.4％时，不仅上述效果饱和，而且由于添加过多的合金而可能会导致成本增加。
[0080]
因此，选自ti、nb、zr和v中的一种以上之和可以为0.001-0.4％。
[0081]
cu ni：0.005-2.0％
[0082]
cu和ni是通过形成微细析出物而提高强度的元素，为了获得上述效果，以cu和ni中的一种以上的成分之和计，可以添加0.005％以上。但是，当cu ni的含量超过2.0％时，发生成本增加的问题。
[0083]
因此，cu ni的含量可以为0.005-2.0％。
[0084]
sb sn：0.001-1.0％
[0085]
sb和sn在用于al-si镀覆的退火热处理时富集在表面而抑制表面上形成si或mn的氧化物，从而可以提高镀覆性。为了获得上述效果，以sb和sn中的一种以上的成分之和计，
应添加0.001％以上。但是，当sb sn的含量超过1.0％时，由于添加过多的合金而增加成本，而且发生sb和sn固溶在板坯晶界而在热轧时引发卷板边缘(edge)裂纹的问题。
[0086]
因此，sb sn的含量可以为0.001-1.0％。
[0087]
b：0.0001-0.01％
[0088]
b是即使添加少量也可以提高淬透性的元素，并且b是偏析在原奥氏体晶界上而可以抑制由p和/或s的晶界偏析所引起的热压成型部件的脆性的元素，因此应添加0.0001％以上的b。但是，当b的含量超过0.01％时，不仅上述效果饱和，而且存在在热轧时导致脆性的问题。
[0089]
因此，b的含量可以为0.0001-0.01％。更优选地，b含量的上限可以为0.005％。
[0090]
除了上述组成之外，本发明的钢板可以包含余量的铁(fe)和不可避免的杂质。在通常的制造工艺中可能会不期望地混入不可避免的杂质，因此不能排除这些杂质。这种杂质对于通常的炼钢领域的技术人员而言是众所周知的，因此本说明书中不特别提及其所有内容。
[0091]
本发明的一个方面的铝-铁基镀覆钢板的钢板的表面的ti的面积分数可以为2％以下，ti的等效圆直径为4μm以上的分数可以为20％以下，zn的面积分数可以为1％以下，zn的等效圆直径为4μm以上的分数可以为20％以下。
[0092]
ti和zn形成氧化物，从而ti氧化物和zn氧化物使耐磨性变差。本发明中通过控制对耐磨性产生影响的ti和zn的面积分数，可以确保所期望的模具耐磨性。将在铝-铁基镀覆钢板的表面观察到的ti的面积分数限制为2％以下，zn的面积分数限制为1％以下。此外，将ti和zn的等效圆直径为4μm以上的分数分别限制为20％以下。直径为4μm以上的过大的氧化物的形成可能会成为使模具耐磨性变差的主要原因。
[0093]
可以通过将本发明的铝-铁基镀覆钢板进行热压成型而制造热压成型部件。所述部件的表面的ti的面积分数可以为5％以下，ti的等效圆直径为4μm以上的分数可以为50％以下，zn的面积分数可以为5％以下，zn的等效圆直径为4μm以上的分数可以为50％以下。
[0094]
为了确保本发明中所期望的模具耐磨性特性，将在部件的表面观察到的ti的面积分数限制为5％以下，zn的面积分数限制为5％以下。此外，将ti和zn的等效圆直径为4μm以上的分数分别限制为50％以下。直径为4μm以上的过大的氧化物的形成可能会成为使模具耐磨性变差的原因。
[0095]
以下，对本发明的制造钢板的方法进行详细说明。
[0096]
本发明的一个方面的铝-铁基镀覆钢板可以通过对满足上述合金组成的基础钢板进行镀铝、冷却、平整轧制、合金化热处理、冷却、氢气释放和去除氧化物来制造。
[0097]
镀铝
[0098]
将满足上述合金组成的基础钢板浸入铝镀浴中，从而可以以20-40μm的厚度和以单面为基准的20-100g/m2的镀覆量进行镀铝，所述铝镀浴包含：ti：0.1％以下(包括0％)、zn：1％以下(包括0％)、si：7-15％和余量的al。
[0099]
根据需要，还可以选择性地对镀覆前的钢板进行退火处理。
[0100]
所述镀浴可以包含7-15％的si。si在镀层中起到使与fe的合金化均匀的作用，为了获得上述效果，应包含7％以上的si。另一方面，si还起到抑制fe的扩散的作用，因此，当si的含量超过15％时，过度抑制fe的扩散，从而可能无法获得本发明中所期望的合金化结
构。因此，si的含量可以为7-15％，更优选可以为8-12％，进一步优选可以为8-10％。
[0101]
所述镀浴可以包含：ti：0.1％以下(包括0％)、zn：1％以下(包括0％)。在本发明中，镀浴中可能不可避免地包含ti和zn，因此为了确保模具耐磨性，应控制ti和zn的含量。当ti的含量超过0.1％时，热处理和热压成型时镀层的ti扩散至表面并与氧气结合而形成ti氧化物，使模具磨损性变差。此外，当zn含量超过1％时，热处理和热压成型时镀层的zn扩散到表面并与氧气结合而形成zn氧化物，使模具磨损性变差。
[0102]
镀层的厚度可以为20-40μm。当所述镀层的厚度小于20μm时，耐蚀性变差，另一方面，当镀层的厚度超过40μm时，发生焊接性降低的问题。因此，镀层的厚度可以为20-40μm，更优选可以为25-35μm。
[0103]
以单面为基准，镀铝时的镀覆量可以为20-100g/m2。当镀覆量小于20g/m2时，耐蚀性变差，另一方面，当镀覆量超过100g/m2时，发生焊接性降低的问题。因此，以单面为基准，镀覆量可以为20-100g/m2，更优选可以为40-90g/m2，进一步优选可以为60-80g/m2。
[0104]
冷却
[0105]
镀铝后，可以以3-20℃/秒的平均冷却速度冷却至250℃以下。
[0106]
镀铝后，可以冷却至250℃以下。当冷却终止温度超过250℃时，可能会引发显著降低上(top)辊的寿命的问题。
[0107]
镀铝后的冷却速度可能会影响镀层中的al-si晶化相和扩散抑制层的形成，这会影响合金化热处理后的铝层。当镀铝后的冷却速度超过20℃/秒时，无法均匀地形成扩散抑制层，在之后进行的热处理时卷材的合金化行为变得不均匀，从而可能会获得本发明中所期望获得的相(phase)之外的相。另一方面，当镀铝后的冷却速度小于3℃/秒时，形成粗大的al-si晶化相，在之后进行的热处理时镀层合金化变得不均匀，从而可能会获得本发明中所期望获得的相之外的相。
[0108]
平整轧制
[0109]
在对冷却的钢板进行收卷之前，可以以0.1-1.5％的压下率进行平整轧制。
[0110]
在之后进行的合金化热处理工艺中，为了诱导本发明中所期望的镀层的合金化并确保表面质量，压下率可以设为0.1-1.5％。
[0111]
合金化热处理
[0112]
在露点温度低于-10℃的氧气和/或氮气气氛的分批退火炉中，可以以600-800℃范围的温度将镀铝的钢板进行合金化热处理0.1-100小时。
[0113]
可以在分批退火炉(batch annealing furnace)中加热镀铝钢板。此时，加热气氛在本发明中起到非常重要的作用。在氢气和/或氮气气氛下对钢板进行热处理时，当露点温度为-10℃以上时，镀层中的ti和zn扩散至钢板表面，从而可能形成氧化物，并且这种氧化物存在热压成型时使高温磨损特性变差的问题。
[0114]
可以在600-800℃范围的温度下，将镀铝钢板保持0.1-100小时(在本发明中，在所述温度范围内，将炉气氛温度所达到的最高温度设为加热温度)。此时，保持时间表示气氛温度达到目标温度后直至开始冷却的时间。当加热温度低于600℃时，无法充分进行合金化，由此，在镀层的最外侧层上的未合金化的铝层超过镀层厚度的10％，从而可能存在进行辊式矫直时镀层被剥离的问题。另一方面，为了防止在钢板的表层形成过多的氧化物并确保点焊性，可以将加热温度的上限设为800℃。
[0115]
为了充分确保合金化层的同时防止生产性的降低，可以将保持时间设为0.1-100小时。当保持时间超过100小时时，扩散层过度生长，从而存在热压成型部件的点焊性变差的问题。更优选地，保持时间可以设为0.5-50小时。钢板的温度可以具有在没有冷却过程而温度持续上升至达到加热温度的形式的加热模式。
[0116]
分批退火炉内气氛温度和钢板温度之差可以设为1-50℃。通常的分批退火炉的加热采用通过退火炉内的气氛温度的上升来加热钢板的方式，而不采用直接加热钢板(卷材)的方式。在这种情况下，虽然不能避免气氛温度和钢板温度之差，但为了最小化钢板内的根据位置的材质和镀覆质量的偏差，可以以达到热处理目标温度的时间点为基准，将气氛温度和钢板温度之差设为50℃以下。理想的情况为尽可能减小温度差，但这会使升温速度变慢而难以满足整体的平均升温速度条件，因此可以将温度之差的下限设为1℃。其中，钢板的温度是指测量装入的钢板底部(表示卷材中最低的部分)的温度，并且气氛温度表示在加热炉内部空间的中心处测量的温度。
[0117]
冷却
[0118]
热处理后，可以以50℃/小时以下的冷却速度冷却至400℃。
[0119]
热处理后，镀铝钢板可以应用炉冷、空冷和水冷等各种方法进行冷却。对冷却时的平均冷却速度不进行特别限定，为了提高生产性也可以进行快速冷却。但是，为了防止粘结缺陷并确保材质均匀性的同时充分形成空穴，可以以50℃/小时以下的冷却速度冷却至400℃。对冷却速度的下限不进行特别限定，但考虑到生产性，可以设为1℃/小时以上。
[0120]
释放氢气
[0121]
可以在将铝-铁基镀覆钢板冷却至低于100℃时的100-400℃区间释放炉中的氢气。
[0122]
即使在氢气和/或氮气气氛下对镀铝钢板进行分批退火的情况下，微量的水分残留在炉中，并在分批退火过程中由于表面氧化，氢气可能会混入钢中。如上所述混入的氢气在后续的热压工艺中也残留，从而可能促进最终构件的氢致延迟破坏。为了抑制氢致延迟破坏，重要的是在将钢板冷却至低于100℃时的100-400℃区间使炉的气氛处于几乎没有氢气的状态，使钢中的氢气被释放。当释放氢气的起始温度超过400℃时，虽然可以释放更多的氢气，但由于过高的高温，可能会使操作性和生产性变差。另一方面，当释放氢气的起始温度低于100℃时，热活化能少，从而不能对释放氢气做出大的贡献。
[0123]
氧化物的去除
[0124]
可以去除形成在铝-铁基镀覆钢板的表面的氧化物。
[0125]
即使控制了分批退火炉的气氛，但在铝-铁基镀覆钢板表面形成有镀层的ti和zn的表面扩散引起的ti氧化物和zn氧化物，因此在热压工艺中引起模具的磨损。为了解决这种问题，通过控制镀层中的ti和zn的含量、分批退火炉的温度、时间和气氛等，最小化表面氧化，并进一步增加去除所形成的表面氧化物的工艺时，可以更有效地抑制模具磨损。作为去除表面氧化物的方法，可以使用各种方法，因此不作特别限定，但作为一个实例，可以使用利用滚动电刷去除钢板表面的ti氧化物和zn氧化物的方法。
[0126]
热压成型
[0127]
可以通过热压成型将如上所述制造的本发明的铝-铁基镀覆钢板制造为热压成型部件。此时，热压成型可以利用通常的方法，在本发明中，可以在880-950℃范围的温度下加
热3-10分钟，然后利用冲压机(press)热成型为期望的形状，但并不限定于此。
[0128]
如上所述制造的本发明的铝-铁基镀覆钢板可以具有在930℃下加热6分钟后放入模具之间进行高温摩擦/磨损试验后的模具的压敏纸反应面积为50％以下的优异的模具耐磨性特性。
[0129]
以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。但是，需要注意的是，下述实施例仅仅是用于例示本发明并进行更详细的说明，并不是用于限制本发明的权利范围。
具体实施方式
[0130]
(实施例)
[0131]
准备具有下表1的组成的基础钢板，并以下表2中示出的镀浴组成和镀覆量进行镀覆。此时，镀浴使用除了ti和zn之外包含7-15％的si且余量为al的铝镀浴。镀覆后的冷却满足以3-20℃/秒的平均冷却速度冷却至250℃以下的本发明中提出的条件。
[0132]
[表1]
[0133]
元素csimnalpsncrtib含量(重量％)0.220.211.170.020.010.0030.00470.30.020.0021
[0134]
[表2]
[0135][0136]
根据下表3中示出的合金化热处理条件，将制造的镀覆钢板进行热处理，然后以50℃/小时以下的冷却速度冷却至400℃，并应用释放氢气的工艺。之后，测量冷却的钢板的镀层中的合金化层的厚度比，测量ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的分数，并示于表3中。
[0137]
[表3]
[0138][0139]
对表3的钢板进行下表4中示出的热压成型，从而获得热压成型部件。测量上述部件的ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的分数。此外，为了确认磨损特性，测量压敏纸反应面积。就压敏纸反应测试而言，以热成型加热条件加热铝-铁基镀覆钢板后放入模具之间，并在700-800℃温度范围内进行拉拔(drawing)摩擦试验10次，然后将压敏纸放入模具之间，并以5mpa的压力下压后用图象(image)分析仪测量反应的面积。此时，压敏纸反应面积接近100％表示进行高温摩擦/磨损试验时粘着(adhesive)磨损的发生减少，并且磨料(abrasive)磨损的发生增加。
[0140]
[表4]
[0141][0142]
如表1至表4中所示，发明例1至发明例3均满足本发明中提出的镀浴组成、镀覆量和制造条件，从而确保了本发明中所期望的物理性能。
[0143]
图1是用电子探针x射线微量分析仪(epma)观察铝-铁基镀覆钢板表面的照片，图1的(a)和(b)分别是示出发明例2的ti和zn的照片，图1的(c)和(d)分别是示出比较例2的ti和zn的照片。图1的(c)和(d)的情况下，可以确认分别观察到过多的ti和zn。
[0144]
图2是用光学显微镜观察铝-铁基镀覆钢板的截面的照片，图2的(a)是示出发明例2的照片，图2的(b)是示出比较例1的照片。图2的(b)中可以确认加热温度没有达到本发明的范围，从而形成过多的未合金化层。
[0145]
图3是用epma观察将铝-铁基镀覆钢板进行热压成型后的钢板的表面的照片，图3的(a)和(b)分别是示出发明例2的ti和zn的照片，图3的(c)和(d)分别是示出比较例3的ti和zn的照片。图3的(c)和(d)的情况下，可以确认分别观察到过多的ti和zn。
[0146]
图4是在930℃下将铝-铁基镀覆钢板加热6分钟后，在700℃下进行高温磨损试验后将磨损压印图案转印到压敏纸的照片，图4的(a)是示出比较例3的照片，图4的(b)是示出
发明例2的照片。图4的(a)的情况下，可以确认与未反应区域相比，观察到更宽的反应区域。
[0147]
比较例1是合金化热处理加热温度不在本发明的范围的情况，由于未达到本发明的温度范围，因此没有充分发生合金化，如图2中所示，不能满足合金化层的厚度比。
[0148]
比较例2是合金化热处理后没有去除表面氧化物的情况，因此铝-铁基镀覆钢板表面存在氧化物，并且不满足本发明中所期望的ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的比例。由此，模具耐磨性降低，从而不满足本发明的压敏纸反应面积范围。
[0149]
比较例3是作为合金化热处理条件的露点温度不满足本发明的范围的情况，可知钢板表面形成ti和zn的扩散引起的过多的氧化物，并且不满足本发明中所期望的ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的比例，从而模具耐磨性变差。
[0150]
比较例4是合金化热处理加热温度不在本发明的范围的情况，由于加热至高于本发明的温度范围的温度，因此表层形成过多的氧化物，并且不满足本发明中所期望的ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的比例，因此模具耐磨性降低。
[0151]
比较例5是合金化热处理时间不在本发明的范围的情况，由于加热时间过长，因此不满足本发明中所期望的ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的比例。其结果可以确认模具耐磨性降低。
[0152]
比较例6是没有进行合金化热处理的情况，因此不满足本发明中所期望的合金化层的厚度比。
[0153]
比较例7和比较例8是ti或zn的含量不在本发明的范围的情况，由于形成过多的氧化物，因此不满足本发明中所期望的ti或zn的表面分数和直径为4μm以上的比例。由此，不能满足显示磨损特性的压敏纸反应面积范围。
[0154]
比较例9是ti和zn的含量不在本发明的范围的情况，由于形成过多的氧化物，因此不能满足本发明中所期望的ti和zn的表面分数和直径为4μm以上的比例。由此，部件的模具耐磨性降低。
[0155]
以上，通过实施例对本发明进行了详细的说明，但也可以通过其它形式的实施例实施。因此，本发明中所记载的权利要求的技术思想和范围并不受限于实施例。