專利名稱：化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的構(gòu)件的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車的車體結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度構(gòu)件(High-strength Steel for auto body structure)的加工方法，特別是涉及加工以質(zhì)量％計(jì)含有超過0. 7%的Si的高Si含量高強(qiáng)度鋼材而成的構(gòu)件的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性(chemical conversion treat ability)的提高方法。
背景技術(shù)：
近年來，從保護(hù)地球環(huán)境(glcAal environment)的觀點(diǎn)出發(fā)，正在進(jìn)行謀求汽車車體(automotive body)的輕量化、意圖提高汽車的燃料效率(mileage)的努力。并且，這種汽車的燃料效率的提高也逐漸成為法律上需承擔(dān)的義務(wù)。另外，最近也在研究使汽車車體結(jié)構(gòu)用材料為高強(qiáng)度鋼材而謀求尺寸降低(gauge down)(板厚減少)產(chǎn)生的輕量化，并且進(jìn)一步使其為鋼管(steel tube)這種封閉截面結(jié)構(gòu)(closed cross section structure)而謀求構(gòu)件的高剛性化。對于這種高強(qiáng)度鋼材而言，一般為了兼顧高強(qiáng)度和高加工性，大多以含有大約0. 7 質(zhì)量％以上的Si作為基本要素而進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，含有Si必然伴有使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著降低的問題。關(guān)于大量含有Si的鋼材的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性降低的機(jī)制，迄今為止已在一定程度上得到揭示，認(rèn)為是如下情況。如果含有Si，則以Si為主體的氧化物(此外，有Si類氧化物、含Si氧化物、Si 氧化物、Si基氧化物等多種表述，這些全都是指相同的氧化物。以下，只要不特別說明，稱為以Si為主體的氧化物)在鋼材的表層富集。該以Si為主體的氧化物在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理時，阻礙基于陽極和陰極反應(yīng)(anode reaction and cathode reaction)的磷酸鐵鋅結(jié)晶 (Zn2Fe (PO4) 2 ‘ 4H20) (iron-zinc phosphate crystal)的形成。因此，在鋼材的表面無法形成致密(dense)且細(xì)微(fine)的磷酸鐵鋅結(jié)晶。如果對Si含量高的鋼材實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，例如，如圖1所示，形成粗大且稀疏的、可見未形成磷酸鐵鋅結(jié)晶的部分(iron-zinc phosphate crystal non formed area or iron-zinc phosphate crystal free area) ( VX 下，稱為無結(jié)晶區(qū)域(crystal free area))的磷酸鐵鋅結(jié)晶。與此相對，在Si含量低的一般軟鋼(mild steel) (JIS-SPCC-grade steel sheet)中，如圖2所示，形成非常致密的磷酸鐵鋅結(jié)晶。對于冷軋鋼板(cold rolled steel sheet)而言，如果是冷軋(cold rolling)前的狀態(tài)，由于對熱軋鋼板(hot rolled steel sheet)進(jìn)行酸洗(pickling)，因此以Si為主體的氧化物在一定程度上被除去。但是，冷軋鋼板由于在冷軋后實(shí)施連續(xù)退火(continuous annealing)或分批退火(batch annealing)等退火工序，因此即使在爐內(nèi)的露點(diǎn)(dew point)非常低的情況下，以Si為主體的氧化物也必然再次在板表層富集。因此，冷軋鋼板也多發(fā)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性降低的情況。另外，在退火工序(annealing process)中，存在爐內(nèi)環(huán)境緩慢變化的情況，而且由于鋼中的成分偏差或制造條件的偏差等，在多數(shù)情況下以Si 為主體的氧化物的形成根據(jù)鋼板的位置而不均勻。對于以Si為主體的氧化物的形成，存在
3鋼中的成分偏差或制造條件的偏差復(fù)雜地相互影響的情況，現(xiàn)狀是難以通過這些各個影響因素的管理來控制化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。因此，在以往，對于制造的鋼材(鋼板)，以機(jī)械方法(mechanical process)研磨表面、或以酸洗(pickling)等化學(xué)方法(chemical process)溶解表面，進(jìn)行阻礙化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的以Si為主體的氧化物本身的除去。例如，在專利文獻(xiàn)1中，記載了一種磷酸鹽被膜處理性(phosphate coating treatability)優(yōu)良的高Si含量高張力鋼板的制造方法，其在將氧分壓(oxygen partial pressure)控制在特定范圍內(nèi)的氣氛中進(jìn)行退火，接著進(jìn)行驟冷至特定溫度范圍的冷卻，然后，進(jìn)一步研磨表面再進(jìn)行酸洗而除去氧化膜(oxide film)。另外，在專利文獻(xiàn)3中，記載一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板的制造方法，其中，將使Si含量/Mn含量為0. 4以上的冷軋鋼板在露點(diǎn)為-20 0°C的氣氛中進(jìn)行軟化退火，使Si基氧化物(Si group oxide)的表面覆蓋率(fraction of surface coverage)為20%以下、Si基氧化物的直徑以圓等效直徑計(jì)為5 μ m以下，此后實(shí)施水淬火、 回火，然后實(shí)施浸漬于鹽酸(hydrochloric acid)或硫酸(sulfuric acid)的酸洗。另外，在專利文獻(xiàn)12中，記載一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的高強(qiáng)度電阻焊鋼管的制造方法，其中，對于含有Si 0. 5質(zhì)量％以下、Mn 1. 5質(zhì)量％以下、P :0. 05質(zhì)量％以下的組成的鋼板，通過熱軋板酸洗實(shí)施除去外表層和內(nèi)表層的處理后，以冷軋率10 60%進(jìn)行冷軋，將冷軋狀態(tài)的鋼帶的寬度方向的兩個端部進(jìn)行電阻焊接(ERW(electric resistance welding)，制成焊接鋼管(welded steel tube)。但是，研磨(grinding)或酸洗本身耗費(fèi)工時，而且，難以完全削去以Si為主體的氧化物，而且以Si為主體的氧化物本身為玻璃狀(glass)，在鹽酸或硫酸等一般的酸中不溶解。在酸洗中，不能只選擇性地除去以Si為主體的氧化物，因此為了除去以Si為主體的氧化物，需要大量溶解基體鋼板。另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載一種鋼材表面的處理方法，其中，首先將鋼材浸漬在it 酸離子濃度(sulfate ion concentration)禾口氣化氧濃度(hydrogen fluoride concentration)為特定范圍的硫酸(sulfuric acid)和氫氟酸(hydrofluoric acid)的混合酸(mixed acid)中，然后浸漬在氯化物離子濃度(chloride ion concentration)為特定范圍的鹽酸中。如果使用氟酸類試劑(fluorinated acid type agent)進(jìn)行酸洗，則能夠完全除去以Si為主體的氧化物，但是由于使用氟酸類試劑，因此存在危險性稍有增加等問題。另外，例如在專利文獻(xiàn)4 8中記載以下技術(shù)避免形成難溶性的以Si為主體的氧化物，而形成易溶解于酸的Si-Mn復(fù)合氧化物(Si-Mn composite oxide)，由此改善化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。另外，在專利文獻(xiàn)4中記載了一種涂膜粘合性(coating adhesion)優(yōu)良的復(fù)合組織鋼板，其將Si、Mn含量調(diào)整為以Si/Μη計(jì)0. 4以下，表層(深2 μ m長10 μ m的區(qū)域)存在10個以上的(Mn-Si)為0.5質(zhì)量％以上的細(xì)微Mn-Si復(fù)合氧化物，且以Si為主體的氧化物在鋼板的表面長度中所占比例為10%以下。另外，在專利文獻(xiàn)5中記載了一種涂膜粘合性優(yōu)良的復(fù)合組織高強(qiáng)度冷軋鋼板， 其將Si、Mn含量調(diào)整為以Si/Μη計(jì)0. 4以下，存在10個/100 μ m2以上的Μη/Si為0. 5以上的細(xì)微Mn-Si復(fù)合氧化物，以Si為主體的氧化物的表面覆蓋率為10%以下，不存在預(yù)定范圍大小的裂紋。另外，專利文獻(xiàn)6記載了一種拉伸強(qiáng)度為390MPa以上且強(qiáng)度-伸長率均衡性 (balance)優(yōu)良、即伸長率相對于強(qiáng)度大的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其將Si、Mn含量調(diào)整為以Si/ Mn計(jì)0.4以下，在復(fù)合組織中，存在10個/100 μ m2以上的Μη/Si為0. 5以上的細(xì)微Mn-Si 復(fù)合氧化物，以Si為主體的氧化物的表面覆蓋率為10%以下。在專利文獻(xiàn)7中記載了一種涂膜粘合性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板，其從表面開始在深度方向上呈網(wǎng)狀(network-like)或發(fā)根狀(hair root like)派生的含Si和/或Mn的氧化物在鋼板表面中的起點(diǎn)的平均間隔為5 μ m以上，且上述氧化物的總長度為10 μ m/ (深 12ymX 寬 20 μ m)以下。另外，在專利文獻(xiàn)8中記載了一種涂膜粘合性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板，其將Si、Mn含量調(diào)整為以Si/Μη計(jì)0. 4以下，具有Si-Mn氧化物的復(fù)合組織，表面存在10個/100 μ m2以上的細(xì)微Si-Mn氧化物，以Si為主體的氧化物的表面覆蓋率為10%以下。Si-Mn復(fù)合氧化物與以Si為主體的氧化物相同，對化學(xué)轉(zhuǎn)化處理有不良影響，但由于Si-Mn復(fù)合氧化物易溶于酸，因此在專利文獻(xiàn)4 8所記載的技術(shù)中，試圖通過設(shè)置于冷軋鋼板的制造生產(chǎn)線的多個“線內(nèi)酸洗(in-line pickling) ”來除去Si-Mn復(fù)合氧化物。 但是，在專利文獻(xiàn)4 8所記載的技術(shù)中，由于Mn含量依賴于Si含量而確定，因此存在鋼的成分設(shè)計(jì)的自由度受限的問題。而且，還存在多數(shù)情況下化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性提高的效果有限的問題。另外，已知通過同時使用潤滑劑而使塑性加工變得容易的用于機(jī)械潤滑的磷酸鋅處理膜，通過進(jìn)行噴丸處理(shot blasting)等作為預(yù)處理，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性提高。例如，在專利文獻(xiàn)9中記載了如下方法將添加有硅砂(silica sand)的磷酸鋅化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液(zinc phosphate chemical conversion treatment liquids)噴身寸至[|表0而使表0 潔凈化，然后進(jìn)一步噴射磷酸鋅化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液，在表面形成化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜(conversion coating)。認(rèn)為如果在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理前實(shí)施噴丸處理，則化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性得到改善的機(jī)制 (mechanism)的原因在于，通過噴丸處理，表面機(jī)械化學(xué)(mechanochemical)地活化(參見非專利文獻(xiàn)1)。但是，如果將噴丸處理后的表面放置在空氣中、或進(jìn)行退火，則表面的機(jī)械化學(xué)活性衰減，不能實(shí)現(xiàn)期望的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的改善。而且，即使采用噴丸處理作為涂裝的預(yù)處理(pretreatment)，在實(shí)際操作中，從實(shí)施噴丸處理開始到涂裝為止，需要相當(dāng)長的時間。因此，在實(shí)際操作中，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性改善的效果顯著減少，認(rèn)為并不那么有效。另外，為了縮短從實(shí)施噴丸處理開始到涂裝為止的時間而在生產(chǎn)線內(nèi)連續(xù)地使用噴丸處理，耗費(fèi)設(shè)備成本，因此可以說缺乏可行性。另外，在專利文獻(xiàn)10中記載了一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和耐腐蝕性優(yōu)良的高張力熱軋鋼板，其在含有0. 5 2. 5質(zhì)量％的Si的組成中，以滿足特定關(guān)系的方式含有C和Ti， 將平均結(jié)晶粒徑(average grain diameter)調(diào)整為3. 0 μ m以下，將表面粗糙度(surface roughness)調(diào)整為以算術(shù)平均粗糙度Ra計(jì)1. 5 μ m以下。在專利文獻(xiàn)10所記載的技術(shù)中， 通過使結(jié)晶粒徑變小、并使表面光滑，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著提高。另一方面，在非專利文獻(xiàn)2中記載了 即使使鋼板的表面粗糙度在以Ra計(jì)為 0. 5 1. 7 μ m、以PPI計(jì)為110 250、以Wz計(jì)為1 8 μ m的范圍內(nèi)變化，對化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性也幾乎沒有影響。
另外，在專利文獻(xiàn)11中記載了一種冷軋鋼板的制造方法，其通過對含有C 0. 01 質(zhì)量％以下、N 0. 01質(zhì)量％以下且含有Ti的鋼板進(jìn)行退火，然后實(shí)施表面光軋的軋制率 (rolling reduction)為0. 8%以上且5%以下的表面光軋，能夠有效地改善磷酸鹽處理性而不損害鋼板的沖壓成形性。應(yīng)予說明，如果表面光軋的軋制率為2. 7%以上，則化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性飽和。
專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-2^920號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-256896號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2004-323969號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開2005-248281號公報專利文獻(xiàn)5 日本特開2005-281787號公報專利文獻(xiàn)6 日本特開2005-290440號公報專利文獻(xiàn)7 日本特開2006-144106號公報專利文獻(xiàn)8 日本特開2005-187863號公報專利文獻(xiàn)9 日本特公昭46-6327號公報專利文獻(xiàn)10 日本特開2002-2^944號公報
專利文獻(xiàn)11 日本特開昭62-116723號公報專利文獻(xiàn)12 日本特開2004-292926號公報
非專利文獻(xiàn)1 玉井、森金屬表面技術(shù)，vol. 31，(1980)，pp. 482-486. 非專利文獻(xiàn)2 須田等鉄i鋼，vol. 66，(1980)，pp. S1130.

發(fā)明內(nèi)容
但是，作為產(chǎn)品上市的鋼板等進(jìn)一步進(jìn)行沖壓加工(stamping)或彎曲加工 (bending)這種加工而制成構(gòu)件。因此，鋼板等的表面被轉(zhuǎn)印了沖壓模具(press die)的表面性狀、或被施加了變形，極少能維持原有的表面形狀。因此，認(rèn)為通過專利文獻(xiàn)10、11所記載的技術(shù)制造的鋼板，即使在進(jìn)行了加工之后，也難以一直維持優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。另外，如果實(shí)施表面光軋(skin pass rolling)，則發(fā)生硬化而變成高強(qiáng)度材料， 實(shí)施表面光軋逐漸變得困難。在拉伸強(qiáng)度(tensile strength) :780MI^級以上的鋼材的情況下，難以實(shí)施軋制率為以上的表面光軋。即使是590MI^級的鋼材的表面光軋，可應(yīng)用的軋制率最高為2%左右。因此，將實(shí)施軋制率為0. 8%以上且5%以下的表面光軋的專利文獻(xiàn)11中所記載的技術(shù)應(yīng)用于高強(qiáng)度材料還存在問題。如上所述，實(shí)際情況是，上述所有現(xiàn)有技術(shù)均不能顯著地改善以質(zhì)量％計(jì)超過 0. 7%的高Si含量鋼材的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而完成，其目的在于，提供一種構(gòu)件的加工方法， 其以化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性不算良好的高強(qiáng)度鋼材為原材料，制成具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的高強(qiáng)度構(gòu)件。更詳細(xì)地說，本發(fā)明的目的在于，提高使用高Si含量高強(qiáng)度鋼材的高強(qiáng)度構(gòu)件的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，所述高Si含量高強(qiáng)度鋼材以質(zhì)量％計(jì)含有超過0. 7%的Si，如熱軋板或冷軋退火板等那樣，特別是以Si為主體的氧化物在表層高濃度地富集。應(yīng)予說明，鋼材包括鋼板(鋼帶)、鋼管、鋼棒等。另外，在此所述的以Si為主體的氧化物的富集，包括以Si為主體的氧化物、含有Si和其它元素的氧化物的富集，以及含有上述元素的復(fù)合氧化物、 共晶氧化物(eutectic oxide)、包晶氧化物(peritectic oxide)等的富集。本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對影響高Si含量高強(qiáng)度鋼材的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的各種因素進(jìn)行了深入地研究。結(jié)果想到，在加工鋼材時有效地利用對表面賦予的加工應(yīng)變 (processing strain)。并且認(rèn)為，在加工鋼材而制成構(gòu)件時，通過調(diào)整加工條件以使對表面賦予的加工應(yīng)變(表面應(yīng)變)為預(yù)定值以上，使用大量含有Si的高強(qiáng)度鋼材制造的構(gòu)件的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著地提高。并且發(fā)現(xiàn)，通過采用在加工時的各工序中施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和作為該施加的加工應(yīng)變，可以充分說明化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的提高。 另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過實(shí)施在加工時的各工序中施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上的加工，即使是使用含有超過0.7%的Si、并且以Si為主體的氧化物在表層高濃度地富集的鋼材得到的構(gòu)件，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性也顯著地提高。即使是以Si為主體的氧化物在表面富集的鋼板，通過對表面施加5. 0%以上的表面應(yīng)變，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性也變得良好，其機(jī)制尚未完全明確，但認(rèn)為如下。—直以來，膜狀的以Si為主體的氧化物在高Si系組成的鋼板表面富集這一點(diǎn)經(jīng)常被指出，但通過實(shí)際的CAL(連續(xù)退火生產(chǎn)線)進(jìn)行生產(chǎn)時，由于生產(chǎn)線內(nèi)的輕酸洗等，粒狀的以Si為主體的氧化物發(fā)生富集的形態(tài)是主要的，不論何種情況，如果對其施加預(yù)定以上的表面應(yīng)變并進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，則粒狀的以Si為主體的氧化物極容易從鋼板表面除去(脫落)。本發(fā)明基于上述見解進(jìn)一步研究而完成。即，本發(fā)明的主旨如下。(1) 一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，在對高強(qiáng)度鋼材實(shí)施加工而制成構(gòu)件時，調(diào)整所述加工，以使在該加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上，其中，所述高強(qiáng)度鋼材的組成為以質(zhì)量％ 計(jì)，含有C :0. 05%以上、Si 超過0. 7%,Mn :0. 8%以上，優(yōu)選進(jìn)一步含有Al :0. 以下、N: 0.010%以下，或者進(jìn)一步含有選自Ti 0. 03%以下、Nb 0. 以下、V :0. 以下中的1種或2種以上、和/或選自Cr 以下、Mo 以下、Ni 以下、Cu 以下、B :0. 01%以下中的1種或2種以上、和/或選自Ca :0. 以下、REM :0. 05%以下中的1種或2種，余量由!^e和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。(2)如(1)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，所述預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和是在相互正交的2個方向上各自施加的表面應(yīng)變的絕對值之和。(3)如(1)或(2)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，調(diào)整所述加工的條件，以使在所述加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和與所述制造鋼原材料時施加的表面應(yīng)變的絕對值之和的總計(jì)以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上。(4)如(1) (3)中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，所述鋼材是熱軋鋼材或冷軋鋼材。(5)如(1) (4)中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，所述組成為以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 05%以上、Si 以上、Mn :1. 5%以上，優(yōu)選進(jìn)一步含有Al :0. 以下、N :0. 010%以下，或者進(jìn)一步含有選自Ti :0. 03%以下、Nb 0. 以下、V :0. 以下中的1種或2種以上、和/或選自Cr 以下、Mo 以下、Ni :1 %以下、Cu :1 %以下、B 0.01%以下中的1種或2種以上、和/或選自Ca 0. 以下、REM :0. 05%以下中的1種或2種，余量由！^和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。(6)如(1) (5)中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，在所述加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為7%以上。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，對于將以質(zhì)量％計(jì)含有超過0. 7%的Si的、高Si含量高強(qiáng)度鋼材作為原材料而制造的構(gòu)件，即使不進(jìn)行機(jī)械研磨、化學(xué)的酸洗處理等，也能制成具備良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的高強(qiáng)度構(gòu)件，在產(chǎn)業(yè)上發(fā)揮出顯著的效果。另外，根據(jù)本發(fā)明，還具有以下效果與用作原材料的鋼材的歷程無關(guān)，能夠制造具有良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的構(gòu)件。


圖1是示出高Si鋼的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后的表面組織的掃描電子顯微鏡照片。圖2是示出軟鋼的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后的表面組織的掃描電子顯微鏡照片。圖3是表示圓形網(wǎng)格(scribed circle)6的一個例子的說明圖。圖4是示意性地說明加工方式a的加工方法的說明圖。圖5是示意性地說明加工方式b的加工方法的說明圖。圖6是示意性地說明用加工方式Cl加工的構(gòu)件的形狀的說明圖。圖7是示意性地說明用加工方式c2加工的構(gòu)件的形狀的說明圖。圖8是示意性地說明評價涂裝后的涂膜的耐腐蝕性的SDT試驗(yàn)方法的說明圖。圖9是表示適合本發(fā)明焊接鋼管的制造的制造設(shè)備的一個例子的說明圖。標(biāo)記說明1 試驗(yàn)片(交叉切割用)2 交叉切割3 遮蔽4:最大單側(cè)凸起寬度5 試驗(yàn)片(用于無結(jié)晶區(qū)域的有無)6:圓形網(wǎng)格7 鋼帶8:整平機(jī)9 輥成形工序10:電阻焊接工序11 減徑矯正工序12 管切割機(jī)13:彎曲矯正工序14:試驗(yàn)片(彎曲加工用)15 芯材16:試驗(yàn)片(鼓凸成形用)17 平底沖頭h:鼓凸高度
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，將以質(zhì)量％計(jì)含有超過0.7%的Si的高Si含量高強(qiáng)度鋼材作為原材料，對該原材料實(shí)施加工而制成高強(qiáng)度構(gòu)件。應(yīng)予說明，在此所述的“高強(qiáng)度”鋼材是指具有拉伸強(qiáng)度590MPa以上的鋼材。鋼材包括鋼板(鋼帶)、鋼管、鋼棒等。首先，對用作原材料的高強(qiáng)度鋼材的優(yōu)選的組成進(jìn)行說明。應(yīng)予說明，只要沒有特別說明，質(zhì)量％簡略記為％。C :0.05% 以上C是使鋼的強(qiáng)度增加的元素，為了確保拉伸強(qiáng)度590MPa以上的高強(qiáng)度，必須含有 0.05%以上。因此，將C限定為0.05%以上。另一方面，如果含量超過1.0%，延展性降低。 另外，在要求焊接性的用途中，優(yōu)選0.5%以下。如果含量超過0.5%，焊接部的牢固性、韌性降低。因此，優(yōu)選為0.5%以下，更優(yōu)選為0.3%以下。應(yīng)予說明，C對化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的影響非常小。Si:超過 0.7%Si是有助于鐵素體的穩(wěn)定化、并且還具有通過提高固溶強(qiáng)化(solid-solution hardening)或淬透性(quenching hardenability)使鋼的強(qiáng)度增加、進(jìn)而使加工性提高的作用的元素。如果含有大量的Si，則通常伸長率值提高，加工性提高，但化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著降低。Si為0.7%以下時，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的降低是在可接受范圍內(nèi)沒有問題的水平， 因此在本發(fā)明中，將以往普遍認(rèn)為的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著降低的大于0.7%作為Si的下限值。另外，優(yōu)選為以上。在含有以上的Si時，鋼材的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性存在問題，但根據(jù)本發(fā)明，即使含有以往普遍認(rèn)為的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著降低的這種范圍的Si，也能得到具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的構(gòu)件。應(yīng)予說明，在本發(fā)明中，Si含量的上限不需要特別限定，但從材質(zhì)制作的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為2. 5%以下。Si對化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的不良影響，是由以Si為主體的氧化物的表面富集 (surface enrichment)導(dǎo)致的，而不是由Si單體的表面富集導(dǎo)致的。以Si為主體的氧化物的表面富集可以在熱軋時發(fā)生，但在這種情況下，通過之后的酸洗處理可一定程度地除去。另外，在退火時，在退火爐內(nèi)再次發(fā)生表面富集。在制造鋼板時，難以控制以Si為主體的氧化物的富集程度。Mn :0.8% 以上Mn與C同樣是通過提高固溶強(qiáng)化以及淬透性而使鋼的強(qiáng)度增加的元素，為了確保期望的高強(qiáng)度，在本發(fā)明中，必須含有0. 8%以上。而且，Mn具有將鋼中的S以MnS的形式固定而使S無害化的作用。從這種情況考慮，將Mn限定為0.8%以上。另外，為了確保拉伸強(qiáng)度780MPa以上，優(yōu)選含有1.5%以上。另一方面，超過5%的過量的含量使延展性顯著降低。因此，優(yōu)選將Mn限定為5%以下。上述的成分是基本成分，優(yōu)選形成進(jìn)一步含有Al 0. 1 %以下、N 0. 010%以下的組成。Al :0.1% 以下Al是作為脫氧劑起作用、并且具有將N以AlN的形式固定而防止N的不良影響的作用的元素。這種效果在含量為0.01%以上時變得顯著。另一方面，如果含量超過0.1%， 則Al系夾雜物量增加，使鋼的潔凈度降低。因此，將Al限定為0. 1 %以下。更優(yōu)選為0. 06%以下。N :0.010% 以下N與C同樣是通過固溶使鋼的強(qiáng)度增加的元素，但如果大量含有，則延展性降低。 因此，優(yōu)選將N限定為0. 010%以下。另外，優(yōu)選為0. 0050%以下。在上述組成的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)需要進(jìn)一步選擇性地含有選自Ti 0. 03%以下、 Nb 0. 以下、V 0. 以下中的1種或2種以上、和/或選自Cr 以下、Mo 以下、 Ni 以下、Cu 以下、B :0. 01%以下中的1種或2種以上、和/或選自Ca :0. 以下、 REM :0. 05%以下中的1種或2種。選自Ti :0. 03%以下、Nb 0. 以下、V :0. 以下中的1種或2種以上Ti、Nb、V均為形成碳氮化物(carbonitride)而有助于防止晶粒的粗大化、進(jìn)而有助于析出強(qiáng)化引起的強(qiáng)度增加的元素，可以根據(jù)需要選擇含有1種或2種以上。這種效果在各自含量為Ti :0. 01%以上、Nb :0. 005%以上、V :0. 01%以上時得到確認(rèn)。另一方面，各自含量為Ti 超過0. 03%,Nb 超過0. 1%,V 超過0. 時，延展性的降低顯著。因此，在含有時，優(yōu)選限定為Ti :0. 03%以下、Nb :0. 以下、V :0. 以下。更優(yōu)選各自為Ti 0. 025% 以下、Nb 0. 05%以下、V :0. 05%以下。選自Cr 以下、Mo 以下、Ni 以下、Cu 以下、B :0. 01%以下中的1種或2種以上Cr、Mo、Ni、Cu、B均為通過提高固溶強(qiáng)化或淬透性而有助于鋼的強(qiáng)度增加的元素， 可以根據(jù)需要選擇含有1種或2種以上。這種效果在各自含量為Cr 0. 03%以上、Mo :0. 02 以上、Ni :0. 03%以上、Cu :0. 02%以上、B :0. 001%以上時得到確認(rèn)。另外，Cu還有助于耐腐蝕性、耐延遲斷裂性的提高。另一方面，各自含量為Cr 超過1%、Μο 超過l%、Ni 超過 l%、Cu:超過1%、B:超過0.01%時，對焊接性、電阻焊接部的牢固性有不良影響。因此，在含有時，優(yōu)選各自限定為Cr 以下、Mo 以下、Ni 以下、Cu 以下、B :0. 01%以下。更優(yōu)選Cr、Mo、Ni、Cu各自為0. 5%以下，B為0. 005%以下。選自Ca :0. 以下、REM :0. 05%以下中的1種或2種Ca、REM均為控制夾雜物的形態(tài)而有助于延展性的提高的元素，可以根據(jù)需要選擇含有1種或2種。這種效果在各自含量為Ca :0. 002%以上、REM :0. 02%以上時變得顯著， 但各自含量為Ca 超過0. 1%, REM 超過0. 05%時，夾雜物量過量，反而使延展性降低。因此，在含有時，優(yōu)選限定為Ca 0. 1 %以下、REM :0. 05%以下。更優(yōu)選各自為Ca :0. 01 %以下、 REM :0. 01% 以下。上述成分以外的余量是!^e和不可避免的雜質(zhì)。作為不可避免的雜質(zhì)，可以允許P 0.02%以下、S :0. 005%以下。另外，如果各自含量為P 超過0.02%、S 超過0.005%，則韌性和焊接性顯著降低。應(yīng)予說明，在本發(fā)明中，對作為原材料使用的、具有上述組成的鋼材的組織沒有特別的限定。在本發(fā)明中，以鐵素體為主體的組織、以在冷軋后的退火時實(shí)施驟冷處理而生成的馬氏體為主體的組織、含有殘留奧氏體或貝氏體的組織等任何組織的鋼材，都可以用作本發(fā)明中使用的鋼材。另外，在本發(fā)明中作為原材料使用的鋼材的制造方法也沒有特別的限定。熱軋鋼板、冷軋鋼板、鋼管以及有無退火等任何制造方法的鋼材都可以用作本發(fā)明中的原材料。
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在本發(fā)明中，由于鋼材的Si含量超過0. 7%，因此推測在鋼材表面存在使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差的以Si為主體的氧化物的情況。在鋼材表面的以Si為主體的氧化物，在熱軋工序和/或退火工序中形成。例如，以多數(shù)情況下進(jìn)行加工后使用的薄板領(lǐng)域?yàn)槔瑹彳埌宕蠖际沁M(jìn)行酸洗后出貨。通過酸洗，在表面形成的以Si為主體的氧化物在一定程度上被除去，將該狀態(tài)的鋼板作為制造構(gòu)件的原材料。黑氧化皮狀態(tài)下，認(rèn)為難以作為實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的加工用原材料。另外，冷軋板通過將熱軋板酸洗，接著實(shí)施冷軋、或進(jìn)一步實(shí)施連續(xù)退火等退火而制造。在實(shí)施了連續(xù)退火等退火的情況下，在退火爐內(nèi)的環(huán)境下，表面再次形成以Si為主體的氧化物。以Si為主體的氧化物的形成程度受退火爐的爐內(nèi)環(huán)境、即爐內(nèi)氣氛(露點(diǎn)等)、生產(chǎn)線速度、前后的生產(chǎn)線停止時機(jī)、爐內(nèi)開放等異常狀況等的影響大，因而由工藝和參數(shù)完全無法推測。在本發(fā)明中，也可以將這種Si的富集程度不同的鋼板用作原材料。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在對上述組成的高強(qiáng)度鋼材實(shí)施加工而制成規(guī)定形狀的構(gòu)件(高強(qiáng)度構(gòu)件)時，調(diào)整所實(shí)施加工，以使對鋼材施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變、即在加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上。如果對鋼材實(shí)施加工，則必然對鋼材施加應(yīng)變。所施加的應(yīng)變例如可以分解為相互正交的3個方向(x，y，z方向)，即在表面中正交的2個方向以及與其正交的厚度方向這樣的3個方向來理解。在本發(fā)明中，對作為被加工材料的鋼材的表面，實(shí)施在加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上的加工。在加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和低于5 %時，無法期望化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的顯著改善。另外，優(yōu)選為7%以上。應(yīng)予說明，作為預(yù)定方向，優(yōu)選變形最厲害的方向。另外， 可以將預(yù)定方向設(shè)為預(yù)定方向和與其正交的方向這兩個方向，將在加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和設(shè)定為在相互正交的兩個方向上各自施加的表面應(yīng)變的絕對值之和，即預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和、與同該預(yù)定方向正交的方向的表面應(yīng)變的絕對值之和的總計(jì)。應(yīng)予說明，在本發(fā)明中，對鋼材進(jìn)行加工時，在鋼板的板厚(厚度)方向上施加的加工應(yīng)變，不存在問題。這是因?yàn)?，所得的?gòu)件的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的好壞，可以用加工時所施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和最有效地整理。另外，在作為原材料使用的鋼材為制造時施加了表面應(yīng)變的狀態(tài)的情況下，可以將施加于鋼材的加工設(shè)定為調(diào)整了條件的加工，以使在該加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和與制造鋼材時所施加的表面應(yīng)變的絕對值之和的總計(jì)以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上。在制造鋼材時所施加的加工應(yīng)變(表面應(yīng)變)的絕對值與此后對鋼材施加的加工應(yīng)變(表面應(yīng)變)的絕對值總計(jì)為5%以上時，形成具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的構(gòu)件。本發(fā)明所述的“化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良”，是指磷酸鐵鋅結(jié)晶組織和涂裝后的耐腐蝕性都良好的情況。即，磷酸鐵鋅結(jié)晶是致密的均勻粒子，且具有沒有無結(jié)晶區(qū)域的組織，而且涂裝后的涂膜暴露于腐蝕環(huán)境中時，被稱為堿性發(fā)泡(alkali blister)、陰極凸起(puff at cathode area)的現(xiàn)象的發(fā)生停留于輕微的水平的、具有優(yōu)良的耐腐蝕性的情況。應(yīng)予說明，被稱為堿性發(fā)泡、陰極凸起的現(xiàn)象是基于以下的現(xiàn)象以濕潤的涂膜環(huán)境為前提，交叉切割部2成為陽極，最終形成凸起的部分成為陰極，隔著涂膜而得到電池(cell)。應(yīng)予說明，磷酸鐵鋅結(jié)晶組織中的“均勻粒子”，對于外觀看起來均勻的粒子而言， 是指為平均結(jié)晶粒徑的士20%以內(nèi)的情況；在外觀上明顯是粗大粒子和微小粒子混雜的情況下，是指粗大粒子的粒徑為微小粒子的粒徑的3倍以下的情況。另外，磷酸鐵鋅結(jié)晶組織中“沒有無結(jié)晶區(qū)域”，是指在試驗(yàn)樣品的中央附近以 1000倍的倍率對除異常部分之外的隨機(jī)部分進(jìn)行雙視野以上的觀察時，未發(fā)現(xiàn)“無結(jié)晶區(qū)域”的情況?！盁o結(jié)晶區(qū)域”通常是指沒有磷酸鐵鋅結(jié)晶的部分。但是，如果放大后觀察，則包括認(rèn)為完全沒有磷酸鐵鋅結(jié)晶的部分；和相對于周圍的磷酸鐵鋅結(jié)晶的尺寸，有非常小的磷酸鐵鋅結(jié)晶稀疏地、以非常稀的密度存在的部分。因此，在本發(fā)明中，關(guān)于“無結(jié)晶區(qū)域”，在磷酸鐵鋅結(jié)晶為均勻粒子(相對于平均結(jié)晶粒徑為士20%以內(nèi))的情況下，是指在超過磷酸鐵鋅結(jié)晶粒徑(直徑)的3倍的區(qū)域內(nèi)未形成磷酸鐵鋅結(jié)晶的部位；在磷酸鐵鋅結(jié)晶為粗大粒子和微小粒子的混合粒子的情況下，是指在超過粗大粒子的粒徑(直徑)的 5倍的區(qū)域內(nèi)未形成磷酸鐵鋅結(jié)晶的部位。另外，如下調(diào)查涂裝后的耐腐蝕性后進(jìn)行判斷。試驗(yàn)材料1，如圖8 (a)所示，前提是使用邊緣部用膠帶遮蔽3后的殘留部分(露出的部分)為30mmX IOOmm以上的材料作為腐蝕試驗(yàn)的對象面積。應(yīng)予說明，對象為鋼管時， 使用切為兩半的試驗(yàn)材料1。另外，在制作試驗(yàn)材料1的鋼管的直徑過小，用1個樣品不能確保上述的露出面積的情況下，可以使用2個以上的試驗(yàn)片1進(jìn)行評價。應(yīng)予說明，在腐蝕試驗(yàn)的試驗(yàn)材料全部區(qū)域不能施加相同的加工應(yīng)變時，使用調(diào)整了尺寸的試驗(yàn)材料1，以使試驗(yàn)材料1的露出部分包含加工部位。然后，對試驗(yàn)材料1實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，進(jìn)一步進(jìn)行電泳涂裝而形成涂膜。接著，在試驗(yàn)片1的表面實(shí)施交叉切割2，實(shí)施腐蝕試驗(yàn)，測定距交叉切割2的單側(cè)凸起寬度4。將該值比預(yù)定值小的情況視為涂裝后耐腐蝕性良好。應(yīng)予說明，同時對一般軟鋼材 (SPCC)進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，在考慮誤差范圍的基礎(chǔ)上，確認(rèn)具有與一般軟鋼材同等以上的耐腐蝕性，且交叉切割2以及與交叉切割2鄰接部分以外的通常部分中沒有突起(pimple)、凸泡 (blister)、凸起(swelling)、剝落(exposure of substrate)等，可以判斷化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性良好。應(yīng)予說明，腐蝕試驗(yàn)(corrosion test)的腐蝕條件可以使用溫鹽水浸漬試驗(yàn)(hot salt dip test)、SST i式驗(yàn)(salt spray test)、干濕循環(huán)試驗(yàn)(cyclic corrosion test) 等任意一種腐蝕試驗(yàn)。應(yīng)予說明，在加工的各工序中施加的表面應(yīng)變，優(yōu)選使用在作為被加工材料的鋼材表面轉(zhuǎn)印得到的圓形網(wǎng)格(scribed circle) (SC)6(以下，簡稱為SC)進(jìn)行測定。例如， 如圖3所示，將在表面轉(zhuǎn)印了圓形網(wǎng)格(SC)6的鋼材進(jìn)行加工，然后用線狀的可撓性量尺測定關(guān)注部分的SC6長度，換算成表面應(yīng)變。轉(zhuǎn)印得到的SC6由于可以用有機(jī)溶劑(organic solvent)消除，因此可以評價測定了該表面應(yīng)變的部分的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。在本發(fā)明中，在加工的各工序中施加的表面應(yīng)變的計(jì)算，不考慮拉伸和壓縮 (tensile and compression)的方向，而以其絕對值(absolute value)來處理。艮口，在本發(fā)明中，以加工的各工序中各自施加的表面應(yīng)變的大小、即表面應(yīng)變的絕對值之和為指標(biāo)。 在本發(fā)明中，在加工的各工序中施加的表面應(yīng)變不是真應(yīng)變(true strain)，而是公稱應(yīng)變
12(nominal strain)。這是基于發(fā)現(xiàn)了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的好壞可以通過在加工的各工序施加的公稱應(yīng)變的絕對值之和充分地得到整理。應(yīng)予說明，在本發(fā)明中所述的“加工”，包括板材的沖壓加工(stamping)、彎曲加工(bending)、減徑加工(drawing)等以及將這些加工復(fù)合的加工，條狀材料的彎曲加工、 壓縮加工等以及將這些加工復(fù)合的加工，管材的液壓成形加工(hydroforming)、彎曲加工、 擴(kuò)管加工(pipe expanding)等以及將這些加工復(fù)合的加工?；趯?shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。實(shí)施例使用具有表1所示的組成和表2所示的拉伸特性、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的鋼材 No. A No. G。這些鋼材是已進(jìn)行過連續(xù)退火(CAL)的冷軋鋼帶(冷軋連續(xù)退火板)、已經(jīng)進(jìn)行過酸洗處理的熱軋鋼帶(熱軋酸洗板)和以它們?yōu)槟赴暹M(jìn)行電阻焊制管而得到的電阻焊鋼管(焊接鋼管)。應(yīng)予說明，如圖9所示，電阻焊制管工序?yàn)橐韵鹿ば驅(qū)⒕頎畹匿搸?解卷，用整平機(jī)(Ieveler)S矯正板形狀，接著通過輥成形工序(roll forming process)、電阻焊接工序10制成管，然后進(jìn)行利用定徑機(jī)(sizer)的減徑矯正工序 (Diameter-reduction-based straightening process) 11，經(jīng)過上述連續(xù)工序后，用切割機(jī)12切割為預(yù)定尺寸，制成成品管。在該電阻焊制管工序中，至少施加圓周方向的表面應(yīng)變。另外，經(jīng)過減徑矯正工序11后，可以進(jìn)一步進(jìn)行利用矯正機(jī)的彎曲矯正工序 (straightening process) 13。在這些電阻焊鋼管的外表層所施加的表面應(yīng)變?nèi)绫?-1 3 4所示。從這些鋼材上裁取試驗(yàn)材料，對該試驗(yàn)材料實(shí)施各種加工，制成各種形狀的構(gòu)件。 接著，從這些構(gòu)件上裁取試驗(yàn)片，評價化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。加工以如下的4種加工方式進(jìn)行。(1)加工方式a加工方式a的加工，是對試驗(yàn)材料(150mm寬X 300mm長)實(shí)施如圖4所示的彎曲加工的加工。此時的加工是單純的彎曲，在彎曲中心放入芯材15而進(jìn)行(圖4的(a))，或不放入芯材15(圖4的(b))而改變彎曲角度使施加的應(yīng)變量變化。關(guān)于應(yīng)變量的測定，預(yù)先在試驗(yàn)材料的表面和背面上在板的兩側(cè)轉(zhuǎn)印如圖3所示的圓形網(wǎng)格(SC)6，實(shí)施預(yù)定的加工后，在最終形狀穩(wěn)定后，用線狀的可撓性量尺對彎曲的方向的彎曲加工部的內(nèi)側(cè)和外側(cè)測定SC6的大小，換算成表面應(yīng)變。應(yīng)予說明，可以無視與彎曲方向正交的方向(寬度方向)，不進(jìn)行測定。即，以(彎曲方向的直徑《f彎曲方向的直徑《。/彎曲方向的直徑》 ^^計(jì)算出。應(yīng)予說明，測定的SC6標(biāo)準(zhǔn)地使用原始的SC6 :5πιπιΦ，包括加工部為3個以上。 但是，如果超過10個，則存在包括未加工部的情況，不能測定正確的表面應(yīng)變。另外，在彎曲半徑較小時，使用更小的SC6。(2)加工方式b加工方式b的加工，是對試驗(yàn)材料16實(shí)施如圖5所示的使用平底沖頭 (flat-bottom punch) 17的鼓凸成形(stretch forming)的加工。應(yīng)予說明，試驗(yàn)材料16 以200mm寬X 200mm長為標(biāo)準(zhǔn)空白尺寸(blank size)，根據(jù)施加的表面應(yīng)變調(diào)整空白尺寸的一邊的邊長，使試驗(yàn)材料16的大小變化，進(jìn)一步調(diào)整鼓凸高度h等，使施加的表面應(yīng)變量改變。應(yīng)予說明，關(guān)于表面應(yīng)變量的測定，預(yù)先在試驗(yàn)材料16的表面上轉(zhuǎn)印圖3所示的圓形網(wǎng)格(SC)6，對SC6的轉(zhuǎn)印面的相反側(cè)實(shí)施預(yù)定的加工，在沖頭未接觸側(cè)使用線狀的可撓性量尺，在試驗(yàn)材料的大致中心位置對X方向和與其正交的Y方向這2個方向測定SC6的大小，換算成表面應(yīng)變。另外，切出表面應(yīng)變的評價部位，進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的評價。(3)加工方式Cl加工方式Cl的加工是將試驗(yàn)板加工成圖6所示的實(shí)際構(gòu)件形狀(加工品)的加工。應(yīng)予說明，關(guān)于表面應(yīng)變的測定，預(yù)先在試驗(yàn)板的兩表面上轉(zhuǎn)印如圖3所示的圓形網(wǎng)格(SC)6，實(shí)施預(yù)定的加工后，在加工品的內(nèi)側(cè)和外側(cè)使用線狀的可撓性量尺(flexibility scale)對X方向和與其正交的Y方向這2個方向測定SC6的大小，換算成表面應(yīng)變。應(yīng)予說明，測定的SC6在進(jìn)行相同加工的廣闊區(qū)域中，至少為3個以上。另外，在應(yīng)變局部集中的區(qū)域中，為包括加工局部地集中的部分(拐角部)的3個以上。但是，如果超過10個，則存在包括未加工部的情況，不能測定正確的表面應(yīng)變。另外，切出表面應(yīng)變的評價部位，進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的評價。(4)加工方式c2加工方式c2的加工是將試驗(yàn)材料(鋼管)加工成圖7所示的實(shí)際構(gòu)件形狀(加工品)的加工。應(yīng)予說明，關(guān)于表面應(yīng)變的測定，預(yù)先在試驗(yàn)材料(鋼管)的表面(外表面) 轉(zhuǎn)印如圖3所示的圓形網(wǎng)格(SC)6，實(shí)施預(yù)定的加工后，在加工品的外側(cè)使用線狀的可撓性量尺對X方向和與其正交的Y方向這2個方向測定SC6的大小，換算為表面應(yīng)變(應(yīng)予說明，推測內(nèi)側(cè)附加有與外側(cè)相同水平的應(yīng)變)。應(yīng)予說明，測定的SC6在進(jìn)行相同加工的廣闊區(qū)域中，至少為3個以上。另外，在應(yīng)變局部集中的區(qū)域中，為包括加工局部地集中的部分(拐角部)的3個以上。但是，如果超過10個，則存在包括未加工部的情況，不能測定正確的表面應(yīng)變。另外，切出表面應(yīng)變的評價部位，進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的評價。將表面應(yīng)變的測定結(jié)果示于表3-1 3-4中。從實(shí)施了如上所述的加工的試驗(yàn)材料上裁取試驗(yàn)片1，評價化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理性的評價，通過從將SC6用有機(jī)溶劑充分地洗脫后測定了表面應(yīng)變的部位裁取試驗(yàn)片1而進(jìn)行。試驗(yàn)片1，如果是板材，則使其為大小70mm寬X 150mm壓延方向長度的試驗(yàn)片1，另外，如果是管狀材料，則使其為切為兩半的形狀、且在壓延方向上的長度為100 150mm的試驗(yàn)片1。應(yīng)予說明，在所加工的區(qū)域狹窄時，裁取多個試驗(yàn)片1。接著，對該試驗(yàn)片1依次實(shí)施脫脂(degreasing treatment)—水洗(water washing)—表面調(diào)整(surface conditioning)—化學(xué)轉(zhuǎn)化處理一陰極電泳涂裝 (cathodic electrodeposition coating)。應(yīng)予說明，也可以不實(shí)施陰極電泳涂裝而制作化學(xué)轉(zhuǎn)化處理狀態(tài)下的試驗(yàn)片。脫脂處理(degreasing treatment)是指如下處理使用日本涂料公司制藥液 (drug solution made by Nippon Paint Co. , Ltd) :SD250HM，使溫度為 42°C，對試驗(yàn)片表面進(jìn)行120秒的噴淋。另外，表面調(diào)整處理是指使用日本涂料公司制藥液5N-10，在室溫環(huán)境下在該藥液中浸漬30秒的處理?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理是指如下處理使用日本涂料公司制藥液SD2800，使液溫為43士3°C，在TA(總磷酸濃度)20 ^、FA (游離酸濃度(free acid concentration)) :0· 7 0. 9、AC (促進(jìn)劑濃度(accelerator concentration)) :2.8 3.5 的條件下，在該藥液中浸漬120秒后，在170°C下進(jìn)行20分鐘的焙燒(baking)。另外，陰極電泳涂裝是指如下處理使用日本涂料公司制藥液PN-150 O—，在液溫J8°C、外加電壓(voltage) :180V、處理時間(treating time) :180秒的條件下，形成膜厚約20 25 μ m 的涂膜。在實(shí)施至陰極電泳涂裝為止的試驗(yàn)片1的外表面和內(nèi)表面，與圖8(a)所示同樣地引入交叉切割2(在外徑為40mm(p以下的小直徑管的情況下，僅在長度方向上引入1條)， 用膠帶將邊緣部約IOmm處遮蔽3 (masking)后，進(jìn)行將該試驗(yàn)片在5% NaCl水溶液(液溫 55°C)中浸漬10天的SDT試驗(yàn)(鹽水浸漬試驗(yàn)(salt dip test))。所加工的區(qū)域狹窄時， 使交叉切割(crosscut) 2的劃痕的引入在加工區(qū)域(成形中心附近)，進(jìn)行凸起寬度的評價。浸漬完畢后，在試驗(yàn)片1的表面貼附透明膠帶(Scotch tape or cellophane tape)，進(jìn)行膠帶剝離，對內(nèi)表面和外表面，測定如圖8(b)所示的距交叉切割部2 (crosscut area)的最大單側(cè)凸起寬度4 (maximum swollen width (one-side))。將最大單側(cè)凸起寬度為2. 5mm的情況判斷為化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性良好(OK)，除此之外的情況判斷為不良(NG)。另外，對于實(shí)施至化學(xué)轉(zhuǎn)化處理為止的試驗(yàn)片5，使用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope)(倍率(magnification ratio) :1000 倍)，觀察內(nèi)表面禾口夕卜表面的磷酸鐵鋅結(jié)晶。將磷酸鐵鋅結(jié)晶為致密的“均勻粒子”、且“沒有無結(jié)晶區(qū)域”的情況判斷為化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性良好(OK)，除此之外判斷為不良(NG)。應(yīng)予說明，“均勻粒子”、且“沒有無結(jié)晶區(qū)域”的情況的定義與上述的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的情況相同。所得的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的評價結(jié)果如表4-1 4-2所示。構(gòu)件No. UNo. 7,No. 15,No. 22是作為原材料的鋼材(鋼板)，作為參考而記載，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性都差。但是，通過加工施加的表面應(yīng)變?yōu)轭A(yù)定值(5.0%)以上，或通過加工施加的表面應(yīng)變低于預(yù)定值(5.0% )，但通過加工施加的表面應(yīng)變與在制造鋼材時所施加的表面應(yīng)變的和為預(yù)定值以上(5. 0% )，關(guān)于構(gòu)件No. 3 No. 6、No. 9 No. 10、No. 18 No. 21、No. 23,No. 25,No. 27，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性都得到提高。另一方面，所施加的表面應(yīng)變低于預(yù)定值的構(gòu)件No. 2、No. 8、No. 16、No. 17、No. 24、No.沈，未發(fā)現(xiàn)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性有顯著的提高。應(yīng)予說明，在加工部的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，只是應(yīng)變的方向相反，所施加的表面應(yīng)變的絕對值沒有差別，化學(xué)轉(zhuǎn)換處理性都得到改善，未發(fā)現(xiàn)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的改善效果因表面應(yīng)變的方向而產(chǎn)生差別。另外，構(gòu)件No. 11是Si含量在作為本發(fā)明對象的范圍之外的鋼材(鋼板)，作為參考而記載，作為原材料是化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性沒有問題的水平。由比較這樣對鋼材施加加工而施加表面應(yīng)變的構(gòu)件No. 12 No. 14和No. 11可知，雖然是微量的，但也可以說存在加工引起的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的改善。構(gòu)件No. 28、No. 34是作為原材料的鋼材(鋼板No. 6、No. 8)，作為參考而記載，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性都差。但是，以該鋼材(鋼材No. 6)為母板進(jìn)行電阻焊制管而制成電阻焊鋼管的鋼材No. 7 (構(gòu)件No. 29)，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性提高。構(gòu)件No. 29是作為原材料的鋼材(鋼材No. 7:鋼管)，作為參考而記載，在電阻焊制管時所施加的表面應(yīng)變(圓周方向)為預(yù)定值(5.0%)以上。對該電阻焊鋼管進(jìn)行進(jìn)一步加工而施加表面應(yīng)變，由此進(jìn)一步提高化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。另一方面，以鋼材No. 8 (構(gòu)件No. 34)為母板進(jìn)行電阻焊制管而制成電阻焊鋼管的鋼材No.9(構(gòu)件No. 35)，在電阻焊制管時所施加的表面應(yīng)變(圓周方向)低于預(yù)定值
15(5. 0% )，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的改善不充分。但是，通過對這樣的電阻焊鋼管施加進(jìn)一步加工引起的表面應(yīng)變，使通過加工施加的表面應(yīng)變與在電阻焊制管時所施加的表面應(yīng)變(圓周方向)的和為預(yù)定值(5.0%)以上的構(gòu)件No. 36、No. 37，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性提高。與此相對， 即使通過加工施加表面應(yīng)變，通過加工施加的表面應(yīng)變與在電阻焊制管時所施加的表面應(yīng)變(圓周方向)的和也低于預(yù)定值(5. 0% )的構(gòu)件No. 38，未發(fā)現(xiàn)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的顯著提尚。 產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，對于將以質(zhì)量％計(jì)含有超過0. 7%的Si的、高Si含量的高強(qiáng)度鋼材作為原材料而制造的構(gòu)件，即使不進(jìn)行機(jī)械研磨、化學(xué)的酸洗處理等，也能制成具有良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的高強(qiáng)度構(gòu)件，在產(chǎn)業(yè)上發(fā)揮出顯著的效果。另外，根據(jù)本發(fā)明，還具有以下效果與用作原材料的鋼材的歷程無關(guān)，能夠制造具有良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的構(gòu)件。^
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，在對組成為以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 05%以上、Si 超過0.7%、Mn :0. 8%以上的高強(qiáng)度鋼材實(shí)施加工而制成構(gòu)件時，調(diào)整所述加工，以使在該加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上。
2.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，所述預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和是在正交的2個方向上各自施加的表面應(yīng)變的絕對值之和。
3.如權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，調(diào)整所述加工的條件，以使在所述加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和與所述制造高強(qiáng)度鋼材時施加的表面應(yīng)變的絕對值之和的總計(jì)以公稱應(yīng)變計(jì)為5%以上。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋼材是熱軋鋼材或冷軋鋼材。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，所述組成為以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 05%以上、Si 以上、Mn :1. 5%以上的組成。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的加工方法，其特征在于，在所述加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為7%以上。
全文摘要
本發(fā)明提供含有超過0.7質(zhì)量％的Si的高Si含量高強(qiáng)度構(gòu)件的加工方法。具體而言，對以質(zhì)量％計(jì)含有C0.05％以上、Si超過0.7％、Mn0.8％以上的高強(qiáng)度鋼材實(shí)施加工，進(jìn)行調(diào)整以使在加工的各工序中各自施加的預(yù)定方向的表面應(yīng)變的絕對值之和以公稱應(yīng)變計(jì)為5％以上。由此，即使含有超過0.7％的Si，也能夠特別是不進(jìn)行機(jī)械研磨、化學(xué)的酸洗處理等而制成化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性顯著提高了的構(gòu)件。
文檔編號B21C37/08GK102177277SQ200980140100
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者佐藤昭夫, 清水靖久, 石黑康英 申請人:本田技研工業(yè)株式會社, 杰富意鋼鐵株式會社