MX2010011034A - Lamina de acero chapada y metodo para prensar en caliente lamina de acero chapada. - Google Patents

Abstract

En una lámina de acero chapada que tiene una capa de chapado de aluminio que comprende cuando menos Al formada en un lado o ambos lados de la lámina de acero, se proporciona una lámina de acero chapada que, debido a la presencia de una capa de revestimiento superficial que contiene un compuesto que tiene estructura de cristal de wurtzite sobre la capa de chapado de aluminio, tiene excelente lubricidad, previene que el espesor de chapado se haga disparejo durante el calentamiento, y puede mejorar la capacidad de formación y productividad en estampado en caliente, y un método para estampar el caliente la lámina de acero chapada.

Description

LÁMINA DE ACERO CHAPADA Y MÉTODO PARA ¡ PRENSAR EN CALIENTE LÁMINA DE ACERO CHAPADA CAMPO DE LA. INVENCIÓN Esta invención se relaciona con una lámina de acero chapada con aluminio provista con un revestimiento de aluminio compuesto principalmente de aluminio y excelente en lubricidad durante estampado en caliente y un método para estampar en caliente la lámina de acero chapada con aluminio. RAMO ANTERIOR En los años recientes, las llamadas se han intensificado para recortes en consumo dé combustible químico a fin de proteger el medio ambiente y prevenir el calentamiento global, y estas demandas han tenido diversos efectos en la industria de fabricación. Por ejemplo, aún el automóvil, un medio indispensable de transporte en la vida y actividades diarias, no es excepción, y eficiencia de combustible mejorada y lo semejante a través de reducción de peso de cuerpo y otros medios se está requiriendo. En el caso de automóviles, sin embargo, la mera realización de reducción de peso del cuerpo no es una opción viable desde el punto de vista de calidad de producto, y seguridad apropiada también se deben asegurar.

La estructura de un automóvil se forma en gran parte de acero, particularmente lámina dé acero, y reducir el peso de la lámina de acero es esencial para la reducción de peso de cuerpo de vehículo. Como se acaba de anotar, sin embargo, la mera reducción de peso de lámina de acero no es aceptable debido a que la resistencia mecánica del acero debe ser asegurada. Estos requerimientos de lámina de acero no están limitados a la industria de fabricación de autos, sino también se aplican a varios otros sectores de fabricación. R&D, por lo tanto, ha estado conduciendo con respecto a la lámina de acero que, mejorando la resistencia mecánica de la lámina de acero, es capaz de mantener o aumentar la resistencia mecánica aún cuando se haga más delgada que la lámina de acero usada hasta ahora.

Un material de acero que tiene ¡ resistencia mecánica elevada generalmente tiende a declinar en capacidad de fijación de forma durante el doblado u otra formación, de modo que el propio trabajo de metal se hace difícil en el caso de formación hacia una configuración complicada. Un medio disponible para superar este proceso de capacidad de formación es el llamado "método de estampado en caliente (prensado en caliente, estampado a temperatura elevada, enfriamiento rápido de troquel)". En el método de estampado en caliente, el material de acero que se va a formar se calienta una vez a una temperatura elevada, después de lo cual la lámina de acero se suaviza por el calentamiento y se estampa y luego se enfria. Puesto que el método de estampado en caliente suaviza el material de acero, calentándolo una vez a una temperatura elevada, el material se puede estampar fácilmente, mientras que, además, la resistencia mecánica del material se puede aumentar mediante el efecto de enfriamiento rápido del enfriamiento después de la formación. El método de estampado en caliente, por lo tanto, hace posible obtener un articulo formado que logre simultáneamente buena capacidad de fijación de forma y alta resistencia mecánica.

Sin embargo, cuando el método de estampado en caliente se aplica a una lámina de acero, el calentamiento a una temperatura elevada de, por ejemplo, 800°C o superior oxida el hierro y lo semejante en la superficie, produciendo de esta manera escama (óxido) . Un proceso para remover la escama (desescamar) por lo tanto se requiere después de conducir el estampado en caliente, lo que reduce la productividad. Además, en el caso de un componente o lo semejante que requiere resistencia a la corrosión, es necesario hacer a prueba de corrosión o recubrimiento de metal de la superficie de componente después de la fabricación, que hace un paso de limpieza de superficie y un paso de procesamiento de superficie necesarios y también reduce la productividad.

Como un ejemplo de un método para reducir al mínimo esta pérdida de productividad se puede mencionar aquel de proporcionar un revestimiento sobre la lámina de acero. Cualquiera de varios materiales, incluyendo materiales orgánicos y materiales inorgánicos, se usan generalmente para el revestimiento sobre la lámina de acero. Entre ellos, la lámina de acero que tiene un revestimiento basado en zinc que proporciona a la lámina de acero con un efecto de protección a la corrosión de sacrificio se usa ampliamente para lámina de acero automotriz y lo semejante, desde los puntos de vista de funcionamiento contra corrosión y tecnología de producción de lámina de acero. Sin embargo, la temperatura de caliente en el estampado en caliente (700 a 1000°C) es superior a, por ejemplo, las temperaturas de descomposición de materiales orgánicas y los puntos de ebullición de materiales basados en Zn y otros metálicos, de manera que el calentamiento durante el estampado en caliente en ocasiones puede evaporar la capa de revestimiento superficial para ocasionar degradación marcada de las propiedades superficiales.

Por lo tanto, como una lámina de acero que se va a someter en estampado en caliente que involucra calentamiento a temperatura elevada, es preferible usar una lámina de acero que tiene un revestimiento de metal basado en Al, que tiene un punto de ebullición superior que un revestimiento de material orgánico o un revestimiento de metal basado en Zn, es decir, para usar una llamada lámina de acero chapada con aluminio .

La provisión de un revestimiento de metal basado en Al previene que la escama se adhiera i a la superficie de lámina de acero y mejora la productividad haciendo innecesario un desescamado u otro de estos procesos. Además, la resistencia a la corrosión después, del pintado mejora debido a que el revestimiento de metal basado en Al tiene un efecto a prueba de corrosión. El documento de patente ° describe un método que realiza el estampado en caliente usando una lámina de acero chapada con aluminio obtenida mediante revestimiento de un acero que tiene una composición de acero predeterminada con un revestimiento de metal basado en Al .

Sin embargo, cuando se aplica un revestimiento de metal basado en Al y dependiendo de , las condiciones de precalentamiento antes del estampado en el proceso de estampado en caliente, puede suceder que el revestimiento de Al se funda primero y luego se cambie a una capa de aleación de Al-Fe por la difusión de Fe de la lámina de acero, mediante lo cual el compuesto de Al-Fe viene a extender a la superficie de lámina de acero con el crecimiento del compuesto de Al-Fe. Esta capa de compuesto se denomina a continuación la capa de aleación. Ya; que esta capa de aleación es extremadamente dura, [ los raspones de procesamiento se forman mediante contacto con el troquel I durante el estampado.

La superficie de la capa de aleación de Al-Fe es por naturaleza relativamente resistente; al deslizamiento y baja en lubricidad. Además, la capa de aleación de Al-Fe es relativamente dura y susceptible al agrietamiento, de modo que la capacidad de formación es probable que disminuya debido al agrietamiento, pulverización y lo semejante de la capa de chapado. Además, la calidad del producto estampado se I degrada mediante adhesión de Al-Fe al troquel debido a, entre otros, adhesión al troquel de la capa de aleación de Al-Fe exfoliada y la superficie de Al-Fe fuertemente marcada. Esto hace necesario remover el polvo de aleación de Al-Fe que se adhiere al troquel durante la reparación, lo que reduce la productividad y aumenta el costo.

Además, el compuesto de Al-Ve es bajo en t reactividad con tratamiento de fosfato ordinario, de modo que ninguna película (película de fosfato) se produce por el tratamiento de conversión química, que es un pretratamiento de electrorrevestimiento. La adhesión de pintura es buena aún sin formación de una película de tratamiento de conversión química y la resistencia a la corrosión después de la pintura también es buena en tanto que el peso del revestimiento de la chapa de Al se haga adecuada, pero aumentar el peso de revestimiento tiende a agravar la adherencia de troquel antes mencionada. Como se anotó anteriormente, la adherencia en ocasiones se debe a fijación de la capa de aleación de Al-Fe exfoliada y en ocasiones debido a la fijación debida al fuerte marcado de la superficie de Al-Fe. Aún cuando el último problema se mejora aumentando la lubricidad de la película de superficie, el efecto benéfico con respecto a la última es relativamente pequeño. La reducción de peso de revestimiento es la más efectiva para mejora en el primer caso. Sin embargo, la resistencia a la corrosión disminuye cuando se reduce el peso del revestimiento. El peso del revestimiento también tiene un efecto mayor en la no uniformidad de chapado local ocasionada por el efecto de agarre, y la falta de uniformidad de espesor de chapado es naturalmente menos probable que ocurra a un peso de revestimiento inferior. (El efecto de agarre se discutirá con detalle más adelante) .

En contraste, la lámina de acero dirigida a prevenir rayados de procesamiento y lo semejante se enseña por el Documento de Patente 2 abajo enumerado. El Documento de Patente 2 enseña que una lámina de acero de composición predeterminada se proporciona con un revestimiento de metal basado en Al y el revestimiento de metal basado en Al se forma adicionalmente sobre la misma con una película de compuesto inorgánico que contiene cuando menos uno de Si, Zr, Ti y P, y una película de compuesto orgánico, o una película de compuesto complejo de estos. Con la lámina de acero formada con dicha película o películas superficiales, una película superficial permanece también durante el estampado después del calentamiento, de modo que la formación de rallados de procesamiento durante el estampado se puede prevenir. Además, las películas superficiales pueden servir como lubricante durante el estampado para permitir mejora en la capacidad de formación. En la actualidad, en embargo, la lubricidad adecuada no se puede realizar, de modo que se requiere otro lubricante o medio alternativo.

Por otra parte, el calentamiento a una temperatura elevada antes del estampado funde el revestimiento de metal basado en Al. Por lo tanto, en el caso en. donde, por ejemplo, un horno en el que los moldes de paran verticalmente durante el calentamiento se usa, el espesor de chapado se hace disparejo debido a que el chapado de aluminio fundido corre bajo la fuerza de gravedad y lo semejante.

Además si, por ejemplo, resistencia al calentamiento o se conduce calentamiento por inducción, un régimen de aumento de temperatura superior que en calentamiento atmosférico o calentamiento de rayo casi infrarrojo (NIR) se puede lograr, mediante lo cual se puede mejorar la productividad. Sin embargo, 'cuando la lámina de metal se calienta mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción, el aluminio fundido se distribuye de manera dispareja en algunas porciones debido al efecto de sujeción, de modo que el espesor de chapado se haga disparejo. Esta falta de uniformidad de espesor de chapado es indeseable desde el aspecto de calidad de producto, degrada la capacidad de formación durante el estampado siguiente, disminuye la productividad, y mediante extensión es probable que reduzca la resistencia a la corrosión.

En otras palabras, el hecho de que el chapado de aluminio se funde impone un problema ;similar a aquel en lámina de acero galvanizado. El Documento de Patente 3 enseña un método para superar la degradación superficial mediante evaporación de la capa de chapado de zinc superficial en estampado en caliente de lámina de ] acero galvanizado. Específicamente, enseña la formación de una capa de óxido de zinc (ZnO) de punto de fusión elevado sobré la superficie de la capa de chapado de zinc para servir como una capa de barrera para prevenir la evaporación o corrida de la capa de chapado de zinc subyacente. Sin embargo,; la técnica enseñada por el Documento de Patente 3 asume una capa de chapado de zinc. Aún cuando permite un contenido de Al de hasta 0.4%, enseña que una concentración de Al inferior es preferible y es una técnica no esencialmente provista en Al . El problema tecnológico aquí es evaporación de Zn ; y por lo tanto es naturalmente un problema que no se puede^ suscitar en el caso de un chapado de Al de punto de ebullición elevado.

DOCUMENTOS DEL RAMO ANTERIOR Documentos de Patente Documento de Patente 1: Publicación de Patente japonesa (A) No. 2000-38640 Documento de Patente 2: Publicación de Patente japonesa (a) No. 2004-211151 Documento de Patente 3: Publicación de Patente japonesa (A) No. 2003-129209.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Problemas a Superar por la Invención Como se explicó en lo que antecede, una lámina de acero chapada con aluminio, chapada con Al de punto de fusión relativamente elevado se ve como teniendo potencial para lámina de acero automotriz y otros componentes que requieren resistencia a la corrosión, y varias proposiciones respecto a la aplicación de lámina de acero chapada con aluminio a estampado en caliente se han ofrecido. Sin embargo, los problemas de la capa de aleación de Al-Fe en el estampado en caliente no se han sobrepasado, de modo que en realidad permanece imposible aplicar lámina de acero chapado con aluminio al estampado en caliente de formas complicadas debido, entre otros, a que la lubricidad apropiada no se puede realizar, la capacidad de formación de estampado es baja, y el espesor de chapado de aluminio se hace disparejo debido a la fusión de la capa de chapado de aluminio superficial. Recientemente, además, la lámina de acero configurada para utilización automotriz se está posteriormente pintando de manera que aumenta, de modo que la lámina de acero chapada con aluminio también ha llegado a requerir capacidad de tratamiento de conversión quimica (capacidad de pintado) después del estampado en caliente y resistencia a la corrosión después del pintado De esta manera, la presente invención se logró en vista de los problemas anteriores, y el objeto de la presente invención es proporcionar una lámina de acero chapada con aluminio excelente en resistencia a la corrosión después de la pintura que tiene lubricidad excelente, impide que el espesor de chapado se haga disparejo durante el calentamiento, mejora la capacidad de formación y productividad en estampado en caliente, y mejora la capacidad de tratamiento de conversión química después del estampado en caliente, y un método de estampado en caliente de la lámina de acero chapada con aluminio.

Medios para Superar los Problemas A través de un estudio intenso para superar los problemas anteriores, los presentes inventores descubrieron que la presencia de una capa de revestimiento superficial que contienen cuando menos un compuesto que tiene estructura de cristal wurtzite sobre una capa de chapado de aluminio formada en uno lado o ambos lados de una lámina de acero permite que el espesor de la capa de chapado de aluminio sea procesada uniformemente aún cuando se aplique estampado en caliente y que la lubricidad debido al revestimiento de wurtzite sobre la capa de aleación de Al-Fe es buena, mediante lo cual lograron la presente invención. El objeto de la invención se expone abajo. (1) Una lámina de acero chapada con aluminio para estampado en caliente caracterizada en que comprende una capa de chapado de aluminio formada en un lado o ambos lados de una lámina de acero, y una capa de revestimiento superficial tendida sobre las capas de chapado de aluminio y que contiene cuando menos un compuesto que tiene estructura de cristal wurtzite . (2) La lámina de acero chapada con aluminio para estampado en caliente expuesta en (1), caracterizada en que la capa de chapado con aluminio contiene 3 a 15% en masa de Si. (3) La lámina de acero chapada con aluminio expuesta en (1) o (2), caracterizada en que el compuesto que tiene estructura de cristal de wurtzite es ZnO. (4) La lámina de acero chapada con aluminio expuesta en (3), caracterizada en que el contenido de ZnO en la capa de revestimiento superficial en un lado de la lámina de acero es 0.5 a 7 g/m2 como Zn, el tamaño de grano del ZnO es 50 a 300 nm, y la capa de revestimiento superficial contiene además de ZnO un componente de resina y/o un agente de acoplamiento de silano a una relación en peso relativa de ZnO de 5 a 30%. (5) La lámina de acero chapada con aluminio expuesta en 83) , caracterizada en que el contenido de ZnO en la capa de revestimiento superficial en un lado de la lámina de acero es 0.5 a 7 g/m2 como Zn, el tamaño de grano del ZnO es 50 a 300 nm, la capa de revestimiento superficial contiene además de ZnO un componente de resina y/o un agente de acoplamiento de silano a una relación en peso relativa a ZnO de 5 a 30%, y una lámina de acero tiene¡ agujeros en la capa de revestimiento superficial debido al calentamiento de la lámina de acero a 850°C a 1100°C. (6) Un método de estampar en caliente lámina de acero chapada con aluminio, caracterizado en calentar lámina de acero chapada con aluminio cubierta que comprende una capa de chapado de aluminio formada en un lado o ambos lados de la lámina de acero, y una capa de revestimiento superficial que contiene ZnO tendido sobre las capas de chapado de aluminio, y formar la lámina de acero chapada con aluminio calentada mediante estampado. (7) Un método para estampar en caliente lámina de acero chapada con aluminio, caracterizado en lámina de acero chapada con aluminio enrollada de cocción de caja, que comprende una capa de chapado de aluminio formado en un lado o ambos lados de la lámina de acero, y una capa de revestimiento superficial que contiene ZnO tendido sobre las capas de chapado con aluminio, a continuación cubrir y calentarla, y estampar y formar la lámina de acero chapado en caliente calentada. (8) El método de lámina de acero chapada expuesta en (6) o (7), caracterizado en que el régimen de aumento de temperatura promedio de calentamiento mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción durante el calentamiento antes del estampado es 50°C a 300°C/seg de una temperatura de lámina de acero chapada de 600°C a una temperatura 10°C inferior a la temperatura de lámina pico. EFECTO DE LA INVENCIÓN Como se explica en lo que antecede, la presente invención proporciona una lámina de acero chapada para estampada en caliente que tiene excelente lubricidad, impide que el espesor de chapado se haga dispareja aún durante calentamiento rápido, impide la adherencia al troquel, y también es buena en resistencia a la corrosión después de la pintura, y un método de estampar en caliente lámina de acero, y permite mejora en productividad en el proceso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1. es un diagrama explicatorio para explicar un evaluador de lubricidad caliente de conformidad con una lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama explicatorio para explicar la evaluación de espesor de película de chapado con aluminio de conformidad con una lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La Figura 3 es un diagrama explicatorio para explicar la lubricidad en caliente de conformidad con una lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La Figura 4 es un diagrama explicatorio para explicar la ocurrencia de agrietamiento dependiendo de la presencia o ausencia de una capa de ZnO en la lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La Figura 5 es un diagrama explicatorio que muestra la relación entre contenido de ZnO (peso de revestimiento de ZnO) y un revestimiento de conversión química (peso de revestimiento P) en una lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con una modalidad de la presente invención MODOS PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Los modos óptimos para implementar la presente invención se explican con detalle abajo con referencia a los dibujos anexos. Nótese que en la especificación y dibujos, los elementos constituyentes que tienen substancialmente la misma función y configuración están asignados con símbolos semejantes para evitar explicación redundante. <Lámina de acero chapada> Se explicará una lámina de acero chapada de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La lámina de acero chapada de conformidad con esta invención tiene una estructura en capas de cuando menos dos capas en un lado o cada uno de ambos lados de la lámina de acero. En otras palabras, una capa de chapado de aluminio que contiene cuando menos Al se forma en un lado o ambos lados de la lámina de acero y una capa de revestimiento superficial que contiene cuando menos un compuesto que tiene estructura de cristal de wurzite se tiende sobre además en cada capa de chapado de aluminio.

(Lámina de acero) La lámina de acero que se usa de preferencia es, por ejemplo, una lámina de acero formada para tener elevada resistencia mecánica (significando, por ejemplo, resistencia a la tensión, punto de rendimiento, alargamiento, reducción, dureza, valor de impacto, resistencia a la fatiga, resistencia al deslizamiento, y otras de estas propiedades relacionadas con la deformación mecánica y fractura) . Un ejemplo de la composición de la lámina de acero que realiza la resistencia mecánica elevada para permitir usos como una modalidad de la presente invención es como sigue.

La lámina de acero contiene cuando menos uno o más de, en % en masa, C: 0.1 a 0.4%, Si: 0.01 a 0.6%, Mn: 0.5 a 3%, Ti: 0.01 a 0.1%, y B: 0.0001 a 0.1%, y el resto consiste de Fe e impurezas inevitables.

Los componentes individuales añadidos al Fe se explicarán.

C se añade para asegurar la resistencia mecánica deseada. Cuando el contenido de C es menos de 0.1%, la mejora en resistencia mecánica adecuada no se puede alcanzar y el efecto de adición de C es débil. Por otra parte, mientras que un contenido de C que excede 0.4% permite que la lámina de acero se endurezca adicionalmente, aumenta la probabilidad de ocurrencia de fusión y agrietamiento. Por lo tanto, C se añade de preferencia a un contenido, en % en masa, de 0.1% a 0.4%.

Si es un elemento que mejora la resistencia que mejora la resistencia mecánica y, como C, se añade para asegurar la resistencia mecánica deseada. Cuando el contenido de Si es menos de 0,01%, difícilmente se manifiesta cualquier efecto de mejora de resistencia y la mejora en resistencia mecánica adecuada no se puede alcanzar. Por otra parte, Si es un elemento fácilmente oxidable. Así cuando el contenido de Si excede de 0.6%, la capacidad de humectación declina durante el chapado con aluminio de inmersión en caliento, haciendo probable que ocurran defectos de no chapado. Por lo tanto, Si es añade de preferencia a un contenido, en % en masa, de 0.01% a 0.6%.

Mn es un elemento de refuerzo que da fuerza al acero y también un elemento que mejora la capacidad de endurecimiento. Además, Mn previene efectivamente la fragilidad en caliente por S, que es una impureza inevitable. Cuando el contenido de Mn es menos de 0.5%, estos efectos no se obtienen, y los efectos antes mencionados se exhiben a un contenido de 0.5% o mayor. Por otra parte, cuando el contenido de Mn excede de 3%, la resistencia es probable que decline debido a que la fase ? residual se hace excesiva. Por lo tanto, Mn se añade de preferencia a ün contenido, en % en masa, de 0.5% a 3%.

Ti es un elemento de refuerzo de resistencia y también un elemento que mejora la resistencia al calor de la capa de chapado de aluminio. Cuando el contenido de Ti es menos de 0.01%, no se realiza efecto de mejora de resistencia o efecto de resistencia a la oxidación, y estos efectos se exhiben a un contenido de 0.1% o mayor. Por otra parte, cuando se añade demasiado Ti, el acero es probable que se suavice por la formación, por ejemplo, de carburos y nitruros. La probabilidad de no ser capaz de lograr la resistencia mecánica deseada es particularmente elevada cuando el contenido de Ti excede de 0.1%. Por lo tanto, Ti se añade de preferencia a un contenido, en % en masa, de 0.01% a 0.1%.

B tiene el efecto de actuar durante el endurecimiento para mejorar la resistencia. Cuando el contenido de B es menos de 0.0001%, este efecto de mejora de resistencia es bajo. Por otra parte, cuando B excede 0.1%, la resistencia a la fatiga es probable que disminuya debido a la formación de inclusiones y fragilidad. Por lo tanto, B se añade de preferencia a un contenido, en % en masa, de 0.0001% a 0.1%.

Es asimismo de notar que esta lámina de acero puede contener impurezas inevitables atrapadas en otros procesos de fabricación y lo semejante.

La lámina de acero formada de dicha composición se puede endurecer mediante calentamiento usando el método de estampado en caliente o lo semejante para tener una resistencia mecánica de alrededor de 1500 mPa o mayor. Aún cuando de esta manera es una lámina de acero de elevada resistencia mecánica, se puede formar fácilmente si se procesa mediante el método de estampado en caliente debido a que el estampado se puede realizar en una condición suavizada debido al calentamiento. Además, la lámina de acero puede realizar resistencia mecánica elevada y, por extensión, puede mantener o mejorar la resistencia mecánica aún si se hace delgada para el propósito de reducción de peso.

(Capa de chapado de aluminio) Como se manifestó arriba, la capa de chapado de aluminio se forma en uno lado o ambos lados de la lámina de acero. Aún cuando la capa de chapado de aluminio se puede formar en la superficie de la lámina de acero, por ejemplo, el método de chapado de inmersión caliente, el método de formar la capa de chapado de aluminio de la presente invención no está limitado a esto.

Además, cualquier composición que contiene Al se puede aplicar en la presente invención. Aún cuando los constituyentes distintos a Al no están particularmente limitados, Si se puede añadir positivamente debido a la siguiente razón Cuando se añade Si, la capa de aleación formada durante el revestimiento de metal chapado por inmersión en caliente se puede controlar. Cuando el contenido de Si es menos de 3%, la capa de aleación de Fe-Ál se engruesa en la etapa de aplicar el chapado de aluminio, que puede promover el agrietamiento de capa de chapado durante el procesamiento para tener un efecto adverso sobre la resistencia a la corrosión. Por otra parte, cuando el contenido de Si excede 15%, la capacidad de trabajo y resistencia a la corrosión de la capa de chapaüo puede declinar. Por lo tanto, Si se añade de preferencia a un contenido, en % en masa, de 3% a 15%.

La capa de chapado de aluminio formada con dicha composición puede impedir la corrosión de lámina de acero. Además, durante el procesamiento de la lámina de acero mediante el método de estampado en caliente, es posible prevenir la formación de la escama (óxido de hierro) que ocurre debido a la oxidación de la superficie de la lámina de acero calentada a temperatura elevada. Por lo tanto, la capa de chapado de aluminio mejora la productividad permitiendo la emisión de un proceso de remoción de escama, proceso de limpieza de superficie, proceso de tratamiento de superficie, y lo semejante. Además, puesto que el punto de ebullición y lo semejante de la capa de chapado de aluminio son superiores a aquellos de un revestimiento de material orgánico u otro material metálico (v. gr., basado en Zn) , el trabajo a una temperatura elevada durante la formación mediante el método de estampado en caliente es posible, la capacidad de formación en estampado en caliente se mejora adicionalmente, y el trabajo se hace fácil.

Como se expone en lo que antecede, algo del Al contenido en la- capa de chapado de aluminio hace aleación con Pe de la lámina de aluminio durante el revestimiento con metal de chapado por inmersión en calentamiento, calentamiento por estampado en caliente, o lo semejante. De modo que la capa de chapado de aluminio no es necesariamente una sola capa de una composición especifica y en ocasiones puede incluir localmente una capa aleada (capa de aleación) .

(Capa de revestimiento superficial) La capa de revestimiento superficial se tiende sobre la superficie de la capa de chapado de aluminio. La capa de revestimiento superficial contiene cuando menos un compuesto que tiene una estructura de cristal wurtzite. La capa de revestimiento superficial que contiene el compuesto que tiene una estructura de cristal de wurtzite tiene efectos tales como para mejorar la lubricidad de la lámina de acero chapada e impedir la distribución no uniforme de la capa de chapado de aluminio, manteniendo de esta manera su espesor uniforme (estos efectos se discuten posteriormente) . Como compuestos que tienen una estructura de cristal de wurtzite se pueden enumerar, por ejemplo, A1N, GaN, InN, TiN, TIN, MnS, MnSe, ZnO, ZnS, CdS, CdSe y los semejantes. ZnO es particularmente preferible. La razón de esto es que mientras que los compuestos arriba enumerados tienen efectos similares desde el punto de vista de la lubricidad y uniformidad de espesor del chapado de Al fundido, Zno < tiene el efecto más fuerte desde el punto de vista de mejora de reactividad a la solución de tratamiento de conversión química. En lo que sigue, se hará una explicación tomando como un ejemplo el caso en donde ZnO está contenido en la óapa de revestimiento superficial como este compuesto. Se debe observar, sin embargo, que también cuando un compuesto distinto a Zno se usa como el compuesto que tiene la estructura de cristal de wurtzite, una capa de revestimiento superficial de una constitución similar a aquella en el caso de ZnO se puede formar para realizar efectos similares.

La capa de revestimiento superficial que contiene ZnO se puede formar sobre la capa de chapado de aluminio, por ejemplo, aplicando una composición de revestimiento que contiene partículas de ZnO y llevar a cabo el curado mediante horneado/secado después de la aplicación. Como métodos de aplicación de ZnO se pueden mencionar, por ejemplo, el método de mezclar un sol que contiene ZnO y un aglutinante orgánico predeterminado y revistiendo la mezcla sobre la capa de chapado de aluminio o el método de aplicación mediante revestimiento en polvo. Como el aglutinante orgánico prescrito se puede mencionado, por ejemplo, resina de poliuretano, resina de poliéster, resina acrilica, agente de acoplamiento de silano, y lo semejante. Estos se hacen solubles en agua de manera que se puedan disolver en el sol que contiene el ZnO. La solución de revestimiento asi obtenida se reviste sobre la superficie de la lámina de acero chapada con aluminio.

El tamaño de grano de las partículas finas de ZnO no está particularmente limitado pero es de preferencia de alrededor de 50 a 300 mm. aún cuando el tamaño de grano de ZnO es de dos tipos, es decir, el tamaño de grado del propio polvo y el tamaño de grano en el sol después de la solación del mismo, se denota Comcel tamaño en el sol en la presente invención. Puesto que el polvo fino en el sol generalmente experimenta aglomeración secundaria, el tamaño de grano en el sol es mayor que el tamaño de grano en el propio polvo. Cuando el tamaño de grano del propio polvo es menor de 50 nm, no solamente es difícil el mezclado sino que resulta engrosamiento debido a que la aglomeración secundaria ocurre fácilmente. Por lo tanto, es difícil en realidad hacer el diámetro de partícula en el sol 50 nm o menor. Además, cuando el tamaño de grano en el sol se hace mayor de 300 nm, ocurre la falta de uniformidad debido a que las partículas tienden a sedimentarse. Cuando es posible, el tamaño de grano de alrededor de 50 a 150 nm se establece de preferencia.

El contenido del componente de aglutinante en el revestimiento superficial, incluyendo el componente de resina y/o el agente de acoplamiento de silano, es de preferencia alrededor de 5 a 30% en peso con relación a ZnO. Cuando es inferior a 5%, el efecto aglutinante adecuado no se puede obtener, en cuyo caso el revestimiento tiende a salir fácilmente y, además, como se explica más adelante, la lubricidad se puede afectar marcadamente debido a que los agujeros no ocurren después de la evaporación de solvente orgánico. A fin de obtener el efecto aglutinante consistentemente, el contenido de aglutinante se define más preferentemente como 10% o mayor en peso:. Por otra parte, un contenido de componente aglutinante en exceso de 30% es indeseable debido a la emisión de olor durante el calentamiento se hace pronunciado.

Además, se aseguró que la lubricidad superficial durante el estampado en caliente mejora cuando el contenido del componente aglutinante está en esta escala. Se piensa que es debido a la evaporación del solvente orgánico aglutinante en la etapa de calentamiento forma agujeros en el revestimiento de ZnO, mediante lo cual él ZnO, que tiene un efecto de lubricación, hace contacto de punto con el metal de de troquel. Para ser más especifico, debido a que el ZnO está compuesto de partículas finas, un revestimiento únicamente del mismo tendría una superficie relativamente uniforme, en cuyo caso el contacto superficial resultante con el troquel produciría fricción de deslizamiento grande (el coeficiente de fricción también se haría grande) . Desde este aspecto, se podría pensar que un tamaño de grano de ZnO mayor sería mejor, pero ZnO tiene una gravedad específica grande de 5.7, así las partículas de ZnO de tamaño de grano grande se sedimentaría fácilmente en el sol en lugar de residir establemente en el mismo. En otras palabras, a fin de asegurar la estabilidad como un sol, la presente invención llama para el ZnO de tamaño de grano pequeño y generación de agujeros en el revestimiento de ZnO de manera de establecer contacto de punto durante el contacto con el troquel . Se descubrió que la composición de aglutinante antes mencionada y contenido son efectivos para esta formación de agujero.

Se aseguró que la lubricidad es elevada aún en comparación con el revestimiento de compuesto inorgánico que contiene cuando menos uno de Si, Zr, Ti o P, el revestimiento de compuesto orgánico o el revestimiento de compuesto de complejo del mismo expuesto en el Documento de Patente 2. Como resultado, se puede esperar mejora adicional de capacidad de formación y productividad.

El peso de revestimiento de ZnO de la capa de revestimiento superficial en cada lado de la lámina de acero de preferencia contiene 0.5 a 7 g/m2 o mayor, es posible realizar dichos efectos como el efecto de mejorar lubricidad (ver la Figura 3) y el efecto de prevenir la distribución dispareja (efecto de hacer el espesor dé capa de chapado de aluminio uniforme) . Por otra parte, cuando el contenido de ZnO como Zn excede de 7 g/m2, la capa de chapado de aluminio y la capa de revestimiento superficial se hace demasiado gruesa, degradando de esta manera la capacidad de soldadura y la adhesión de revestimiento. Por lo tanto, ZnO de preferencia se tiene sobre la superficie de la capa de chapado de aluminio a un contenido de Zn de 0.5 g/m2 a 7 g/m2 en la capa de revestimiento superficial en cada lado de la lámina de acero. Dentro de esta escala, un contenido de alrededor de 1 a 4 g/m2 es particularmente preferible debido a que permite que se asegure la lubricidad durante el estampado en caliente y mejora adicionalmente la capacidad de soldadura y adhesión de revestimiento.

Como el método de horneado/secado después de la aplicación, el horno de aire caliente, horno de inducción, métodos de horno casi infrarrojo y lo semejante son, por ejemplo, apropiados. Y un método que combina estos también es aceptable. En este momento, en lugar de horneado/secado después de revestimiento, es posible, dependiendo del tipo de aglutinante usado en la aplicación de revestimiento, realizar el tratamiento de curado usando, por ejemplo, rayos ultravioleta, un haz electrónico o lo semejante. Como aglutinantes orgánicos designados se pueden enumerar, por ejemplo, poliuretano, poliéster, resina acrilica, agente de acoplamiento de silano y lo semejante. Sin embargo, el método para formar la capa de revestimiento superficial de ZnO no está limitado a estos ejemplos, y la formación mediante cualquiera de los diversos métodos es posible.

• Cuando no se usa aglutinante, la adhesión después del revestimiento sobre el chapado de aluminio es algo bajo y existe el riesgo de desprendimiento local bajo frotación con una fuerza fuerte. Sin embargo, después que se ha calentado una vez con pasaje a través del proceso de estampado en caliente, la adherencia fuerte se exhibe.

Dicha capa de revestimiento superficial que contiene ZnO puede mejorar la lubricidad de la lámina de acero chapada. Es de notar particularmente que esta capa de revestimiento superficial que contiene ZnO hace posible mejorar adicionalmente la lubricidad más allá de aquella del revestimiento de compuesto inorgánico que contiene cuando menos uno de Si, Zr, Ti o P, el revestimiento de compuesto orgánico o el revestimiento de compuesto complejo del mismo expuesto en el Documento de Patente 2, y también para mejorar adicionalmente la capacidad de formación y productividad.

Además, el punto de fusión de ZnO es alrededor de 1975°C y superior que aquel de la capa de chapado de aluminio y lo semejante (el punto de fusión de aluminio siendo alrededor de 660°C) . Por lo tanto, cuando la lámina de acero chapada se procesa mediante el método de estampado en caliente, por ejemplo, la capa de revestimiento superficial que contiene ZnO no se funde aún si la lámina de acero se calienta a, por ejemplo, 800°C o superior. Por lo tanto, aún cuando la capa de chapado de aluminio se fundiría mediante calentamiento, el espesor de la capa de chapado de aluminio fundida se puede impedir que se distribuya de manera no uniforme debido a que la capa de chapado de aluminio se mantiene en una condición cubierta por la capa de revestimiento superficial Asimismo es de observar que la distribución dispareja del espesor de capa de chapado de aluminio tiende a ocurrir, por ejemplo, en casos tales como cuando el calentamiento se realiza en |un horno que alinea moldes verticalmente o cuando el calentamiento se realiza mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción. Sin embargo, la capa de revestimiento superficial también puede prevenir la distribución dispareja de espesor de capa de chapado de aluminio cuando estos tipos de calentamiento se conducen y, como ¡ tal, permite más eficientemente la uniformidad del espesor de capa de chapado de aluminio que en el revestimiento de , compuesto inorgánico que contiene cuando menos uno de Si, Zr, Ti o P, revestimiento de compuesto orgánico o el revestimiento de compuesto complejo del mismo expuesto en el Documento de Patente 2. Además, puesto que la capa de revestimiento superficial puede impedir distribución dispareja de espesor de capa de chapado de aluminio, la capa de chapado de aluminio se puede formar a espesor mayor.

De esta manera, ofreciendo tales efectos como lubricidad y uniformidad mejoradas del espesor de capa de chapada de aluminio, la capa de revestimiento superficial mejora la capacidad de formación durante el estampado y resistencia a la corrosión después del estampado. Además, el hecho de que el espesor de la capa de chapado de aluminio se puede hacer uniforme permite el calentamiento de la lámina de acero chapado mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción, que permiten el calentamiento a un régimen superior de aumento de temperatura. Como resultado, el tiempo requerido en el paso de calentamiento del método de estampado en caliente se puede acortar para mejorar la productividad del propio método de estampado en caliente .

Además, como se anota anteriormente, la capa de revestimiento superficial es excelente en lubricidad y reduce al mínimo la adherencia al troquel. Aún si la capa de chapado de aluminio se pulverizara, el revestimiento de ZnO sobre la superficie puede impedir que el polvo (polvo de Al-Fe y lo semejante) se pegue al troquel usado en el proceso de estampado de corriente abajo. La productividad por lo tanto se puede mejorar debido a que no hay necesidad de implementar un proceso para remover el polvo de Al-Fe adherido al troquel. Y la capa de revestimiento superficial puede jugar el papel de una capa protectoría para impedir rayones y lo semejante que podrían ocurrir durante el estampado de la lámina de acero y la capa de chapado de aluminio, y la capacidad de formación también se puede, mejorar. Además, la capa de revestimiento superior no daña estos factores de capacidad de uso como capacidad de soldadura de punto, adhesión de revestimiento y lo semejante. Debido a la fijación del revestimiento de tratamiento de conversión química, la resistencia a la corrosión después de la pintura se mejora grandemente y el peso de revestimiento de chapado se puede reducir por debajo de aquel hasta ahora. Como resultado, la productividad se puede mejorar debido al espesor de chapado uniforme y reducir adicionalmente la adherencia con calentamiento rápido. <Procesamiento por el métodó de estampado en caliente> La lámina de acero chapada de esta modalidad se explicó en lo que antecede. Mientras que la lámina de acero chapada así formada se puede procesar' y formar mediante diversos métodos, es particularmente útil en el caso de conducir procesamiento mediante el método de estampado en caliente, por ejemplo. Por lo tanto, una' explicación se hará ahora con respecto al caso en el que la lámina de acero chapada que tiene la constitución anterior se procese mediante el método de estampado en caliente.

En el método de estampado en caliente de conformidad con esta modalidad, la lámina de acero chapada primero se calienta a una temperatura elevada para suavizar la lámina de acero. La lámina de acero chapada suavizada luego se forma mediante estampado, después de lo cual la lámina de acero chapada formada se enfria. De esta manera la lámina de acero es suavizada una vez para permitir que el siguiente estampado se realice fácilmente. Además, la lámina de acero que tiene la composición anterior se endurece mediante el calentamiento y enfriamiento para realizar una resistencia mecánica elevada de alrededor de 1500 MPa o mayor.

Mientras que la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad se calienta en los procesos de estampado en caliente, cualquiera de diversos métodos · de calentamiento se puede adoptar en este momento, incluyendo métodos de calentamiento ordinarios usando un horno eléctrico u horno de tubo radiante, u otros métodos tales como NIR, calentamiento de resistencia, calentamiento de inducción de alta frecuencia o lo semejante. La lámina de acero chapada se puede moldear y calentar usando estos medios de calentamiento, y particularmente en el caso de usar calentamiento de resistencia o calentamiento de alta frecuencia, un problema de espesor de chapado disparejo se suscita debido al efecto de agarre, de modo que especialmente cuando un grado de espesor se desea, el aleado se realiza con anticipación calentando la bobina en un horno de recocido de caja, permitiendo de esta manera la prevención total de falta de uniformidad de espesor de chapado. A medida que el punto de fusión se aumenta a alrededor de 1150°C mediante la aleación, el problema del efecto de agarre sobre metal fundido se elimina. En este caso, la bobina recocida en caja se moldea para suministrarse al estampado en caliente.

Cuando la lámina de acero chapada con aluminio se calienta por encima de su punto de fusión, se funde y simultáneamente cambia a una capa de aleación de Al-Fe, Al-Fe-Si debido a la interdifusión con Fe. El punto de fusión del Al-Fe, la capa de aleación de Al-Fe-Si es elevada y si la aleación se extiende a la superficie, el efecto de agarre ya no actúa. Hay múltiple aleaciones a Al-Fe, Al-Fe-Si que cambian las aleaciones de concentración elevada de Fe durante el calentamiento a alta temperatura o calentamiento prolongado. En la condición de superficie preferida del producto final, la condición es una en la que la aleación ha alcanzado la superficie y en la que la concentración de Fe de la capa de aleación no es elevada. Si no está aleada, permanece Al, solamente esta región se! corroe rápidamente, que es indeseable para resistencia a la corrosión después de la pintura debido a que la vulnerabilidad a ampollado de pintura se hace muy elevada. Si, por el contrario, la concentración de Fe de la aleación se hace demasiado elevada, la resistencia a la corrosión de la propia capa de aleación declina, de modo que la resistencia a la corrosión después de la pintura es marcada por la fácil ocurrencia de ampollado de pintura. Esto es debido a la resistencia de corrosión de la capa de aleación depende de la concentración de Al en la capa de aleación. Una condición de aleado por lo tanto existe que es preferible para la resistencia a la corrosión después del pintado y la condición de aleación se determina por el peso de revestimiento del chapado y la condición de calentamiento.

Particularmente cuando el calentamiento de resistencia o calentamiento de alta frecuencia se usa, el régimen de aumento de temperatura promedio en el calentamiento a alta temperatura de 600°C a una temperatura 10°C inferior que la temperatura de lámina pico se puede ajustar a 50°C a 300°C/seg. Mientras que el régimen promedio de aumento de temperatura mediante el calentamiento afecta la productividad en el estampado de la lámina de acero chapado, el régimen de aumento de temperatura promedio es, por ejemplo, generalmente ajustado a alrededor de 5°C/seg en calentamiento a alta temperatura en el caso de calentamiento atmosférico y alrededor de 10 a 50°C/seg en el caso de calentamiento casi infrarrojo.

La lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad permite la productividad mejorado debido a que, como se explica en lo que antecede, el régimen de aumento de temperatura promedio elevado se puede realizar. Además, el régimen de aumento de temperatura promedio, por ejemplo, afecta la constitución y espesor de la capa de aleación y, como tal, es un factor importante que controla la calidad de la lámina de acero. En el caso de la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad, el régimen de aumento de temperatura se puede elevar a 300°C/ség, de esta manera posibilitando el control de calidad de producto a través de una escala amplia. Como la temperatura pico, generalmente se adopta usualmente una de alrededor de 900 a 950°C en vista del hecho de que el principio de estampado en caliente requiere calentamiento en la región de austenita. Aún cuando la temperatura pico no está particularmente limitada en la presente modalidad, una de 850°C o inferior no es tan deseable ya que se haria imposible obtener dureza de enfriamiento rápido adecuada. Además, la capa de chapado de aluminio necesita cambiar a una capa de aleación de Al-Fe, de modo que 850°C o inferior también es indeseable desde este aspecto. Si la aleación avanzara demasiado lejos a una temperatura que excede 1000°C, la concentración de Fe de la capa de aleación de Al-Fe podría aumentar para ocasionar la degradación de la resistencia a la corrosión después de la pintura. Aún cuando nada en absoluto se puede decir a este respecto debido al régimen de aumento de temperatura y el peso de revestimiento del chapado de aluminio también son factores, el calentamiento a 1100°C o superior es indeseable también desde el punto de vista económico.

Además, con respecto a la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad, es posible, por ejemplo, usar un método de calentamiento mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción como el método de calentamiento para lograr el régimen de aumento de temperatura elevada antes mencionado. Generalmente cuando la lámina de acero chapada con aluminio se calienta a una temperatura elevada, por ejemplo de 800°C o superior, la capa de chapado de aluminio se funde y el calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción pasa corriente eléctrica a través de no solamente la lámina de acero sino también la capa de chapado de aluminio. La corriente que pasa a través de la capa de chapado de aluminio de alta temperatura, fundida puede producir el llamado "efecto de agarre". Como es evidente de la regla de Biot-Savarti, la regla de mano izquierda de Fleming y otras Leyes electromagnéticas, una fuerza de atracción actúa entre conductores que pasan corriente eléctrica en la misma dirección. El fenómeno de las trayectorias de conducción de corriente estando restringidas por esta fuerza se llama el "efecto de agarre". Cuando el conductor que pasa la corriente es un fluido como la capa de chapado de aluminio fundido, la fuerza atractiva restringe el fluido en el sitio de la restricción de trayectoria conductora. Como resultado, el espesor de la capa de chapado de aluminio aumenta en el sitio de restricción y se hace más delgada en otras regiones, perdiendo de esta manera su uniformidad. El uso de calentamiento de resistencia, calentamiento por inducción u otros métodos de calentamiento involucra el pasaje de corriente eléctrica para calentamiento a temperatura elevada de la lámina de acero chapada por lo tanto ha sido difícil desde el punto de vista de mantener la calidad de producto. Sin embargo, en el caso de la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad, la presencia de la capa de revestimiento superficial que contiene Zno hace posible mantener el espesor de la capa de chapado de aluminio uniforme. Por lo tanto, la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad reduce el efecto sobre el espesor de capa de chapado de aluminio atribuible al efecto de agarre y lo semejante, permitiendo ; de esta manera el calentamiento mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción y haciendo posible aumentar el régimen de aumento de temperatura. ¡ Como se explicó en lo que antecede, la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad se calienta a una temperatura elevada de 800°C o : superior mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción y luego formarse mediante estampado usando un troquel o lo semejante.. En este momento, la capa de revestimiento superficial que contiene ZnO, que no se funde, juega el papel de un tampón y la acción de lubricación poseía por el propio ZnO caliente protege la capa de chapado de aluminio y la lámina de acero del troque, impidiendo de esta manera el rayado por el troquel. En reversa, es posible, por ejemplo, prevenir la adherencia de polvo (polvo dé Al y lo semejante) al troquel debido a la ocurrencia de grietas o por la capa de chapado de aluminio pulverizada, permitiendo de esta manera capacidad de formación y productividad mejoradas. <Ejemplo de los efectos de ,1a lámina de acero chapada y método de estampado en caliente> La lámina de acero chapada y método de lámina de acero chapada por estampado en caliente de conformidad con esta modalidad se explicaron en lo que antecede. La lámina de acero chapada de conformidad con esta ¡modalidad tiene una capa de revestimiento superficial que contiene cuando menos un compuesto que tiene una estructura de cristal de wurtzite, específicamente ZnO, mediante lo cual, como se expone arriba, es posible, por ejemplo, realizar lubricidad elevada para hacer el espesor de la capa de chapado de' aluminio uniforme.

Como resultado, la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad se puede usar en el método de estampado en caliente utilizando calentamiento por inducción y calentamiento de resistencia y puede permitir la realización de caliento a un régimen de aumento de temperatura elevada, haciendo posible de esta manera mejorar la productividad y capacidad de formación. Además, la presente modalidad explota las propiedades del compuesto de wurtzite, de modo que las cantidades del dispersante y otros constituyentes para dispersar el aglutinante y ZnO fino determinarse apropiadamente.

Incidentalmente, una razón concebible por qué la capa de revestimiento superficial que cbntiene el compuesto que tiene dicha estructura de cristal de wurtzite, específicamente ZnO, permite lubricidad elevada podría ser, por ejemplo, que el compuesto que tiene la estructura de cristal de wurtzite está compuesto de granos que están más cercanos a esféricos que aquellos de las: otras substancias y tienen resistencia de fricción pequeña con respecto al troquel usado en el proceso de estampado. Además, una razón concebible por la que permite que el espesor de chapado se haga uniforme como se menciona arriba, podría ser, por ejemplo, que el compuesto que tiene la estructura de cristal de wurtzite tiene un punto de fusión superior (alrededor de 1975°C para ZnO, por ejemplo) que los otros compuestos, tal como los compuestos orgánicos, y no se funde aún bajo la temperatura elevada durante el estampado en caliente (alrededor de 800°C o superior) .

En otras palabras, como se expone anteriormente, ka capa de revestimiento superficial de conformidad con esta modalidad es superior en punto de fusión que la capa de chapado de aluminio, y no se funde aún a la temperatura pico por el calentamiento. Por lo tanto, la capa de chapado de aluminio se retiene entre la capa de revestimiento superficial no fundida y la lámina de acero. Como resultado, se piensa que aún si la capa de chapado de aluminio se funde, la distribución dispareja de la capa de chapado de aluminio se impedirá por la resistencia y tensión de la capa de revestimiento superficial. Además, la capa de revestimiento superficial que contiene cuando menos un! compuesto que tiene una estructura de cristal de wurtzite es extremadamente efectivo para uniformidad de espesor de chapado comparado con las capas de revestimiento superficial compuestas de compuestos inorgánicos de elevado punto de fusión con una estructura de cristal distinta a wurtzite. Por lo tanto, además del punto de fusión antes mencionado, concebiblemente pueden existir otros factores, tales como resistencia, tensión y lo semejante, que son peculiares a la estructura de cristal de wurtzite y permitir la uniformidad del espesor de chapado .

Se debe observar' que las razones y factores mencionados aquí se supone que son solamente algunas de las causas para manifestación de los resultados e, innecesario decir, la presente invención no está limitada por las mismas y la existencia de otros factores es concebible.

No es evidente en este punto por qué ZnO permite la adherencia de la película de tratamiento de conversión química, pero se supone que puesto que la reacción de tratamiento de conversión química progresa con una reacción de ataque con ácido hacia el substrato que actúa como un percutor, la reacción con la superficie ,de Al-Fe en realidad no ocurre debido a que la superficie es ;muy inerte al ácido. Impartiendo el revestimiento que contiene ZnO y calentándolo a 800°C o superior, la constitución del revestimiento de óxido cambia, es decir, el óxido de Al se convierte en óxido de Al-Fe, y esto se cree que cambia la reactividad con ácido de superficie.

Además, la capa de revestimiento superficial exhibe su efecto de prevenir la no uniformidad de espesor de capa de chapado de aluminio fundido no solamente durante el calentamiento antes mencionado por calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción sino que también opera, por ejemplo, cuando la lámina de acero chapada se calienta, procesa o lo semejante en una condición inclinada el un horno. En otras palabras, ordinariamente cuando una lámina de acero chapada se calienta mientras que está parada a una inclinación, la capa de chapado de aluminio fundido corre hacia abajo bajo la fuerza de gravedad y lo semejante puede ocasionar distribución dispareja, pero esta distribución dispareja se puede prevenir por la lámina de acero chapada de conformidad con esta modalidad. <Ejemplo 1> La presente invención se explicará además con mayor detalle mediante ejemplos. Una lámina de acero laminada en frío de la composición mostrada en el Cuadro 1 (1.4 mm de espesor) se chapó con Al mediante el método de Sendzimir. La temperatura de recocido en este momento fue alrededor de 800°C, y el baño de chapado de Al contenia Si: 9% y adicionalmente contenia Fe eluido de la tira de acero. El peso de revestimiento después del chapado se ajustó a Io60 g/m2 en ambos lados mediante el método de frotación de gas, y después de enfriar, una solución mostrada en el Cuadro 2 se aplicó con un revestidor de rodillo y sé horneó a alrededor de 80°C. Las soluciones químicas mostrádas en el Cuadro 2 usaron suspensión de nanotek de C.I. Kasei Co., Ltd. El tamaño de grano de los compuestos en las soluciones fue aproximadamente 70 nm.

Se debe observar que aún cuando el contenido de metal difiere entre los compuestos en el Cuadro 2, los contenidos de materia no volátil en las soluciones químicas son los mismos y las cantidades de las soluciones aplicadas se hicieron substancialmente las mismas. La razón para los contenidos diferentes es que la relación del peso molecular de compuesto del contenido de metal es diferente para cada compuesto. Las características de los especímenes de prueba preparados de esta manera se evaluaron mediante los siguientes métodos.

Lubricidad en caliente La lubricidad en caliente se evaluó usando el aparato mostrado en la Figura 1. Una lámina de acero de 150 x 200 mm se calentó a 900°C, esferas de acero luego se prensaron sobre la misma desde arriba a 700°C, la carga de prensado y la carga de estirado se midieron, y el coeficiente de fricción dinámica se definió como carga de estirado/carga de presión.

Uniformidad de espesor de película de chapado de Al Se usaron dos métodos. (Condición 1) piezas de prueba de 70 x 150 mm se colocaron en un horno con sus lados de 70 mm alineados vertxcalmente como se muestra en la Figura 2 y se calentaron a 900°C. La diferencia de espesor de los lados inferiores de lámina entre antes y después de calentamiento se midió. i (Condición 2) En el otro método, una pieza de prueba de 80 x 400 mm se sujetó por electrodos en sus extremos longitudinales opuestos y se calentó por resistencia, después de lo cual la diferencia de espesor en el medio entre antes y después del calentamiento se midió.

Capacidad de soldadura por puntos Una pieza de prueba se colocó en un horno, se calentó durante 6 min en el horno a 900°C, y después de remoción se sujetó inmediatamente por un troquel de acero inoxidable y se enfrió rápidamente. El régimen de enfriamiento en este momento fue alrededor de 150°C/seg. A continuación se cortó a 30 x 50 mm y la escala de corriente de soldadura por puntos apropiada (corriente de limite superior - corriente de limite inferior) se midió. Las condiciones de medición se exponen abajo. La corriente de limite inferior se definió como el valor de corriente cuando el diámetro de pastilla se hizo t (4.4 mm) y el limite superior se definió como la corriente de producción de salpicadura.

Electrodo: cromo-cobre, DR ( 6 mm f punta de 40 R) Presión aplicada: 400 kgf Tiempo de soldadura: 12 ciclos (60 Hz) Resistencia a la corrosión después de pintado Una pieza de prueba se colocó en un horno, se calentó durante 6 min en el horno a 900°C, y después de la remoción se sujetó inmediatamente por un troquel de acero I inoxidable y se enfrió rápidamente. El régimen de enfriamiento en este momento fue alrededor de 150°C/seg. A continuación de cortó a 70 x 150 mm., se sometió a I tratamiento de conversión química usando una solución de tratamiento de conversión química usando una solución de tratamiento de conversión química (PB-SX35T) de Nihon Parkerizing Co., Ltd., se pintó con un revestimiento de electrodeposición (Powernics 110) de Nippon Paint Co., Ltd., a una meta de 20 um, y se horneó a 170°C: La evaluación de resistencia a ¡la corrosión después de pintado se hizo mediante el método préscrito por JASO M609 establecido por la Sociedad de ingenieros Automotrices de Japón. Se usó una cortadora para hacer un corte en la película de pintura, y la anchura (valor máximo en un lado) de la ampolla de película de pintura del corte después de 180 ciclos (60 días) de prueba de corrosión se midió.

Cuadro 1. Composición de acero de espécimen de prueba (% en masa) Cuadro 2. Soluciones de tratamiento de revestimiento Símbolo A B C D E F Compuesto A1203 ZnO Ti02 Si02 Sn02 CoO Peso de 2 g/m* 3 g/m* 2 g/mz 2 g/m* 3 g/m2 3 g/mz revestimiento (*1=) EstrucCorundo urtzite Rutilo Amorfo Rutilo NaCl tura de cristal *1- Todo lo expresado por contenido de metal (Al por AI2O3, Zn por ZnO) Contenidos de materia no volátil todo 15% en masa Cuadro 3. Resultados de evaluación para materiales individuales Los resultados de evaluación se resumen en el Cuadro 3. La lubricidad en caliente se indica como coeficiente de fricción dinámica, la uniformidad de espesor de capa de chapado como diferencia en espesor de lámina entre antes y después del calentamiento, la capacidad de soldadura por puntos como escala de corriente apropiada, y la resistencia a la corrosión después del pintado como valor de anchura de ampolla. Los valores en el caso de no tratamiento se muestran en la columna más a la derecha. Se puede ver que la formación de un revestimiento que contiene el compuesto de wurtzite ZnO de lubricidad en caliente mejorada, uniformidad de espesor de chapado y resistencia a la corrosión después de la pintura, mientras que la capacidad de soldadura de punto fue alrededor de la misma. Los compuestos que tienen otras estructuras de cristal no exhibieron efecto de mejora marcado para cualquiera de las características.

Una prueba de estampado en caliente real se condujo para verificar el efecto de lubricidad en caliente de ZnO. Cuando una pieza de prueba revestida con ZnO a 3 g/m2 y una pieza de prueba no revestida con ZnO se formaron hacia la configuración de vigas de impacto de puerta, la pieza de prueba a la que no se proporcionó un revestimiento de ZnO experimentó agrietamiento mientras que la pieza de prueba revestida con ZnO no experimentó agrietamiento, confirmando de esta manera el efecto de mejora de lubricidad. El estado del agrietamiento en este momento se muestra en la Figura 4.

A continuación, a fin de asegurar la cantidad requerida de revestimiento de ZnO, la lubricidad en caliente se evaluó a pesos de revestimiento variados. Las soluciones químicas fueron aquellas arriba expuestas. Los resultados se muestran en la Figura 3. La lubricidad en caliente mejorada en la región de contenido de Zn de aproximadamente 0.5 g/m2 hacia arriba, más preferentemente 1 g/m2 hacia arriba.

Por otra parte, la medición también se hizo con respecto al peso de revestimiento de película de tratamiento de conversión química. Los resultados se muestran en la Figura 5. El peso de revestimiento P aumentó con peso de revestimiento de Zn aumentando. El peso de revestimiento de P tendió a saturarse de Zn de 3 g/m2 hacia arriba. La resistencia a la corrosión después de la pintura en este momento también se evaluó, y se encontró que la resistencia a la corrosión después de pintado mejoró substancialmente en proporción al peso de revestimiento de película de tratamiento de conversión química.

De este hecho, se considera que la capacidad de tratamiento de conversión química de la lámina de acero chapada con aluminio probablemente se mejoró por la aplicación del revestimiento de ZnO. Aún cuando los detalles del mecanismo son desconocidos, se piensa que alguna clase de reacción posiblemente ocurre entre el ZnO y Al en el chapado bajo el ambiente de temperatura elevada del estampado en caliente, formando de esta manera un revestimiento de complejo basado en Al-Zn que inhibe la generación de un revestimiento de A1203.

Adicionalmente, a fin de asegurar el efecto de la estructura de cristal compuesto, las pruebas también se llevaron a cabo con respecto a otros compuestos de wurtzite. Una pequeña cantidad de resina de urétano se mezcló con polvos finos de A1N y Estaño (tamaño de grano de alrededor de 0.2 um) y se mezclaron completamente para preparar soluciones de revestimiento. Las soluciones de revestimiento obtenidas se aplicaron sobre láminas de acero chapadas con aluminio cada una a una meta de 2 g/M2 en términos de Al y Ti, y se hornearon a 80°C. Después de evaluación,; las lubricidades en caliente de los especímenes se encontraron que son 0.65 y 0.68,1 respectivamente. De una comparación con los ejemplos usando A1203 y Ti02 en el Cuadro 3, sé considera que los compuestos de estructura de cristal de wurtzite son superiores. i <Ejemplo 2> A una suspensión de partículas finas de ZnO (suspensión nanotek de C.I. Kasei Co., Ltd.) se añadió resina acrílica soluble en agua a una relación en peso de 5 a 20% con relación a Zn y agente de acoplamiénto de silano a una relación en peso de 10 a 20%, después de lo cual la solución obtenida se aplicó y evaluó de la misma manera como se expone en lo que antecede. Además, la prueba de recubrimiento se condujo para evaluar la propiedad de desprendimiento del revestimiento. Las condiciones en este momento se cargaron de 1500 g y número de repeticiones 10, los pesos de revestimiento se midieron antes y después de la prueba, y la relación de la cantidad exfoliada a la cantidad inicial se calculó. Los resultados de la evaluación en este momento se resumen en el Cuadro 4.

Cuadro 4. Resultados de evaluación para materiales individuales (*) Aglutinante A: resina acrilica (ácido poliacrilico) B: Agente de acoplamiento de silano (25% de Si calculado como S1O2, Shin-Etsu Silicone.

Cuando el componente de aglutinante estuvo ausente, el revestimiento se desprendió cuando se frotó fuertemente. Sin embargo, el desprendimiento cesó una vez que una historia de calor equivalente al estampado por calor se impartió. Aún cuando no se sabe si el desprendimiento de este grado seria un problema en aplicación práctica, ¡desde luego ningún desprendimiento es preferible. La adición de un componente aglutinante inhibió el desprendimiento y mejoró adicionalmente la lubricidad en caliente. Y se determinó que otras características no se afectaron.

Aún cuando los modos preferidos para llevar a cabo la presente invención se explicaron con detalle con referencia a los dibujos anexos en lo que antecede, va sin decir que la presente invención no está limitada a estos ejemplos. Además, mientras que se hizo explicación tomando lámina de acero como un ejemplo, va sin decir que la aplicación es posible a materiales de acero diferentemente configurados. Una persona que tenga conocimiento ordinario en el campo de tecnología al que pertenece la presente invención evidentemente será capaz de concebir varios cambios y modificaciones dentro del alcance de la idea técnica expuesta en las reivindicaciones, y se entiende que todas estas naturalmente quedan dentro del alcance técnico de la presente invención. <Ejemplo 3> A fin de determinar el efecto de tamaño de grano de ZnO, soles de ZnO comerciales disponibles de varios tamaños de grano se usaron, con 5% de aglutinante A del segundo ejemplo añadido a los mismos. La solución se mezcló completamente y luego se dejó reposar a 40°C durante 24 horas, y si ocurrió sedimentación de ¡ZnO o no se juzgó visualmente. Los criterios de juicio fueron como sigue.

Cuadro 5. resultados de evaluación de propiedad de sedimentación de ZnO 0: Ninguna sedimentación. ?: Sedimentación ligera. x: Sedimentación La sedimentación de ZnO se observó cuando el tamaño de grano de ZnO fue grande. (Algo de sedimentación se observó aún a un tamaño de grano de ZnO de 0.5 uto.) Un polvo de 0.01 um de tamaño de grano también se ^robó, pero ocurrió aglomeración secundaria en el sol, de modo que el tamaño de grano en el sol se hizo alrededor de 0.5 um. Por lo tanto fue imposible obtener una solución cuyo tamaño de grano en el sol fuera 0.05 um o menor.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL En el estampado en caliente de lámina de acero chapada con aluminio, la presente invención permite el procesamiento mientras que asegura buena lubricidad y uniformidad de chapado, permitiendo de esta manera estampado más complejo que en el pasado. Además, se puede ahorrar trabajo en el mantenimiento y reparación del estampado en caliente, y la productividad también se mejora. Puesto que la capacidad de tratamiento de conversión química del producto procesado después del estampado en caliente es buena, la mejora en acabado de pintura y resistencia a la corrosión del producto final también se observan. Debido a estos hechos, se cree que la presente invención expandirá la gama de aplicación de estampado en caliente a acero chapado con aluminio y mejorará la capacidad de aplicación de aceros chapados con aluminio a los automóviles y equipo industrial que son las aplicaciones finales.

EXPLICACIÓN DE LOS SÍMBOLOS 10 Horno 11 Calentador de elemento 21 Carga 22 Esfera de acero 31 Unidad de impulsión de cuerpo de horno 32 Camino de bola 33 Celda de carga TP Pieza de prueba

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. - Una lámina de acero chapada con aluminio para estampado en caliente, caracterizada en que comprende una capa de chapado de aluminio formada en un lado o ambos lados de una lámina de acero, y una capa de revestimiento superficial tendida sobre las capas de chapado de aluminio y que contiene cuando menos un compuesto que tiene estructura de cristal de wurtzite.

2. - La lámina de acero chapada con aluminio para estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada en que la capa de chapado de aluminio contiene 3 a 15% en masa de Si.

3. - La lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada en que el compuesto que tiene estructura de cristal de wurtzite es ZnO.

4. - La lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada en que el contenido de ZnO en la capa de revestimiento superficial en un lado de la lámina de acero es 0.5 á 7 g/m2 como Zn, el tamaño de grano del ZnO es 50 a 300 nm, y la capa de revestimiento superficial contiene además de ZnO un componente de resina y/o un agente a coplamiento de silano en una relación en peso con relación a ZnO de 5 a 30%.

5. - La lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada en que el contenido de ZnO en la capa de revestimiento superficial en un lado de la lámina de acero es 0.5 a 7 g/m2 como Zn, el tamaño de grano del ZnO es 50 a 300 nm, la capa de revestimiento superficial contiene además de ZnO un componente de resina y/o un agente de acoplamiento de silano a una relación en peso relativa a ZnO de 5 a 30%, y la lámina de acero tiene agujeros en la capa de revestimiento superficial debido al calentamiento de la lámina de acero a de 850°C a 1100°C.

6. - Un método para estampado en caliente de lámina de acero chapada con aluminio, caracterizado en calentar lámina de acero chapada con aluminio cubierta que comprende una capa de chapado de aluminio formada en un lado o ambos lados de la lámina de acero, y una capa de revestimiento superficial que contiene ZnO tendido sobre las capas de chapado de aluminio, y formar la lámina de acero chapada con aluminio calentada mediante estampado.

7. - Un método para estampar en caliente lámina de acero chapada con aluminio, caracterizado en recocer en caja lámina de acero chapada con aluminio enrollada que comprende una capa de chapado de aluminio formada en uno o ambos lados de la lámina de acero, y una capa de revestimiento superficial que contiene ZnO tendido sobre las capas de chapado de aluminio, a continuación cubrir y calentarlas, y estampar y formar la lámina de acero chapada con aluminio calentada.

8. - El método para estampar en caliente lámina de acero chapada con aluminio de conformidad con la reivindicación 6 o 7, caracterizado en que el régimen de aumento de temperatura promedio de calentamiento mediante calentamiento de resistencia o calentamiento por inducción durante el calentamiento antes del estampado es 50°C a 300°C/seg de una temperatura de lámina de acero chapada de 600°C a una temperatura 10°C inferior que la temperatura pico de lámina . RESUMEN DE LA INVENCIÓN En una lámina de acero chapada que tiene una capa de chapado de aluminio que comprende cuando menos Al formada en un lado o ambos lados de la lámina de acero, se proporciona una lámina de acero chapada que, debido a la presencia de una capa de revestimiento superficial que contiene un compuesto que tiene estructura de cristal de wurtzite sobre la capa de chapado de aluminio, tiene excelente lubricidad, previene que el espesor de chapado se haga disparejo durante el calentamiento, y puede mejorar la capacidad de formación y productividad en estampado en caliente, y un método para estampar el caliente la lámina de acero chapada.