[发明专利]化学转化处理性优良的构件的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车的车体结构用高强度构件(High-Strength Steel for auto body structure)的加工方法，特别是涉及加工以质量％计含有超过0.7％的Si的高Si含量高强度钢材而成的构件的化学转化处理性(chemical conversion treat ability)的提高方法。

背景技术

近年来，从保护地球环境(global environment)的观点出发，正在进行谋求汽车车体(automotive body)的轻量化、意图提高汽车的燃料效率(mileage)的努力。并且，这种汽车的燃料效率的提高也逐渐成为法律上需承担的义务。另外，最近也在研究使汽车车体结构用材料为高强度钢材而谋求尺寸降低(gauge down)(板厚减少)产生的轻量化，并且进一步使其为钢管(steel tube)这种封闭截面结构(closed cross section structure)而谋求构件的高刚性化。

对于这种高强度钢材而言，一般为了兼顾高强度和高加工性，大多以含有大约0.7质量％以上的Si作为基本要素而进行设计。但是，含有Si必然伴有使化学转化处理性显著降低的问题。关于大量含有Si的钢材的化学转化处理性降低的机制，迄今为止已在一定程度上得到揭示，认为是如下情况。

如果含有Si，则以Si为主体的氧化物(此外，有Si类氧化物、含Si氧化物、Si氧化物、Si基氧化物等多种表述，这些全都是指相同的氧化物。以下，只要不特别说明，称为以Si为主体的氧化物)在钢材的表层富集。该以Si为主体的氧化物在化学转化处理时，阻碍基于阳极和阴极反应(anode reaction and cathode reaction)的磷酸铁锌结晶(Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O)(iron-zinc phosphate crystal)的形成。因此，在钢材的表面无法形成致密(dense)且细微(fine)的磷酸铁锌结晶。如果对Si含量高的钢材实施化学转化处理，例如，如图1所示，形成粗大且稀疏的、可见未形成磷酸铁锌结晶的部分(iron-zinc phosphate crystal non formed area or iron-zinc phosphate crystal free area)(以下，称为无结晶区域(crystal free area))的磷酸铁锌结晶。与此相对，在Si含量低的一般软钢(mild steel)(JIS-SPCC-grade steel sheet)中，如图2所示，形成非常致密的磷酸铁锌结晶。

对于冷轧钢板(cold rolled steel sheet)而言，如果是冷轧(cold rolling)前的状态，由于对热轧钢板(hot rolled steel sheet)进行酸洗(pickling)，因此以Si为主体的氧化物在一定程度上被除去。但是，冷轧钢板由于在冷轧后实施连续退火(continuous annealing)或分批退火(batch annealing)等退火工序，因此即使在炉内的露点(dew point)非常低的情况下，以Si为主体的氧化物也必然再次在板表层富集。因此，冷轧钢板也多发化学转化处理性降低的情况。另外，在退火工序(annealing process)中，存在炉内环境缓慢变化的情况，而且由于钢中的成分偏差或制造条件的偏差等，在多数情况下以Si为主体的氧化物的形成根据钢板的位置而不均匀。对于以Si为主体的氧化物的形成，存在钢中的成分偏差或制造条件的偏差复杂地相互影响的情况，现状是难以通过这些各个影响因素的管理来控制化学转化处理性。

因此，在以往，对于制造的钢材(钢板)，以机械方法(mechanical process)研磨表面、或以酸洗(pickling)等化学方法(chemical process)溶解表面，进行阻碍化学转化反应的以Si为主体的氧化物本身的除去。例如，在专利文献1中，记载了一种磷酸盐被膜处理性(phosphate coating treatability)优良的高Si含量高张力钢板的制造方法，其在将氧分压(oxygen partial pressure)控制在特定范围内的气氛中进行退火，接着进行骤冷至特定温度范围的冷却，然后，进一步研磨表面再进行酸洗而除去氧化膜(oxide film)。