安赛乐米塔尔铝硅涂层热成形钢专利技术分析.pdf

-9-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024中国科技信息 2024 年第 5 期专利分析安赛乐米塔尔（ArcelorMittal，以下简称安米）是全球最优秀的钢铁公司之一，多年来在钢铁行业积累了非常丰富的技术储备，特别是在全球汽车用钢领域如先进高强钢、镀锌和涂镀钢材领域等，安米都是全球的技术领先者，并且这些领先的技术储备通常通过在全球申请大量的专利来保证其市场竞争和垄断地位。然而安米在 2019 年 11 月和 2022 年 5 月通过其在中国的合资公司华菱安赛乐米塔尔汽车板有限公司先后 2 次向国家知识产权局发起了针对同一项中国专利 CN108588612B（以下简称 CN612B）的无效宣告请求，该专利经过 2 次无效宣告依然维持有效。作 为 钢 铁 行 业 巨 头，安 米 为 什 么 会 对 中 国 专 利CN612B 发起专利无效宣告请求呢？这件专利背后涉及什么技术以及安米在这个具体技术领域的专利布局又如何呢？这些都需要对安米的专利进行全盘分析，并且深入解读相关技术背后的重点专利才能更好地理解安米的专利部署和行动措施，并为相关创新企业在后续类似场景提供参考。安米专利概况截至 2023 年 11 月 16 日，安米在全球共申请了 7 890件专利，除去已经失效的，安米还拥有 4 600 多件授权专利和 1 400 多件审查中的专利。如图 1，从 19912006 年，第一阶段的专利申请达到一个小高峰，这段时间的专利主要集中在低合金高强钢以及钢的热处理工艺；第二阶段是从20072018 年，安米在全球的专利申请节奏加快，除了在热成形钢的多个方面如金属材料涂层工艺和层状产品方面布局，相关设备也申请了专利；2019 年后安米的专利申请数量逐年有所下降，这个趋势也跟专利申请公开有 18 个月的滞后期有一定关系。安米在其他国家的专利布局大多通过 PCT 途径申请。从申请趋势看，2006 年是个关键时间点，从这一年后安米开始加大在海外的专利布局；此后 PCT 申请保持较高的增长速度，与全球专利申请增长趋势保持一致，截至目前共提交了 1 000 件 PCT 申请。安米在全球的专利布局区域主要分布在美国、欧洲、中国、加拿大、巴西、南非、印度和韩国等多个国家，这也非常契合安米在全球汽车钢领域的市场分布和市场占有率。据悉，全球约 1/5 的汽车用钢来自安米，且安米的汽车用钢生产基地跨越四大洲的 20 多个国家和地区，因此安米在汽车钢用的主要市场和生产基地都有申请大行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度安赛乐米塔尔铝硅涂层热成形钢专利技术分析曾青华曾青华智慧芽信息科技（苏州）有限公司曾青华（1982），女，湖北咸宁，硕士，主要从事知识产权分析和研究工作。中国科技信息 2024 年第 5 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024-10-专利分析量专利。此外，安米的海外专利布局也充分配合安米在重点市场的拓展。安米在商业上经常通过联合与合资等多种方式进行战略整合来建立当地的制造基地，如 2015 年，安米就和湖南钢铁集团成立了华菱安赛乐米塔尔汽车板有限公司（VAMA），在中国范围内提供全系列汽车用钢产品，因此安米从 2014 年开始在中国申请了大量的专利且申请趋势持续增长，截至 2023 年 11 月 16 日共申请了 600 多件专利以保证其在中国市场的运行。安米的核心专利布局在安米的业务体系中，汽车用钢业务由于钢性能突出，一直是安米非常重要的业务组成。据悉，安米公司每年将研发资金的 25%用于汽车钢材研发，产品主要包括热轧板及其涂镀层系列，冷轧板及其涂镀层，以及新型先进高强钢等，且相关产品背后的技术如全冶金系列、涂镀及表面处理，在外部件镀锌钢和热冲压镀层钢技术等方面技术领先。因此安米专利保护主要集中在金属材料的涂层工艺以及形成的涂层产品、金属轧制过程、热处理设备、焊接设备以及各类钢制产品的成分等。其中铝硅涂层热成形钢是安米非常重要的一项专利技术，该技术可以通过铝硅涂层来避免热成形过程中的表面氧化，让钢板的热冲压和冷冲压一样简单高效，并且能获得高强度特性钢，与普通高强钢相比重量还减轻了 50%，可以广泛用于汽车的轻量化。因此安米围绕该技术在全球做了大量布局，并且也依托于专利布局在热成形钢市场获得了长期的市场垄断。围绕铝硅涂层热成形钢的组成成分及生产工艺，安米的前身索拉克钢铁公司（Sollac）于 1998 年 7 月 9 日在法 国 申 请 了 名 为“Coated hot-and cold-rolled steel sheet comprising a very high resistance after thermal treatment”（热处理后有高耐蚀性冷轧或热轧钢板）的专利 FR2780984B1（以下简称第 FR984 号），并于2001 年 6 月 22 日获得授权。围绕该技术，Sollac 在 1999年 7 月 9 日（专利优先权期限内）向美国、日本和欧洲多个有钢铁市场潜力的国家都递交了专利申请并形成了专利家族，其中第 USR44153 号专利是 US6296805 的再授权版本，目前该专利家族的同族专利均已失效。由于 1999 年申请的专利在 2019 年会因为专利期限届满而失效，且 1999 年的专利布局没有考虑中国，导致作为汽车产销巨大的中国市场并不在专利保护范围内，因此安米在 2006 年 10 月 30 日通过 PCT 途径继续在美国、加拿大、日本、韩国以及欧洲多个国家或地区申请了一组名称为“涂覆的钢带材、其制备方法、其使用方法、由其制备的冲压坯料、由其制备的冲压产品和含有这样的冲压产品的制品”的专利同族。其中中国地区的同族专利为CN101583486B（以下简称第 CN486 号），于 2014 年 8 月 27 日获得授权，目前该专利同族中的大部分专利都处于有效期内，预估到2026 年失效。相比 1999 年申请的专利，2006 年申请的专利在工艺描述上更详细，并通过 2 项独立权利要求分别保护了涂层工艺、涂层结构和涂层厚度，如第 CN486 号专利的独立权利要求如下。（1）制备热冲压涂覆钢片材产品的方法，包括：（a）在预热到一定温度的炉中加热铝或铝合金预涂覆的钢片材并持续一定的时间，如果所述片材的厚度大于或等于 0.7mm 且小于或等于 1.5mm，则所述温度和时间限定在图形 ABCD 内，该图形 ABCD 具有由 A（3min，930）、B（6min，930）、C（13min，880）、D（4.5min，880）所限定的时间和温度坐标，如果所述片材的厚度大于 1.5mm 且小于或等于 3mm，则所述温度和时间限定在图形 EFGH 内，该图形 EFGH 具有由 E（4min，940）、F（8min，940）、G（13min，900）、H（6.5min，900）所限定的时间和温度坐标，在 20700间的加热速率 Vc 为 412/s，以获得加热的坯料；（b）将所述加热的坯料转移到模具中；（c）在所述模具中冲压所述加热的坯料，从而获得热冲压的钢片材产品，并且：其中在所述加热的坯料离开所述炉和所述冲压开始之间的经历时间不多于 10 秒；其中所述加热的坯料在所述冲压期间的变形量高于10，且在离开所述炉与降至 400之间以至少 50/s 的平均速率进行冷却。（2）通过权利要求 1 的方法制备的涂覆钢冲压产品，包含：（a）具有第一侧面和第二侧面的基础钢带材；（b）在所述基础钢带材的所述第一侧面和所述基础钢带材的所述第二侧面的至少之一上的涂层，其中：（i）所述涂层由所述基础钢与铝或铝合金预涂层之间的相互扩散产生；（ii）由基础钢向外，所述涂层包含：-相互扩散层，该相互扩散层具有以重量计的以下组成：86%95 Fe、4%10 Al 和 05 Si；-中 间 层，该 中 间 层 具 有 以 重 量 计 的 以 下 组 成：39%47 Fe、53%61 Al 和 02 Si；-金属间化合物层，该金属间化合物层具有以重量计的以下组成：62%67 Fe、30%34 Al 和 2%6 Si；-表 面 层，该 表 面 层 具 有 以 重 量 计 的 以 下 组 成：图 1 安米专利申请趋势-11-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024中国科技信息 2024 年第 5 期专利分析39%47 Fe、53%61 Al 和 02 Si；其中所述涂层具有大于 30m 的厚度，且其中所述相互扩散层具有小于 15m 的厚度；其中所述金属间化合物层和所述表面层因占相应于所考虑的所述层的至少 90水平而是准连续的，其中在产品最外表面存在少于 10的所述金属间化合物层。从以上 2 个独立权利要求的保护范围来看，安米把铝硅涂层的热成形工艺和形成的涂层产品都做了具化的规定，其中独立权利要求 1 规定了钢材加工工艺条件：钢材厚度为 0.71.5mm，ABCD 所限定时间和温度；钢材厚度为1.53mm，EFGH 所限定时间和温度。独立权利要求 2 规定了涂层产品每一层的组成以及厚度：相互扩散层（一般成分是由-Fe 内层和 Fe2SiAl7的过渡层共同构成）的厚度小于 15m，整体涂层（从外到内由 Fe2Al5/FeAl/Fe2Al5/Fe2SiAl7/-Fe 构成）的厚度大于 30m；这些技术参数相应地比较容易体现在产品上，所以安米在市场上发现侵权产品获取侵权证据。安米的专利运用策略由于铝硅涂层热成形钢的性能优势，被加工成汽车零部件广泛应用在汽车上，加上安米在欧洲、北美、韩国等发达国家和地区都有相应的专利保护，其铝硅涂层热成形钢的技术通过专利的加持和运用，在上述主要汽车市场所在的国家和地区为安米带来巨大的商业价值。除了充分运用专利许可和诉讼的方式之外，安米对潜在竞争对手的专利，则积极采取专利无效等手段维护自身的利益。（1）专利许可。由于专利在各国家和地区都有布局，覆盖了汽车零部件的生产和销售区域，安米通过专利许可或自己生产产品供给相应的钢铁公司来获得巨大的收益。比如在欧洲授权给蒂森克虏伯，在北美授权给 AK 钢铁公司和自己生产直接售卖，在韩国授权给现代制铁，在中国成立合资公司华菱安赛乐米塔尔汽车板有限公司并且由合资公司独家供货等。（2）专利诉讼。由于安米的专利易于在产品上体现，所以针对未经许可而进行生产制造销售其专利产品的公司时，安米会提起专利诉讼来维权。比如，安米 2019 年 1 月31 日在湖南省长沙市中级人民法院立案起诉屹丰向上汽大众提供了非授权的热成形钢部件，构成侵权。又比如，安米联合华菱安赛乐米塔尔汽车板有限公司于 2020 年 9 月 17 日在广东知识产权法院对东莞市豪斯特热冲压技术有限公司也发起了专利侵权诉讼，不过该诉讼案最终以安米的撤诉而结案，因此这场诉讼更像是安米为了专利许可目的而发起的“邀请函”。（3）专利无效宣告。为继续保持核心专利的市场垄断优势，安米公司对中国公司育材堂的 CN612B 连续发起2 起无效宣告请求，其根本原因是育材堂 CN612B 专利背后的 Al-Si 涂层技术突破了安米的技术壁垒，其优化加热工艺和方法完全落在安米的专利保护的加工工艺范围之外；并且通过该工艺得到的镀层厚度也更薄，小于安米专利中的 30微米厚度，从而也避开了安米在涂层厚度的保护范围。不仅如此，育材堂优化后的技术还能减少基材与镀层间的合金化，降低高碳马氏体层厚度，从而改善了 Al-Si 镀层板的韧性，大幅提升铝硅涂层钢产品的弯曲断裂应变，降低延迟开裂风险。据报道，育材堂已经就该技术和国内外主要钢厂达成了合作，因此，可预见地，一旦该技术产业化，将会取代安米现有铝硅涂层钢产品的市场或者与安米形成强有力的竞争关系。进一步分析育材堂的专利申请会发现，育材堂在技术创新之初就非常注重专利保护和专利质量，CN612B 本身具有 15 个权利要求，分别从涂层厚度、成形构件、热成形工艺以及在汽车上的应用等维度进行保护，并且就该技术在铝硅涂层钢的主要市场欧美日韩等区域都申请了专利；此外围绕该技术的迭代方向如提高钢的韧性/耐腐蚀性、热压设备、冷却设备、冲压及抛光设备以及轴承构件等应用方面也都做了专利布局，形成了一个技术多层次，区域广覆盖的专利组合。面对如此强劲且“有备而来”的市场新入者，安米自然不会坐视不理，因此先后 2 次提起专利无效宣告请求，以期限制潜在的竞争对手入场。在 2 次无效宣告均失败后，从过往安米充分运用专利手段打“组合拳”的视角看，安米可能还会进一步采取其他的救济途径比如行政诉讼等方式继续争取。结语国内企业在参与全球化竞争过程中，一方面可以借鉴安米在全球主要市场及核心技术的专利布局策略；另一方面针对国外龙头企业的核心专利，可以进一步研究核心专利背后的技术机理和保护范围，从技术路径上寻找规避和突破的方向。同时企业自身在持续创新过程中产出的研发成果，也要进行技术的分级分类，针对重要技术突破，要结合公司的战略规划及时进行合理和全方位的保护，形成高质量专利，为市场竞争保驾护航。