[发明专利]在热处理后具有非常高强度的涂覆的钢零件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧或冷轧涂覆的钢零件的制造，该零件具有高的机械强度和良好的抗腐蚀性能。

背景技术

对于某些应用来说，需要制造组合兼有高的机械强度、大的抗冲击性能和良好的抗腐蚀性能的钢零件。这种组合在汽车工业中尤其需要，在汽车工业中，其目的是为了制造明显更轻的车辆。这尤其可以通过采用具有非常高机械性能的钢来实现：汽车的防侵入、结构或安全零件(防撞击横梁、门或中心柱加强件、轮辐)需要例如在上面所述的性能。

专利FR2807447公开了一种制造方法，其中提供了具有金属预涂层的基础钢板，该钢具有约500MPa的断裂强度；进行冷成形操作，比如冷冲压或冷压型；然后进行热处理以便随后在形状与零件几何形状相配的工具中进行淬火。在此热处理的加热阶段，通过初始预涂层与基础钢的合金化在零件的表面形成金属间涂层。由此则例如可获得机械强度大于1500MPa的抗腐蚀零件。

该基础钢板可以通过热浸涂工艺用铝或铝合金预涂。然而，在某些情况下，会遇到该工艺中在实施中的限制。在热处理前对零件进行冷成形操作的过程中，某些区域可能会遭受更严重的变形，基体和预涂层之间的界面可能会受到局部脱落形式的损害。在此情况下，随后的热处理可能导致在合金界面层附近形成鳞片。这种鳞片的存在对基础钢和含铝预涂层之间的满意合金化是有害的。

而且，在铝化零件冷成形后，它们可能被切割、冲孔或廓形加工，目的在于在随后的合金化热处理之前去除过量的材料。热浸涂铝基预涂层的存在可能促进切割工具的磨损。

而且，热浸铝化钢板的预涂层相对于标准厚度在厚度上可以变化。在合金化热处理期间的加热进行得非常快，典型地为几分钟，这样，如果有过量的厚度则有该涂层的不完全合金化。由于在铝的情况下常规预涂层的熔点为660℃或者在10％硅/铝合金的情况下为580℃，因此在零件达到奥氏体化温度之前，在涂层的较厚一侧就会有过早的熔化。由于热处理一般地在零件随辊移动的炉内进行，后者的表面会被源自预涂层部分熔化的层污染，这损害了炉的恰当操作。而且，在随后的电泳操作期间，预涂层的不完全合金化是有害的。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题。特别是，本发明的目的是提供一种制造用铝或铝合金预涂的热轧或冷轧钢零件的方法，其允许在合金化处理之前相当大的在先冷变形，而不会因此带来任何与合金化处理有关的后续风险。本发明的目的在于在合金化热处理之前的机械加工期间降低工具的磨损。本发明的目的还在于在热处理后获得铝或铝合金预涂层的完全合金化。

为此，本发明的主题是由热轧或冷轧钢带制造具有非常高机械性能的零件的方法，包括以下的相继步骤：

-用铝或铝合金预涂覆钢带。这种预涂覆可以通过依以下方式的单独或组合采用的一个或多个步骤来进行：

-通过一个或多个铝或铝合金电沉积步骤的预涂覆；

-通过一个或多个铝或铝合金气相化学沉积步骤的预涂覆；

-通过一个或多个铝或铝合金气相物理沉积步骤的预涂覆；-通过一个或多个钢带与铝或铝合金箔间共轧(colaminage)步骤的预涂覆；

-由于采用了这些预涂覆方式，钢带与预涂层之间的界面没有金属间相；

-将涂覆的钢带冷变形；

-为了所述零件的最终几何形状而任选地去除多余的钢板；

-加热该零件，例如在炉中，以便由钢-涂层界面开始在该零件的表面形成金属间化合物，并奥氏体化该钢。在此热处理的加热阶段，通过初始预涂层与基础钢的合金化，在该零件的表面形成金属间涂层，这种合金化可以在涂层的整个厚度中进行；和

-在加热后，将该零件转移至工具中(outillage)。加热阶段和零件与该工具接触之间的转移时间足够短以便在这个时间周期中没有发生奥氏体的转变。该工具的几何形状和设计依被处理的零件和淬火的激烈程度而调整。特别地，这些工具可以被冷却，尤其是通过流体的循环来冷却，以提高操作的生产率和/或增加淬火的强度。夹紧力可以确保零件与工具之间的紧密接触，因此可通过传导有效冷却并得到最小变形。零件在工具中冷却的速率要使得该钢在冷却后具有马氏体或贝氏体结构或马氏体-贝氏体结构。

在一个特别的实施方式中，冷变形的广义变形程度(le taux de ladéformation généralisée)为大于20％，并且在该零件的至少一点上如此。

本发明的另一目的在于按照上述方法制造的由钢带获得的具有非常高机械性能的零件用于制造陆上机动车辆用的结构或安全零件的用途。

附图说明