[发明专利]一种马氏体时效钢板材冲压成型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板材冷冲压成型方法，特别是涉及一种马氏体时效钢板材冲压成型的方法，尤其是涉及一种18％Ni马氏体时效钢板材冷冲压成型技术，属于金属热处理技术领域。

背景技术

马氏体时效钢是一种固溶+时效硬化的超高强度钢，其固溶态、时效态的延伸率值均不高，加工硬化指数的值又低下，导致冷冲压减薄率高、冲成率不高的局面。例如。18％Ni(250KSi级)马氏体时效钢作球形高压容器时，采用固溶退火态进行冷冲压成型存在着减薄率高达30％且冲成率极低的缺陷。公开号为CN101289700的中国发明专利申请给出了一种《高强度马氏体基体热、温冲压零件制备方法》，工艺为：将钢板先加热到Ac3-50℃～Ac3+300℃的温度，保温时间1-3分钟/毫米，保证钢获得奥氏体组织或少量铁素体+奥氏体组织，随后进行冷却，冷却速度在20-200℃/s冷却至室温，使奥氏体组织转变成为马氏体组织。将上述处理的钢板加热到550℃～Ac1+50℃，保温时间1-6分钟/毫米。最终获得以铁素体和马氏体的复相组织或马氏体为主的组织结构。该发明虽适用于车用桥壳和大梁等冲压件，但却无法适用18％Ni(250KSi级)马氏体时效钢作球形高压容器的工艺中。因此，选择适当的金属热处理工艺，使材料增加了延伸率，提高其加工硬化指数的值和材料σ_b/σ_s的比值，改善了韧性，使得冲压减薄率大大降低，冲成率大幅度地增加，而且各项性能均符合技术指标，是当前亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对18％Ni(250KSi级)马氏体时效钢固溶退火态进行板材的冷冲压成型的技术不足，提供一种马氏体时效钢板材冲压成型的方法。本发明给出的这种采用过时效热处理然后进行冷冲压成型的工艺，采用过时效热处理方法，可使冷冲压成型减薄率减少到15％，而且冲成率高达90％，能满足冷冲压工艺的需要。

本发明给出的技术方案是：这种马氏体时效钢板材冲压成型的方法，其特点是：首先将固溶退火态的板材，在Ar气保护气氛中加温到650℃±5℃；再保温至少2hr；然后冷却至100℃以下，最后将经上述处理过的板材进行冷冲压成型。

上述技术方案中所提及的“固溶退火态”是指在810℃±10℃下保温0.5-1hr并经酸洗交货态的冶金产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用过时效热处理然后进行冷冲压成型的工艺，可使冷冲压成型减薄率减少到15％，而且冲成率高达90％，能满足18％Ni(250KSi级)马氏体时效钢固溶退火态进行板材的冷冲压成型工艺的需要。

附图说明

图1为过时效温度对18％Ni钢性能的影响；

图2为冷冲压时减薄率的变化。

具体实施方式

如图1～图2所示，18％Ni马氏体时效钢采用过时效热处理可使机械性能、冲压性能得到改善，有利于板材的冲压成型，其研究结果见图1、表1。

表1马氏体时效钢板材的冲压性能

经650℃时效处理后由于存在大量(约50％)奥氏体组织机械性能变化很大，此时σ_b/σ_0.2＝2，延伸率可达20％，有利于冷冲压成型。在冷冲压过程中，奥氏体转变成马氏体产生局部硬化(可感生大约33％的马氏体)，引起应力的均匀分布，从而抑制了冲压件半球体的局部变薄。

板材采用过时效处理后的冲压性能均得到了改善，虽然18％Ni马氏体时效钢在固溶退火态冲压时，压边力和冲压力比过时效状态小，然而由于固溶态下的均匀延伸率只有约2％，再加上硬化指数低，导致局部变薄率高达30％。图2是固溶态与过时效态冲压Φ65m/m半球体的变薄情况图。

采取650℃过时效状态进行冷冲压，控制好压边力，冲压Φ300～340的半球体减薄率小于15％。

具体过时效处理温度选择为650℃±5℃，保温2hr，Ar气下冷却。

实施例1：

材料为18％Ni(250Ksi级)马氏体时效钢，其成分如下：

(质量百分比)