[发明专利]冲压淬火用钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲压淬火用钢板及其制造方法，采用本发明的钢板所制备的热成型制品，主要用于汽车的防撞件及强度加强件。

背景技术

为了提高汽车的有效燃料利用率、安全性和环境标准，迫使汽车制造业降低汽车自重并同时保证碰撞安全性，因而要求提高零部件强度。使用超高强度钢板是实现汽车轻量化的重要途径。采用超高强度钢板在室温生产汽车件的最大问题是成形的限制及回弹。传统设计中汽车A柱、B柱、加强板及防撞梁等部件，大部分采用高强度钢板的冷冲压工艺制作。高强度钢板强度高，在常温下冲压变形，易开裂、回弹严重，复杂形状零件冲压成形困难。冲压淬火工艺主要是利用金属在高温下，其塑性和延展性迅速增加，屈服强度迅速下降的特点，通过模具使零件成形，同时利用装有水冷却系统的模具使钢板成形同时在模具中淬火以获得马氏体组织。

专利文献CN101275200A公开了“一种热成型马氏体钢”。介绍了一种热成型马氏体钢，主要适用于抗拉强度在1.3～1.7GPa的热冲压成型的薄厚度零件用钢。该钢的主要化学成分组成(重量％)为：C：0.10％～0.33％，Si：0.50％～2.30％，Mn：0.50％～2.00％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Al：0.015％～0.060％，[O]≤0.002％，[N]≤0.002％～0.015％，余为Fe及不可避免的不纯物。另外，还添加B：0.0005％～0.0050％，Ti：0.02％～0.10％，Nb：0.02％～0.10％，V：0.02％～0.15％，RE：0.001％～0.050％中的任一种或任一种以上。抗拉强度可达1.3-1.7GPa，延伸率＞15％，并且氢致延迟断裂敏感性明显降低，从而为汽车轻量化、高安全性能化提供了基础。该发明中存在成分复杂，冶炼控制难度大的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种冲压淬火用钢板及其制造方法。钢板具有良好的淬透性，通过热冲压法制造出1300MPa以上超高强度结构件，用于制造汽车的碰撞部件、支撑部件及加强部件，解决现有技术中所存在的钢板成分较为复杂、冶炼较难控制等问题。

本发明的目的是这样实现的：

1.冲压淬火用钢板

钢板化学成分的质量百分比(Wt％)为：C：0.14％～0.28％，Si：0.40％以下，Mn：0.4％～2.0％，P：≤0.010％，S：≤0.004％，Al：0.016％～0.040％，Cr：0.15％～0.8％，Ti：0.015％～0.12％，B：0.0001％～0.005％，N：≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。该钢种具有较高的淬透性，作为热冲压用钢的基板材料，可进行热轧及冷轧生产。钢板厚度为0.70～4.0mm。

本发明合金元素作用说明如下：

C：0.14％～0.28％

碳主要决定钢的淬硬性，是形成马氏体的元素。中低碳钢中，随碳量增加，钢的CCT曲线右移，增大钢的淬透性，但与锰、铬、硼等元素相比，效果很小。碳含量增加，降低Ac3点，促进奥氏体低温下形成，有利于淬火处理，但C含量低于0.14％时效果不明显，另外，C含量高于0.28％时会导致淬火开裂倾向。

Si：0.40％以下

Si为提高钢板淬透性及强度元素，但过高会影响热冲压件喷涂质量，并增加生产成本。

Mn：0.4％～2.0％

锰是扩大奥氏体区元素，锰量增加，淬透性提高，且在淬火后对稳定强度是非常有效果的元素。Mn含量增加，降低Ac3点，促进奥氏体低温下形成，有利于淬火处理，但Mn含量低于0.4％时效果不明显，另外，Mn含量高于2.0％时会导致淬火开裂倾向。

Cr：0.15％～0.8％

Cr是提高钢淬透性元素，且在淬火后，有利于稳定确保强度的有效元素。不过，Cr含量低于0.15％此效果不明显，另一方面，若Cr含量超过0.8％此效果饱和，只会导致成本的增加。

Ti：0.015％～0.12％

钛在硼钢中主要用于固定氮，以保证硼的淬透效果得以发挥。此外，还具有使淬火处的韧性提高的效果。但是，Ti含量低于0.015％时效果不显著，另外，若Ti含量超过0.12％则达到饱和，会导致成本增长。

B：0.0001％～0.005％

钢中加入硼能显著提高淬透性，淬火后可以保证强度的稳定性。B含量低于0.0001％时效果不显著，而B含量高于0.005％时，过剩的B与钢中的N形成B的化合物，降低钢板的性能。

S、P为对钢板性能影响不良元素，在生产可能的情况下，越低越好。

Al：0.016％～0.040％