[发明专利]设有金属的防腐镀层的钢部件的制造方法和钢部件

说明书

技术领域

本发明涉及设有金属的防腐镀层的钢部件的制造方法，通过使由Mn钢构成的扁钢制品成型而制成钢部件，该扁钢制品在使钢部件成型之前设置有ZnNi合金镀层。 

背景技术

在此，当谈及“扁钢制品”时，指的是钢带、带体或者由此制得的板坯和类似物。

为了提供在现代车身制造中所要求的由较小重量、最大强度和保护作用组成的组合，现在，在这样的车身领域使用由高强度钢经热压成型制成的部件，该车身在碰撞时能够承受极高的负载。 

在热压淬火过程中，由冷轧或热轧钢带分出的钢板坯加热至通常分别位于钢的奥氏体化温度以上的变形温度，并在加热状态置于变形压制的工具中。在接着实施的变形过程中，板坯下料或者由它形成的部件通过与冷却工具接触而经受快速冷却。由此，这样设置冷却速率，以使淬火组织在部件中形成。 

对于适于热压淬火的钢的典型实例是已知名称为“22MnB5”的钢，在钢产品索引2004(Stahlschluessel 2004)中的材料号为1.5528。 

相对于已知的特别适于热压淬火的MnB钢的优点，实践中缺点在于，含锰的钢通常在遇到湿气腐蚀时不稳定并难以钝化。相对于低合金钢，在提高的氯离子浓度的影响下，对于局部尽管受限的、然而严重的腐蚀的倾向使属于高合金钢板材料组的钢直接在车身制造中的应用困难化。另外，含锰的钢倾向于面腐蚀，由此使它的使用广度同样受限。 

因此寻找这样的可能性，为含锰钢设置金属镀层，该镀层保护 钢免受腐蚀侵袭。 

根据文献EP 1143029 B1所述的用于通过热压淬火制造部件的方法，对此应当为钢板首先设置锌镀层，然后在热变形之前这样加热，从而在加热时，在扁钢制品上通过在钢板上涂层的转化产生金属间化合物。该化合物应当保护钢板免受腐蚀以及脱碳，并且在压制工具中进行热变形期间发挥润滑功能。 

在实践中尝试了实现在文献EP 1143029 B1中以一般形式所建议的处理方式，在这样的尝试中出现了各种各样的问题。这证实是困难的：将锌镀层涂覆在钢基质上，以在生成金属间化合物之后确保镀层在钢基质上足够的粘附性，对于随后进行的涂漆的镀层的足够可涂层性，以及镀层的和钢基质对于热成型时裂缝生成的充分耐受性。 

文献EP 1630244A1给出了在钢带上生成锌镀层的建议，在该钢带上可以特别好地涂覆有机涂层。因此，在待处理的钢板上例如电解地或通过使用另一已知涂层方法涂覆上含20重量％铁的锌层。接着，将这样进行涂层的钢板从室温加热至850-950℃，并且在700-950℃的条件下热压成型。作为特别适用于Zn层生成的手段，在此提及了电解析出。Zn层可以根据已知的方法构建为合金层。作为该层可能的合金组分在文献EP 1630244 A1中提及了Mn、Ni、Cr、Co、Mg、Sn和Pb，并提及了Be、B、S i、P、S、Ti、V、W、Mo、Sb、Cd、Nb、Cu和Sr作为额外的合金组分。 

对于文献EP 1630244 A1所描述的方法，实质性的在于，存在于它上面的1-50μm厚的Zn镀层包括铁-锌固溶相并具有一个氧化锌层，该氧化锌层的厚度平均限于最大2μm。为了该目的，根据已知的方法，或者在加热至热压成型所需的温度时这样选择退火条件，从而在必要时可控制地生成氧化物；或者在热成型之后，使于取得的钢部件上存在的氧化层通过掀起碎屑或颗粒的方法至少部分程度地受到蚀刻，从而使根据EP 1630244 A1的最大氧化层厚度得以维持。由此，该已知的处理方式以昂贵的措施为前提，从而一方面确保所希望的Zn镀层的防腐效应，另一方面确保所要求的良好可涂层性和在热成型后进行的涂漆的漆粘附性。 

由文献DE 3209559 A1已知另一方法，用该方法，锌-镍合金镀层在带钢上电解析出。在该方法的过程中，待涂层钢带在ZnNi镀层析出前进行密集的不通电的预处理，从而在它上面形成薄的含锌镍的初级层。接着，电解地涂覆上真正的锌镍涂层。由此合金镀层的电解析出恒定地以预定成分进行，使用分离的、分别仅含有一种合金元素的阳极。该阳极与分离的电路相连，从而可以对流过电路的电流和相关的各个金属在电解液中的释放有针对性地进行调整。