[发明专利]热冲压成形钢用抗高温氧化镀层材料以及热浸渡工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀层材料以及浸镀工艺，尤其是一种热冲压成形钢用抗高温氧化镀层材料以及热浸渡工艺。

背景技术

热冲压成形钢属于抗拉强度超过1500Mpa级别的超高强钢，采用热冲压的方式直接加工成形，主要应用于汽车高强度、难成形零部件的生产，能避免冷成形难以成形、回弹大、零件尺寸和形状稳定性变差等缺点。但该钢板在加热或热成形时工况条件苛刻，加热时容易产生氧化铁皮，冲压时氧化铁皮遇冷容易损伤模具，同时未脱落的氧化铁皮也需要采用喷丸去除，增加设备维护成本，影响生产效率。因此需要采用抗高温氧化、高润滑性、导热性功能于一体的涂层对热成形钢表面进行保护。

目前，热冲压成形钢表面镀层材料主要有以下几种生产方式，一种采用热喷涂的方式生产，将矿物原料、金属氧化物、金属纳米颗粒、硼化物和石墨等原料磨成粉，然后和水混合成浆料，涂覆在经预处理后的钢板表面，在一定的温度下进行固化，形成抗高温氧化镀层；第二种采用电镀的方式进行生产，将钢板浸泡在金属镀液中，钢板出镀液后表面会形成一层薄镀层，镀层凝固后经过热处理后具有较强抗高温氧化能力。第一种方法得到的镀层，优点是抗1000℃左右的高温，缺点是镀层中元素分布与组织不太均匀，表面粗糙度高，不适合做热冲压成形钢的镀层。电镀的方式生产镀层的生产成本高，而且废液易污染环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种元素分布与组织均匀、能耗低、污染小的热冲压成形钢用抗高温氧化镀层材料以及热浸渡工艺

为解决上述技术问题，本发明所采取镀液成分的质量百分含量为：Si 5.0～20.0%，Ni 0.5～10.0%，Ce 0.1～2.0%，La 0.1～2.0%，Fe≤1.0%，其余为Al及不可避免的杂质。

本优选的，所述镀液成分的质量百分含量为：Si 12.0%，Ni 1.0%，Ce 0.8%，La 0.40%，Fe 0.4%，其余为Al及不可避免的杂质。

本发明工艺采用下述工艺步骤：

（1）热浸镀工序：热冲压成形钢板在600～840℃进入镀液，镀液温度640～800℃，热浸渡时间6～30s；镀液成分的质量百分含量为：Si 5.0～20.0%，Ni 0.5～10.0%，Ce 0.1～2.0%，La 0.1～2.0%，Fe≤1.0%，其余为Al及其不可避免的杂质；

（2）镀后冷却工序：镀后钢板采用氮气或空气冷却，冷却速率为6～30℃/s，冷却至150℃；

（3）镀层热处理工序：冷却后的钢板在氮气保护下加热，加热至800～950℃，保温2～10min。

优选的，所述步骤（1）中，热冲压成形钢板进入镀液温度为700℃，镀液温度720℃，热浸渡时间为12s。所述步骤（2）中，镀后钢板的冷却速率为10℃/s。所述步骤（3）中，冷却后的钢板加热至890℃，保温5min。

优选的，本发明工艺所述热冲压成形钢板经连续退火工序后进入热浸镀工序；所述连续退火工序采用下述气氛：氧含量≤100ppm，露点-50～20℃，氢气氢气体积含量为 3%～25%的氮氢混合气体。

更优选的，所述露点为-20℃，氢气含量5vol%。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在渡液中添加稀土和其他元素，有效的细化了组织晶粒度；镀层为Al-Si-Ni-稀土材料，Al、Si元素为镀层主要成分与铁结合生成铝硅铁相提高抗氧化能力，Ni进一步提高铝硅熔点，稀土元素细化镀层晶粒度；使镀层具有良好的抗高温氧化性能，热冲压成形后表面不容易开裂，不沾模具等特点。

本发明工艺得到的镀层中元素分布与组织均匀，致密度高，与基体结合紧密，具有较高的抗高温氧化性，加热的过程中不粘炉底辊，冲压时不粘模具，能较好的保护钢基体与冲压模具。本发明采用热浸镀工艺能降低能耗，减少废液的排放，减少环境污染，且具有工艺简单、所得镀层性能好的特点，非常适合大工业生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明镀层的扫描组织图。

具体实施方式