[发明专利]一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺

说明书

本发明公开了一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺，其步骤包括：将一定规格的镀锌钢板采用预先加热处理的方法以改善锌层结构，满足直接热冲压工艺的要求；随后在一定条件下完成钢板奥氏体化并冲压成型。本发明对镀锌钢板规格、预先热处理工艺、热冲压工艺具有明确的限定，以保证成品件具有较好的涂镀性、耐蚀性、耐高温型，并避免基体中产生大的冲压裂纹。采用本发明提供的工艺方法，无需对冲压后的成品件进行喷丸处理表面的氧化锌层来提高涂镀性能，且该方法避免了冲压时基体大裂纹的产生。此外，经过预先热处理的镀锌钢板在奥氏体化过程中可以采用较快的加热速率进行加热而不发生锌层失效的问题。

技术领域

本发明涉及热冲压工艺技术领域，特别是涉及一种镀锌钢板的热处理方法以及本发明产品的应用，如在涂镀和冲压方面的应用，并涉及到镀锌冲压钢的冲压成型工艺。

背景技术

近年来，为了满足对车身的碰撞安全性和减轻车重的需求，超高强度钢板在车身上的应用越来越多。超高强钢由于强度高，成型时会遇到很多问题，如冷加工时形状不良、加工成型载荷高、成型时易产生划伤和开裂、回弹量高等问题。为了解决此问题，热成型技术已经得到广泛的应用，在较高的温度下钢板具有优良的成型性能并且经热成型制备的冲压零件抗拉强度可以达到1500MPa以上。

由于在热冲压过程之前需要对钢板进行奥氏体化，加热过程中钢板表面会发生氧化和脱碳，在随后的冲压过程中氧化铁皮会脱落粘附在模具上，不仅会造成钢板与模具之间的摩擦系数增加影响模具的冷却能力，而且会影响随后的涂镀性能。目前，常采用喷丸的方法去除加热时钢板表面生成的氧化皮，不仅增加了成本，而且喷丸环境条件恶劣，喷丸后钢板表面会产生微裂纹。现有技术中为了防止和减轻加热过程中钢板表面的氧化，常采用在氮气的环境下进行奥氏体化，这也导致了设备成本及维护费用的大幅增加。

为了降低成本和提高作业环境，法国安赛乐公司公开专利CN 101583486A中提出了采用铝硅镀层来防止钢板加热过程中钢板的氧化和脱碳。专利中的铝硅镀层具有良好的耐高温性能和耐蚀性，但是在奥氏体化处理后镀层的不具备牺牲性保护性能，价格要高于镀锌板并且加热时镀层易与加热炉内的陶瓷辊发生粘结而影响生产。

日本住友金属公开专利CN 1575348A中提出通过采用涂覆的方法在镀锌钢板预先形成氧化层的方法来提高镀锌钢板的耐高温性能，可以使得镀层的耐高温性达到1000℃，镀锌钢板具有较好的耐切口腐蚀和划痕腐蚀性能，但是锌层上的涂覆氧化层工艺增加了设备投资和生产成本。

丰田铁工朱氏会社公开专利CN 1600877A中提出，将镀锌钢板在氧气浓度为0％或0％以上，露点为0℃或0℃以上的气氛中加热钢板后进行热冲压。该专利只对镀锌板进行了说明，并未对不同加热工艺热冲压工艺进行限定。镀锌板在氧气浓度较低时，奥氏体化过程中，钢板表面锌层易产生挥发。且GA镀层在加热过程中表面形成的氧化层需要喷丸进行处理。

韩国浦项公司公开专利CN 102781601A中提出，通过二次加热的方法将镀锌板在400-600℃保温20min以下，后采用较快的加热速率加热至奥氏体化温度，该方法能够抑制锌层的挥发和氧化皮的产生，但是前段加热时间过长降低了生产效率，对于冲压开裂问题没有介绍，并且二次加热过快的话会易导致锌层的烧蚀。

对于镀锌钢板，GA钢板由于在生产中增加了合金化工艺，使得成本提高，且GA钢板间接成型时易产生粉化现象，影响镀层在高温下的保护性能。GA镀层成型的热成品件，为了提高涂镀性能一般需要喷丸除去表面的氧化锌层。

对于GI钢板，在直接热冲压过程中，镀层有液态锌相的存在，基体容易产生较大的裂纹而影响成品件的使用，因此GI钢板一般只适用于间接热冲压成型。但是为了防止GI镀层在冲压时有液态锌相而影响冲压性能，常增加奥氏体化时间，这样不仅降低了生产效率而且冲压后锌层中的铁含量过高反而降低了对基体的保护性能。

本发明以上述介绍为背景，提供一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺。在不用喷丸处理的情况下冲压钢板也具有较好的涂镀性能，同时可以适用于直接热冲压成型。