[发明专利]一种耐腐蚀性优良的锌系镀层钢板或钢带的成形方法

说明书

一种耐腐蚀性优良的锌系镀层钢板或钢带的成形方法，包括如下步骤：1)将钢板或钢带输送至高于Ac₃的加热炉中，将钢板或钢带完全奥氏体化并保温1‑3分钟；2)钢板或钢带离开加热炉进入成型模具前根据镀层厚度不同，施加不同冷却方式：镀层单面重量≤50g/m²，转移至成型模具之前只需空气冷却；镀层单面重量＞50g/m²，转移至成型模具之前进行气雾或水雾预冷，将钢板以大于30℃/s的冷却速度冷却至700℃以下；3)将钢板或钢带快速转移至模具中进行热冲压成形，转移时间不超过1分钟，热冲压成形温度控制在400～650℃。钢板或钢带热冲压后抗拉强度大于1500MPa，同时避免元件中由于局部应力和LME导致的基板裂纹。

技术领域

本发明涉及汽车用钢，特别涉及一种耐腐蚀性优良的锌系镀层钢板或钢带的成形方法，主要应用于制造汽车B柱、车门防撞梁、保险杠等结构件部件。

背景技术

汽车“轻量化”可直接减少排放，降低油耗，是当今汽车制造业发展的目标。高强钢和超高强度的应用成为汽车制造领域的主流发展趋势之一，但由于超高强度钢板在进行冷加工时易出现形状不良、加工成形载荷高、回弹量大等问题，影响超高强度钢板的使用，因此热冲压成形是实现超高强钢制件的一种重要方式。

现有的热冲压成形方法主要有两种，即直接热冲压和间接热冲压。直接热冲压方法中，钢板被加热至比奥氏体化温度更高的温度，并保温一定时间使钢板达到完全奥氏体化。之后，将加热的钢板转移至成型模具并且在其中以一步成型工艺成形为成品元件并同时借助于模具的冷却(模具的冷却速度大于钢板的临界冷却速度)实现淬硬。

间接热冲压方法中，首先以多步骤成型工艺，将元件成型至几乎完全完成(一般是预成形90％)。再将几乎已成型的元件放到加热炉中加热至完全奥氏体化并保温一段时间。之后将加热的元件转移到元件最终尺寸的成型模具中，这里需要特别注意的是需考虑到预先成型的元件的热膨胀。在具体的冷却模具结束后，预先成型的元件在模具中以大于临界冷却速度的冷速冷却从而达到硬化。

传统的无镀层热冲压件在加热过程中会引起冲压钢板表面脱碳和氧化起皮。为避免热冲压钢板表面的氧化和脱碳，使热冲压钢板具备耐高温性和耐腐蚀性，目前已开发出适合于热冲压钢用的镀层技术。目前热冲压镀层主要由铝硅镀层(Al-10Si)镀层、热镀纯锌(GI)镀层、合金化锌铁(GA)镀层和电镀锌镍(Zn-10Ni)镀层等。

而在直接热冲压过程中，能提供阴极腐蚀保护的锌基镀层热冲压用钢，由于LME的作用会导致钢板基体中产生微裂纹(10um至100um)，甚至可延伸至整个板厚方向的宏观裂纹，因此阻碍了锌基热冲压镀层钢板的应用及发展。使用间接热冲压工艺在随后的成型后淬硬过程中，可减少基体裂纹的数量，但同样无法避免裂纹，同时提高了零件的生产成本。正因为如此，迄今为止，亚洲无锌基镀层的热冲压用钢应用，而偏爱使用铝/硅镀层。但铝/硅镀层无法提供阴极腐蚀保护，为进一步提高镀层的耐腐蚀性，镀锌材料也由纯锌向锌合金方向发展。自从Inland Steel关于在Zn中适量添加Al和Mg进一步具有良好的耐腐蚀性的三个专利申请：德国专利GB1125965A、美国US3505043A和US3505042A。一直以来人们对于这种Zn-Al-Mg系镀层钢板进行各种开发研究，主要工作集中为混合其它各种添加元素，或者限制生产工艺参数来进一步改善耐腐蚀性或者使之利于制造，降低生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性优良的锌系镀层钢板或钢带的成形方法，所述锌系镀层钢板或钢带热冲压后抗拉强度大于1500MPa，同时避免元件中由于局部应力和LME导致的基板裂纹，适用于制造汽车B柱、车门防撞梁、保险杠等结构件部件。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种耐腐蚀性优良的锌系镀层钢板或钢带的成形方法，其包括如下步骤：