[发明专利]一种热气胀成型用空冷强化钢及其制备方法

说明书

本发明提供一种热气胀成型用空冷强化钢及其制备方法，属于合金钢热成型技术领域。该强化钢的化学成分质量百分比为：C：0.08％～0.25％、Mn：1.5％～2.5％、Si：0.2％～0.5％、Cr：0.5％～1.5％、Mo：0.2％～0.5％、Al：0.05％～0.1％、Nb：0.05～0.15％、V：0.05～0.15％、Ti：0.05～0.15％、B：0.003～0.01％、P0.03％、S0.03％，余量为Fe及不可避免杂质。该钢经过原料准备、熔炼、浇铸、热轧等得到。本发明制备方法简单，生产效率较高，成本较低，具有广阔的开发应用前景。

技术领域

本发明涉及合金钢热成型技术领域，特别是指一种热气胀成型用空冷强化钢及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的高速发展以及人类环保和节能意识的不断提高，汽车用金属材料正朝着节能和安全两大主要目标发展。节能减排是当今汽车行业亟待解决的问题，而汽车轻量化是提高汽车的燃油经济性、节约能耗、降低排放的重要措施之一。

汽车零部件是汽车工业发展的基础，是汽车工业的重要组成部分，热成型零件因为强度高，在车身设计中能简化结构，减少零件数量，尤其涉及到安全碰撞区域(防撞梁、保险杠、B柱等)，热成型件被广泛使用。而热气胀成型与传统的热成型工艺相比，具有模具成本低以及不易磨损等优点，且在复杂截面构件的成型方面具有明显优势。近些年来，汽车行业内开始研究热气胀成型工艺在制备汽车零部件中的应用，可以预测，热气胀成型工艺将会在热成型领域发挥极为重要的作用。

中国发明专利CN108889819A公布了一种汽车热成型结构件的生产工艺，其特征在于：将前期处理好的板坯加热到高温后迅速放进热成型模具中，对钢坯进行高温冲压成形，保压5～10s，然后在模具中以32～35℃/s的冷速冷却至室温，取出成型件进行后续处理即可得到汽车用热成型结构件。由于目前常见的热成型加工工艺在对板料进行快速降温时，只能通过内部的冷却水路循环装置对模具表面进行降温，需要较长的冷却时间，并且模具成本高，在热成型过程中易磨损，严重影响生产效率。

本发明通过合理的钢种成分设计，可制备一种可以在高温热气胀成型后空冷至室温即可得到高强度汽车结构件的一定强度和塑性的汽车用热轧钢板。本发明热轧钢板在高温热气胀成型后不需要其他附加的冷却装置，只需在空气中冷却至室温即可，最终得到高强度良好塑性的新一代汽车用结构件，其碰撞吸能能力远大于目前大量应用的热冲压成形钢制件，且结构件生产工艺简单，效率较高，成本较低，应用前景广阔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热气胀成型用空冷强化钢及其制备方法。

该强化钢的化学成分质量百分比为：C：0.08％～0.25％、Mn：1.5％～2.5％、Si：0.2％～0.5％、Cr：0.5％～1.5％、Mo：0.2％～0.5％、Al：0.05％～0.1％、Nb：0.05～0.15％、V：0.05～0.15％、Ti：0.05～0.15％、B：0.003～0.01％、P0.03％、S0.03％，余量为Fe及不可避免杂质。

该热气胀成型用空冷强化钢的制备方法，包括步骤如下：

(1)熔炼、铸造、锻造成板坯；

(2)热轧：将步骤(1)所得板坯加热，均匀化处理后进行多道次热轧变形，轧后空冷至卷取温度，卷取后炉冷至室温，即得强化钢。

步骤(1)锻造前，铸锭加热温度为1130～1200℃，保温时间为1.5～2.5h，锻造时，开锻温度为1050～1150℃，终锻温度为850～900℃。

步骤(2)板坯加热温度为1160～1200℃，并在此温度下保温时间1.5～2.5h；开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为850～900℃；卷取温度为600～700℃，卷取保温时间为1.5～2.5h。

步骤(2)的板坯热轧累计变形量在80％～90％，热轧板厚度为2～5mm。