[发明专利]一种具有低高温摩擦系数的1500MPa级无镀层热成形钢及其制备方法

说明书

本发明公布了一种具有低高温摩擦系数的1500MPa级无镀层热成形钢及其制备方法，所述的1500MPa级无镀层热成形钢的主要化学成分组成及质量百分比含量为：C：0.18‑0.35％，Si：≤0.5％，Mn：0.5‑1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01‑0.06％，Ti：≤0.04％，Nb+V+Mo：≤0.5％，B：≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明通过成分和工艺优化，改善无镀层热成形钢原材料的表面状态，为后续热成形零件的制备提供一种良好的热成钢，改变钢板表面粗糙度来降低高温摩擦系数，从而改善高温成形性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种具有低高温摩擦系数的1500MPa级无镀层热成形钢及其制备方法。

背景技术

随着热成形技术的不断发展，热冲压成形钢用量也在日益增加。目前市场上广泛使用的热成形钢按照镀层状态分为带镀层产品，和无镀层产品。

对于镀层板产品，在热成形过程中无需炉内保护气氛，且镀层的存在使得其在热成形过程具有良好的抗高温氧化性能，热成形后无需抛丸涂油处理，因此得到很多主机厂的青睐；然而，由于Al-Si镀层热成形钢受专利限制，职能依赖进口，因此原材料成本非常高。现阶段各大主机厂均面临的很大的成本压力，因此，大部分主机厂依然会选择使用无镀层产品，无镀层热成形钢产品在热成形过程中不可避免的会发生表面氧化，表面氧化不利于零件成形，同时氧化皮的存在对磨具磨损较为严重，且热成形后需要抛丸处理；因此，对于无镀层热成形钢产品，如何减少表面氧化、提高模具使用寿命、降低高温摩擦系数(提高高温成形性能)成为无镀层热成形钢研究的主要方向。

经检索发现，专利CN201811050163.5热成形钢板和提高热成形钢板的延伸率的方法，该钢的主要化学成分(wt％)为：C：0.18～0.23％，Si：0.10～0.25％，Mn：1.0～1.3％，P：≤0.015％，S：≤0.01％，Ti：0.01～0.05％，B：0.001～0.0035％，Cr：0.1～0.3％，La：0.0015～0.0025％，其余为Fe及不可避免的不纯物。其原材料制备过程中，主要通过在钢种添加稀土La、优化轧制和缓冷处理工艺，获得高延伸率的钢板，热轧后钢板延伸率达到25％；另一方面，通过添加稀土La，可提高钢的纯净性，并且改变马氏体转变的开始温度和终止温度，减少残奥数量获得马氏体的精细结构，改变钢材的微观组织形貌。然而此方法只适用于热轧产品，且对于热冲压成形材料而言，提高原材料的延伸率并不代表淬火后的延伸率能够得到一定的改善。

专利CN201480063861.2热成形钢板构件及其制造方法以及热成形用钢板，该钢的主要化学成分(wt％)为：C：0.100～0.340％，Si：0.50～2.00％，Mn：1.00～3.00％，P：≤0.05％，S：≤0.01％，Als：0.001～1.000％，N：≤0.0100％，其余为Fe及不可避免的不纯物。该钢的组织(面积％计)为铁素体：5％～50％，马氏体及贝氏体：合计45％～90％，铁素体+马氏体+贝氏体：合计为90％以上。热成形后的延伸率≥12％，V弯试验弯曲角＞90°。

专利CN201110259342.1一种双相热成形钢的制备方法，该钢的主要化学成分(wt％)为：C：0.1～0.5％，Si：0.3～2.5％，Mn：1.0～3.0％，P：≤0.02％，S：≤0.01％，Al：1.0～3.0％，N：≤0.01％，其余为Fe及不可避免的不纯物。生产工艺为：冶炼→热轧→热成形，该发明采用Al微合金化处理，与传统热成形钢相比，优点在于：热成形加热温度低，减轻表面氧化；热成形后组织为铁素体+马氏体双相组织。

综上所述，目前关于热成形钢原材料的制备，主要基于提高材料性能的角度开展优化，主要途径为成分、工艺改进。对于无镀层热成形钢在热成形过程中氧化铁皮的生成、成形性能较差，无法生成结构复杂的零件的问题没有改善作用。

发明内容