[发明专利]具有高生产率的压制硬化部件的制造方法

说明书

一种用于制造非冲压预合金化的钢卷、钢板或钢坯的方法，包括以下连续步骤：‑提供由被铝或基于铝的合金或铝合金的预涂层覆盖的钢基底组成的非冲压预涂覆钢卷、钢板或钢坯，其中钢卷、钢板或钢坯的每一侧上的预涂层厚度为10微米至35微米，然后‑在包含至少5％氧气的气氛下在炉中加热非冲压钢卷、钢板或钢坯直至750℃至1000℃的温度θ₁持续t_1最小至t_1最大的持续时间t₁，其中：t_1最小＝23500/(θ₁‑729.5)以及t_1最大＝4.946×10⁴¹×θ₁^‑13.08，t₁表示炉中的总持续时间，θ₁以℃表示，t_1最小和t_1最大以秒表示，然后‑以冷却速率V_r1将非冲压钢卷、钢板或钢坯冷却至温度θ_i，然后‑将非冲压钢卷、钢板或钢坯在100℃至500℃的温度θ₂下保持3分钟至45分钟的持续时间t₂，以获得小于0.35ppm的扩散氢。

本发明涉及用于制造由镀铝预涂覆钢板制成的部件的方法，所述镀铝预涂覆钢板被加热、压制成型并冷却，以获得所谓的压制硬化部件或热压成型部件。这些具有高屈服强度和抗拉强度的部件确保轿车或卡车车辆中的防侵入功能或能量吸收功能。

对于汽车工业中近期的白车身(Body in White)结构的制造，压制硬化工艺(也称为热冲压或热压成型工艺)是用于生产具有高机械强度的钢部件的快速发展的技术，其使得可以获得重量减轻和在车辆碰撞的情况下的高抵抗力。

特别从公开FR2780984和WO2008053273已知使用镀铝预涂覆板或坯件来实施压制硬化：切割可热处理的镀铝钢板以获得坯件，在炉中加热并且快速转移到压机中，在压模中热成型并冷却。在炉中的加热期间，铝预涂层与基底的钢合金化，从而形成确保保护钢表面免于脱碳和形成氧化皮的化合物。加热在使得可以获得钢基底向奥氏体的部分或全部转变的温度下进行。奥氏体在由从压模的热提取引起的冷却期间转变成诸如马氏体和/或贝氏体的显微组织成分，由此实现钢的组织硬化。此后，在压制硬化之后获得了高硬度和机械强度。

在典型的工业过程中，将预涂覆镀铝钢坯在炉中加热3分钟至10分钟的总持续时间直至880℃至930℃的温度以在基底中获得完全奥氏体显微组织，此后快速转移到成型压机中。立即将其热成型为期望的部件形状并同时通过模压淬火硬化。用22MnB5钢组成，如果即使在部件的变形区中也期望完全马氏体组织，则冷却速率必须高于50℃/秒。从约500MPa的初始抗拉强度开始，最终的压制硬化部件具有完全马氏体显微组织以及约1500MPa的极限抗拉强度值。

为了生产率，期望尽可能地减少预涂覆镀铝坯件的加热持续时间。为了缩短该持续时间，WO2009095427建议在第二加热和压制硬化之前进行镀铝坯件的第一不完全合金化。在第一步骤中，发生不完全合金化，铝预涂层在其厚度的至少50％上与Fe合金化。该第一不完全合金化步骤在实践中通过在500℃直至Ac1(该温度表示加热时出现奥氏体)的温度范围内分批退火数小时或者通过在950℃下连续退火6分钟来实现。在该第一步骤之后，将板加热到高于Ac1的温度并压制硬化。

WO2010005121公开了通过在600℃至750℃的范围内分批退火1小时至200小时的持续时间来进行镀铝钢板的第一热处理。在该第一步骤之后，将板加热到高于700℃的温度并进行热冲压。

WO2017111525也公开了第一热处理以降低炉中铝熔化的风险并降低氢含量。该第一处理在450℃至700℃的范围内进行1小时至100小时的持续时间。在该第一热处理之后，将板加热并热压成型。

然而，上述退火处理具有以下缺点或不足：