[发明专利]一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢

说明书

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢。针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种应用了低成本高Cr‑Si合金化成分体系，且操作简单的1700MPa级免镀层厚规格热成形钢制备方法，制备厚度大于4.5mm小于等于10mm的1700MPa级热成形用厚规格热轧钢板和热成形钢，特别是能制备现有热成形钢无法达到的高强度且厚度规格不低于6mm的热成形用热轧钢板和热成形钢，并且能够只通过热轧、不经过冷轧而完成制备。本发明的制备方法成本低、工艺简单，制备的热成形钢具有高淬透性、组织成分均匀，综合性能优异，且钢种具有良好的抗高温氧化能力，不需要镀层或抛丸即可进行热成形加工。

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢。

背景技术

采用先进高强度钢板制造的车身不仅可以有效减轻车身重量，降低油耗，还可以提高汽车的安全性和舒适性，是同时实现车体轻量化和提高碰撞安全性的有效途径，顺应了当前汽车制造业发展其安全、环保、节能的主题。商用车、工程机械等对超高强厚规格带钢需求量与日俱增。

随着强度的不断提高，厚规格带钢在冷成形过程对于模具的要求更高，引起的损伤更为严重，不但成形后的回弹问题更为显著，而且成形过程零件自身还易开裂，导致成材率降低。特别是当存在微小裂纹时，影响服役过程的疲劳与碰撞性能，存在严重的安全隐患。现有商用车仍对铁素体-珠光体590MPa系列以及贝氏体780MPa系列钢板进行冷成形，而对强度780MPa热轧3~8mm厚规格钢板进行冷成形已达到了模具极限，成形后常产生微裂纹以及较大的内应力，恶化疲劳性能，给服役过程带来安全隐患，而商用车中采用1700MPa级热成形钢替代厚规格780MPa以下级冷成形钢，对于整车钢结构以及承重、防撞零件的轻量化效果尤为显著。

热成形技术通过将超高强钢室温下恶化的冷成形性转化为高温状态良好的热加工性能，解决了复杂零件的冲压开裂、回弹严重及尺寸精度差等问题。据统计，全球热冲压成形产线约500条，热成形钢年需求量400万吨左右；中国热冲压产线约150条，热成形钢年需量120万吨。

由于热冲压成形零部件对汽车安全以及轻量化的积极作用显著，车身应用热成形零部件质量百分比由2018年的12.2%上升到了2019年18.8%，车身应用热成形零部件占比在显著提高。能够商业化稳定生产和技术最成熟的热成形钢为1500MPa（22MnB5）级和1800MPa（30MnB5）级Mn－B系列钢板。热成形钢在欧美车形上应用的比例较高，一般可达10％～20％。2015款沃尔沃XC90GenⅠ和XC90GenⅡ两款汽车车身采用多个热成形零件，其重量占白车身总重量分别达到7％和38％。研究表明，使用1500MPa（抗拉强度）级别的热成形钢取代800MPa级别的钢，可实现汽车车身20％以上的减重；而如果热成形钢抗拉强度达到2000MPa级别，可进一步减重约13％。

热成形钢在汽车领域的使用，可有效保证在汽车实现轻量化的同时，保持着良好的碰撞性能。因为热成形技术具有高强度、尺寸精度高、成形质量好、焊接性良好、可避免高强度钢冷成形的回弹问题等优点，所以在汽车轻量化用材中，热成形零件越来越受到重视，目前热成形钢主要应用在A柱、B柱、门槛等结构件及其加强件中。目前商业应用的热成形钢板需要施加镀层，主要是Al-Si镀层，其能够阻止奥氏体化过程中钢板表面脱碳和氧化。而且该镀层能够隔离钢板基体与外界环境，因此具有一定的防腐蚀作用，但Al-Si镀层的存在也阻碍了氢的扩散而常造成镀层开裂，并引发氢脆，且在热成形过程中镀层会发生粘辊，降低粘辊寿命，增加生产成本。且裸板在热冲压过程中表面易形成黑色氧化层，严重影响后续焊装质量及涂装，需进行抛丸处理，但抛丸易变形，且耐腐蚀性差。为保证门环精度，后续还需持续优化抛丸工艺，确保门环量产精度及一致性。