[发明专利]中锰钢的亚温成形方法及其制备的中锰钢和应用

说明书

本发明属于温冲压成形领域，具体涉及一种中锰钢的亚温成形方法，具体包括以下步骤：1)将切削后的中锰钢铸锭加热至900～1200℃保温1～1.5h，进行奥氏体区热轧，空冷；2)把热轧后的中锰钢板料加热至600℃～730℃两相区，保温3‑5min；3)将中锰钢板料快速移至冲压模具，在600℃～730℃两相区进行冲压成形；4)冲压成形后冷却并保压30‑50s，得到中锰钢成形件。本发明提供的中锰钢在工业应用的亚温成形方法，该方法提高了冲压件表面质量，降低了制造成本，且工艺流程简单便于操作，制备的冲压件具有较高的强度和良好的塑性，在汽车产业方面应用广泛。

技术领域

本发明涉及温冲压成形领域，具体涉及一种中锰钢的亚温成形方法及其制备的中锰钢和应用，尤其涉及一种应用于汽车行业上的中锰钢构件的亚温成形方法及其中锰钢成形件。

背景技术

近年来，随着环境保护以及能源方面的问题日益严重，节能减排是汽车行业可持续发展的必由之路。汽车轻量化是汽车行业实现节能减排的有效途径之一,也是当前和未来汽车技术发展的主要方向之一。先进高强钢冲压件能在保证安全性的基础上实现汽车轻量化的要求。随着对车辆安全性认识的提高，发现一味的提高冲压件的强度并不能保证安全性，兼具高强度和高塑性的高强塑积钢构件能够大幅度提高车辆的安全性。因此，探究新的成形工艺和研发新的钢铁材料成为汽车安全结构件材料新的发展方向。中锰钢具有多相、亚温、多尺度结构，能够兼具高强度和高塑性，近年来逐步在汽车冲压件上取得了应用。

目前中锰钢冲压工艺，如图2所示，主要为奥氏体化退火+冲压成形，虽然取得了一定的应用，但是仍然存在一些问题：(1)奥氏体化温度较高，导致冲压件表面有较厚的氧化层，表面质量较差；(2)为了提高中锰钢冲压件的强度，往往在较高的温度冲压成形，虽然强度很高，但是塑性较差；(3)为了提高塑性，往往要在冲压成形后进行逆相变退火处理，来提高塑性，保证材料较高的强塑积，这样又会导致生产流程变长，生产成本增加。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种中锰钢的亚温成形方法，旨在克服现有成形的中锰钢冲压件表面质量差的缺陷，同时解决现有中锰钢冲压件强度高、塑性差或者塑性高、强度差的问题。

本发明主要利用亚温成形技术，保证中锰钢在两相区进行冲压成形，制备兼具高强度、高塑性的中锰钢冲压件。该方法降低了冲压成形温度，同时无需进行后续热处理，使得冲压件表面质量高，综合性能优良，且制造成本低，能够同时满足汽车行业轻量化和安全性的要求。

除上述之外，本发明还提供了一种基于上述中锰钢的亚温成形方法而制备的兼具高强度和高塑性的中锰钢成形件，以及利用该中锰钢成形件应用于汽车行业上，尤其应用于汽车的安全结构件上，实现汽车轻量化的要求。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术手段如下：

中锰钢的亚温成形方法，包括以下步骤：

S1.奥氏体区热轧：将切削后的中锰钢铸锭加热至900～1200℃,保温1h～1.5h，进行奥氏体区热轧，空冷至室温；

S2.两相区加热：将轧制处理后的中锰钢板料剪切成结构件坯料，并放置加热炉内加热到至600℃～730℃，保温3-5min；

S3.冲压成形：将两相区加热处理后的坯料快速转移至冲压模具中，确保在600℃～730℃的范围内进行冲压成形；

S4.保压淬火：将冲压件随模进行保压淬火，淬火冷却速率≥5℃/s，保压时间为30s-50s。

进一步的，所述步骤S1中，中锰钢铸锭的化学成分质量百分比为：C：0.05-0.2％；Mn：3-7％，P≤0.015％；S≤0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，所述步骤S2中，加热炉内的升温速率≥0.5℃/s。