用于中间冷却钢板的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造硬化钢板的方法，所述钢板特别是涂覆有金属防腐蚀层的钢板；首先将钢板加热至奥氏体化温度并完成奥氏体转变，然后将钢板预冷却至高于奥氏体转变至其它相的转变温度温度，然后将所述钢板转移至冲压成型模具并在该冲压成型模具中进行成型，并且出于硬化目的进行淬火；出于预冷却目的，在至少一些范围或区域中用干冰、干雪或含有干冰颗粒的气流对所述坯料进行喷射。

Method for intermediate cooling steel plate

The invention relates to a method for manufacturing a hardened steel plate, the steel plate is coated with metal corrosion protection of steel plate; the steel plate is heated to the austenitizing temperature and austenite transformation, and then the plate is pre cooled to above the austenite transformation to other phase transition temperature, and then transferred to the steel plate stamping in the mould and stamping mold for molding, and for the purpose of quenching hardening; for pre cooling, in at least some range or area with dry ice, dry snow or air containing dry ice particles on the billet for injection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于中间冷却钢板的方法
本专利技术涉及了一种用于中间冷却钢板和钢板构件的方法。
技术介绍
由钢板制造硬化钢部件是公知的；出于硬化目的，首先将这些钢板加热至高于奥氏体化温度的温度，以便在钢结构内进行奥氏体相变。然后通过淬火硬化将该奥氏体组织转变为马氏体组织，这确保了钢构件的高硬度。该方法特别适用于汽车零部件；将钢板构件预成型，然后将该预成型的钢板构件奥氏体化并在成型硬化模具中通过应用冷成型工具进行淬火硬化，或者将平板坯料奥氏体化，在奥氏体化之后，将平板坯料在模压淬火模具(press-hardeningdie)中成型并同时进行淬火硬化。成型硬化和模压淬火都产生硬化的钢板构件。近年来，即使对已经设置有防腐蚀涂层的钢板，即对具有锌基涂层或铝基涂层的钢板，也可以进行这样的成型和硬化步骤。在这一点上，已经证明，在模压淬火方法中，即当同时进行成型和淬火硬化时，经常在构件的表面上观察到可能达到几百微米深的裂纹。这些裂纹归因于所谓的液态金属脆化，这意味着液态金属的涂层(即锌或铝)与奥氏体相接触，同时奥氏体组织受到机械应力。这被认为是裂纹的原因。为了避免这种液态金属脆化，申请人知道以延迟转变的方式调整钢材，通过这种方式，从奥氏体向马氏体的转变仅在比当时出现的金属涂层的熔融温度低的温度下发生。由于即使在延迟转变的钢中，也必须首先进行完全奥氏体化，这绝对需要加热到高于所谓AC3点的温度。然而，在对这种钢材进行成型之前，可以等到这些钢材已经冷却到比涂覆金属或涂层金属合金的熔化温度低的温度，以便接着进行淬火硬化和成型。这有利地实现了在奥氏体相通过成型受到机械应力时，液态金属不再存在于表面上。申请人还知道，由延迟转变的钢材组成并已经涂覆有金属基防腐蚀涂层的坯料可以通过冷却板被冷却至期望温度，该期望温度低于涂覆金属的流体温度，然后从冷却装置中取出，再进行模压淬火。这种类型的方法原则上证明了其价值。还已知，由于锌基防腐蚀涂层含有氧亲和元素(比锌更快地氧化的元素)，因此锌基防腐蚀涂层在奥氏体化期间形成由氧亲和元素的氧化物组成的表面层。这种氧化层是玻璃状的，并保护锌免受氧化和蒸发。在成型硬化或模压淬火中，这种由氧亲和元素的氧化物构成的表面玻璃状层在构件冷却至室温后通过各种方法进行清洗。
技术实现思路
本专利技术的目的是创造一种用于中间冷却钢板的方法，所述钢板特别是奥氏体化钢板构件，该方法产生硬化部件改善的表面质量和有利可控制的中间冷却。该目的是通过具有权利要求1的特征的方法来实现的。根据本专利技术，已经认识到通过冷却板之间的全表面接触和在预冷却期间伴随的压缩力，经受中间冷却的钢材被非常快速地冷却。由于这种快速冷却，整个冷却过程的可用工艺窗口-也是消除过程和切换过程-非常狭窄。为了延长工艺窗口，本专利技术人使用了具有低导热性的板，并且使用它们进行中间冷却处理。尽管如此，它们不得不推断出即使是具有低导热性的板也会使坯料的温度消散地太快。特别是对于薄坯料，热量消散非常快，从而使可靠的过程控制的任务关于压力机的时钟周期复杂化。根据本专利技术，已经被加热到奥氏体化温度的坯料在已经退出加热炉之后被转移到预冷却装置中，在该预冷却装置中它们是以平放或悬挂的位置进行干冰喷射。干冰喷射可用于非常精细地调节中间冷却，而不会太快、太强烈或不够强烈地发生冷却过程。关于整个坯料的均质化，本申请是特别有利的。优选地，在本例中，喷射从两个宽边击打坯料，其中坯料的整个区域或局部区域通过可移动的喷射装置用干冰喷射。根据本申请的定义，“干冰”可以是二氧化碳、干雪(冷冻水)或类似的介质。在一个实施方式中，喷射可以以这样的方式进行，横跨坯料、不同的区域以不同的强度进行中间冷却，从而使得在随后的成型过程中也可以产生所谓的定制属性部分(tailoredpropertypart，TPP)构件。在这一点上，取决于期望的冷却速度或冷却强度和/或取决于坯料不同区域的期望温差，干冰颗粒和/或干雪颗粒的数量、和/或干冰颗粒密度、和/或载体气流量可以按区域变化。根据本专利技术，这不仅实现了非常有效的、有利地可控制的预冷却，而且与在成型过程结束时进行干冰清洁的表面相比，形成了明显更好的表面。这可能是由于使表面经受如此强大的热负荷，使得最上层的玻璃状氧化层特别容易去除，其中甚至在开始时更具延性的锌层也能够改善清洁。如果要对坯料的整个区域进行喷射，根据本专利技术，可以抓住坯料，可以在一端将其引入预冷却装置中，在该装置中，在两侧的整个区域上使用干冰或类似的介质对其喷射，以确保这种热冲击效果，并且在喷射完成和期望的中间冷却之后将其转移到成型装置。在这种情况下，坯料可以被引入到预冷却装置中，然后可以在其整个区域上进行喷射。然而，也可以在预冷却装置中的悬挂钢板坯料的整个高度上提供干冰喷射源，并将钢板坯料输送穿过该“干冰帘幕”。可选地，固定悬挂的坯料可以通过移动式干冰喷射源从上到下或从一侧到另一侧进行喷射。在另一个实施方式中，也可以将位于前进辊上的或在倾斜导轨上以滑动方式行进的坯料输送穿过预冷却装置，其中在坯料上方和/或下方布置有喷射装置，并将坯料输送穿过“干冰帘幕”。也可以将坯料放置在中间冷却台上，并用干冰从上方和下方对其进行喷射处理，这种方式所实施的从下方进行的干冰喷射的压力足以使坯料悬浮，并确保所述喷射在气垫中进行。在这种情况下，干冰颗粒和干冰颗粒密度以及因此地载体气流量可以根据期望的冷却速度而变化。通过根据本专利技术的这种布置，与冷却板相比，冷却作为整体被延迟。然而通过对流确保了足够高的冷却速度。可以通过这种方式实现的预冷却，可以有利地以非常一致的方式进行，并且可以被非常好地控制和调节。附图说明本专利技术将通过基于附图的示例来说明。在图中：图1示出了利用干冰喷射的中间冷却装置的第一实施方式的示意图；图2示出了根据图1的装置的另一个实施方式；图3示出了用于干冰喷射的装置的另一个实施方式；图4示出了用于中间冷却和干冰喷射的装置的另一实施方式；图5是表示四种不同镀锌退火钢板和四种不同镀锌钢板处于未清洁状态、处于研磨状态和处于热干冰喷射状态下的焊接电阻的表格；图6是表示四种不同镀锌退火钢板和四种不同镀锌钢板处于未清洁状态和处于热干冰喷射状态下的焊接电阻的图；图7是表示具有用干冰喷射的区域的热处理钢板的表面的照片。具体实施方式根据本专利技术，首先将钢板坯料加热至高于奥氏体化温度的温度，以至少部分地将钢材变为奥氏体组织。奥氏体组织可以通过淬火转变成主要是马氏体的硬化组织。因此，钢结构的至少一部分必须是奥氏体的形式以达到这个效果。特别是当使用所谓的延迟转变的钢(即在相对较低的温度下从奥氏体转变为马氏体的钢材)时，在奥氏体化之后，该钢材可以被中间冷却到高于马氏体转变温度的温度，并且只有这样才能进行淬火。随着钢材的奥氏体化，钢板上已有的基本由具有氧亲和元素的金属锌组成的防腐蚀层，形成由更高氧亲和元素的一种或多种氧化物构成的表面层。这些更高氧亲和元素例如是铝、镁、硼等元素，当它们存在于锌层中时，在温度和氧气的影响下，会扩散到锌层的表面并且优选地在那里被氧化。这种氧化表面在奥氏体化期间形成，然后以玻璃状上层的形式在室温下存在。根据本专利技术，进行预冷却是因为钢板坯料的表面(特别是具有防腐蚀层的钢板坯料的表面)被干冰或干冰颗粒或含有干冰颗粒的气流所喷射。用干冰喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造硬化钢板的方法，所述钢板特别是涂覆有金属防腐蚀层的钢板；首先将所述钢板加热至奥氏体化温度并完成奥氏体转变，然后将所述钢板预冷却至比奥氏体转变至其他相的转变温度高的温度，然后将所述钢板转移至模压淬火模具并且在所述模压淬火模具中进行成型，并且出于硬化目的进行淬火，其特征在于，出于预冷却目的，在至少一些范围或区域中用干冰、干雪、或含有干冰颗粒的气流对坯料进行喷射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.02 DE 102014114394.91.一种用于制造硬化钢板的方法，所述钢板特别是涂覆有金属防腐蚀层的钢板；首先将所述钢板加热至奥氏体化温度并完成奥氏体转变，然后将所述钢板预冷却至比奥氏体转变至其他相的转变温度高的温度，然后将所述钢板转移至模压淬火模具并且在所述模压淬火模具中进行成型，并且出于硬化目的进行淬火，其特征在于，出于预冷却目的，在至少一些范围或区域中用干冰、干雪、或含有干冰颗粒的气流对坯料进行喷射。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，出于预冷却目的并且为了产生具有不同机械性能的区域，通过干冰、干雪或含有干冰颗粒的气流在不同区域用不同强度、在不同区域用不同流速、在不同区域用干冰和/或干雪的不同百分比、和/或在不同区域用不同温度和/或不同冷却速度对所述坯料产生作用。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据期望的冷却速度，所述干冰颗粒和/或干雪颗粒和/或干冰颗粒密度和/或载体气流量是变化的。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以悬挂方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·康伯格，C·瓦格纳，
申请(专利权)人：奥钢联钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT