改善高锰钢带的可焊性的方法和经涂覆的钢带技术

本发明专利技术涉及改善高锰钢带的可焊性的方法，所述钢带含有（以重量%计）6至30%的锰、最高1%的碳、最高15%的铝、最高6%的硅、最高6.5%的铬、最高4%的铜以及添加的总计最高0.7%的钛和锆和总计最高0.5%的铌和钒，余量的铁和不可避免的钢伴生元素，其用含锌腐蚀保护层涂覆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】改善高锰钢带的可焊性的方法和经涂覆的钢带 本专利技术涉及改善经锌涂覆的高锰钢带的可焊性的方法，所述钢带（以重量％计）除 了 6至30%的锰之外可以含有最高1%的碳、最高15%的铝、最高6%的硅、最高6. 5%的铬、 最高4%的铜以及添加的总计最高0. 7%的钛和锆和总计最高0. 5%的铌和钒，余量的铁和不 可避免的钢伴生元素。 由于它们有利的伸长率和强度方面的性能，具有高含量的锰、铝和/或硅的钢，尤 其已知为HSD?钢(高强度和延展性)，适合用于运输车辆建造，特别是用于汽车建造。 高锰钢(例如HSD?钢)与常见的钢相比的特征在于明显更低的比重，从而在车身建 造中使用这些轻型结构钢有利于显著的重量减轻。 例如从DE 199 00 199 Al中获知了具有7至27重量％的高的锰含量的钢，并且 从DE 10 2004 061 284 Al中获知了具有9至30重量％锰的钢；这些钢制成的平面产品在 具有高强度的同时具有高的均匀伸长率。 但是，具有较高的锰含量的钢倾向于点蚀和表面腐蚀，并且在不添加铝和/或硅 的情况下对于氢诱导的应力腐蚀开裂具有小的抵抗力。因此已建议以已知方式将由高锰钢 制成的平面产品配备有保护钢免受腐蚀进攻的金属涂层。 在对于耐腐蚀性的相应要求下，已知将由锌或锌合金制成的腐蚀保护层施加到待 涂覆的高猛钢带上。 高锰钢带可以处于经冷乳和热乳的状态，其中锌层或锌合金层通常通过电解或以 热浸镀法来施加。 从DE 199 00 199 Al中获知，将平面产品的表面用铝富集和/或涂覆。在TO 2007/075006 Al中建议了高锰钢，其中以已知方式由其产生的平面产品在最后的最终退火 之后可选地通过电解或通过热浸镀用锌层涂覆。 但是在一系列已知的高锰钢中迄今未解决的是其在镀锌的状态下不足的可焊性 的问题，其特征在于在该材料的焊接区域中出现液体金属诱导的裂纹形成。 在下文中，焊接理解为所有的电阻焊接法以及熔焊法或电子束焊接法 (Strahlschweifiverfahren)，其中除了基体之外，锌涂层也局部液化。 由于在焊接过程中的热作用，在基体中由于来自涂层的液化的锌而出现晶界渗 透。该渗透导致基体在焊接区域周围以这样的程度丧失其强度和延展性，以致焊接接头或 紧邻该焊接接头的基体不再满足所设的机械要求，并且由于裂纹形成而提高了焊接接头过 早失效的风险。这种形式的应力腐蚀开裂称为液体金属脆化（LME)，因为腐蚀性介质在这种 情况下是液体金属。 为了改善经热浸涂覆的高锰轻型结构钢的可焊性，在DE 10 2005 008 410 B3中 建议在最终退火之前通过PVD (物理气相沉积）向冷乳带钢上施加铝层。在最后的退火之 后向其上施加腐蚀保护涂层。由于热处理而形成的Al/Fe-扩散层应防止熔融液态的锌在 焊接过程中进入到基础材料中并因此防止液体金属脆化。但是，在这种情况下的缺点是与 此相关的方法所致的高成本支出。 为了避免镀锌的高锰钢的液体金属诱导的裂纹形成，在DE 10 2009 053 260 Al 中建议在含n2/h2的气氛中的退火处理，其导致在钢表面上形成氮化铝。这些表面附近的 氮化铝层应防止锌进入该材料并因此防止脆化。在这种情况下的缺点在于需要高的氮化温 度，这可能导致基础材料的机械性能变差。 基于所阐述的现有技术，本专利技术的目的在于在避免已知方法的缺点的情况下提供 替代和更成本有利的方法，用其一方面能够有效地保护高锰钢免受腐蚀，且另一方面能够 避免焊接时液体金属诱导的裂纹形成的问题。此外应提供相应的经涂覆的钢板。 关于该方法，通过钢带解决所设的目的，其含有（以重量％计)6至30%的锰、最高1% 的碳、最高15%的铝、最高6%的硅、最高6. 5%的铬、最高4%的铜以及添加的总计最高0. 7% 的钛和锆和总计最高〇. 5%的铌和钒，余量的铁和不可避免的钢伴生元素，其用含锌的腐蚀 保护层涂覆，其特征在于为了防止该钢带在焊接过程中的液体金属脆化，向该钢带上施加 锌/锰、锌/钴或锌/铁合金作为含锌腐蚀保护层。 有利地，该钢带(热乳或冷乳带钢）具有（以重量％计）至少0. 04%的碳含量和各 至少0. 05%的硅含量和铝含量，以便一方面实现对于氢诱导的应力腐蚀开裂的提高的抵抗 力，并在另一方面通过锰、碳、硅和铝的共同作用来抑制由变形诱导的马氏体形成和与此相 关的硬化。 在试验中令人惊讶地证实了，用除了锌之外还含有锰、钴或铁的层涂覆材料除了 优异的腐蚀保护之外还对于防止液体金属脆化具有特别有利的影响。以下将该方案称为单 层的实施方案。 此外对此已证明，当向首先施加到钢带上的锌/锰、锌/钴或锌/铁的薄层上施加 基于锌的层作为第二层时，这时还有效地防止液体金属诱导的裂纹形成。以下将这种方案 称为多层的实施方案。根据本专利技术，含锌的腐蚀保护层因此特别地执行阻挡层的任务，而通 过基于锌的第二层进行实际的阴极腐蚀保护。 根据本专利技术施加到钢带上的含锌腐蚀保护层的抑制脆化的作用一方面可以归因 于在接合过程中形成了表面附近的氧化产物(例如在锌/锰合金的情况下形成了氧化锰)。 由此阻隔了锌在晶界处的扩散路线，从而防止锌进入并最终防止材料脆化。 另一方面，将锌层用锰、钴或铁制合金导致该层的熔点提高，从而减少了接合时该 涂层的熔融。 为了确保足够的腐蚀保护以及抑制液体金属脆化的作用，根据本专利技术既在单层也 在多层的实施方案中设定，该含锌腐蚀保护层中的各合金元素的含量（以重量％计）应为至 少1%。为了实现可焊性的显著改善，被证明有利的是各自5至25%的最低含量。如有必要， 该含量可以提尚至50%或更尚。 在单层的实施方案中根据对于腐蚀保护的要求，涂层厚度可以为0. 5微米至50微 米。在电解镀锌的情况下，1至12微米的层厚度被证明是有利的，并且在热镀锌的情况下， 5至35微米的层厚度被证明是有利的。 在多层的实施方案的情况下，直接施加到钢基底上的含锌腐蚀保护层由0. 1至5 微米厚的除锌之外还含有锰、钴或铁并执行扩散阻挡层任务的层和施加在其上的基本上确 保阴极腐蚀保护的基于锌的第二层构成。在锌合金作为第二层的情况下，其除了锌作为主 要元当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
改善高锰钢带的可焊性的方法，所述钢带含有（以重量%计）6至30%的锰、最高1%的碳、最高15%的铝、最高6%的硅、最高6.5%的铬、最高4%的铜以及添加的总计最高0.7%的钛和锆和总计最高0.5%的铌和钒、余量的铁和不可避免的钢伴生元素，其用含锌腐蚀保护层涂覆，其特征在于为了防止焊接过程中的液体金属脆化，施加含锌的还含有锰和/或钴和/或铁的腐蚀保护层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K克勒，M德博克斯，F卢特，
申请(专利权)人：萨尔茨吉特法特尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE