制造设有金属防腐蚀保护层的钢构件的方法以及钢构件技术

本发明专利技术提供了一种方法，通过该方法可以制造具有良好粘附性并防腐蚀的金属涂层的钢构件。为此，由具有150-1100MPa的屈服极限以及300-1200MPa的抗拉强度的钢材制成的扁钢产品涂覆有防腐蚀保护层，该防腐蚀保护层由合金形成，该合金含有：35-70重量％的铝,35-60重量％的锌,0.1-10重量％的镁,不高于10重量％的Si以及不高于5重量％的Fe。随后由该扁钢产品得到扁坯，将该扁坯加热到至少800℃并随后成型为钢构件，或者首先成型为钢构件，随后将钢构件加热到至少800℃。随后，通过将分别获得的钢构件由足够高的温度足够快地冷却而使其硬化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种方法，该方法通过成型由儘钢构成的扁钢产品来制造设置有金属 防腐蚀保护层的钢构件，该扁钢产品在钢构件的成型之前设置有侣锋合金层。
技术介绍
当在此谈及"扁钢产品"时，其意味着钢带、钢板或者由它们得到的扁巧或类似物。 为了提供在现代车身结构中所要求的轻质、最大强度W及保护作用的结合，目前 在冲撞情况下可能暴露于特别高负荷的运些车身的区域中使用由高强度钢材热压成型的 构件。 在热压硬化(也称为热成型）的过程中，由冷社钢带或热社钢带分割而得的钢扁巧 加热至通常在各种钢材的奥氏体化溫度W上的成型溫度并且在已加热的状态下放入成型 机的工具中。在接下来进行的成型过程中，板材巧料或由其成型的构件通过与冷的工具相 接触而迅速冷却。在此运样调整冷却速率，即，在构件中产生硬化组织结构。 适用于热压硬化的钢材的一个典型例子已知为名称"22MnB5"并且可W通过材料 编号1.5528在钢铁指南2004版中找到（S化hlschlUssel 2004)。 在实际中，特别适用于热压硬化的儘棚钢的优点与缺点是相对的，一般含儘钢对 湿腐蚀不稳定而且难W纯化。与低合金钢相比，在增加的氯离子浓度作用下有很强地向局 部的、虽受限却严重的腐蚀发展的趋势，该趋势恰好使高合金钢在车身中的使用变得困难。 另外，含儘的钢材倾向于表面腐蚀，由此同样地限制了其应用性。 另外由试验已知，在不利的条件下（例如，在高氨渗透和存在高拉应力的条件下， 车身中用于复杂的冲撞相关结构构件的Mn-B调质钢中在该钢材的制造或进一步加工过程 中存在氨脆的危险或者出现氨致延迟裂纹产生的危险。通过在退火处理过程中在奥氏体组 织结构状态下的钢基底更高的吸收性有利于氨渗透。[000引在现有技术中存在有不同的针对减少含儘钢在调溫状态下氨吸收或为运类钢材 设置防腐蚀侵蚀的金属涂层的建议。在此分为主动和被动的防腐蚀保护系统。 主动的防腐蚀保护系统通常通过连续地涂覆含锋防腐蚀保护层而制造。被动的防 腐蚀保护系统相反地通常通过涂覆侣基涂层而制造，该侣基涂层提供良好的抗腐蚀侵蚀的 屏障作用。 在已知的含锋的金属防腐蚀保护层中存在不利和有利的方面。 EP 2 290 133 A1中已知的用于制造设有金属防腐蚀保护的钢构件的方法中，锋 儀合金涂层W电解的方式沉积在钢带上。由于该电解涂层过程仅能够实现非常低的带材速 度，运提高了制造成本。但是，通过已嵌入的锋相可W确保在热成型（热压硬化)之后的主动 防腐蚀保护。与通过火锻形成的含锋防腐蚀保护层相比，根据用于电阻点焊的SEP 1245的 标准参数存在更大的焊接区域。 具有锋基的防腐蚀保护层的钢板只能够在高花费的间接热成型过程中加工，该防 腐蚀保护层具有在最少85重量％和最多98重量％的区域内的高锋含量并且借助于火锻设 备施加在带涂覆的钢带上。在具有运类锋基的防腐蚀保护层的钢构件中能够根据用于电阻 点焊的SEP 1245在热成型之后实现焊接的区域仅处于非常低的水平。由相对较低的烙化溫 度所决定，该涂层材料仅能经受低池溫，运与那些AlSi涂层相比使锋基的涂层的制造成本 降低或相对适宜。但是在运类锋基的涂层中由于其较低的烙化溫度而存在较高的锋渗透裂 纹（液相脆化，FlUssigphasenversprSdimg)的风险。此外，有利于挥发性的氧化物相 (通常为氧化侣)通常在加压硬化后的表面上有针对性地除去。因此在加压硬化后的构件上 通常存在基本上纯的锋铁层。 在同样已知的锻锋退火处理过程（Galvannealing-Prozess)中，钢带的锋层通过 额外的退火步骤转变为锋铁合金层，从而将涂层中的铁含量调高到大于40重量％。但是运 类对于直接热成型积聚铁锋层仅在热成型过程中经过较短的时间加工窗具有主动的防腐 蚀保护。过长时间加热的构件不再具有主动的防腐蚀保护。在过短的加工时间内比如在其 他锋基防腐蚀保护层中可能再次导致锋渗透裂纹形成。另外，在锻锋退火处理过程中也通 常在加压硬化后的表面上除去有利于挥发性的氧化物相(通常为氧化侣）。因此在加压硬化 后的构件上通常存在基本上纯的锋铁层。 即使是目前的侣基防腐蚀保护层中也存在多个不利的方面。因此，由于涂层材料 较高的烙化溫度，用于形成AlSi层的火锻设备的能量消耗相对较大。此外，儘棚钢上的涂层 可W仅在一定的范围内冷成型。由于硬质的化-Al-Si金属间相在冷成型过程中会导致涂层 的错位。由此使变形程度受到限制。AlSi层因此通常要求进行直接热成型。与能够实现AlSi 层表面上漆层的良好粘附的阴极浸锻相结合，可W实现针对腐蚀性侵蚀的较好的屏障作 用。另外，在涂层变型中要考虑到钢材中的氨渗入，其在不利的工艺条件下可能要求用于加 压硬化过程的连续炉中的露点控制。与露点控制相关的能量损耗导致在构件制造过程中额 外的花费。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于说明一种在实际中容易实施的方法，该方法实现了 W相对较低的成本制造钢构件，该钢构件具有良好粘附性并可靠地防腐蚀的金属涂层。此 夕h本专利技术还说明了相应制造出的钢构件。 根据本专利技术的第一种变型，关于方法的目的通过进行权利要求1所述的在钢构件 制造过程中的操作步骤得W实现。 权利要求2中说明了一种替代性的、同样可W实现上述目的的按照本专利技术方法的 变型。 按照本专利技术的方法的第一种变型为通过所谓的"直接热成型(直接加压硬化Γ成 型钢构件，而第二种方法的变型为通过所谓的"间接热成型（间接加压硬化r成型钢构件， 其中，按照本专利技术涂层的钢扁巧首先冷成型，然后加热到奥氏体化溫度并随后通过快速冷 却而转变至调质组织结构状态或硬化组织结构状态。 按照本专利技术的方法变型的有利设计在引用权利要求1或2的权利要求中给出并在 下文中进行说明。 关于钢构件的上述目的的按照本专利技术的解决方案在于，具有权利要求13所述特征 的钢构件。按照本专利技术的钢构件的有利设计在引用权利要求13的权利要求中给出并在下文 中进行说明。 在按照本专利技术的、用于制造设有金属的防腐蚀保护层的钢构件的方法中，首先提 供一种扁钢产品，即钢带或钢板，该扁钢产品由在热成型过程中能够通过泽火而硬化的钢 材制成。该钢材具有150至1100M化的屈服极限和300至1200M化的抗拉强度。 钢材通常可W是W已知组成成分的高强度的儘棚钢。相应地，按照本专利技术加工的 钢材除了铁和不可避免的杂质之外还包含（W重量％ ): 0.2-0.5 %的C，0.5-3.0 %的Μη， 0.002-0.004%的BW及可选的"Si,化，Al，Ti"族中的一种或多种元素，运些元素的含量为： 0.1-0.3 % 的Si，0.1-0.5 % 的Cr，0.02-0.05 % 的A1，0.025-0.04% 的Ti。 按照本专利技术的方法适用于由W常规方式仅热社的热社带材或热社板材或者由W 常规方式仅冷社的钢带或钢板制造钢构件。 相应得到和制备的扁钢产品涂覆根据本专利技术由侣锋合金组成的防腐蚀保护层，该 侣锋合金包含：35-70重量％的侣，35-60重量％的锋，0.1-10重量％的51^及不高于5重 量％的。6。另外，该侣锋合金还优选包含不高于15重量％的其他亲氧元素，比如儀、巧、儀 和/或儘。 按照本专利技术所使用的侣锋合金可W通过火锻过程、W电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造具有金属的防腐蚀保护层的钢构件的方法，包括以下操作步骤：a)提供一种扁钢产品，所述扁钢产品由具有150‑1100MPa的屈服极限和300‑1200MPa的抗拉强度的钢材构成；b)所述扁钢产品涂覆由铝锌合金组成的防腐蚀保护层，所述铝锌合金包含：35‑70重量％的铝,35‑60重量％的锌,0.1‑10重量％的Mg,不高于10重量％的Si以及不高于5重量％的Fe；c)将由已涂层的所述扁钢产品形成的扁坯加热到至少为800℃的扁坯温度；d)在成型工具中将所述扁坯成型为钢构件，并且e)通过由所述钢构件在适于形成调质组织结构或硬质组织结构的状态下所处的温度开始的冷却使所述钢构件硬化，所述冷却的冷却速率对于形成调质组织结构或硬质组织结构是足够的。

【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：马里亚·科耶尔，萨沙·西科拉，曼努埃拉·鲁滕贝里，扬科·巴尼克，珍妮弗·舒尔茨，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE