一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置，所述方法包括以下步骤：将裸钢板落料成所需坯料形状；将坯料放入无氧加热炉内进行加热至AC3以上，使坯料奥氏体化；将奥氏体化的坯料放入模具中成型，使之形成零件；对零件进行表面处理，使零件表面形成防腐涂层。采用发明专利技术所述的方法制备的热冲压零件，表面质量好，并具有优异的防腐蚀性能。

A Method and Device for Preparing Corrosion Resistant Hot Stamping Parts

The invention discloses a preparation method and device for corrosion-resistant hot stamping parts, which comprises the following steps: blanking bare steel plate into required blank shape; heating billet into anaerobic heating furnace to above AC3 to austenitize billet; forming austenitized billet into die to form parts; surface treatment of parts to make parts surface. Form anticorrosive coating. The hot stamping parts prepared by the method described in the invention have good surface quality and excellent corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置
本专利技术涉及了热冲压成型
，具体的是一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置。
技术介绍
目前，在汽车的服役过程中，热冲压零件虽然经过涂装处理以提高其自身的耐腐蚀性能，但是，一旦涂装层被破坏后，热冲压零件就很容易产生膜下腐蚀，进一步导致涂装层剥落。另一方面，热冲压零件的切口处以及和其他零件的紧固处由于涂装时涂层厚度不足或不均匀，也容易发生腐蚀。为了解决上述问题，业内常采用具有良好耐腐蚀性能的镀锌22MnB5钢板或铝硅镀层22MnB5钢板代替无涂层钢板(也称裸钢板)进行热成型。由于镀锌钢板的表面包括Zn-Al镀层或Zn-Fe-Al镀层，这两种镀层也称锌基镀层，锌基镀层可向钢件提供活性或阴极防腐，保证钢件在腐蚀环境下72小时甚至96小时不出现白锈(白锈是指镀层生锈)，而出现红锈(红锈是指钢材生锈)所需的时间更长；而铝硅镀层也可以为钢件提供防腐蚀的屏障，因此，采用镀锌钢板或者铝硅镀层钢板制备的热冲压零件再经过涂装处理，则具有双重耐腐蚀能力。但是，在热冲压过程中，钢板坯料需要经过高温加热后再放入模具中成型，在被加热至高温状态的过程中，镀锌钢板或铝硅镀层钢板会出现一些问题。具体而言，对于镀锌钢板来说，首先，锌由于自身的熔化温度比较低而容易液化，液态锌由于金属脆化而产生破裂；其次，在加热升温过程中，镀层中的锌会存在蒸发和氧化现象而导致锌的含量减少，且氧化物的粘附性能较差，会影响后续热冲压零件的涂装效果。为解决高温液态金属脆化问题，专利CN107127238A公开了一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法，包括如下步骤：(1)生产热冲压成型用的钢板或钢带，并在所述热冲压成型用的钢板或钢带上涂覆锌或锌铁合金；(2)加热：将钢板或钢带放入连续退火的加热炉中，以大于5℃/s的加热速度将钢板或钢带加热到高于Ac3的温度，并保温设定时间，使钢板或钢带奥氏体化均匀；(3)预冷却：钢板或钢带从加热炉中出来后，立即实施预冷却，冷却至650℃～700℃；(4)落料：在650℃～700℃的温度下，根据热冲压零件形状和尺寸切割钢板或钢带；(5)热冲压成型与模内淬火：将落料后的钢板或钢带快速移动到热冲压模具上冲压成型淬火，成型温度范围为400～650℃；热冲压成型完成后，坯料在模具中冷却，在模具中，或从模具取出后冷却至室温，完成马氏体相变。由于在400℃-650℃之间温成型时，镀锌板的变形抗力较大，其成型性能不如在高温下进行成型，因此，镀锌钢板温成型的力学性能较差且冲压过程容易开裂；另外，由于金属锌熔点较低，采用大于5℃/s的速度对镀锌板进行加热易导致锌层的液化及挥发，影响后续热冲压零件的涂装效果。为解决镀锌层在加热过程容易挥发的问题，专利JP特许第6191420号公开了热压钢的制造方法和热压钢材，其具体工艺为在镀锌层上再通过热镀或电镀的方式形成一层高熔点的致密层。该致密层能够在加过程中防止氧化，并且提高耐腐蚀性能。但该涂层具有低磷化性，即不能与磷酸锌、磷酸锰反应而导致白车身后续很难进行整车电泳处理。并且虽然通过表面的高熔点的致密层可以阻止锌层的挥发，但是不能够解决液态锌在高温容易液化，因此，仍存在热冲压过程中产生液态金属致脆的现象。专利CN106282878A公开了一种镀锌温成形高强度中锰钢件的制备方法，其介绍了一种在线热镀锌然后温成形的方法，具体方法如下，先将中锰钢在真空加热炉中加热到750℃-850℃之间进行奥氏体化，然后在充满保护气体的冷却腔内降温在500℃，再将加热坯料放入480℃-500℃的恒温锌槽进行热镀锌，最后烘干并将坯料送入模具进行温成型。该方法是用中锰钢进行热镀锌后再进行温成型，目的是把热镀锌的加热和温成形的加热合并为一次加热以节省能源并避免锌层的熔化。但是这种工艺方法除了有对异形坯料进行热浸镀在实际生产中操作难度大及质量稳定性不高等缺点以外，对于热成形钢材22MnB5坯料在500℃以下的温度进行冲压成形既无法获得高比例的马氏体组织又使得板料的成型性能远不如650℃以上成型的好。这是因为高强钢22MnB5材料，其马氏体开始相变转变Ms点通常在420℃以上，不适于在480℃-500℃的温度范围内进行中温热冲压成型。而对于铝硅镀层钢板来说，在加热至Ac3(加热时铁素体转变为奥氏体的终了温度)过程中，铝硅镀层钢板中的铝硅层与钢材基体相互扩散，形成铝铁硅合金，该铝铁硅合金的腐蚀电位与钢材基体的腐蚀电位基本一致，因此，极大降低了铝硅镀层钢板的耐腐蚀性。另外，无论是镀锌钢板还是铝硅镀层钢板，在经过热冲压后，镀层均会出现不同程度的裂纹，而当裂纹严重时，则会直达钢材基体。更主要的，由于镀层钢板在热冲压时，坯料和镀层都处于高温软化状态，坯料被模具成形时不可避免要与模具表面摩擦，而软化的镀层极易被摩擦去除。因此，镀层钢板经热压后也丧失了原有的耐腐蚀能力。而且在做涂层板的激光拼焊时，一般都需要将焊缝周边的涂层去除掉，以利于焊接，但经过焊接后，焊缝部位无涂层保护，焊缝的耐腐蚀能力极差。并且，现有的热冲压加热炉通常为通入氮气作为保护气氛的有氧加热炉(也称气氛炉)，其氧含量一般要求控制在0.5％以下。在热成形过程中，坯料一般加热时间为3-4min,加热完成后需要进行开炉取料及送料。在开炉门的过程中，大气中的氧涌入气氛炉内，导致氧含量大量增加，因此，需要通入大量氮气进行排氧。在实际的生产过程中，气氛炉内氧含量一般只能控制在2％左右，因此一般的气氛保护炉难以真正的防氧化。综上所述，现有的热冲压工艺和热冲压零件存在以下问题：1、裸钢板在加热时产生的大量氧化皮，在成型时对模具表面的破坏，进而破坏零件产品表面质量，同时影响模具使用寿命。2、裸钢板热压后的喷丸处理容易导致零件变形。3、镀层板在加热炉中加热时熔化容易污染支撑装置如炉辊，而导致支撑装置受损如炉辊表面结瘤和陶瓷辊断裂。4、镀层板在加热时导致涂层熔化和软化，在成形时涂层与模具进行摩擦，模具表面形成大量粘着物，容易对零件表面造成划伤。5、镀层板被加热后再成型成零件，其镀层被严重破坏，导致耐腐蚀性远不及原板材。6、为避免铝硅涂层的液化，铝硅涂层板需要在500℃-700℃慢速加热，延长了加热时间，影响生产效率。7、镀锌坯料在直接热成形中为避免产生液态锌而采用低温成形导致低温成形温度窗口太窄(成形温度距马氏体相变起始温度太近，锌熔点与22MnB5的Ms点温度几乎相同)，实际生产中产品机械性能无法稳定。8、涂层板的激光拼焊时，一般都需要将焊缝周边的涂层去除掉，但经过焊接后，焊缝部位无涂层保护，焊缝的耐腐蚀能力极差。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置，其用于解决上述问题中的至少一种。本申请实施例公开了：一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法，包括以下步骤：将裸钢板落料成所需坯料形状；将坯料放入无氧加热炉内进行加热至AC3以上，使坯料奥氏体化；将奥氏体化的坯料快速放入模具中成型，使之形成零件；对零件进行表面处理，使零件表面形成防腐涂层。具体的，在步骤“对零件进行表面处理，使零件表面形成防腐涂层”之后，还对零件进行去氢处理。具体的，所述去氢处理包括将零件加热至140℃-200℃之间，并在该温度下对零件进行保温10-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将裸钢板落料成所需坯料形状；将坯料放入无氧加热炉内进行加热至AC3以上，使坯料奥氏体化；将奥氏体化的坯料放入模具中成型，使之形成零件；对零件进行表面处理，使零件表面形成防腐涂层。

【技术特征摘要】
2018.12.06 CN 20181148590381.一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将裸钢板落料成所需坯料形状；将坯料放入无氧加热炉内进行加热至AC3以上，使坯料奥氏体化；将奥氏体化的坯料放入模具中成型，使之形成零件；对零件进行表面处理，使零件表面形成防腐涂层。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，在步骤“对零件进行表面处理，使零件表面形成防腐涂层”之后，还对零件进行去氢处理。3.根据权利要求2所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述去氢处理包括将零件加热至140℃-200℃之间，并在该温度下对零件进行保温10-30min。4.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述无氧加热炉包括惰性气体保护炉或真空加热炉。5.根据权利要求4所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述真空加热炉的真空度为0.1-500Pa之间。6.根据权利要求5所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述真空加热炉的真空度为0.1-100Pa之间。7.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述无氧加热炉对坯料进行加热及保温的时间总共为60-300s之间。8.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，坯料在无氧化加热炉中被加热至880℃-950℃之间。9.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，加热完成后的坯料从无氧化加热炉移入模具中的时间为5-10秒。10.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，坯料在模具中开始成型的温度为650℃-850℃。11.根据权利要求1所述的耐腐蚀热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述模具具有冷却水...

【专利技术属性】
技术研发人员：安健，陈汉杰，李东成，
申请(专利权)人：苏州普热斯勒先进成型技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32