一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺技术

本发明专利技术公开了一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺，其步骤包括：将一定规格的镀锌钢板采用预先加热处理的方法以改善锌层结构，满足直接热冲压工艺的要求；随后在一定条件下完成钢板奥氏体化并冲压成型。本发明专利技术对镀锌钢板规格、预先热处理工艺、热冲压工艺具有明确的限定，以保证成品件具有较好的涂镀性、耐蚀性、耐高温型，并避免基体中产生大的冲压裂纹。采用本发明专利技术提供的工艺方法，无需对冲压后的成品件进行喷丸处理表面的氧化锌层来提高涂镀性能，且该方法避免了冲压时基体大裂纹的产生。此外，经过预先热处理的镀锌钢板在奥氏体化过程中可以采用较快的加热速率进行加热而不发生锌层失效的问题。

A heat treatment method and hot stamping process for galvanized steel sheet

【技术实现步骤摘要】
一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺
本专利技术涉及热冲压工艺
，特别是涉及一种镀锌钢板的热处理方法以及本专利技术产品的应用，如在涂镀和冲压方面的应用，并涉及到镀锌冲压钢的冲压成型工艺。
技术介绍
近年来，为了满足对车身的碰撞安全性和减轻车重的需求，超高强度钢板在车身上的应用越来越多。超高强钢由于强度高，成型时会遇到很多问题，如冷加工时形状不良、加工成型载荷高、成型时易产生划伤和开裂、回弹量高等问题。为了解决此问题，热成型技术已经得到广泛的应用，在较高的温度下钢板具有优良的成型性能并且经热成型制备的冲压零件抗拉强度可以达到1500MPa以上。由于在热冲压过程之前需要对钢板进行奥氏体化，加热过程中钢板表面会发生氧化和脱碳，在随后的冲压过程中氧化铁皮会脱落粘附在模具上，不仅会造成钢板与模具之间的摩擦系数增加影响模具的冷却能力，而且会影响随后的涂镀性能。目前，常采用喷丸的方法去除加热时钢板表面生成的氧化皮，不仅增加了成本，而且喷丸环境条件恶劣，喷丸后钢板表面会产生微裂纹。现有技术中为了防止和减轻加热过程中钢板表面的氧化，常采用在氮气的环境下进行奥氏体化，这也导致了设备成本及维护费用的大幅增加。为了降低成本和提高作业环境，法国安赛乐公司公开专利CN101583486A中提出了采用铝硅镀层来防止钢板加热过程中钢板的氧化和脱碳。专利中的铝硅镀层具有良好的耐高温性能和耐蚀性，但是在奥氏体化处理后镀层的不具备牺牲性保护性能，价格要高于镀锌板并且加热时镀层易与加热炉内的陶瓷辊发生粘结而影响生产。日本住友金属公开专利CN1575348A中提出通过采用涂覆的方法在镀锌钢板预先形成氧化层的方法来提高镀锌钢板的耐高温性能，可以使得镀层的耐高温性达到1000℃，镀锌钢板具有较好的耐切口腐蚀和划痕腐蚀性能，但是锌层上的涂覆氧化层工艺增加了设备投资和生产成本。丰田铁工朱氏会社公开专利CN1600877A中提出，将镀锌钢板在氧气浓度为0%或0%以上，露点为0℃或0℃以上的气氛中加热钢板后进行热冲压。该专利只对镀锌板进行了说明，并未对不同加热工艺热冲压工艺进行限定。镀锌板在氧气浓度较低时，奥氏体化过程中，钢板表面锌层易产生挥发。且GA镀层在加热过程中表面形成的氧化层需要喷丸进行处理。韩国浦项公司公开专利CN102781601A中提出，通过二次加热的方法将镀锌板在400-600℃保温20min以下，后采用较快的加热速率加热至奥氏体化温度，该方法能够抑制锌层的挥发和氧化皮的产生，但是前段加热时间过长降低了生产效率，对于冲压开裂问题没有介绍，并且二次加热过快的话会易导致锌层的烧蚀。对于镀锌钢板，GA钢板由于在生产中增加了合金化工艺，使得成本提高，且GA钢板间接成型时易产生粉化现象，影响镀层在高温下的保护性能。GA镀层成型的热成品件，为了提高涂镀性能一般需要喷丸除去表面的氧化锌层。对于GI钢板，在直接热冲压过程中，镀层有液态锌相的存在，基体容易产生较大的裂纹而影响成品件的使用，因此GI钢板一般只适用于间接热冲压成型。但是为了防止GI镀层在冲压时有液态锌相而影响冲压性能，常增加奥氏体化时间，这样不仅降低了生产效率而且冲压后锌层中的铁含量过高反而降低了对基体的保护性能。本专利技术以上述介绍为背景，提供一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺。在不用喷丸处理的情况下冲压钢板也具有较好的涂镀性能，同时可以适用于直接热冲压成型。
技术实现思路
本专利技术提供一种镀锌钢板的热处理方法及热冲压工艺，它可以解决镀锌钢板热冲压过程中存在涂镀性能差、冲压开裂的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种镀锌钢板的热处理方法，是用于使镀锌钢板在热冲压之前预先加热该镀锌钢板的加热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：将镀锌钢板加热至预定温度区间内的任一温度，随后将其以与所述预定温度区间相对应的保温时间进行保温，所述预定温度区间按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，600）和（200，600）之间；（200，600）和（30，910）之间；（30，910）和（0，910）之间；（0，910）和（0，600）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预定温度区间。S12：随后将镀锌钢板冷却至550℃以下。优选地，所述S11中所述的预定温度区间按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，780）和（90，780）之间；（90，780）和（20，900之间；（20，900）和（0，900）之间；（0，900）和（0，780）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预定温度区间。优选地，，所述S12中将所述镀锌钢板冷却至420℃以下。优选地，，所述S12中采用空冷、气冷或者气雾对镀锌钢板进行冷却。优选地，，经过加热处理后镀锌钢板镀层中的组织主要由Γ相、δ（ζ）组成或者α-Fe(Zn)相、Γ（δ）相组成，且镀层中的铝元素基本扩散至镀层表面处。本专利技术镀锌钢板的热处理方法中：经过多次实验发现将镀锌钢板进行加热预处理后，锌层中的铝元素基本富集到镀层表面，在随后的冷却过程中，在热应力的作用下表层氧化铝膜会破裂，在奥氏体化加热过程中镀层表面不会形成氧化铝膜，而是形成氧化锌，阻挡锌层被氧化。此外，经过预加热处理后，由于铝与氧具有较高的亲和力而扩散至镀层表面，在随后的奥氏体化过程中锌铁的反应要比预加热过程时的反应剧烈，因此会减少了镀层中的液态锌或锌铁相，避免冲压时基体产生大裂纹。由实验数据得到当钢板加热温度低于600℃，锌层的铝需要较长的扩散时间才能够扩散到镀层表处，降低了生产效率。当加热温度高于910℃，保温30s以上时锌的挥发会降低镀层的耐蚀性，且镀层中的铁含量较高在随后的奥氏体化过程中会形成较厚的氧化层而影响涂镀性能。考虑上述因素，本专利技术中将镀锌钢板加热至预加热区域1内的任一温度，随后将其以与所述预定温度区间1相对应的保温时间进行保温，所述预加热区域1按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，600）和（200，600）之间；（200，600）和（30，910）之间；（30，910）和（0，910）之间；（0，910）和（0，600）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预加热区域1，随后将钢板冷却至550℃以下。而当镀锌钢板加热至预加热区域2内的任一温度，随后将其以与所述预加热区域2相对应的保温时间进行保温，会在镀层与基体的界面处形成一层α-Fe（Zn）相，特别有利于防止锌层对奥氏体晶界的腐蚀，是优选的预加热处理工艺区域，所述预加热区域2按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，600）和（200，600）之间；（200，600）和（30，910）之间；（30，910）和（0，910）之间；（0，910）和（0，600）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预加热区域2。当镀锌钢板在预加热区域2中进行加热后，冷却至550℃以下时，镀层表面固态相的形成会破坏表层的氧化铝薄膜，而当镀锌钢板冷却至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀锌钢板的热处理方法，是用于使镀锌钢板在热冲压之前预先加热该镀锌钢板的加热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：将镀锌钢板加热至预定温度区间内的任一温度，随后将其以与所述预定温度区间相对应的保温时间进行保温，所述预定温度区间按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，600）和（200，600）之间；（200，600）和（30，910）之间；（30，910）和（0，910）之间；（0，910）和（0，600）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预定温度区间。S12：随后将镀锌钢板冷却至550℃以下。

【技术特征摘要】
1.一种镀锌钢板的热处理方法，是用于使镀锌钢板在热冲压之前预先加热该镀锌钢板的加热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：将镀锌钢板加热至预定温度区间内的任一温度，随后将其以与所述预定温度区间相对应的保温时间进行保温，所述预定温度区间按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，600）和（200，600）之间；（200，600）和（30，910）之间；（30，910）和（0，910）之间；（0，910）和（0，600）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预定温度区间。S12：随后将镀锌钢板冷却至550℃以下。2.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的热处理方法，其特征在于，所述S11中所述的预定温度区间按照下述方式确定：以保温时间（秒）为横坐标轴和退火温度（℃）为纵坐标轴，分别以下列坐标点对应连接四条直线：（0，780）和（90，780）之间；（90，780）和（20，900之间；（20，900）和（0，900）之间；（0，900）和（0，780）之间，这四条直线所包围的温度区域即是预定温度区间。3.根据权利要求1或2所述的一种镀锌钢板的热处理方法，其特征在于，所述S12中将所述镀锌钢板冷却至420℃以下。4.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪林，
申请(专利权)人：镕凝精工新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31