至少两个金属基底的组件制造技术

本发明专利技术涉及通过至少一个点焊接头点焊在一起的至少两个金属基底的组件，用于制造根据本发明专利技术的组件的方法(这样的方法包括两个步骤)，以及该组件用于制造机动车辆的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】至少两个金属基底的组件本专利技术涉及至少两个金属基底的组件和用于制造该组件的方法。本专利技术特别好地适用于制造机动车辆。考虑到节省车辆的重量，已知使用高强度钢板以实现更轻重量车身并改善碰撞安全性。还尤其使用硬化部件以降低车辆的重量。实际上，这些钢的拉伸强度为最小1200MPa并可以高至2500MPa。硬化部件可以涂覆有具有良好的耐腐蚀性和热特性的基于铝或基于锌的涂层。通常，用于制造经涂覆的硬化部件的方法包括以下步骤：A)提供预涂覆有作为基于铝或锌的常规涂层的金属涂层的钢板，B)切割经涂覆的钢板以获得坯件，C)在高温下对坯件进行热处理以在钢中获得完全奥氏体显微组织，D)将坯件转移至压制工具中，E)使坯件热成形以获得部件，F)使步骤E中获得的部件冷却以在钢中获得这样的显微组织：其为马氏体或马氏体-贝氏体或者由至少75％等轴铁素体、5％至20％马氏体和小于或等于10％的量的贝氏体构成。该方法通常后接两个经涂覆的硬化部件或者一个经涂覆的硬化部件与另一个金属基底的焊接。由于涂层硬且厚，因此非常难以实现基于铝或锌的经涂覆的硬化部件的焊接。专利申请GB2468011公开了一种施加电流以进行板组件的电阻焊接的方法，其中至少一个板的材料为高张力材料，该方法包括：-第一步骤，在第一预定的持续时间内，连续施加一定量的第一安培数，该安培数使高张力材料的接合位置的表面软化；-第二步骤，当已经经过第一预定的持续时间时，将通电量从第一安培数转换至第二安培数，从而引起熔核在接合位置处生长；以及-第三步骤，在第二预定的持续时间内连续施加第二安培数。该方法专用于高张力材料或热冲压材料。热冲压材料可以涂覆有镀层。然而，没有说明镀层的性质。专利申请EP3020499公开了一种电阻点焊方法，包括：-脉动过程，使用与采用逆变器直流法的点焊电源连接的一对焊接电极将两个或更多个重叠的钢板(包括至少一个高张力的钢板)的板组件夹紧，并且在用焊接电极压制钢板的同时，进行复数次电流通过和电流通过停止的重复；以及-连续的电流通过过程，其中在脉动过程之后，在用焊接电极压制钢板的同时，使电流连续地通过比脉动过程的最大电流通过时间更长的时间段。然而，该方法仅专用于涂覆有常规的基于锌的涂层或基于铝的涂层的热冲压钢板。实际上，在实施例中，在经铝涂覆的1500MPa热冲压钢板、经镀锌扩散退火涂覆的1500MPa级热冲压钢板和经ZnO皮处理的经Al涂覆的1500MPa级热冲压钢板上测试了该方法。在该专利申请中不包括包含其他元素的基于铝或锌的特定涂层。专利申请EP3085485公开了一种电阻点焊方法，该电阻点焊方法焊接包括叠加的高张力钢板的复数个钢板，在所述电阻点焊方法中，传导系统是使用逆变器DC焊接电源的脉动传导，以及在形成脉动传导的复数个电流脉冲中，在各自电流脉冲处，可变地对传导时间、定义为传导停止时间的电流脉冲的间隔、和通过电流脉冲施加的焊接电流进行控制。然而，该方法专用于通过常规基于锌的(纯Zn、Zn-Fe、Zn-Ni、Zn-Al、Zn-Mg、Zn-Mg-Al等)涂层或常规基于铝的(Al-Si等)涂层与基础材料的钢之间的合金反应而在其表面上包含金属间化合物和铁的固溶体的热冲压钢板。这些表面形成有主要由锌或铝构成的氧化物层。此外，有时主要由铁和铝的金属间化合物构成的涂层的表面形成有主要由氧化锌构成的膜。在实施例中，在涂覆有包含9重量％的Si和Fe以及非常少量的ZnO的铝涂层的合金的热冲压钢板上，以及在经镀锌扩散退火涂覆的热冲压钢板上测试了该方法。通常，这些涂层的天然氧化物层的厚度为10nm至100nm。当在奥氏体化之前将ZnO的薄层沉积在基于铝的经涂覆的硬化部件上时，ZnO和基于铝的涂层合金化。由于在基于铝的涂层上沉积了非常薄的ZnO层，因此主要由铝构成的天然氧化物在奥氏体化之后仍然非常薄，即10nm至100nm，从而容易焊接。在该专利申请中不包括包含其他元素的基于铝或锌的特定涂层。近来，已开发用于热成形钢板的新涂层。专利申请WO2017017521公开了一种涂覆有合金涂层的可磷酸化的硬化部件，该合金涂层包含0.4重量％至20.0重量％的锌、1.0重量％至3.5重量％的硅、任选的1.0重量至4.0重量的镁，其中比率Zn/Si为3.2至8.0。专利申请WO2017/017514公开了一种涂覆有合金涂层的硬化部件，该合金涂层包含2.0重量％至24.0重量％的锌、1.1重量％至7.0重量％的硅和任选的1.1％至8.0％的镁，余量为铝，其中比率Al/Zn大于2.9以改善液体金属抗脆化(LME)。专利申请WO2017/017513公开了一种涂覆有涂层的牺牲钢板，该涂层包含2.0重量％和24重量％的锌、7.1重量％至12.0重量％的硅、任选的1.1重量％至8.0重量％的镁、余量为铝，其中比率Al/Zn大于2.9并在压制硬化的方法之后获得经涂覆的牺牲硬化部件。这些特定的涂层具有微米厚度的天然氧化物层。由于天然氧化物层的厚度和硬度，这些涂层很难焊接。然而，尚未开发出焊接这些特定的经涂覆的压制硬化部件的方法。因此，本专利技术的目的是提供用于制造近来开发的涂覆有基于铝或锌的特定涂层的硬化部件的焊接方法。特别是对于生产线，目的是对于这样特定的经涂覆的硬化部件获得等于或大于1kA的焊接范围。这个目的通过提供根据权利要求1所述的组件来实现。所述组件还可以包括权利要求2至10中的任何特征。另一个目的通过提供根据权利要求11所述的用于制造该组件的焊接方法来实现。所述焊接方法还可以包括权利要求12至22的特征。最后，又一个目的通过提供根据权利要求23所述的组件的用途来实现。本专利技术的其他特征和优点将根据本专利技术的以下详细描述而变得明显。为了说明本专利技术，将特别地参照以下附图描述非限制性实例的各种实施方案和试验：图1示出了根据本专利技术的一个实施方案。图2至图5示出了根据本专利技术的点焊循环的实施例。名称压制硬化钢部件意指拉伸强度高至2500MPa以及更优选高至2000MPa的热成形钢板或热冲压钢板。例如，拉伸强度大于或等于500MPa，有利地大于或等于1200Mpa，优选大于或等于1500MPa。本专利技术涉及通过至少一个点焊接头点焊在一起的至少两个金属基底的组件，所述组件包括：-第一金属基底，所述第一金属基底为涂覆有以下的硬化钢部件：■合金涂层，所述合金涂层包含0.1重量％至11.0重量％的锌，0.1重量％至20重量％的硅，任选的0.1重量％至20重量％的镁，任选的选自Sr、Sb、Pb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Zr或Bi中的另外的元素，每种另外的元素的按重量计的含量小于0.3重量％，以及任选的来自进给锭料或来自钢基底通过包含铁的熔浴的残留元素，余量为铝，所述合金涂层直接覆盖有■包含ZnO和任选的MgO的天然氧化物层，-所述点焊接头包括熔核；并且所述点焊接头为使得在其顶部上不存在天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过至少一个点焊接头点焊在一起的至少两个金属基底(3、3’)的组件，所述组件包括：/n-第一金属基底(3)，所述第一金属基底(3)为涂覆有以下的层的硬化钢部件：/n■合金涂层(4)，所述合金涂层(4)包含0.1重量％至11.0重量％的锌，0.1重量％至20重量％的硅，可选择地包括的0.1重量％至20重量％的镁，可选择地包括的选自Sr、Sb、Pb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Zr或Bi中的另外的元素，每种所述另外的元素的按重量计的含量小于0.3重量％，以及可选择地包含的来自进给锭料或来自钢基底通过包含铁的熔浴的残留元素，余量为铝；以及/n■包含ZnO和任选的MgO的天然氧化物层，所述天然氧化层直接覆盖所述合金涂层(4)；/n-并且，所述点焊接头包括熔核(5)，在所述点焊接头的顶部(6)上不存在所述天然氧化物层和/或所述合金涂层的至少一部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180913 IB PCT/IB2018/0569991.一种通过至少一个点焊接头点焊在一起的至少两个金属基底(3、3’)的组件，所述组件包括：
-第一金属基底(3)，所述第一金属基底(3)为涂覆有以下的层的硬化钢部件：
■合金涂层(4)，所述合金涂层(4)包含0.1重量％至11.0重量％的锌，0.1重量％至20重量％的硅，可选择地包括的0.1重量％至20重量％的镁，可选择地包括的选自Sr、Sb、Pb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Zr或Bi中的另外的元素，每种所述另外的元素的按重量计的含量小于0.3重量％，以及可选择地包含的来自进给锭料或来自钢基底通过包含铁的熔浴的残留元素，余量为铝；以及
■包含ZnO和任选的MgO的天然氧化物层，所述天然氧化层直接覆盖所述合金涂层(4)；
-并且，所述点焊接头包括熔核(5)，在所述点焊接头的顶部(6)上不存在所述天然氧化物层和/或所述合金涂层的至少一部分。


2.根据权利要求1所述的组件，其中所述硬化钢部件的所述合金涂层包含3.0重量％至9.5重量％的锌。


3.根据权利要求2所述的组件，其中所述硬化钢部件的所述合金涂层包含6.5重量％至9.5重量％的锌。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其中所述硬化钢部件的所述合金涂层包含0.1重量％至12.0重量％的硅。


5.根据权利要求4所述的组件，其中所述硬化钢部件的所述合金涂层包含0.1重量％至6.0重量％的硅。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的组件，其中所述硬化钢部件的所述合金涂层包含0.1重量％至10.0重量％的镁。


7.根据权利要求6所述的组件，其中所述硬化钢部件的所述合金涂层包含0.1重量％至4.0重量％的镁。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，其中第二金属基底(3’)为钢基底或铝基底。


9.根据权利要求8所述的组件，其中第二钢基底为根据权利要求1至7中任一项所述的硬化钢部件。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的组件，包括作为钢基底或铝基底的第三金属基底。


11.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的组件的焊接方法，包括以下步骤：
A.提供至少两个金属基底(3、3’)，其中第一金属基底(3)为涂覆有以下的硬化钢部件：
■合金涂层(4)，所述合金涂层(4)包含0.1重量％至11.0重量％的锌，0.1重量％至20重量％的硅，可选择地包括的0.1重量％至20重量％的镁，可选择地包括的选自Sr、Sb、Pb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Zr或Bi中的另外的元素，每种所述另外的元素的按重量计的含量小于0.3重量％，以及任选的来自进给锭料或来自钢板通过熔浴的残留元素，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂亚戈·马卡多阿莫里姆，斯特凡妮·米绍，让马里·埃尔梅，帕斯卡尔·贝尔托，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU