一种高强度冷轧热镀锌中锰钢及其制备方法与热成形零部件技术

本发明专利技术属于汽车用钢技术领域，提供了一种高强度冷轧热镀锌中锰钢及其制备方法与热成形零部件，所述中锰钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.1～0.24％，Mn：6～12％，Al：0.5～3％，Si：0.2～0.5％，Nb：0.01～0.05％，Cr：0.05～0.2％，Cu：0.01～0.2％，Ti：0.01～0.1％，V：0.01～0.05％，P≤0.005％，N≤0.005％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。采用预镀镍技术和配合恰当的热成形工艺可以减小成形过程中裂纹深度；本发明专利技术的冷轧热镀锌中锰钢的抗拉强度：1000

【技术实现步骤摘要】
一种高强度冷轧热镀锌中锰钢及其制备方法与热成形零部件


[0001]本专利技术属于汽车用钢
，提供了一种高强度冷轧热镀锌中锰钢及其制备方法与热成形零部件。

技术介绍

[0002]随着目前新能源汽车的进一步发展，汽车车身的轻量化显得尤为重要，而要实现车身的轻量化最佳的途径就是增加车身中高强钢的使用比例。对于传统的高强钢一般采用冷成形的方式进行加工，而传统的冷成形工艺容易造成开裂、回弹严重等缺陷。目前，高强钢成形技术多采用热成形工艺，零件在成形过程中不易开裂，成形后零件回弹较小并且具有更高的抗拉强度。如今常用的热成形钢主要以锰硼系为主，如22MnB5，34MnB5等，
[0003]目前针对常用Mn
‑
B系热成形钢，热成形工艺中加热温度920℃～950℃，对能源消耗较高。对于无镀层材料，高温加热后出炉产生大量氧化铁皮，冲压过程中会造成模具的磨损，并且增加后续抛丸的难度，降低生产效率。
[0004]为了提高材料的耐腐蚀性，避免热成形过程中氧化皮的产生，涂镀板广泛应用于热成形钢中，常用的镀层有：Al
‑
Si镀层、GI镀层、GA镀层等。对于Al
‑
Si镀层材料，Al
‑
Si镀层的耐腐蚀性较差，成形前仅能起到物理防腐的效果，且成形后Al
‑
Si镀层表面有大量微裂纹，起不到防腐蚀的作用；对于纯锌镀层热成形钢材料，常用的直接热成形方法不适用，锌镀层会在高温加热过程中蒸发从而影响镀层质量，并且700℃左右的成形温度容易导致液态锌裂纹致脆的现象出现。常规间接热成形的方法会增加加工工序，造成能源的浪费，增加成本，同时生产效率低下。
[0005]抛丸是利用高速旋转的叶轮把小钢丸或者小铁丸抛掷出去高速撞击零件表面，故可以除去零件表面的氧化层。喷砂是利用压缩空气把石英砂高速吹出去对零件表面进行清理的一种方法。
[0006]申请号201610784344.5的中国专利，《一种热镀锌温成形高强度中锰钢件的制备方法》，公开了一种热镀锌温成形高强度中锰钢件的制备方法，该专利技术实现了温成形中锰钢与热镀锌处理同时完成的复合工艺，简化了工艺流程，提高了效率，并且节省了能源。专利中使用的基板成分为：C：0.05～0.50％；Mn：4.0～6.0％；Al：0.015～0.060％；P≤0.015％；S≤0.02％，余下为Fe及不可避免的杂质。该专利将中锰钢镀锌与温成形相结合，但该专利中生产的镀锌中锰钢仅能用于温成形过程，应用范围较窄且需要重新进行产线的设计，生产操作难度大。此外，采用专利中所述的方式进行热镀锌缺少气刀吹扫、光整等工艺，无法保证镀层的厚度和镀层质量会对后续使用造成影响。
[0007]申请号201610455155.3的中国专利《一种超高强度塑性积的冷轧中锰钢及其制备方法》，公开了一种超高强度塑性积的冷轧中锰钢及其制备方法，通过该专利可最终获得中锰钢的抗拉强度900～1300MPa，延伸率50％～80％，强塑积提高到60GPa
·
％以上，最高可达90GPa
·
％。专利中使用的成分为：中锰钢的成分按质量百分比为：C：0.25～0.35％∶Mn：7.0～9.5％∶Al：2～2.9％，余量为Fe及不可避免的杂质。但此专利中中锰钢碳含量较高，会
在后续焊接过程中造成困难。此外该钢板存在残余奥氏体不稳定的问题并且抗拉强度较低最高仅为1300MPa，在车身后续使用过程中会造成碰撞吸收能降低等问题的出现。
[0008]因此，急需一种钢制品解决上述技术问题。

技术实现思路

[0009]本申请提供了一种高强度冷轧热镀锌中锰钢制备方法及热成形零部件，以解决后期热成形加工造成的镀锌钢制品液态金属致脆(LME)裂纹的技术问题。
[0010]用于实现上述目的的技术方案如下：一种高强度冷轧热镀锌中锰钢，所述中锰钢的成分以重量百分比计包括：C：0.1～0.24％，Mn：6～12％，Al：0.5～3％，Si：0.2～0.5％，Nb：0.01～0.05％，Cr：0.05～0.2％，Cu：0.01～0.2％，Ti：0.01～0.1％，V：0.01～0.05％，P≤0.005％，N≤0.005％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0011]可选的，所述中锰钢的显微组织为：65％
‑
95％马氏体、5％
‑
20％奥氏体和0
‑
15％铁素体。
[0012]一种高强度冷轧热镀锌中锰钢的制备方法，所述方法包括，
[0013]获取含有所述化学成分的铸坯；
[0014]将所述铸坯依次进行热轧、第一退火、酸洗、冷轧、电镀镍、第二退火和热镀锌，获得热镀锌中锰钢；
[0015]所述电镀镍的电流密度为30A/dm2～80A/dm2，时间为2s～8s；
[0016]所述热镀锌的镀锌液铝含量≤1％，所述热镀锌的单边锌基镀层厚度为5μm～30μm。
[0017]可选的，所述热轧的温度1150℃～1250℃，终轧温度780℃～900℃；所述第一退火包括：加热到第一目标温度580℃～650℃，保温时间为10h～30h；所述冷轧压下量为40％～60％。
[0018]可选的，所述电镀镍的单边镍镀层厚度为100nm～1μm，所述电镀镍还包括镀镍前清洁。
[0019]可选的，所述第二退火包括：加热到第二目标温度720℃～850℃，退火时间为100s～200s，所述第二退火还包括第三冷却，所述第三冷却包括以10℃/s～50℃/s的冷速冷却至450℃～530℃。
[0020]可选的，所述热镀锌包括第一热镀锌，所述第一热镀锌的温度为430℃～500℃，所述第一热镀锌时间为2s～20s，所述热镀锌之后还包括第一冷却，所述第一冷却包括：以10℃/s～50℃/s的冷速冷却至200℃以下。
[0021]可选的，所述热镀锌用于生产锌铁合金镀层，依次包括第二热镀锌、第二冷却和锌铁合金保温，所述第二热镀锌的温度为430℃～500℃，所述第二热镀锌时间为2s～20s，所述第二冷却包括：以10℃/s～50℃/s的冷速冷却至200℃以下；所述锌铁合金保温包括：镀锌后以温度450℃
‑
550℃保温15s
‑
30s。
[0022]一种冷轧热镀锌中锰钢的热成形工艺，所述工艺依次包括热成形加热、转移、保压，第四冷却：所述热成形加热的温度为700℃～850℃，所述热成形加热的速率为5℃/s～20℃/s，所述热成形加热的时间为6min～12min；所述转移时间为2s～5s，所述保压的时间为5s～20s，进行所述第四冷却至300℃以下，冷速≥5℃/s。
[0023]可选的，所述热成形零部件的显微组织为：60％～95％马氏体、5％～15％残余奥氏体和0～25％铁素体。
[0024]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0025]本专利技术实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度冷轧热镀锌中锰钢，其特征在于，所述中锰钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.1～0.24％，Mn：6～12％，Al：0.5～3％，Si：0.2～0.5％，Nb：0.01～0.05％，Cr：0.05～0.2％，Cu：0.01～0.2％，Ti：0.01～0.1％，V：0.01～0.05％，P≤0.005％，N≤0.005％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的高强度冷轧热镀锌中锰钢，其特征在于，所述中锰钢的显微组织为：65％
‑
95％马氏体、5％
‑
20％奥氏体和0
‑
15％铁素体。3.一种如权利要求1或2所述的高强度冷轧热镀锌中锰钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括，获取含有所述化学成分的铸坯；将所述铸坯依次进行热轧、第一退火、酸洗、冷轧、电镀镍、第二退火和热镀锌，获得热镀锌中锰钢；所述电镀镍的电流密度为30A/dm2～80A/dm2，时间为2s～8s；所述热镀锌的镀锌液铝含量≤1％，所述热镀锌的单边锌基镀层厚度为5μm～30μm。4.根据权利要求3所述的高强度冷轧热镀锌中锰钢制备方法，其特征在于，所述热轧的温度1150℃～1250℃，终轧温度780℃～900℃；所述第一退火包括：加热到第一目标温度580℃～650℃，保温时间为10h～30h；所述冷轧压下量为40％～60％。5.根据权利要求3所述的高强度冷轧热镀锌中锰钢制备方法，其特征在于，所述电镀镍的单边镍镀层厚度为100nm～1μm，所述电镀镍还包括镀镍前清洁。6.根据权利要求3所述的高强度冷轧热镀锌中锰钢制备方法，其特征在于，所述第二退火包括：加热到第二目标温度720℃～850℃，退火时间为100s～200s，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博明，徐德超，李学涛，赵海峰，罗家明，滕华湘，王彭涛，韩赟，阳锋，张士杰，王振鹏，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：