用于生产具有铝基防腐蚀覆层的扁钢产品的方法和具有铝基防腐蚀覆层的扁钢产品技术

本发明专利技术涉及一种用于生产具有预合金化防腐蚀覆层(13)的扁钢产品(9)的方法，其至少包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产具有铝基防腐蚀覆层的扁钢产品的方法和具有铝基防腐蚀覆层的扁钢产品


[0001]本专利技术涉及一种用于生产具有预合金化防腐蚀覆层的扁钢产品的方法。
[0002]本专利技术还涉及一种具有预合金化防腐蚀覆层的扁钢产品。
[0003]此外，本专利技术涉及一种用于生产具有完全合金化防腐蚀覆层的钢制部件的方法。
[0004]最后，本专利技术涉及一种具有完全合金化防腐蚀覆层的钢制部件。

技术介绍

[0005]术语“扁钢产品”在这里包括所有长度远远大于厚度的轧制产品。这些产品包括钢带、钢板，以及由其获得的裁切件和板坯。
[0006]除非另有明确说明，否则这里给出的合金含量的任何数值都应理解为以“重量％”为单位的数值。
[0007]除非另有说明，组织结构组分的百分比数值和层中各相的百分比数值以体积为基础(体积％)。然而，这些数值是以金相磨片中的面积百分比来确定的。
[0008]预合金化的防腐蚀覆层理解为这样一种覆层，其中扩散有一定比例的铁，但尚未达到完全、充分的合金化。因此，预合金化防腐蚀覆层的特征在于铁含量在30
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45重量％之间，优选在30
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40重量％之间，特别优选在35
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40重量％之间。与此相对，完全合金化的防腐蚀覆层中的铁含量要高得多，为至少45重量％，尤其是至少50重量％，优选是50重量％到70重量％。正如后面所阐明的，防腐蚀覆层必要时包括不同的层和相。在这种情况下，防腐蚀覆层的铁含量应理解为各层和各相上的平均值。
[0009]根据本专利技术的扁钢产品的钢基材尤其由所谓的“MnB钢”组成。这类钢在EN 10083
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3中进行了标准化。这些钢具有良好的淬硬性，并能在热压过程中实现可靠的工艺实施，由此以经济的方式实现了在热变形过程中仍在工具中就能实现马氏体硬化，而无需额外冷却。
[0010]适合热压硬化的典型钢种是化学组成在表2中列出的钢A
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E。
[0011]钢基材也可以作为一种例如有三个钢层的复合材料，其中至少有一层是可调质的，尤其是可硬化的，参考EP 2 886 332 B1。
[0012]对于设置有铝基防腐蚀覆层、并确定用于通过热压成型硬化来生产钢制部件的热轧MnB钢板，在EP 0 971 044 B1中给出了合金配方，据此，MnB钢除了铁和不可避免的杂质外，应具有(以重量％计)大于0.20％但小于0.5％的碳含量，大于0.5％但小于3％的锰含量，大于0.1％但小于0.5％的硅含量，大于0.01％但小于1％的铬含量，小于0.2％的钛含量，小于0.1％的铝含量，小于0.1％的磷含量，小于0.05％的硫含量，和大于0.0005％但小于0.08％的硼含量。
[0013]铝基防腐蚀覆层是所谓的AlSi涂层，其含有3
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15重量％的Si，以及最多3.5重量％的铁。防腐蚀覆层优选含有9
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10重量％的硅和2
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3.5重量％的铁。这些百分比是基于热处理前的防腐蚀覆层。在一个特别的变体中，除了所述的合金元素Si和Fe之外，防腐蚀覆层只包
含铝和不可避免的杂质。因此，余量是铝和不可避免的杂质。这样构成和涂层的扁钢产品被加热到高于Ac1温度的加热温度，然后放入压制成型工具，在那里被热成型为钢制部件，紧接着在保持压制成型工具关闭的情况下，如此快速冷却，使得在扁钢产品的钢基体中形成硬化组织结构。在该工艺中，尤其是在加热过程中，Fe从钢基材扩散到铝涂层中。因此，铁被引入到合金中，由此导致涂层完全硬化。
[0014]然而，在以铝涂层的MnB钢的所述热压成型硬化中，通常的加热过程要比无涂层的材料明显更长，例如是4
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6分钟，而不是3
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4分钟。这一方面是由于临时反射性涂层的热量耦合性较差，另一方面是由于覆层完全合金化所需的时间跨度。原则上可以通过在热压成型硬化时选择更高的炉温来缩短这个时间。然而，在炉温＞940℃时，结合快速的加热速度，会导致压制硬化的表面粗糙度降低，因此在随后的进一步加工过程中，漆层材料的附着力不足。
[0015]因此，DE102008006771B3提出了一个两阶段的工艺，在这个工艺中，涂层的钢基材要经过第一加热步骤和第二加热步骤。在第一加热步骤中，铝基涂层预合金化。在预合金化状态下，扁钢产品就可以从钢铁生产商那里运到加工商。在加工商处，进行带有热压成型硬化的第二加热步骤。由于工艺被一分为二，对于在加工商处进行的第二加热步骤而言，工艺时长可以大大缩短。根据DE102008006771B3，第一加热步骤需要一个小时或更长时间，并且在550
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723℃的温度下进行。
[0016]DE102014112448B4同样提出了一种方法，然而，其目的是对具有铝硅涂层的可硬化钢板进行完全、充分的合金化。合金化过程一直进行到涂层被钢中的铁所饱和为止，由此对于随后的加热而言只有小的工艺窗口用于加热，因为由此产生厚的层，其对于硬化的钢板部件的焊接适用性有不利影响。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的在于进一步发展上述方法，使得可以缩短整个工艺时间，同时形成具有改进性能的扁钢产品。
[0018]这一目的通过一种用于生产具有预合金化防腐蚀覆层的扁钢产品的方法实现，该方法至少包括以下步骤：
[0019]‑
提供涂层的扁钢产品，其包括钢基材，该钢基材具有至少存在于该钢基材的一侧的铝基防腐蚀覆层；
[0020]‑
对该涂层的扁钢产品进行热处理，包括以下步骤：
[0021]i.在炉中加热涂层的扁钢产品，炉温T在950℃和1150℃之间，优选在960℃和1080℃之间，尤其在980℃和1060℃之间，炉内停留时间t
v
在40s和150s之间，其中炉温的选择使得涂层的扁钢产品在500℃至700℃的温度范围内的加热速率超过10K/s；
[0022]ii.将涂层的扁钢产品保持在Ac3以上的温度，保持时间在20s至60s之间。
[0023]这种工艺窗口有很多优点。相对较短的炉内停留时间与较高的炉温相结合，实现了可靠的防腐蚀覆层预合金化，同时，钢产品的机械技术特征值不会受到损害，并且钢基材的基本组织结构在其成分上得到了保留。
[0024]在此，加热速率靠近表面测量，例如使用近表面热电偶，因为对于基础工艺来说，层的温度或层和基材之间的接触区域的温度是相关的，而不是钢基材的核心温度。
重量％，尤其0.1
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0.5重量％。
[0049]将第一热处理分为第一分步和第二分步，在第一分步中，扁钢产品被加热，在第二分步中，扁钢产品被保持在Ac3以上的温度，其优点是可以避免防腐蚀覆层的意外过热。过热可能会导致热压成型硬化的钢制部件的点焊性和漆料附着力降低。因此，在第二分步中，涂层的扁钢产品优选保持在Ac3和950℃之间的温度。
[0050]在实际热压成型硬化的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生产具有预合金化的防腐蚀覆层(13)的扁钢产品(9)的方法，所述方法至少包括以下步骤：
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提供涂层的扁钢产品(9)，其包括钢基材(11)，所述钢基材具有至少存在于所述钢基材(11)的一侧的铝基的防腐蚀覆层(13)，所述铝基的防腐蚀覆层含有0.5
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15重量％的Si，选择性的最多5重量％的铁，选择性的最多5重量％的碱金属或碱土金属，和选择性的最高15重量％的Zn，以及选择性的进一步组分，其含量总和限制在最多2.0重量％，并且其余为铝；
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对所述涂层的扁钢产品(9)进行热处理，包括以下分步：i.在炉中加热涂层的扁钢产品(9)，炉温T在950℃和1150℃之间，炉内停留时间t
v
在40s和150s之间，其中炉温的选择使得涂层的扁钢产品(9)在500℃至700℃的温度范围内的加热速率超过10K/s；ii.将涂层的扁钢产品(9)保持在Ac3以上的温度，保持时间在20s至60s之间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，防腐蚀覆层(13)被布置在钢基材(11)的两面上，并且两面的施加重量r在50g/m2和200g/m2之间，其中停留时间t
v
符合下式：其中T＝℃为单位的炉温，d＝mm为单位的扁钢产品(9)的厚度，t
v
＝s为单位的炉内停留时间，r＝g/m2为单位的两侧的施加重量。3.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述铝基的防腐蚀覆层(13)含有0.5
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15重量％的硅，选择性的最多5重量％的铁，选择性的最多5重量％的镁，其余为铝。4.具有预合金化的防腐蚀覆层(13)的扁钢产品(9)，其包括钢基材(11)，所述钢基材具有至少存在于所述钢基材(11)的一侧的预合金化的铝基的防腐蚀覆层(13)，尤其根据权利要求1至2中任意一项所述生产，其特征在于，所述防腐蚀覆层(13)的平均铁含量为30
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45重量％，其中所述防腐蚀覆层(13)包括：
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低硅相(17)，其除了不可避免的杂质外，还含有1
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10重量％的Si、10
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50重量％的Fe、最多1重量％的Mn和40
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80重量％的铝，以及
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富硅相(15)，其除不可避免的杂质外，还含有10
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15重量％的Si，25
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50重量％的Fe，最多1重量％的Mn和40
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80重量％的铝，其中所述富硅相孤岛状地分布在所述低硅相中。5.根据权利要求4所述的带有预合金化的防腐蚀覆层(13)的扁钢产品(9)，包括：
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具有Fe3Al和Fe2Al5的厚度在1μm和6μm之间的扩散层(19)，其与钢基材(11)相邻布置。6.根据权利要求5所述的带有预合金化的防腐蚀覆层(13)的扁钢产品(9)，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：扬科，
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：