热成形涂覆的金属部件的方法和成形的部件技术

本发明专利技术涉及使用热成形技术制造具有非常高的机械性能的涂覆部件的方法。根据本发明专利技术，该方法包括以下步骤：－提供退火的钢带材或坯料或预成型部件，其在退火前已涂有金属或金属合金－如果提供带材，那么在退火之前或之后从带材切割坯料－任选从坯料形成预成型部件－以16℃/秒或更高的平均加热速度将坯料或预成型部件加热到500℃的温度－进一步将坯料或预成型部件加热到700－1000℃的温度－将坯料或预成型的部件热成形为热成形的部件－硬化该热成形的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热成形涂覆的金属部件的方法和成形的部件本专利技术涉及使用热成形技术制造涂覆的部件的方法。本专利技术还涉及制造用于热成形方法的涂覆的钢带材、坯料或预成形部件的方法，并涉及涂覆的钢带材、坯料、部件或预成形部件和热成形部件。成形部件的热成形技术的使用是众所周知的，尤其是对于汽车用途。从容易成形的片材开始，热成形技术提供了具有非常高的机械性能，如超过1200MPa的拉伸强度的成形部件。通常，通过如下方式进行热成形:提供坯料，将坯料加热到700°C— 1000°C，并保持该坯料在该温度下几分钟，将加热的坯料置于热成形装置中，在热成形装置中将坯料成形为部件，硬化该热成形部件。当使用无涂层的钢时，可以在保护气氛下进行在热成形装置中的热成形之前的坯料的加热以防止钢的氧化和脱碳。然而，热成形本身和硬化发生在空气中，从而发生氧化；因此，在热成形后，必须将热成形的零件去除氧化皮。为了克服这个缺点，在过去的十年中，已经提出了使用涂覆的钢片材，将该片材加热到高于Acl的温度下。在加热过程中，在涂层和钢片材之间形成扩散层，提供免于氧化的保护和涂层对钢片材的良好粘附性，这也是在用于热成形的升高的温度下。虽然使用涂覆的钢片材时，通过保护性气氛不再是必要的，但公知的方法有一些缺点。主要问题之一是，已经发现涂覆的钢片材的加热速度是重要的。这使得整个过程更加难以控制。这也导致在钢片材的加热中花费相当长的时间，例如5分钟，然而，可以在不到I分钟的时间内，在热成形装置中进行热成形和随后的硬化。通过在烘箱中加热多个涂覆的钢片材可以使通过热成形装置以高生产速率进行生产成为可能。然而，当在热成形装置存在延迟时，涂覆的钢片材在烘箱中保持时间太长，这意味着它们必须被刮擦。这对于热成形过程的成本具有相当大的影响。此外，烘箱是很长的。本专利技术的目的是提供使用热成形技术制造涂覆的部件的方法，这使得以更灵活和更稳健的方式来控制工艺成为可能。本专利技术的目的还是提供使用热成形技术制造涂覆的部件的方法，这使得容易地和有效地生产热成形的部件成为可能。本专利技术的再一个目的是提供使用热成形技术制造涂覆的部件的方法，该方法比公知的方法更成本有效。此外，本专利技术的一个目的是提供涂覆的钢带材，涂覆的钢坯料和涂覆的预成型部件，和来生产这些的方法，可以在根据本专利技术的方法中使用它们。根据本专利技术，通过提供使用热成形技术制造具有非常高的机械性能的涂覆部件的方法实现这些目的中的一个或更多，该方法包括以下步骤:1.提供退火的钢带材或坯料或预成型部件，其在退火前已涂有金属或金属合金2.如果提供带材，在退火之前或之后，从带材切割坯料3.任选从坯料形成预成型部件 4.以16°C /秒以上的平均加热速度将坯料或预成型部件加热到500°C的温度5.进一步将坯料或预成型部件加热到700 - 1000°C的温度6.将坯料或预成型的部件热成形为热成形的部件7.硬化该热成形的部件。本专利技术人发现，由于使用退火的涂覆的钢，可以以16°C /秒以上的平均加热速度将退火的钢带材或坯料或预成型部件加热到500°C的温度。以这种方式，可以在坯料或预成型部件的热成形之前对其进行加热。现在，可以在将坯料或预成型部件从烘箱中取出并放在热成形装置之前，在3分钟之内进行坯料或预成型部件的加热。使用坯料(在直接热成形工艺中使用它)或使用预成型部件(在间接热成形工艺中使用它)，根据本专利技术的这种快速加热是可能的。根据一个优选的实施方案，以16°C /秒以上的平均加热速度在步骤4中将坯料或预成型部件加热至625°C的温度下，和在步骤5中在热成形该坯料或预成型之前进一步加热到700 - 1000°C的温度下。通过以16°C /秒以上的加热速度将坯料或预成型部件加热到700°C的温度下，可以在甚至更短的时间内进行坯料或预成型部件的加热。根据进一步优选的实施方案，在步骤4中以16°C /秒以上的平均加热速度将坯料或预成型部件加热到700°C的温度，并且任选地在步骤5中在热成形该坯料或预成型部件之前进一步加热到700 - 1000°C的温度。通过以16°C /秒或更大的高加热速率将坯料或预成型部件加热到700°C的温度，可以在小于2分钟的甚至更短的时间内进行坯料或预成型部件的加热。根据进一步优选的实施方案，在步骤4中以16°C /秒以上的平均加热速度将坯料或预成型部件加热到700°C - 900°C的温度，并且任选地在步骤5中在热成形该坯料或预成型部件之前进一步加热到至多1000°C的温度。通过以16°C /秒或更大的高加热速率将坯料或预成型部件加热到700°C — 900°C的温度，当将16°C /秒以上的平均加热速度用于高于Acl温度的温度时，可以在小于90`秒钟的很短的时间内进行坯料或预成型部件的加热。优选的金属或金属合金是锌或锌合金。本专利技术人发现，退火的锌或锌合金涂层的使用，使得有可能使用非常高的加热速率。根据一个优选的实施方案，坯料或预成型部件上的涂层在步骤4和步骤5期间保持固态。当然，这具有如下优点:涂层保持在坯料或预成型部件上，特别是对预成型部件保持均匀散布在预成型部件的非水平部分上且不流动。由于涂层保持固态，它不粘附于处理设备。此外，不需要能量将涂层从固体转化为液体状态。优选地，加热速率为20°C /s以上，更优选为25°C /s以上。这些高的加热速率使得有可能在短于I分钟的时间内在热成形部件之前加热该涂覆的坯料或预成型部件。优选地，在步骤4中以至多为50°C /秒的平均加热速率加热坯料或预成型部件。较高的加热速率使该坯料或预成型部件加热的最高温度难以控制。根据一个优选的实施方案，该钢具有以下组成，以重量％计:0.1〈C〈0.50.5〈Μη〈3.00.l〈Si〈0.5Cr<l.0Ti〈0.2AK0.1Ρ〈0.IS〈0.050.0005〈Β〈0.08任选地:Nb〈0.1V<0.1不可避免的杂质余量为铁。虽然其它金属的组成也是可能的，但发现如上面给出的钢组成在大多数情况下将得到很好的结果。根据一个优选的实施方案，该金属合金是具有下面的组成的锌合金，以重量％计:1.0〈Α1〈5.0，优选 1.5〈Α1〈2.01.0〈Mg〈5.0，优选为 1.5<Mg<2.0总计至多0.2的一种或`多种标准的合金化元素余量的锌和不可避免的杂质。本专利技术人发现，使用具有该组成的锌合金，可以在高于16°C /秒的非常高加热速率下加热该还料或预成型部件。标准的合金化元素是Pb、Sb、T1、Ca、Mn、La、Ce、Cr、N1、Zr和Bi。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于制造如在本专利技术的第一方面所提供的退火的钢带材或坯料或预成型部件的方法，其在退火之前已涂有金属或金属合金，该方法包括下面的步骤:1-提供钢带材或坯料或预成型部件2 -用金属或金属合金，优选锌或锌合金的层涂覆钢3 -将涂覆的钢加热到在700°C和1000°C之间的温度下，并将带材或坯料或预成型部件保持在该温度下至多30分钟的时间段4-将涂覆的钢进行冷却。因此，这样独立于热成形过程进行这种用于制造涂覆和退火的钢带材或坯料或预成型部件的该方法。在700°C和1000°C之间的高扩散温度下选择意味着可以得到用于扩散层的形成的相对短的生产时间。优选地，在根据本专利技术的第二方面所述的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用热成形技术制造具有非常高的机械性能的涂覆部件的方法，该方法包括以下步骤：1.提供退火的钢带材或坯料或预成型部件，其在退火前已涂有金属或金属合金2.如果提供带材，那么在退火之前或之后从带材切割坯料3.任选从坯料形成预成型部件4.以16℃/秒或更高的平均加热速度将坯料或预成型部件加热到500℃的温度5.进一步将坯料或预成型部件加热到700－1000℃的温度6.将坯料或预成型的部件热成形为热成形的部件7.硬化该热成形的部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·C·沃卢普，M·J·V·詹德仁，R·T·V·托尔，G·C·汉森，J·卢瓦索，
申请(专利权)人：塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL