[发明专利]涂覆的钢带材、其制备方法、其使用方法、由其制备的冲压坯料、由其制备的冲压产品和含有这样的冲压产品的制品

说明书

发明领域

本发明特别涉及涂覆钢，制备这样的涂覆钢的方法包括热浸，使用这样的涂覆钢的方法，由涂覆钢制备的冲压坯料，由涂覆钢制备的冲压产品，还涉及本发明产品的各种用途，例如在点焊中的用途等。 

本发明的另外优点及其它特征将部分地在随后说明书中提出，且通过参阅下面说明书，部分地对于本领域中普通技术人员将变得明显，或可从实施本发明的过程中获悉。特别如所附权利要求所指出，可实现和获得本发明的优点。将意识到，本发明可具有其它的和不同的实施方案，其多个细节能够在多个明显方面加以改变，而不背离本发明。认为说明书本质上是说明性的，而不是限制性的。 

发明背景 

近年来，在成型部件的热冲压方法中使用预涂覆钢变为重要，特别是在汽车工业中。制备这样的部件可包括以下主要步骤： 

-通过热浸对钢片材进行预涂覆 

-修整(trim)或切割以获得坯料 

-加热坯料以获得钢基材与预涂层的合金化，及钢的奥氏体化 

-热成型后快速冷却部件以获得主要马氏体的组织 

参见例如US6,296,805，在此通过引用将其并入本文。 

由于预涂层与钢基材的合金化具有产生高熔融温度的金属间合金的效果，因此可以在金属基材发生奥氏体化的温度范围内加热具有这样的涂层的坯料，允许通过淬火而进一步硬化。 

考虑到涂层的金属间合金化和基材的奥氏体化，最通常在炉子中进行坯料的热处理，其中坯料在辊子上进行传输。坯料经历的热循环包括第一加热阶段，其速率是参数例如坯料厚度、炉温、传输速度和涂层反射率的函数。在该加热 阶段之后，热循环通常包括保温阶段，其温度是炉子的调节温度。然而进行炉子操作时会经历问题：来自坯料预涂层的金属沉积物可导致辊子结垢。如果这些沉积物过多，则必须对辊子进行维修，从而降低生产率。 

加热和快速冷却后获得的部件显示出非常高的机械抗力(resistance)，并可用于结构应用，例如用于汽车工业应用。通常，必须将这些部件与其它部件焊接，因此需要高的可焊性。这意味着： 

-在足够宽的操作范围焊接操作应是可进行的，以确保标称焊接参数的最终变化对于焊接品质没有影响。对于汽车工业中非常普遍的电阻焊接，通过组合下面参数来限定操作焊接范围：在焊接期间中施加于部件的力F和焊接电流强度I是最重要的。这些参数的适当组合有助于确保不会获得不足的熔核直径(由过低的强度或过低的力导致)和不发生焊接喷溅(expulsion)。 

-还应进行焊接操作使得在焊缝上获得高的机械抗力。可通过试验例如通过剪切-拉伸试验或横向-拉伸试验来评估该机械抗力。 

仍需要通过冲压工艺可方便地用于制备成形部件的涂覆钢。还需要可通过适于焊接的冲压工艺用于制备成形部件的涂覆钢。还需要制备这样的涂覆钢和冲压部件的方法。 

发明概述 

发明人已经发现特定的涂覆钢，其中基础钢带材的至少一个侧面上至少部分涂覆有铝或铝合金涂层(有时称之为“预-涂覆”，该前缀表明在冲压前的热处理期间将会发生预涂层性质的转变)，且其中该涂层具有限定厚度并优选基本上是均匀的，在加热后通过冲压将该涂覆钢方便地成型为成形部件，并且可以方便地进行焊接。此外，发明人已经发现通常由于基材和金属预涂层之间的金属间合金化不充分程度而导致上述辊子结垢问题。此外发现，辊子结垢的位置对应于与辊子接触的坯料区域，其中金属预涂层厚度局部超过平均厚度。尽管不束缚于特定理论，然而相信，如果预涂层局部过厚，则金属间合金化不充分，且预涂层熔融，使辊子结垢。因此发明人发现，为了获得所需金属间合金化程度，在指定公差内控制整个片材上方的预涂层厚度的均匀性是重要因素，允许改善在辊子上传输期间对随后涂层熔融的抵抗性。 

发明人还发现，镀铝和热冲压的部件特别好的可焊性与部件上从钢基材向 外的特定涂层顺序有关。 

发明人还发现，在加热炉和冲压模具之间的转移时间、冲压期间的变形量、冲压温度、冲压期间产品的冷却速率的特定组合，导致具有充分均匀的马氏体组织的部件的制备，及通过使硫减少到低于临界值获得冲压后部件的延展性或能量吸收的增加，通过具有或不具有本发明的铝/铝合金涂层和具有其它涂层获得上述两个优点。 

发明目的 

因此，鉴于上述内容，本发明的一个目的是提供可便于加工成冲压坯料的新型预涂覆钢带材。 

本发明的另一目的是提供可便于通过冲压形成部件的新型预涂覆钢带材或片材。 

本发明的另一目的是提供可便于通过热冲压形成部件的新型涂覆钢。