[发明专利]涂覆的冲压部件的制造方法和由其制造的部件

说明书

技术领域

本发明涉及制造由用铝-硅合金预涂覆的钢板制备的热冲压部件的方法，以及由该方法获得的热冲压涂覆制品。

背景技术

特别是在汽车工业中已经广泛使用预涂板的热冲压方法来制造部件，因为其允许生产具有高机械抗性和良好抗震性的部件。金属预涂层避免了钢基材在热冲压之前在炉加热期间氧化和脱碳。通过预涂层与钢基材之间的相互扩散，在涂层中形成具有高熔融温度的金属间合金。选择加热温度以使钢奥氏体化，从而通过在成形工具中淬火还实现了钢基材的进一步硬化。

欧洲专利说明书EP0971044公开了用基于铝或铝合金的涂料预涂覆的钢板的热冲压方法：在热冲压之后获得的部件提供高耐腐蚀性、耐磨损性和耐疲劳性，且适于将来上漆。

国际公开WO2008053273公开了热冲压方法，其中选择在炉子中进行的加热和奥氏体化步骤以在冲压部件的涂层中获得一系列4个不同层：从20℃至700℃的温度升高的加热速率为4至12℃/s。这使得用该特定层构造获得改进的点焊性能成为可能。

在热冲压步骤之前在加热期间使预涂覆的钢坯料在炉子中的滚筒上移动。根据国际公开WO2008053273，还选择了Al-预涂坯料的加热条件以避免涂层中的熔融，所述熔融可能导致炉子中的滚筒的结垢。由于结垢，生产线有时必须暂时停止以维修，这降低了生产率。

此外，坯料的加热和均热处理的持续时间可以在几分钟范围内。因此，坯料在其中移动的炉子的长度会非常重要，从工业角度来看，这是一个考虑因素。因此，一个重要的需求是缩短加热线的长度。

已经进行尝试来通过缩短在奥氏体化温度下的均热处理持续时间来增加方法的生产率，然而，已经发现该方法的局限性，因为对于钢基材元素，尤其是铁，与铝基涂层的相互扩散需要足够的时间。此外，减少加热时间也是一个问题，因为对于非常快的加热速率来说，会遭遇涂层的熔融，因此产生光滑的涂层表面和油漆对冲压部件的弱的粘附性。

因此，从Al基预涂钢板开始，仍需要可以制备具有高机械抗性的冲压部件或制品的制造方法，且其提供优异的将来上漆的能力。

还需要可以获得其涂层在制造或操作温度下很好地粘附到基材上并提供优异的抗破裂性和耐腐蚀性的部件的方法。

还需要具有提高的生产率的方法，其可以避免滚筒结垢。

发明内容

本发明的一个目的在于解决上述问题并提供生产由铝-硅合金预涂覆的钢板制备的热冲压部件的新方法。

本发明的另一目的在于提供用于制造可用于汽车中的热冲压部件的方法。

本发明的另一目的在于提供生产其涂层组合了对钢基材的高粘附性、上漆性能和抗破裂性的冲压部件的新方法。

本发明的另一目的在于提供在热冲压之后具有新涂层的部件，其组合了高上漆能力和抗破裂性及耐腐蚀性。

因此，本发明的目的在于热冲压涂覆部件的制造方法，所述方法包括如下的连续步骤，依次为：

-提供包括钢基材和铝-硅合金预涂层的热轧或冷轧钢板，所述预涂层含有大于50％的游离铝且厚度为15至50微米；然后

-切割所述钢板以获得预涂覆的钢坯料；然后

-在非保护性气氛下加热所述坯料到T_e-10℃至T_e的温度T_i，T_e为所述预涂层的低共熔或固相线温度；然后

-在非保护性气氛下以30℃/s至90℃/s的加热速率V将坯料从温度T_i加热到840至950℃的温度T_m以获得涂覆的加热坯料，V为温度T_i至温度T_m的加热速率；然后

-将所述涂覆的加热坯料在所述温度T_m下均热处理20s至90s的时间t_m；然后

-热冲压所述坯料以获得热冲压涂覆部件；然后

-以一定冷却速率冷却所述冲压部件以在钢基材中形成包含选自马氏体或贝氏体的至少一种成分的微结构。

根据一个优选的实施方案，温度T_i至T_m的加热速率V为50至80℃/s。

根据一个优选的实施方案，预涂层包含以重量计5-11％Si、2-4％Fe、任选15至30ppm Ca、任选50至700ppm Sr，剩余部分为铝和加工中所固有的杂质，温度T_i为567至577℃且温度T_m为855至950℃。