[发明专利]由扁钢制品制造经热成型且淬火的、具有金属抗腐蚀涂层的钢制零件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由扁钢制品制造经热成型且淬火的、涂覆有金属抗腐蚀保护涂层的钢制零件的方法，该扁钢制品具有至少0.4重量%的锰含量。

背景技术

于2005年9月15日至25日在法兰克福举办的第61届国际车展中，发表在蒂森克虏伯汽车股份公司的展报内的文章《轻巧的汽车车身的潜力》中报道过，在实践中特别是由硼合金钢材制造高强度车身零件中应用热成型淬火。此处提到的硼合金钢材的典型例子是标号为22MnB5的钢，该钢可以在钢手册2004中以材料号1.5528找到。

与钢22MnB5类似的钢在JP 2006104526 A中已知。该已知钢除了铁和不可避免的杂质还含有（重量%）0.05-0.55%的C，最大2%的Si，0.1-3%的Mn，最大0.1%的P和最大0.03%的S。为了改善淬硬性，可以额外在钢内增加0.0002-0.005%含量的B和0.001-0.1%含量的Ti。各个Ti含量作用为使钢内存在的氮固化。钢内存在的硼可以以这种方式尽可能完全地发挥其提升坚固性的作用。

根据JP 2006104526 A，首先由这类型的钢制成板材，该板材稍后在高于Ac₃-温度，典型位于850-950℃范围内的温度中进行预热。接下来在冲压工具中进行的、从该温度区域迅速的冷却过程中，在由各个板材毛坯挤压成型的零件中形成保障了所追求的高强度的马氏体结构。有利的是，加热到所述温度水平的板材能够通过相对较小的变形力变形成复杂形状的零件。这特别适用于这类板材，其由高坚固性的钢制成并且设计有抗腐蚀涂层。

镀锌的扁钢制品热成型为高坚固性或者最高坚固性的钢制零件存在一个特别的困难。具有金属抗腐蚀涂层的钢片由于热成型和接下来进行的或者与热成型同时进行的淬火中必须加热到这样一个温度，该温度位于保护涂层的金属的熔化温度之上，由此存在所谓的“液化金属脆裂”风险。当镀层的熔化成液态的金属渗入到在成型过程中在各个扁钢制品表面形成的缺口内，发生钢的脆裂。液态金属到达钢基底并在那里的晶界汇集由此降低可承受的最大拉力和压力。

由较高坚固性和高坚固性含锰钢制成的扁钢制品的液化金属脆裂的危险性经证明是特别关键的。这类钢只具有有限的延展性所以在其变形过程中趋向于形成靠近表面的、靠近晶界的裂缝。

由DE-OS 18 13 808中已知，钢板的抗腐蚀性和抗氧化性可通过渗氮处理进行改善，通过该渗氮处理产生一个靠近表面的、厚2.5-19μm的具有与钢板的内核区域相比提高的氮含量的边缘层。渗氮层具有较好的粘附性。

由DE 691 07 931 T2进一步已知，通过渗碳处理或者渗氮处理可以在由低碳钢组成的、用于机动车车身制造的扁钢制品的靠近表面的区域产生较高的碳含量或者氮含量，用来改善相关扁钢制品的可处理性。

在现有技术中该措施没有与较高坚固性的或者高坚固性的、具有至少0.4重量%的锰含量的钢联系在一起，其中根据本发明处理加工的钢的典型锰含量位于0.4-0.6重量%内，特别位于0.6-3.0重量%范围内。

根据本发明处理加工的扁钢制品的碳含量典型为多于0.06重量%和少于0.8重量%，特别少于0.45重量%。

为了调整根据本发明处理加工的钢的各项性质，可以使其含有达0.2重量%的Ti、达0.005重量%的B、达0.5重量%的Cr、达0.1重量%的V或者达0.03重量%的Nb。

氮化或者内部渗氮的前提是具有渗透性的氮。当氮处于原初状态（statu nascendi）时该前提条件得到满足。

通常，渗氮处理通过在含氨的H₂-N₂-退火气氛内使各个的扁钢制品退火完成。这里的氨和氮作为氮的供体。氨气在气压和高于400℃的温度下分裂成两倍于其体积的氮和氢。氮气的分解可以通过下述反应方程式描述：

2NH₃->2[N]+3H₂

发明内容

在前述现有技术的背景下本发明的目的在于，提供一种方法，以经济的方式允许，在将金属诱导的裂缝风险减到最低的同时制造高坚固性的钢制零件。

该目的根据本发明由此实现，即，在制造高坚固性的钢制零件过程中，施行权利要求1披露的工作步骤。

本发明的具有优势的设计方案在各个独立权利要求的从属权利要求中给出，并且下面以细节阐述一般性的发明理念。