[发明专利]设置有提供牺牲阴极保护的涂层的钢板、利用这样的板制造部件的方法以及所得部件

说明书

本发明涉及设置有牺牲阴极保护涂层的钢板，特别是旨在制造汽车部件的钢板，但是该钢板并不限于该应用。

目前，仅有锌或锌合金涂层由于双重阻挡层和阴极保护而提供了提高的防腐蚀保护程度。通过将涂层应用到钢的表面获得了阻挡层效应，因此防止了钢与腐蚀性介质之间的任何接触，并且不依赖于涂层和基板的性质。另一方面，牺牲阴极保护基于如下事实：锌是比钢廉价的金属，并且在腐蚀条件下，锌比钢先被消耗。在钢直接暴露于腐蚀性环境的区域中(例如其中钢是裸露的切割边缘或损坏区)和其中周围锌会在对未涂覆区的任何侵蚀之前被消耗的区域中，这种阴极保护尤其至关重要，。

然而，由于锌的熔点低，所以锌在部件必须被焊接时由于存在锌会蒸发的危险而产生问题。解决该问题的一种可能的方法是减小涂层的厚度，但是这限制了表面被防腐蚀保护的时间长度。此外，当板特别地通过热冲压被压制硬化时，观察到在钢中从涂层扩展的微裂纹的形成。同样地，由于在预先涂覆有锌然后被压制硬化的某些部件表面上存在脆性氧化物层，因此这样的部件的喷涂在涂覆磷酸锌之前需要喷砂操作。

通常用于生产汽车部件的其他类型的金属涂层是基于铝和硅的涂层类型。当这些涂层变形时由于存在金属间化合物Al-Si-Fe的层，这些涂层在钢中不产生微裂纹并且对喷涂有很好的适用性。尽管它们有可能通过阻挡层效应获得保护并且可焊接，但是它们不提供阴极保护。

因此，本发明的目的是通过制造可用的涂覆钢板来弥补现有技术的涂层的缺点，所述涂覆钢板在特别通过冲压处理前后具有高度的防腐蚀保护。当板被用于压制硬化(特别地通过热冲压)时，还期望对抗钢中微裂纹扩展并且在先于压制硬化的热处理期间在时间和温度方面优选具有尽可能最大的利用窗口。

在表面阴极保护方面，目的是实现比钢的电化学电位更负至少50mV的电化学电位，即相对于饱和甘汞电极(SCE)的最小值-0.75V。然而，不期望低于-1.4V或甚至低于-1.25V的值，这将导致涂层的过快消耗，最终会减少钢受保护的时间长度。

为此，本发明的目的是设置有牺牲阴极保护涂层的钢板，该涂层包含：5wt％至50wt％的锌、0.1wt％至15wt％的硅、以及任选的最高达10wt％的镁和累积含量最高达0.3wt％的附加元素，并且该涂层还包含：选自按重量百分比计在0.1％至5％之间的锡、按重量百分比计在0.01％至0.5％之间的铟、以及它们的组合的一种保护元素；余量为铝和残余元素或不可避免的杂质。

本发明所要求保护的板也可以并入以下单独或组合考虑的特征：

-涂层的保护元素为按重量百分比计在1％至3％之间的锡，

-涂层的保护元素为按重量百分比计在0.02％至0.1％之间的铟，

-涂层包含20wt％至40wt％的锌和任选的含量为1wt％至10wt％的镁，

-涂层包含20wt％至30wt％的锌和任选的含量为3wt％至6wt％的镁，

-涂层包含8wt％至12wt％的硅，

-涂层包含含量为2wt％至5wt％的铁作为残余元素，

-钢板的钢包含：按重量百分比计0.15％＜C＜0.5％、0.5％＜Mn＜3％、0.1％＜硅＜0.5％、Cr＜1％、Ni＜0.1％、Cu＜0.1％、Ti＜0.2％、Al＜0.1％、P＜0.1％、S＜0.05％、0.0005％＜B＜0.08％、以及余量为铁和因钢的加工而产生的不可避免的杂质，

-涂层的厚度在10μm至50μm之间，

-涂层通过热浸镀获得。

本发明的另一目的包括用于制造设置有牺牲阴极保护涂层的钢部件的方法，该方法包括依次进行的以下步骤，所述步骤包括：

-获得本发明所要求保护的预先涂覆的钢板，然后

-对该板进行切割以获得坯料，然后

-将坯料在非保护性气氛中加热至840℃至950℃之间的奥氏体化温度Tm，

-将坯料在此温度Tm下保持1分钟至8分钟之间的时间段tm，然后

-对该坯料进行热冲压以获得经涂覆钢部件，所述经涂覆钢部件以一定速率冷却，使得钢的显微组织包括选自马氏体和贝氏体中的至少一种组分，

-其中温度Tm、时间段tm、预先涂覆层的厚度以及该预先涂覆层中的保护元素、锌和任选的镁的含量被选择成使得在所述部件的涂层上部中的铁的最终平均含量小于75wt％。

在一个优选的实施方案中，预先涂覆层的厚度大于或等于27μm，预先涂覆层中的锡含量大于或等于1wt％，预先涂覆层中的锌含量大于或等于20wt％。