[发明专利]一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法

说明书

本发明涉及一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法，所述的热冲压成型方法将钢板或钢带传送至立式加热退火炉中，保温一定时间，使钢板完全奥氏体化，钢板离开退火炉时施加预冷装置，将钢板以大于30℃/s的冷却速度冷却至650～700℃，再根据零件形状和尺寸进行落料，之后将钢板快速转移至模具中进行热冲压成形，在所述模具中以高于30℃/s的速度淬硬，热冲压成形温度保持在400℃到650℃之间。可避免由于局部应力和液态金属脆性(LME)导致的基板裂纹，用以解决目前的锌基热冲压成型钢无法避免基板裂纹的问题。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，主要适用于汽车车身薄钢板成型领域，是一种热冲压钢板和钢带的成型方法，主要应用于制造汽车B柱、车门防撞梁、保险杠等结构件部件。

背景技术

汽车“轻量化”可直接减少排放，降低油耗，是当今汽车制造业发展的目标。高强钢和超高强度的应用成为汽车制造领域的主流发展趋势之一，但由于超高强度钢板在进行冷加工时易出现形状不良、加工成型载荷高、回弹量大等问题，影响超高强度钢板的使用，因此热冲压成型是实现超高强钢制件的一种重要方式。

现有的热冲压成型技术主采用的工艺流程为：选择专用热冲压材料→落料→加热保温(钢板完全奥氏体化)→迅速移动到模具→完成成型的同时淬火冷却，最终获得超高强度冲压件(组织为马氏体，强度1500MPa左右甚至更高)。现有的热冲压成型方法主要有两种，即直接热冲压和间接热冲压。

直接热冲压方法中，钢板被加热至比奥氏体化温度更高的温度，并保温一定时间使钢板达到完全奥氏体化。之后，将加热的钢板转移至成型模具并且在其中以一步成型工艺成型为成品元件并同时借助于模具的冷却(模具的冷却速度大于钢板的临界冷却速度)实现淬硬。

间接热冲压方法中，首先以多步骤成型工艺，将元件成型至几乎完全完成(一般是预成型90％)。再将几乎已成型的元件放到加热炉中加热至完全奥氏体化并保温一段时间。之后将加热的元件转移到元件最终尺寸的成型模具中，这里需要特别注意的是需考虑到预先成型的元件的热膨胀。在具体的冷却模具结束后，预先成型的元件在模具中以大于临界冷却速度的冷速冷却从而达到硬化。

直接热冲压方法更容易实现，但是仅允许生产形状上相对简单的零件。间接热冲压工艺更复杂，但是同时可以生产更复杂形状的零件。

另外，传统的无镀层热冲压件在加热过程中会引起冲压钢板表面脱碳和氧化起皮。为避免热冲压钢板表面的氧化和脱碳，使热冲压钢板具备耐高温性和耐腐蚀性，目前已开发出适合于热冲压钢用的镀层技术。目前热冲压镀层主要由铝硅镀层(Al-10Si)镀层、热镀纯锌(GI)镀层、合金化锌铁(GA)镀层和电镀锌镍(Zn-10Ni)镀层等。

而在直接热冲压过程中，能提供阴极腐蚀保护的锌基镀层热冲压用钢，由于LME的作用会导致钢板基体中产生微裂纹(10um至100um)，甚至可延伸至整个板厚方向的宏观裂纹，因此阻碍了锌基热冲压镀层钢板的应用及发展。使用间接热冲压工艺在随后的成型后淬硬过程中，可减少基体裂纹的数量，但同样无法避免裂纹，同时提高了零件的生产成本。正因为如此，迄今为止，亚洲无锌基镀层的热冲压用钢应用，而偏爱使用铝/硅镀层。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法，所述的热冲压成型方法在钢板或钢带加热完成后，预冷却至～700℃，并在该温度下进行落料，最后进行热冲压成型与模内淬火，成型温度范围为400～650℃，可避免由于局部应力和LME导致的基板裂纹，用以解决目前的热冲压成型钢无法避免基板裂纹的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法，所述的热冲压成型方法步骤如下：

(1)生产热冲压成型用的钢板或钢带，并在所述热冲压成型用的钢板或钢带上涂覆锌或锌铁合金；