[发明专利]经涂覆的钢基材和由经涂覆的钢基材生产硬化组件的方法

说明书

本发明涉及用于热成形的经涂覆的钢基材，其包含：第一涂层(4)，其包含85重量％的铝；以及覆在第一涂层(4)上面的第二涂层(11)，其中，第二涂层(11)是含铜涂层。本发明还提供一种生产硬化成形部件的方法，所述方法包括以下步骤：用铝涂层(4)涂覆钢基材(2)，施加含铜涂层(11)；从钢基材(2)加工坯料；并且使坯料热成形以产生硬化成形部件。

说明

本发明涉及经涂覆的钢基材和由经涂覆的钢基材生产硬化组件的方法。

用于金属组件腐蚀保护的涂覆系统以及由经涂覆的组件制成的热成形部件是本领域已知的。实际上，铝硅涂覆的高强度和超高强度淬火和回火钢、特别是含锰硼的淬火和回火钢(例如22MnB5或34MnB5)用于机动车的安全相关主体组件。然而，铝硅涂层倾向于在热成形期间载氢，这可能导致氢致裂纹(氢脆)。为了避免这种现象，已知向铝涂层施加另一涂层。该额外的涂层旨在减少热成形过程期间铝涂层的不希望的氢吸收。

由EP 2 270 257 A1(对应于US 2012/0073351 A1)已知一种涂覆钢板和用于对涂覆钢板进行热形成的方法。钢板具有铝涂层和覆盖性表面涂层。表面涂层包含具有纤锌矿晶体结构的化合物。作为具有纤锌矿晶体结构的化合物，提及了AlN、GaN、InN、TiN、TlN、MnS、MnSe、ZnO、ZnS、CdS、CdSe，特别是ZnO。

由WO 2016 132194 A1已知一种钢板和用于生产压制硬化(press harden)组件的方法，所述钢板具有基于铝的第一涂层和基于锌的第二涂层。锌涂层的厚度小于或等于1.1毫米。

本发明的目的在于提供可热成形的经涂覆的钢板，所述钢板在热成形过程期间具有特别低的氢吸收，并且其表面能够简单且良好地进一步加工。

作为一个方案，提出了一种用于热成形的经涂覆的钢基材，其包含：含至少85重量％的铝的第一涂层；以及覆在第一涂层上面的第二涂层；其中，第二涂层是含铜涂层。

经涂覆的钢基材的优点是含铜涂层在后续加工期间用作阻止不希望的可扩散氢吸收的屏障。在含铜涂层的情况下，任意含铜或铜合金的涂层都应包括在本发明的范围内。含铜涂层还可以含有其它合金元素，例如锌。优选使用锌铜涂层，在施加时其包含至少60重量％的锌和至少1重量％的铜。含铜涂层具体是纳米晶体涂层。在本发明的上下文中，纳米晶体理解为晶体物质，其平均晶粒尺寸在纳米范围内，例如小于20纳米，特别是小于10纳米。

钢基材可以是可硬化钢材料，例如，具体是含镁的钢。除了镁之外，钢可以还有其它微合金元素，例如，质量含量优选为至多1000ppm的铌和/或钛，和/或低质量比的其它微合金元素，例如硼和/或钒。可用钢材料的示例是17MnB5、22MnB5、26MnB5或34MnB5，但不限于此例如，起始材料(带材)可以具有至少450Mpa的拉伸强度。例如，由经涂覆的钢基材制成的成形部件的最终拉伸强度在至少一些区域处可以是至少1100MPa，优选至少1300MPa，特别是至少1500MPa，甚至特别优选1900MPa或更高。其它部件也可能具有低于1100MPa的较低拉伸强度，因此具有较高的延展性。

钢基材的起始材料可以是厚度恒定的材料或者具有可变板厚的材料。不同板厚的示例包括由多个板焊接在一起制成的坯料[称为拼焊板(Tailor Welded Blank，TWB)]，或者通过柔性轧制生产的具有不同厚度的单片坯料[称为连续变截面辊轧板(Tailor RolledBlank，TRB)]。可以以带材(卷)、矩形坯料、轮廓切割坯料(contour cut blank)形式提供钢基材。