[发明专利]用于制造配备有防腐蚀保护的金属覆盖层的钢构件的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造包括基底和涂层的钢构件的方法、一种对应的钢构件及其在汽车行业中的应用。

技术领域

本发明涉及一种用于制造包括基底和涂层的钢构件的方法、一种对应的钢构件及其在汽车行业中的应用。

背景技术

为了提供现代车身制造所需的轻质、最大强度与保护作用的结合，目前在碰撞情况下可能会遭受特别高的负载的这些车身区域中使用由高强度钢热成型的构件。在热成型(也称为热压硬化)的过程中，由之前冷轧或热轧的钢带分割而得的钢扁坯被加热至通常高于相应钢的奥氏体化温度的变形温度，并且在已加热的状态下，被放入成型压力机的工具中。在接下来进行的成型过程中，板坯件或者说由其形成的构件通过与冷的工具相接触而迅速冷却。在此，设定冷却速率，使得在构件中产生硬化组织结构。

WO 2015/036151 A1公开了一种用于制造配备有防腐蚀保护的金属覆盖层的钢构件的方法及一种对应的钢构件。根据该文献的方法包括：为扁钢制品涂覆由铝、锌、镁及可能的硅和铁制成的合金，切割由扁钢制品制成的扁坯，加热扁坯，并且成型扁坯，以获得期望的钢构件。

DE 699 07 816 T2公开了一种用于制造在热处理后具有极高强度的、镀层的、热轧和冷轧的钢板的方法。为此，为扁钢制品配备涂层，并且对其进行热处理。在热处理过程中，工件被加热至高于750℃的温度。

EP 2 993 248 A1公开了一种具有含铝涂层的扁钢制品以及一种用于制造其的方法，其中该涂层含有0.005-0.7重量％的至少一种碱金属和/或碱土金属。在该方法中，镀层的扁钢制品被加热至700-900℃的温度360s、600s或800s，并且随后对其进行成型。

在加热由钢基底和铝基的金属防腐蚀保护覆盖层构成的板坯件时，由于炉内存在的水分与铝覆盖层之间的表面反应，氢穿过金属覆盖层，扩散到钢基底中。在加压硬化后，氢无法再从钢基底中逸出，因为金属覆盖层在室温下是扩散氢H_扩的屏障。H_扩的含量降低了钢在长期内可承受的应力，并且在板材内存在拉应力的情况下，可能会导致自发的“氢致”断裂。为了避免在白车身制造中通常存在的应力下出现裂纹，扩散氢的含量应低于针对特定构件的数值。该值尤其取决于热成型操作的复杂性，通过例如激光切割、冲压、机械切割或者热修边实现的后处理以及支撑情况和接合概念，并且由此取决于车身中的应力状态。在关键的白车身工艺前，加工后残余的H_扩的量应根据提及的加工，优选地小于等于0.4ppm(百万分率)。

此外，存在一些生产方法，其中相较于其它区域，镀层的钢带的一些区域被辊轧至更小的板厚，并且由此得到具有不同辊轧程度的对应的板坯件。由此可以生产重量优化且负载匹配的构件。由辊轧引起的厚度减小量相对于起始厚度的比例被称为轧制程度。根据本发明，轧制程度在此仅适用于涂层已存在于基底上的辊轧过程。与进行辊轧前已经存在的板厚相比，板厚更小的辊轧区域通过辊轧，在钢基底中具有了明显更高的缺陷密度。由此，相较于未辊轧区域，扩散氢可以更好地积聚在辊轧区域中，使得在热成型和加压硬化后，存在更高的扩散氢含量。因此，对于在镀层后辊轧的材料，在热成型和加压硬化后，会明显更快地出现氢致的裂纹形成。一种已知的用于降低构件中的扩散氢含量的方法是降低在成型前加热钢板的炉内的露点，以便由此在基底氧化时，减少由炉内气氛中存在的水分形成扩散氢，并且由此也降低钢构件的H_扩吸收。然而，露点设定得越低，降低露点的花费就越高。因此，希望尽可能不影响露点并且即便需要，也不过多降低露点。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种用于制造包括基底和涂层的钢构件的方法，通过该方法可以获得对应的钢构件，其中钢构件具有尽可能低的H_扩含量，以使热成型后且在随后的使用中氢致裂纹形成的风险最小化。此外，本发明的目的在于提供一种方法，通过该方法，有可能通过根据所使用的扁钢制品的轧制程度和板厚而选择不同的炉内参数，在热成形的构件中不超过特定的H_扩含量。