[发明专利]用于涂层钢的压制方法以及钢的用途

说明书

提供了用于使结构部件热成型的方法的实施例。所述方法包括：加热由超高强度钢制成的、具有铝涂层的坯料，并在多级装置中使加热的坯料成型。

本申请要求享有于2017年8月2日提交的欧洲专利申请EP17382531.6的权益。

本公开内容涉及用于制造热成型结构部件的方法以及热成型工艺中的超高强度钢的用途。

背景技术

在汽车构造领域中，轻量材料或部件的开发和实施正变得越来越重要，以满足用于轻量构造的标准。对重量减轻的需求尤其受减少CO₂排放物的目标驱动。日益增长的对乘员安全的关注也导致采用在碰撞期间改善车辆的整体性和同时改进能量吸收的材料。

被称为热成型模压淬火(HFDQ)(也称为热冲压或加压淬火)的工艺使用例如硼钢片材来创建具有超高强度钢(UHSS)属性的冲压部件，所述超高强度钢具有例如1.500MPa或2.000MPa或甚至更高的拉伸强度。与其他材料相比，强度的增加允许使用更薄规格的材料，这导致重量节省超过常规冷冲压软钢部件。

为了在热冲压工艺之前、热冲压工艺期间或热冲压工艺之后改善腐蚀保护，可以应用涂层。例如，已知使用Al-Si涂层或Zn涂层。

取决于基础钢材料的成分，可能需要对坯料进行淬火(即迅速冷却)以实现高拉伸强度。还已知可以通过以较低的冷却速度通过空气冷却将其冷却至室温而硬化的钢材料的示例。这些钢可以被称为“空气可硬化”钢。

可以以如下方式执行热冲压工艺：通过例如炉系统将待被热成型的坯料加热到预定温度，例如加热到或超过奥氏体化温度，以降低坯料的强度，即，便于热冲压工艺。例如可以通过压制系统和温度控制来形成加热的坯料该压制系统具有比坯料低的温度(例如室温)，因此可以执行利用温度差的成形工艺和热处理。

热冲压工艺可以包括传送器或转移设备，其将加热的坯料从炉转移到被配置成压制坯料的压制工具。从炉系统上游，可以设置用于直接从钢卷切割坯料的切割系统。

已知使用用于制造热成型元件的多级压制装置。多级压制装置可以包括多个工具，所述多个工具被配置为在不同的坯料上同时执行不同的操作。通过这样的布置，多个坯料可以在压制装置的每个冲程期间同时经历不同的制造步骤。多级装置的效率和性能可能高于采用多个不同机器或装置进行不同制造步骤(例如激光修整或硬切割)的系统。

当使用镀锌钢坯料时，在热成型工艺之前需要将坯料冷却至一定温度，以减少或最小化诸如微裂纹的问题。一旦坯料被冷却，则将其从外部预冷却工具转移到多级压制装置。

EP3067129 A1公开了用于制造热成型的结构部件的压制系统。该系统包括固定的下部主体、移动的上部主体和被配置为提供移动的上部主体相对于固定的下部主体的向上和向下的压制移动的机构。该系统还包括冷却/加热工具，该冷却/加热工具被配置为冷却和/或加热具有局部不同的微观结构和机械性能的先前加热的坯料，该冷却/加热工具包括：匹配的上部模具和下部模具，并且上部模具和下部模具包括适于在具有局部不同的微观结构和机械属性的坯料的区域的不同温度下操作的两个或更多个模具块，以及被配置为拉制坯料的压制工具，其中，该压制工具布置在冷却/加热工具的下游。该系统特别旨在创建“软区域”，以便提高由(22MnB5)制成的部件在特定区域的延展性和能量吸收。22MnB5硼钢的这种使用要求在冷却/加热工具的不同模具块之间和后续处理工具下游之间进行特定的温度控制，以实现不同的微观结构和对应的不同特性。

EP3067128 A1公开了一种用于制造热成型结构部件的多级压制系统。该系统包括固定的下部主体、移动的上部主体和被配置为提供移动的上部主体相对于固定的下部主体的向上和向下的压制移动的机构。该系统还包括冷却工具，该冷却工具被配置为冷却先前加热的坯料，该冷却工具包括：匹配的上部模具和下部模具，该下部模具通过一个或多个下偏置元件连接到下部主体和/或该上部模具通过一个或多个上偏置元件连接到上部主体。该系统还包括被配置为拉伸坯料的压制工具，其中该压制工具被布置在冷却工具的下游。该系统特别旨在使用镀锌的超高强度钢。