[发明专利]宽热成形加热工艺窗口的Ni-Al-Si合金体系涂覆钢板及其制备和热冲压成形工艺

说明书

本发明公开了一种宽热成形加热工艺窗口的Ni‑Al‑Si合金体系涂覆钢板及其制备和热冲压成形工艺，涂覆钢带所用液浴含有以下重量百分比的原料：5‑11％Si、0‑4％Fe、0.05‑5％Ni，剩余部分为Al和加工中所固有的杂质，涂覆层厚度为10‑33μm，所制备的热冲压零件的涂装、冷弯、抗氢致延迟开裂性能优异，焊接接头损耗低。

技术领域

本发明属于钢铁制备技术领域，具体涉及一种宽热成形加热工艺窗口的Ni-Al-Si合金体系涂覆钢板及其制备和热冲压成形工艺。

背景技术

近年来，高强减薄、节能减排一直是汽车行业的主要发展趋势，其中，热冲压是实现产品高强化的一种常用方式，它是通过热处理和高温成形相结合的方式来实现产品高强度。常用的热冲压产品主要有：前、后门左右防撞杆(梁)、前、后保险杠、A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、中通道、车顶加强梁等安全结构件，这些热冲压产品具有强度高、形状复杂、成形性好、高尺寸精度、回弹小等特点。

根据零件的服役情况，热冲压用钢表面状态分为裸板和带镀层的钢板，由于带镀层的热冲压钢板相对于裸板可以省掉热冲压后的喷丸处理，正越来越受到重视。最常用的有铝或者铝合金镀层热冲压钢及锌基镀层热冲压钢，由于锌基镀层会产生到基体的裂纹，因此目前常用的还是铝或者铝合金镀层热冲压钢。

热成形零件在复杂的载荷条件下不仅要求具有高强度，同时也需要良好的塑韧性。然而，由于热成形淬火后得到的全部为马氏体组织，强度非常高，可达1500MPa以上，但是韧性不足，延伸率只有5％左右，传统Al-Si镀层的热成形钢产品在热处理后三点弯曲角度一般在45°～55°。

随着汽车碰撞安全性的要求越来越严格，越来越高强度的热成形钢被逐渐开发出来，其强度的增加主要依靠添加C、Mn等合金元素。然而强度增加的同时，相应的塑韧性会降低，三点弯曲性能(试验标准参考VDA238-100)是热成形钢塑韧性评价的重要指标。汽车用材料或零件冷弯性能(弯曲极限角度)不足会导致在车辆碰撞过程中零件容易出现过早脆断，无法有效吸收碰撞产生的能量，也不利于乘员安全。因此，在开发Al-Si镀层热成形用钢的同时，研究钢板的生产工艺和热成形工艺，以提高Al-Si镀层板热成形后的冷弯性能就非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽热成形加热工艺窗口的Ni-Al-Si合金体系涂覆钢板及其制备和热冲压成形工艺，所制备的热冲压零件的涂装、冷弯、抗氢致延迟开裂性能优异，焊接接头损耗低。

本发明采取的技术方案为：

一种具有宽热成形加热工艺窗口的含Ni-Al-Si合金体系涂覆钢板，涂覆钢带所用液浴含有以下重量百分比的原料：5-11％Si、0-4％Fe、0.05-5％Ni，剩余部分为Al和不可避免的杂质，涂覆层厚度为10-33μm。

所述Ni-Al-Si合金体系涂覆钢板的基板包括以下重量百分比的化学成分：C：0.18-0.35％，Si：≤0.5％，Mn：0.5-1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Ti：≤0.04％，Nb：≤0.06％，V：≤0.06％，Mo：≤0.5％，B：≤0.005％，且Nb+V≥0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供了所述的具有宽热成形加热工艺窗口的Ni-Al-Si合金体系涂覆钢板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：炼钢→铸坯→热轧→酸洗冷轧→退火→涂镀。

进一步地，热轧层流冷却采用前段冷却，主要目的是使得带钢在进卷取机之前完成相变，从而消除塌卷风险；并在层流冷却段采用侧喷气体处理，消除带钢上表面层流冷却积水，从而保证带钢上下表面冷却均匀，降低不均匀脱碳的风险；热轧卷取温度600～700℃，高温卷取的目的是确保钢卷卷取后在冷却过程中均匀脱碳，在该温度范围内进行卷取，热卷脱碳层厚度为8～15μm。