[发明专利]一种镀锌板热压应力硬化管状零部件的制备方法

说明书

本发明公开了一种镀锌板热压应力硬化管状零部件的制备方法，包括以下步骤：A:热成形钢带上下表面涂覆一层不等厚锌层；B：将镀锌热成形钢分条卷管获得初始管，初始管被加热至一定温度和时间用以保证初始管件完全奥氏体化；C:加热后的初始管转移至模具中，两端密封并充入一定压力P的压缩空气；D:在模具下行合模过程中，封闭管件两端在液压驱动装置或模具斜锲作用下保证合适的进料量L，保证管内侧涂层沿着管轴向始终处于压应力状态；E：成形后模具保持压力实现管状板料于模具之间热量的快速交换实现淬火。本发明解决了镀锌板管状零部件成形过程中LMIE开裂问题，提高管状热成形零部件在服役过程中的耐蚀性。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种镀锌板热压应力硬化管状零部件的制备方法。

背景技术

汽车轻量化有力的降低了汽车油耗，减少了尾气的排放。封闭截面的管状零部件因具有更好的刚性而被广泛应用。管件冷成形技术主要是内高压成形技术和低压镦胀成形技术；管件热成形技术主要有热气胀成形和热墩胀成形技术。而针对热成形钢的管件热成形技术所用的材料都是冷轧热成形钢(裸板)，裸板在加热过程中会产生大量的氧化铁皮，成形后的管件内外表面都含有氧化铁皮，后续工艺中需要进行抛丸，然而封闭截面零部件内表面的抛丸非常麻烦，生产效率较低；且零部件没有涂层防护，服役过程中缺少阴极保护，服役性能差。

专利《CN 107127238 A》一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法：该方法中加热后的镀锌板在高温成形前进行“预冷”和“落料工序”，高温冲压成形(拉应力成形)的温度范围为：400～650摄氏度。然而该方法在传统热冲压过程中增加了高温落料工序，浪费原材料。且该方法无法解决封闭截面管状零部件高温成形过程中因涂层在高温状态下拉应力作用下产生的“液化金属诱导”开裂(LMIE开裂)问题。

专利《CN 111451351 A》一种管状成形成性一体化方法：该方法中初始管坯被加热至300-1400摄氏度范围；管内第一次充入内压P为变形提供驱动力，初始管坯发生胀形(涂层发生拉应力)而部分贴膜；在第二次充压后，零部件发生收缩变形达到零部件尺寸精度；长时间保压完成淬火。该方法在第一次胀形过程中会导致板料内外表面都发生拉应力，会导致镀锌涂层发生LMIE开裂问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镀锌板热压应力硬化管状零部件的制备方法，解决了镀锌板管状零部件成形过程中LMIE开裂问题，提高管状热成形零部件在服役过程中的耐蚀性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种镀锌板热压应力硬化管状零部件的制备方法，包括以下步骤：

A:热成形钢带上下表面涂覆一层不等厚锌层；薄锌层一侧镀层厚度为：4.3-7.1um(30-50g/m2)；厚锌层一侧镀层厚度为：8.6-21.4um(60-150g/m2)；

B：将镀锌热成形钢分条卷管获得初始管，初始管内壁镀层厚，初始管外壁镀层薄，初始管周长为d；初始管被加热至一定温度和时间用以保证初始管件完全奥氏体化；

C:加热后的初始管转移至模具中，两端密封并充入一定压力P的压缩空气；

D:在模具下行合模过程中，封闭管件两端在液压驱动装置或模具斜锲作用下保证合适的进料量L，保证管内侧涂层沿着管轴向始终处于压应力状态；在合模过程中管坯每个圆环截面中，管坯内侧涂层沿着垂直直径方向始终处于压应力状态；

E：成形后模具保持压力实现管状板料于模具之间热量的快速交换实现淬火；保压时间为5-25s；其中合模保压力F_press和管内气压P_air的关系式为(F_press-P_air*A)/A＝5MPa，A表示法向投影面积。