一種帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品及其制造方法技術

一種帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，包括如下步驟：1)落料：將帶鋁或鋁合金鍍層鋼板采用沖裁或者激光切割方法加工成零件所需形狀的坯料；所述的帶鍍層鋼板厚度不超過2.8mm；2)坯料熱處理：將坯料放入加熱爐中加熱并保溫，加熱爐溫度為900～950℃，加熱爐中氣氛保證含氧量大于15％，坯料在加熱爐中總的停留時間為2.5～10分鐘；3)坯料傳輸：將加熱后的坯料快速傳送至模具中進行沖壓，傳輸時間為4～12秒，保證沖壓前的坯料溫度為680～750℃；4)坯料熱沖壓：將熱的坯料直接在模具中沖壓成形，沖壓成形過程中對模具冷卻降溫，確保沖壓前模具的表面溫度低于100℃。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及熱沖壓產品及其制造方法，具體涉及是一種帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品及其制造方法。
技術介紹
近年來，高強減薄、節能減排一直是汽車行業的主要發展趨勢，其中，熱沖壓是實現產品高強化的一種常用方式，它是通過熱處理和高溫成形相結合的方式來實現產品高強度。常用的熱沖壓產品主要有：前、后門左右防撞桿(梁)、前、后保險杠、A柱加強板、B柱加強板、C柱加強板、地板中通道、車頂加強梁等安全結構件，這些熱沖壓產品具有強度高、形狀復雜、成形性好、高尺寸精度、回彈小等特點。根據零件的服役情況，熱沖壓用鋼表面狀態分為裸板和帶鍍層的鋼板，由于帶鍍層的熱沖壓鋼板相對于裸板可以省掉熱沖壓后的噴丸處理，正越來越受到重視。最常用的鋁或者鋁合金鍍層熱沖壓鋼及鋅基鍍層熱沖壓鋼，由于鋅基鍍層會產生到基體的裂紋，因此目前常用的還是鋁或者鋁合金鍍層熱沖壓鋼。中國專利CN101583486公開了涂覆鋼帶材的熱沖壓產品及方法，包括加熱、轉移及冷卻，而未涉及熱沖壓過程，包括模具合模速度、保壓時間等沖壓參數，由此會造成沖壓產品質量不穩定，如緊縮、開裂等，對加熱過程中爐膛氣氛不控制，導致加熱過程中爐內氣氛發生變化，尤其是氧氣含量發生較大變化，帶來產品外觀顏色很容易發生變化，實際生產發現相同來料在同一工藝下，所得沖壓產品外觀顏色呈現較大不同。中國專利CN100370054公開了高強度的鍍鋁或鋁合金體系鋼板，強調的是如何控制鍍層中Cr，Mn含量大于0.1％及對產品耐蝕性、耐熱性的影響，也未涉及熱沖壓過程。中國專利CN104384283公布了一種22MnB5高強度薄鋼板的熱沖壓成形工藝，針對的主要是裸板熱沖壓鋼，且沖壓過程未具體說明。中國專利CN103212950針對的也是裸板熱沖壓產品，還包括后期噴丸等處理。
技術實現思路
針對現有帶鋁或者鋁合金鍍層熱沖壓鋼產品及方法的不足，本專利技術的目的在于提出一種更優異的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品及制造方法，所述的帶鍍層熱沖壓產品具有強度高、形狀復雜、成形性好、高尺寸精度、回彈小等特點，可用于汽車零部件，例如，前、后門左右防撞桿(梁)、前、后保險杠、A柱加強板、B柱加強板、C柱加強板、地板中通道、車頂加強梁等安全結構件。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是：一種帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其包括如下步驟：1)落料：將帶鋁或鋁合金鍍層鋼板采用沖裁或者激光切割方法加工成零件所需形狀的坯料；所述的帶鍍層鋼板厚度不超過2.8mm；2)坯料熱處理：將坯料放入加熱爐中加熱并保溫，加熱爐溫度為900～950℃，加熱爐中氣氛保證含氧量大于15％，坯料在加熱爐中總的停留時間為2.5～10分鐘；3)坯料傳輸：將加熱后的坯料快速傳送至模具中進行沖壓，傳輸時間為4～12秒，保證沖壓前的坯料溫度為680～750℃；4)坯料熱沖壓：將熱的坯料直接在模具中沖壓成形，沖壓成形過程中對模具冷卻降溫，確保沖壓前模具的表面溫度低于100℃。進一步，所述的帶鍍層鋼板的成分重量百分比為：C：0.08～0.8％，Si：0.05～1.0％，Mn：0.1～5％，P<0.3％，S<0.1％，Al<0.3％，Ti<0.5％，B：0.0005～0.1％，Cr：0.01～3％，其余為Fe及不可避免雜質。優選的，所述的帶鍍層鋼板的成分重量百分比為：C：0.1～0.6％，Si：0.07～0.7％，Mn：0.3～4％，P<0.2％，S<0.08％，Al<0.2％，Ti<0.4％，B：0.0005～0.08％，Cr：0.01～2％，其余為Fe及不可避免雜質。優選的，所述的帶鍍層鋼板的成分重量百分比為：C：0.15～0.5％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.5～3％，P<0.1％，S<0.05％，Al<0.1％，Ti：<0.2％，B：0.0005～0.08％，Cr：0.01～1％，其余為Fe及不可避免雜質。優選的，所述的鍍層是純鋁或鋁合金，用于鋼板涂覆鍍層的熱浸鍍液的成分重量百分比為：Si：5～11％，Fe：0～4％，余量為鋁及不可避免雜質。優選的，所述的鍍層是純鋁或鋁合金，用于鋼板涂覆鍍層的熱浸鍍液的成分重量百分比為：Si：9～10％，Fe：2～4％，余量為鋁及不可避免雜質。優選的，所述的帶鍍層鋼板的上下表面、上下表面寬度方向不同位置處所測得的鍍層厚度值中間，最大值與最小值的差不超過5μm。優選的，所述的步驟2)中，加熱爐內氣氛為空氣或空氣與惰性氣體組成的混合氣體，氣氛中氧氣含量始終大于15％。優選的，所述的步驟2)中，加熱爐溫度是900～950℃，優選加熱爐溫度是935～950℃或945～950℃。優選的，所述的步驟2)中加熱爐內停留時間是2.5～10min，優選加熱爐內停留時間是2.5～5min。優選的，所述的帶鋁或者鋁合金鍍層鋼板厚度<1.5mm時，加熱爐溫度是900～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～10min；優選為：加熱爐溫度是900～930℃，加熱爐內停留時間是3～10min；或，加熱爐溫度是935～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min；或，加熱爐溫度是945～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min。優選的，所述的帶鋁或者鋁合金鍍層鋼板厚度是1.5～2.0mm時，加熱爐溫度是900～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～10min；優選為：加熱爐溫度是900～930℃，加熱爐內停留時間是3～10min；或，加熱爐溫度是935～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～6min；或，加熱爐溫度是945～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min。優選的，所述的帶鋁或者鋁合金鍍層鋼板厚度是2.0～2.8mm時，加熱爐溫度是900～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～10min；優選為：加熱爐溫度是900～930℃，加熱爐內停留時間是3.5～10min；或，加熱爐溫度是935～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～6min；或，加熱爐溫度是945～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min。優選的，所述的步驟2)坯料加熱過程中，加熱溫度700℃以上采用感應加熱方式。優選的，所述的步驟4)中，沖壓時模具合模速度30～150mm/s，優選為50～100mm/s。優選的，所述的步驟4)中，沖壓過程中，模具合模后持續保壓淬火4～20s，對零件施加的保壓壓強平均在零件表面需大于8MPa。優選的，所述的步驟4)中，模具所用的模具鋼材質為：在700℃時的熱擴散系數大于3.8m2/s。優選的，所述的步驟4)中，沖壓成形過程中對模具冷卻降溫采用模具內部設置冷卻系統或者采用自然冷卻方式。優選的，所述的步驟4)中，沖壓成形后的零件冷卻至300℃以下。優選的，所述的步驟4)中，沖壓后鋼板微觀組織為馬氏體組織占95％以上，抗拉強度大于1300MPa。優選的，所述的步驟4)中，沖壓后鍍層中包含合金層和表面層，合金層厚度不超過16μm，鍍層總厚度不超過50μm。本專利技術制造方法獲得的鋼制熱沖壓產品，其為帶鍍層鋼板，在鋼板表面涂覆鋁或鋁合金鍍層，所述的鋼板成分重量百分比為：C：0.08～0.8％，Si：0.05～1.0％，Mn：0.1～5％，P<0.3％，S&l本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，包括如下步驟：1)落料：將帶鋁或鋁合金鍍層鋼板采用沖裁或者激光切割方法加工成零件所需形狀的坯料；所述的帶鍍層鋼板厚度不超過2.8mm；2)坯料熱處理：將坯料放入加熱爐中加熱并保溫，加熱爐溫度為900～950℃，加熱爐中氣氛保證含氧量大于15％，坯料在加熱爐中總的停留時間為2.5～10分鐘；3)坯料傳輸：將加熱后的坯料快速傳送至模具中進行沖壓，傳輸時間為4～12秒，保證沖壓前的坯料溫度為680～750℃；4)坯料熱沖壓：將熱的坯料直接在模具中沖壓成形，沖壓成形過程中對模具冷卻降溫，確保沖壓前模具的表面溫度低于100℃。

【技術特征摘要】
1.一種帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，包括如下步驟：1)落料：將帶鋁或鋁合金鍍層鋼板采用沖裁或者激光切割方法加工成零件所需形狀的坯料；所述的帶鍍層鋼板厚度不超過2.8mm；2)坯料熱處理：將坯料放入加熱爐中加熱并保溫，加熱爐溫度為900～950℃，加熱爐中氣氛保證含氧量大于15％，坯料在加熱爐中總的停留時間為2.5～10分鐘；3)坯料傳輸：將加熱后的坯料快速傳送至模具中進行沖壓，傳輸時間為4～12秒，保證沖壓前的坯料溫度為680～750℃；4)坯料熱沖壓：將熱的坯料直接在模具中沖壓成形，沖壓成形過程中對模具冷卻降溫，確保沖壓前模具的表面溫度低于100℃。2.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的帶鍍層鋼板的成分重量百分比為：C：0.08～0.8％，Si：0.05～1.0％，Mn：0.1～5％，P<0.3％，S<0.1％，Al<0.3％，Ti<0.5％，B：0.0005～0.1％，Cr：0.01～3％，其余為Fe及不可避免雜質。3.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的帶鍍層鋼板的成分重量百分比為：C：0.1～0.6％，Si：0.07～0.7％，Mn：0.3～4％，P<0.2％，S<0.08％，Al<0.2％，Ti<0.4％，B：0.0005～0.08％，Cr：0.01～2％，其余為Fe及不可避免雜質。4.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的帶鍍層鋼板的成分重量百分比為：C：0.15～0.5％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.5～3％，P<0.1％，S<0.05％，Al<0.1％，Ti<0.2％，B：0.0005～0.08％，Cr：0.01～1％，其余為Fe及不可避免雜質。5.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的鍍層是純鋁或鋁合金，用于鋼板涂覆鍍層的熱浸鍍液的成分重量百分比為：Si：5～11％，Fe：0～4％，余量為鋁及不可避免雜質。6.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的鍍層是純鋁或鋁合金，用于鋼板涂覆鍍層的熱浸鍍液的成分重量百分比為：Si：9～10％，Fe：2～4％，余量為鋁及不可避免雜質。7.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的帶鍍層鋼板的上下表面、上下表面寬度方向不同位置處所測得的鍍層厚度值中間，最大值與最小值的差不超過5μm。8.如權利要求1所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的步驟2)中，加熱爐內氣氛為空氣或空氣與惰性氣體組成的混合氣體，氣氛中氧氣含量始終大于15％。9.如權利要求1或8所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的步驟2)中，加熱爐溫度是900～950℃，優選加熱爐溫度是935～950℃或945～950℃。10.如權利要求1或8或9所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的步驟2)中加熱爐內停留時間是2.5～10min，優選加熱爐內停留時間是2.5～5min。11.如權利要求1或8或9所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的帶鋁或者鋁合金鍍層鋼板厚度<1.5mm時，加熱爐溫度是900～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～10min；優選為：加熱爐溫度是900～930℃，加熱爐內停留時間是3～10min；或，加熱爐溫度是935～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min；或，加熱爐溫度是945～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min。12.如權利要求1或8或9所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，所述的帶鋁或者鋁合金鍍層鋼板厚度是1.5～2.0mm時，加熱爐溫度是900～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～10min；優選為：加熱爐溫度是900～930℃，加熱爐內停留時間是3～10min；或，加熱爐溫度是935～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～6min；或，加熱爐溫度是945～950℃，加熱爐內停留時間是2.5～5min。13.如權利要求1或8或9所述的帶鋁或者鋁合金鍍層的鋼制熱沖壓產品的制造方法，其特征是，上述的帶鋁或者鋁合金鍍層鋼板厚度是2.0～2.8mm時，加熱爐溫度是900...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉昕，洪振軍，譚寧，金鑫焱，劉俊祥，洪繼要，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31