生產軋輥成形的部分硬化型材的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于連續軋輥成形和硬化鋼板的方法，其中鋼板條帶在軋輥成形裝置中連續地軋輥成形為型材，其特征在于，軋輥成形的型材股線被預熱到低于奧氏體初始溫度(Ac1)的溫度，和軋輥成形的型材股線然后在其橫截面的子區域和/或其長度的子區域上被加熱到高于AC3的溫度，其中至少在將子區域加熱至>AC3的溫度期間，軋輥成形的型材股線經受軸向拉伸應力。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】生產軋輥成形的部分硬化型材的方法
本專利技術涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于生產軋輥成形的部分硬化型材的方法。
技術介紹
金屬型材的軋輥成形是本身已知的技術。在軋輥成形中，通常連續平坦的金屬板帶被引導通過多個輥筒架并且在該過程中變形或成形。這可用于生成多個不同的橫截面，從簡單的圓柱形管到更復雜的管幾何形狀。通常，這種管材然后在鄰接區域縱向焊接以產生封閉結構。但也經常通過軋輥成形生成開放的型材。EP1660693B1公開了一種由具有陰極防腐的可硬化鋼合金制造硬化型材部件的方法；帶有鋅或鋅合金涂層的鋼板條帶被軋輥成形，然后使經涂覆的鋼板達到奧氏體化溫度，然后冷卻以使其硬化；在硬化之前或之后將型材股線切割成一定長度成為型材股線段，并在其成型和切割成一定長度之前，設置有孔、開口、沖壓的穿孔等。US6,564,604B2的目的是提供經過熱處理的鋼板，并提供一種通過對這些經涂覆的鋼板進行加壓硬化來生產部件的方法。在這種情況下，盡管溫度升高，但目標是確保在熱壓或熱處理之前、期間和之后，鋼板不會脫碳并且鋼板表面不會氧化。為此，應該在沖壓之前或之后在表面上沉積合金化的金屬間混合物，這應該提供防腐蝕和防脫碳保護，并且還可以提供潤滑功能。在一個實施方案中，該參考文獻提出使用以電解方式清楚沉積的常規鋅層；在隨后的鋼板基材的奧氏體化中，該鋅層和鋼基材應該轉變成均勻的Zn/Fe合金層。這種均勻的層結構被微觀凹陷覆蓋。與之前的假設相反，這種涂層應具有抗機械性，以防止其熔化。盡管如此，這種效果在實踐中并未表現出來。另外，如果存在切屑的話，使用鋅或鋅合金應該為邊緣提供陰極保護。然而，在該實施方案中，缺點在于使用這種涂層-與該參考文獻中所述的相反-在邊緣處幾乎沒有提供任何陰極防腐蝕保護，并且如果該層在鋼板的表面區域中被破壞的話，僅實現了差的防腐蝕保護。在US6,564,604B2的第二實施例中，公開了一種涂層，其由高達50％至55％的鋁和45％至50％的鋅組成，任選地具有少量的硅。這種涂層本身并不新穎，并且以品牌名稱而被知。該參考文獻指出涂層金屬鋅和鋁與鐵應產生均勻的鋅/鋁/鐵合金涂層。這種涂層具有的缺點是不再具有足夠的陰極防腐蝕保護，但是當用于壓制硬化過程時，由于在某些區域不可避免地在表面中出現破壞(breach)，所以用它實現的大部分屏障保護是不夠的。總之，可以說在該參考文獻中描述的方法不能解決這樣的問題：一般來說，鋅基陰極防腐蝕保護涂層不適用于保護在涂覆程序后待經受熱處理并且可能還經歷進一步的成型或成形步驟的鋼板。EP1013785A1公開了一種用于生產鋼板部件的方法；鋼板表面應該有鋁層或鋁合金層。提供有這種涂層的鋼板旨在進行壓制硬化過程；所指出的可能的涂層合金包括具有9-10％硅、2-3.5％鐵、殘余鋁和雜質的合金以及具有2-4％鐵和剩余鋁與雜質的第二合金。這種涂層本身是已知的并且對應于熱浸鍍鋁鋼板的涂層。這種涂層具有僅實現所謂的屏障保護的缺點。當這種屏障保護被破壞或Fe/Al層發生裂紋時，基質材料(在這種情況下為鋼)會受到侵蝕和腐蝕。沒有陰極保護作用。也不利的是，當鋼板被加熱到奧氏體化溫度并且在隨后的壓制硬化步驟期間，這種熱浸鍍鋁涂層經受化學和機械應力兩者至所產生的部件不具有足夠的腐蝕防護層的程度。因此可以說，這種熱浸鍍鋁涂層不太適合復雜幾何形狀的壓制硬化，即，鋼板被加熱到高于奧氏體化溫度的溫度。DE10246614A1已經公開了一種用于制造用于汽車構造的涂覆的結構部件的方法。該方法應該解決上述歐洲專利申請1013785A1的問題。具體而言，該參考文獻指出，在根據歐洲專利申請1013785A1的浸漬過程中，在鋼的涂覆過程中已經形成金屬間相；根據該參考文獻，鋼和實際涂層之間的這種合金層硬且脆并且在冷成型期間會開裂。這會導致微裂紋至涂層本身與基質材料分離并因此失去其保護功能的程度。因此，DE10246614A1提出通過電鍍法在有機非水溶液中沉積金屬或金屬合金形式的涂層，特別合適且因此優選的涂層材料是鋁或鋁合金。或者，鋅或鋅合金也是合適的。這樣涂覆的鋼板然后可以冷成型和熱成型為最終形狀。然而，該方法的缺點是，即使鋁涂層已被電解沉積，但如果其被破壞，則鋁涂層不再提供防腐蝕保護，因為所述破壞會破壞保護屏障。電解沉積的鋅涂層的缺點是，隨著用于熱成型的加熱，大部分鋅被氧化并且不再可用于陰極保護。在保護性氣氛中，鋅蒸發。DE10120063C2公開了一種用于生產機動車輛的金屬型材部件的方法。在用于生產機動車輛的金屬型材部件的這種已知方法中，以帶狀形式提供的原材料被輸送到軋輥成形單元并形成為軋制型材。在離開軋輥成形單元之后，軋制型材的至少一些區域被感應加熱至硬化所需的溫度，然后在冷卻單元中淬火。在此之后，將軋制型材切割成一定長度以生產型材部件。軋輥成形的一個特別的優點可以體現在由于高加工速度引起的低生產成本上和與壓制模具相比低的工具成本。特別可熱處理的鋼被用于型材部件。根據該方法的一種替代方案，原材料的一些區域可以感應加熱到淬火所需的溫度，即使在進入軋輥成形單元之前也是如此，并且可以在將軋制型材切割成一定長度之前在冷卻單元中進行淬火。第二種替代方案的缺點是切割至一定長度必須在已經硬化的狀態下進行，這會有問題而導致材料的高硬度。還有不利的是，在上述現有技術中，必須對切割至一定長度的型材部件進行清潔和除垢，并且在除垢之后必須施加單件防腐蝕保護涂層；這種單件防腐蝕保護涂層通常不能提供非常好的陰極防腐蝕保護。PCT/EP2008/006214同樣公開了一種用于生產硬化型材部件的方法；這些型材部件是軋輥成形的并且為了硬化目的而被感應加熱。為了在部件的不同區域獲得不同的硬度，在要具有較高硬度的區域中，產生多個邊緣或珠粒。具體地說，在鋼板中沖壓出開孔，例如，以網格圖案，因為在感應加熱過程中，位于開口邊緣或與珠粒相鄰的區域(即所有形式的邊緣)比平板鋼部件更加強烈和更快速地加熱。因此，可以說，通過材料弱化實現了高硬度。在迄今為止已知的所有方法中，不可能實現這種部件的部分加熱和部分硬化，使得部件不翹曲。至少，這在連續過程中是不可能的，因此這種方法不能在軋輥成形系統中進行，或者只能隨后對已經被切割至一定長度的部件進行。
技術實現思路
本專利技術的目的是創造一種方法，該方法可以成功地連續使用，以在軋輥成形部件的一些區域中實現硬化，而不會產生不連續性或引起翹曲。該目的通過具有權利要求1的特征的方法來實現。在從屬于權利要求1的從屬權利要求中公開了有利的修改。通過本專利技術，軋輥成形管型材部分地奧氏體化并硬化；在本文中，“部分奧氏體化和硬化”并不意味著-如在傳統方法中那樣-在型材的整個橫截面上和均勻橫跨型材的部分長度的圓周奧氏體化和硬化所述型材，而是僅在管型材圓周的部分區域中，這些部分圓周區域可以在型材的整個長度上延伸或僅在型材的部分長度上延伸。在傳統的軋輥成形系統中，這種部分加熱和部分硬化不成功，因為發生了部件的翹曲，這在厚度或位置方面不會以可重現的方式發生。根據本專利技術，產生僅在部分區域中發生的加熱或者以管段的圓周方向的分段方式甚至僅在部分長度上進行的加熱，因為連續輸送的被彎曲形成管的鋼板股線-通過感應器預熱到低于奧氏體化溫度的溫度-在要進行奧氏體化的區域，使用燃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于連續軋輥成形和硬化鋼板的方法，其中鋼板條帶(11)在軋輥成形單元中連續地軋輥成形為型材(11)，其特征在于，軋輥成形的型材股線被預熱到低于奧氏體初始溫度(Ac1)的溫度，和然后軋輥成形的型材股線(11)在其橫截面的子區域(12)和/或其長度的子區域上被加熱到高于AC3的溫度，其中至少在將子區域加熱至>AC3的溫度期間，軋輥成形的型材股線受到軸向拉伸應力的作用。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2015.10.21 EP 15190867.01.一種用于連續軋輥成形和硬化鋼板的方法，其中鋼板條帶(11)在軋輥成形單元中連續地軋輥成形為型材(11)，其特征在于，軋輥成形的型材股線被預熱到低于奧氏體初始溫度(Ac1)的溫度，和然后軋輥成形的型材股線(11)在其橫截面的子區域(12)和/或其長度的子區域上被加熱到高于AC3的溫度，其中至少在將子區域加熱至>AC3的溫度期間，軋輥成形的型材股線受到軸向拉伸應力的作用。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，至少在將子區域加熱到>AC3的溫度期間，在具有低于AC3的溫度的區域中，所述軋輥成形的型材股線(11)受到軸向拉伸應力的作用。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述拉伸應力通過張緊單元(8)施加在所述型材股線(11)上，其中所述拉伸應力由輸送方向上位于后方的軋輥(19)施加。4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，施加拉伸應力，其導致在未被硬化的區域中的0.5至2％的拉伸。5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在將子區域加熱到>AC3的溫度之后，所述型材股線以大于臨界硬化速度的冷卻速度冷卻，這導致已經加熱到>AC3的溫度的子區域發生硬化。6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在加熱之前，所述型材股線通過浮動型鍛單元設置有型鍛件。7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述型材股線(11)被感應預熱至低于奧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿爾佛雷德·塞爾，克里斯汀·魯埃特，
申請(專利權)人：奧鋼聯克雷姆斯有限責任公司，
類型：發明
國別省市：奧地利,AT