本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種由扁鋼制品制造涂覆有金屬保護(hù)涂層的鋼制零件的方法，該扁鋼制品具有至少0.4重量%的Mn含量。為了以經(jīng)濟(jì)的方式制造高堅(jiān)固性的鋼制零件，同時(shí)使生成金屬誘導(dǎo)縫隙的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，扁鋼制品在連續(xù)爐中退火，退火氣氛含有達(dá)25體積%的H2、0.1-10體積%的NH3、H2O和余量的N2以及由于技術(shù)條件限制無法避免的雜質(zhì)，該退火氣氛具有在-50℃和-5℃之間的露點(diǎn)，在400-1100℃的維持溫度下保持5-600秒。經(jīng)退火處理的扁鋼制品具有厚度為5-200μm的滲氮層（N），該滲氮層的晶粒尺寸小于位于扁鋼制品內(nèi)部的內(nèi)核層（K）的晶粒尺寸。在扁鋼制品經(jīng)過金屬保護(hù)層涂層之后，由經(jīng)退火的扁鋼制品分割出板材，該板材在可選的預(yù)成型后加熱到780-950℃的奧氏體化溫度、熱成型為鋼制零件然后這樣快速地冷卻，從而在扁鋼制品中形成淬火組織。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種由扁鋼制品制造經(jīng)熱成型且淬火的、涂覆有金屬抗腐蝕保護(hù)涂層的鋼制零件的方法，該扁鋼制品具有至少O. 4重量％的錳含量。
技術(shù)介紹
于2005年9月15日至25日在法蘭克福舉辦的第61屆國際車展中，發(fā)表在蒂森克虜伯汽車股份公司的展報(bào)內(nèi)的文章《輕巧的汽車車身的潛力》中報(bào)道過，在實(shí)踐中特別是由硼合金鋼材制造高強(qiáng)度車身零件中應(yīng)用熱成型淬火。此處提到的硼合金鋼材的典型例子是標(biāo)號(hào)為22MnB5的鋼，該鋼可以在鋼手冊(cè)2004中以材料號(hào)I. 5528找到。與鋼22MnB5類似的鋼在JP 2006104526 A中已知。該已知鋼除了鐵和不可避免的雜質(zhì)還含有(重量%)0. 05-0. 55%的C，最大2%的Si, O. 1-3%的Mn，最大O. 1%的P和最大 O. 03%的S。為了改善淬硬性，可以額外在鋼內(nèi)增加O. 0002-0. 005%含量的B和O. 001-0. 1% 含量的Ti。各個(gè)Ti含量作用為使鋼內(nèi)存在的氮固化。鋼內(nèi)存在的硼可以以這種方式盡可能完全地發(fā)揮其提升堅(jiān)固性的作用。根據(jù)JP 2006104526 A，首先由這類型的鋼制成板材，該板材稍后在高于Ac3-溫度，典型位于850-950°C范圍內(nèi)的溫度中進(jìn)行預(yù)熱。接下來在沖壓工具中進(jìn)行的、從該溫度區(qū)域迅速的冷卻過程中，在由各個(gè)板材毛坯擠壓成型的零件中形成保障了所追求的高強(qiáng)度的馬氏體結(jié)構(gòu)。有利的是，加熱到所述溫度水平的板材能夠通過相對(duì)較小的變形力變形成復(fù)雜形狀的零件。這特別適用于這類板材，其由高堅(jiān)固性的鋼制成并且設(shè)計(jì)有抗腐蝕涂層。鍍鋅的扁鋼制品熱成型為高堅(jiān)固性或者最高堅(jiān)固性的鋼制零件存在一個(gè)特別的困難。具有金屬抗腐蝕涂層的鋼片由于熱成型和接下來進(jìn)行的或者與熱成型同時(shí)進(jìn)行的淬火中必須加熱到這樣一個(gè)溫度，該溫度位于保護(hù)涂層的金屬的熔化溫度之上，由此存在所謂的“液化金屬脆裂”風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)鍍層的熔化成液態(tài)的金屬滲入到在成型過程中在各個(gè)扁鋼制品表面形成的缺口內(nèi)，發(fā)生鋼的脆裂。液態(tài)金屬到達(dá)鋼基底并在那里的晶界匯集由此降低可承受的最大拉力和壓力。由較高堅(jiān)固性和高堅(jiān)固性含錳鋼制成的扁鋼制品的液化金屬脆裂的危險(xiǎn)性經(jīng)證明是特別關(guān)鍵的。這類鋼只具有有限的延展性所以在其變形過程中趨向于形成靠近表面的、靠近晶界的裂縫。由DE-OS 18 13 808中已知，鋼板的抗腐蝕性和抗氧化性可通過滲氮處理進(jìn)行改善，通過該滲氮處理產(chǎn)生一個(gè)靠近表面的、厚2. 5-19 μ m的具有與鋼板的內(nèi)核區(qū)域相比提高的氮含量的邊緣層。滲氮層具有較好的粘附性。由DE 691 07 931 T2進(jìn)一步已知，通過滲碳處理或者滲氮處理可以在由低碳鋼組成的、用于機(jī)動(dòng)車車身制造的扁鋼 制品的靠近表面的區(qū)域產(chǎn)生較高的碳含量或者氮含量， 用來改善相關(guān)扁鋼制品的可處理性。在現(xiàn)有技術(shù)中該措施沒有與較高堅(jiān)固性的或者高堅(jiān)固性的、具有至少O. 4重量％的錳含量的鋼聯(lián)系在一起，其中根據(jù)本專利技術(shù)處理加工的鋼的典型錳含量位于O. 4-0. 6重量％內(nèi)，特別位于O. 6-3. O重量％范圍內(nèi)。根據(jù)本專利技術(shù)處理加工的扁鋼制品的碳含量典型為多于O. 06重量％和少于O. 8重量％，特別少于O. 45重量％。為了調(diào)整根據(jù)本專利技術(shù)處理加工的鋼的各項(xiàng)性質(zhì)，可以使其含有達(dá)0.2重量％的11、 達(dá)O. 005重量％的B、達(dá)O. 5重量％的Cr、達(dá)O. I重量％的V或者達(dá)O. 03重量％的Nb。氮化或者內(nèi)部滲氮的前提是具有滲透性的氮。當(dāng)?shù)幱谠鯛顟B(tài)(statu nascendi)時(shí)該前提條件得到滿足。通常，滲氮處理通過在含氨的H2-N2-退火氣氛內(nèi)使各個(gè)的扁鋼制品退火完成。這里的氨和氮作為氮的供體。氨氣在氣壓和高于400°C的溫度下分裂成兩倍于其體積的氮和氫。氮?dú)獾姆纸饪梢酝ㄟ^下述反應(yīng)方程式描述2NH3->2 +3
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在前述現(xiàn)有技術(shù)的背景下本專利技術(shù)的目的在于，提供一種方法，以經(jīng)濟(jì)的方式允許， 在將金屬誘導(dǎo)的裂縫風(fēng)險(xiǎn)減到最低的同時(shí)制造高堅(jiān)固性的鋼制零件。該目的根據(jù)本專利技術(shù)由此實(shí)現(xiàn)，S卩，在制造高堅(jiān)固性的鋼制零件過程中，施行權(quán)利要求I披露的工作步驟。本專利技術(shù)的具有優(yōu)勢的設(shè)計(jì)方案在各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求中給出，并且下面以細(xì)節(jié)闡述一般性的專利技術(shù)理念。根據(jù)本專利技術(shù)的用于制造具有金屬抗腐蝕涂層的鋼制零件的方法，由該想法出發(fā)， 在對(duì)扁鋼制品進(jìn)彳·丁熱成型之如在其表面實(shí)施滲氣處理，通過該處理在扁鋼制品中制造精細(xì)結(jié)構(gòu)的邊緣層。在一方面，該邊緣層為熱成型改善了表面磨光的鋼制產(chǎn)品的成型性質(zhì)。另一方面，經(jīng)證實(shí)，根據(jù)本專利技術(shù)的方法在扁鋼制品的滲氮邊緣區(qū)域，出乎預(yù)料地有益于防止熱成型過程中鋼制精細(xì)板材的金屬脆裂。滲氮區(qū)導(dǎo)致晶界面/相界面 (Phasengranzflaechen)在熱成型過程中的顯著提高,該提高抵制了由鍍膜金屬材料滲入鋼基底導(dǎo)致的裂縫問題。此外在涂層內(nèi)存在一個(gè)不尋常的高的鐵滲透。其結(jié)果是，特別是基于鋅的涂層的處理過程中，涂層在熱學(xué)方面更加穩(wěn)定。為了能夠利用前述總結(jié)的根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施的邊緣層滲氮的有利影響，根據(jù)本專利技術(shù)的方法包含下述處理步驟-制備一塊由鋼制成的扁鋼制品，其具有至少O.4重量％的錳含量。此處所說的扁鋼制品指的是鋼片、鋼帶、鋼板或者同類型產(chǎn)品。這樣的扁鋼制品可以在熱軋或者冷軋狀態(tài)以本專利技術(shù)的方式進(jìn)行處理。還可能，將不同的鋼板組合形成一個(gè)扁鋼制品，該扁鋼制品在接下來根據(jù)本專利技術(shù)的方式中進(jìn)行處理，其中鋼板由具有權(quán)利要求I給出的類型的鋼制成。-扁鋼制品在連續(xù)爐中退火，退火氣氛含有達(dá)25體積％的H2、0.1-10體積％的NH3、 H2O和余量的N2以及由于技術(shù)條件限制無法避免的雜質(zhì)，該退火氣氛具有在_50°C和_5°C 之間的露點(diǎn)。維持溫度為400-1000°C，扁鋼制品在該維持溫度下維持5-600秒。最終通過該滲氮-退火處理在扁鋼制品表面存在厚度為5-200 μ m的、限定在扁鋼制品的游離表面的可延展的滲氮層，該滲氮層的晶粒尺寸小于位于內(nèi)部的、由邊緣層覆蓋的、由扁鋼制品的基本材料構(gòu)成的內(nèi)核層的晶粒尺寸。-在產(chǎn)生滲氮層后，以前述方式退火的扁鋼制品經(jīng)金屬保護(hù)層涂層。此處本專利技術(shù)利用了這樣的認(rèn)識(shí)，液化金屬脆裂的風(fēng)險(xiǎn)可以由此降低，即，可以通過有目的地調(diào)整扁鋼制品的鄰近表面區(qū)域來改變對(duì)于液化金屬脆裂無抵抗力的溫度范圍，從而使該溫度范圍與對(duì)于熱成型典型的溫度范圍不發(fā)生重疊。-由金屬保護(hù)層涂層的扁鋼制品分割成板材。-如果成型需要兩個(gè)或者多個(gè)步驟，板材可以在該步驟中可選地預(yù)成型。預(yù)成型可以到這個(gè)程度，在預(yù)成型后板材的形狀幾乎完全等同于零件的最終形狀。典型地，預(yù)成型在一塊冷的或者加熱到低于奧氏體化溫度的半熱的板材上進(jìn)行。只通過熱成型一步完成的成型可以不使用預(yù)成型。-用于熱成型的板材加熱到780_950°C的奧氏體化溫度。-然后將加熱后的板材熱成型為最終的鋼制零件。-然后將得到的鋼制零件進(jìn)行冷卻，此處由奧氏體化溫度出發(fā)進(jìn)行加速冷卻。鋼制零件的冷卻這樣進(jìn)行，從而在扁鋼制品中形成淬火組織。熱成型和淬火可以在同一個(gè)步驟中完成。這種情況下，熱成型和淬火共同在一個(gè)工具中一步進(jìn)行。與此相反，兩步式的過程中分開進(jìn)行工作步驟“成型”和“生成調(diào)制組織或淬火組織”。令人驚訝的是，利用根據(jù)本專利技術(shù)給出的退火條件，即使在很短的時(shí)間內(nèi)也可以達(dá)到所希望的滲氮深度。所以根據(jù)本專利技術(shù)的方法的優(yōu)勢在于本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬丁·諾登，延斯·孔德拉蒂烏克，曼弗雷德·莫伊雷爾，帕特里克·庫恩，福爾克爾·馬克思，霍斯特·伯恩森，弗蘭克·弗雷德爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司，
類型：
國別省市：
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