[發明專利]在熱處理后具有非常高強度的涂覆的鋼零件的制造方法

有效

• 申請號: 200680007956.8
• 申請日: 2006-03-02
• 公開（公告）號: CN101137769A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: J－P·勞倫特;J·德弗洛克
• 申請（專利權）人: 阿塞洛法國公司
• 主分類號: C23C22/78
• 分類號: C23C22/78;C23F17/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張力更

技術領域

本發明涉及熱軋或冷軋涂覆的鋼零件的制造，該零件具有高的機械強度和良好的抗腐蝕性能。

背景技術

對于某些應用來說，需要制造組合兼有高的機械強度、大的抗沖擊性能和良好的抗腐蝕性能的鋼零件。這種組合在汽車工業中尤其需要，在汽車工業中，其目的是為了制造明顯更輕的車輛。這尤其可以通過采用具有非常高機械性能的鋼來實現：汽車的防侵入、結構或安全零件(防撞擊橫梁、門或中心柱加強件、輪輻)需要例如在上面所述的性能。

專利FR2807447公開了一種制造方法，其中提供了具有金屬預涂層的基礎鋼板，該鋼具有約500MPa的斷裂強度；進行冷成形操作，比如冷沖壓或冷壓型；然后進行熱處理以便隨后在形狀與零件幾何形狀相配的工具中進行淬火。在此熱處理的加熱階段，通過初始預涂層與基礎鋼的合金化在零件的表面形成金屬間涂層。由此則例如可獲得機械強度大于1500MPa的抗腐蝕零件。

該基礎鋼板可以通過熱浸涂工藝用鋁或鋁合金預涂。然而，在某些情況下，會遇到該工藝中在實施中的限制。在熱處理前對零件進行冷成形操作的過程中，某些區域可能會遭受更嚴重的變形，基體和預涂層之間的界面可能會受到局部脫落形式的損害。在此情況下，隨后的熱處理可能導致在合金界面層附近形成鱗片。這種鱗片的存在對基礎鋼和含鋁預涂層之間的滿意合金化是有害的。

而且，在鋁化零件冷成形后，它們可能被切割、沖孔或廓形加工，目的在于在隨后的合金化熱處理之前去除過量的材料。熱浸涂鋁基預涂層的存在可能促進切割工具的磨損。

而且，熱浸鋁化鋼板的預涂層相對于標準厚度在厚度上可以變化。在合金化熱處理期間的加熱進行得非常快，典型地為幾分鐘，這樣，如果有過量的厚度則有該涂層的不完全合金化。由于在鋁的情況下常規預涂層的熔點為660℃或者在10％硅/鋁合金的情況下為580℃，因此在零件達到奧氏體化溫度之前，在涂層的較厚一側就會有過早的熔化。由于熱處理一般地在零件隨輥移動的爐內進行，后者的表面會被源自預涂層部分熔化的層污染，這損害了爐的恰當操作。而且，在隨后的電泳操作期間，預涂層的不完全合金化是有害的。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題。特別是，本發明的目的是提供一種制造用鋁或鋁合金預涂的熱軋或冷軋鋼零件的方法，其允許在合金化處理之前相當大的在先冷變形，而不會因此帶來任何與合金化處理有關的后續風險。本發明的目的在于在合金化熱處理之前的機械加工期間降低工具的磨損。本發明的目的還在于在熱處理后獲得鋁或鋁合金預涂層的完全合金化。

為此，本發明的主題是由熱軋或冷軋鋼帶制造具有非常高機械性能的零件的方法，包括以下的相繼步驟：

-用鋁或鋁合金預涂覆鋼帶。這種預涂覆可以通過依以下方式的單獨或組合采用的一個或多個步驟來進行：

-通過一個或多個鋁或鋁合金電沉積步驟的預涂覆；

-通過一個或多個鋁或鋁合金氣相化學沉積步驟的預涂覆；

-通過一個或多個鋁或鋁合金氣相物理沉積步驟的預涂覆；-通過一個或多個鋼帶與鋁或鋁合金箔間共軋(colaminage)步驟的預涂覆；

-由于采用了這些預涂覆方式，鋼帶與預涂層之間的界面沒有金屬間相；

-將涂覆的鋼帶冷變形；

-為了所述零件的最終幾何形狀而任選地去除多余的鋼板；

-加熱該零件，例如在爐中，以便由鋼-涂層界面開始在該零件的表面形成金屬間化合物，并奧氏體化該鋼。在此熱處理的加熱階段，通過初始預涂層與基礎鋼的合金化，在該零件的表面形成金屬間涂層，這種合金化可以在涂層的整個厚度中進行；和

-在加熱后，將該零件轉移至工具中(outillage)。加熱階段和零件與該工具接觸之間的轉移時間足夠短以便在這個時間周期中沒有發生奧氏體的轉變。該工具的幾何形狀和設計依被處理的零件和淬火的激烈程度而調整。特別地，這些工具可以被冷卻，尤其是通過流體的循環來冷卻，以提高操作的生產率和/或增加淬火的強度。夾緊力可以確保零件與工具之間的緊密接觸，因此可通過傳導有效冷卻并得到最小變形。零件在工具中冷卻的速率要使得該鋼在冷卻后具有馬氏體或貝氏體結構或馬氏體-貝氏體結構。

在一個特別的實施方式中，冷變形的廣義變形程度(le?taux?de?ladéformation?généralisée)為大于20％，并且在該零件的至少一點上如此。

本發明的另一目的在于按照上述方法制造的由鋼帶獲得的具有非常高機械性能的零件用于制造陸上機動車輛用的結構或安全零件的用途。

附圖說明