[發(fā)明專利]由軋制的涂覆片材生產(chǎn)具有極高機(jī)械性能的零件的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680046611.3
• 申請日: 2006-10-12
• 公開（公告）號: CN101400819A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·貝羅;V·法伯利;G·杜格雷
• 申請（專利權(quán)）人: 安賽樂米塔爾法國公司
• 主分類號: C23C2/26
• 分類號: C23C2/26;C23C2/28
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李 帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱軋或冷軋的涂覆鋼零件的制備，所述鋼零件表現(xiàn)出 高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗腐蝕性。

背景技術(shù)

對于一些應(yīng)用，希望生產(chǎn)出具有高機(jī)械強(qiáng)度、良好沖擊強(qiáng)度和良 好抗腐蝕性的組合的鋼零件。在目標(biāo)是生產(chǎn)顯著較輕車輛的汽車工業(yè) 中這種組合是特別希望的。特別地，這可通過使用由具有極高機(jī)械性 能、具有馬氏體或貝氏體-馬氏體顯微組織的鋼制得的零件獲得。機(jī)動 車輛的防侵入、結(jié)構(gòu)或安全零件，例如擋板橫梁、車門或中心柱加強(qiáng) 件及輪輻，需要例如上述的品質(zhì)。

專利FR20004427公開了提供有金屬預(yù)涂層的軋制鋼片材的制備 方法，其中該金屬預(yù)涂層由鋅或鋅基合金構(gòu)成，所述鋼具有例如約 500MPa的抗拉強(qiáng)度。然后切割片材以獲得坯料，對該坯料進(jìn)行熱處理 以便在表面上形成合金化合物然后對坯料熱沖壓。之后，該坯料在適 于賦予鋼材高硬度的條件下進(jìn)行冷卻。通過以初始強(qiáng)度500MPa的鋼材 開始，能夠獲得例如機(jī)械強(qiáng)度大于1500MPa的零件。從而，在熱處理 過程中通過預(yù)涂層和鋼材間的相互擴(kuò)散而形成的合金化合物提供抵抗 腐蝕和脫碳的保護(hù)，并且提供了高溫潤滑作用，這允許增加熱拉伸工 具的壽命。

與在裸零件(即沒有預(yù)涂層的零件)上進(jìn)行的熱沖壓處理比較， 存在的化合物在爐內(nèi)加熱過程中提供抵抗脫碳的保護(hù)。也無需隨后對 零件進(jìn)行噴丸或噴砂，以除去在爐中通過氧化形成的不規(guī)則表面層。

然而，當(dāng)在需要通過合金化形成的涂層具有特殊性能的某些應(yīng)用 中實(shí)施該處理時受到限制：

-熱沖壓的零件可能包括顯著凹陷的區(qū)域。倘若基體鋼和涂層間的 熱硬度和流變能力存在差異，可能發(fā)生涂層壓印到基體鋼中的現(xiàn)象， 特別是壓印到高變形區(qū)域中。在對零件施加高機(jī)械應(yīng)力的情況下，希 望避免這些作為潛在的缺陷起始區(qū)域的壓痕；

-在導(dǎo)致鋼和預(yù)涂層間合金化的熱處理過程中，富集鐵的Fe-Zn相 成核，并且這些成核位置附近的鋅發(fā)生擴(kuò)散。這種擴(kuò)散產(chǎn)生空位，可 能導(dǎo)致在微觀尺度上產(chǎn)生致密性缺陷。因此尋求最有利的制備條件以 減少或消除涂層中的這些致密性缺陷；

-還試圖在成形操作過程中使工具磨損最小化，這相對顯著地取決 于涂層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有高粗糙度的涂層對于工具完整性是不利的。因 此試圖獲得減少這種涂層粗糙度的條件；

-當(dāng)零件可能進(jìn)行后續(xù)的涂覆操作或用作可視零件時，還試圖在合 金化熱處理后獲得涂層的規(guī)則表面外觀。

特別地，目標(biāo)在于避免在熱處理后的表面裂紋外觀。涂層中的這 種可視缺陷的特征在于被邊界分隔的、通常具有幾毫米尺寸的單元鄰 接(juxtaposition)。在任何一個單元中，涂層的厚度是大致恒定的， 而在單元邊界處，涂層厚度是不規(guī)則的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述問題。特別地，本發(fā)明的目的是提供制 備預(yù)涂覆有鋅基合金的熱軋或冷軋鋼零件的方法，該方法包括合金化 處理步驟，在合金化后獲得的涂層具有良好的致密性，同時具有高的 抗裂紋性以及與令人滿意的成形工具壽命有關(guān)的粗糙度。還企圖提供 不導(dǎo)致壓痕缺陷的方法。

為此，本發(fā)明的一個主題是涂覆有化合物的鋼零件，該化合物在 超過其厚度90％上由至少一種Fe-Zn基相構(gòu)成，其Fe重量含量等于 65％或更高，其Fe-Zn比例為1.9-4，通過至少一個使鋼與預(yù)涂層之 間合金化的熱處理形成該化合物，預(yù)涂層是鋅基合金，包含(含量以 重量表示)：0.5-2.5％鋁，和可選的一種或多種選自下面的元素：Pb ≤0.003％；Sb≤0.003％；Bi≤0.003％；0.002％≤Si≤0.070％； La<0.05％；Ce<0.05％，余量由鋅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

優(yōu)選地，預(yù)涂層是鋁含量不小于0.5重量％但不大于0.7重量％ 的合金。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，預(yù)涂層是鋁含量大于0.7重量％但不大于 0.8重量％的合金。

還優(yōu)選地，預(yù)涂層是鋁含量大于0.8重量％但不大于2.5重量％的 合金。

優(yōu)選地，鋼的組成包含(含量以重量表示)：0.15％≤C≤0.5％； 0.5％≤Mn≤3％；0.1％≤Si≤0.5％；0.01％≤Cr≤1％；Ti≤0.2％； Al≤0.1％；S≤0.05％；P≤0.1％；0.0005％≤B≤0.010％，組成的 余量由鐵和熔煉導(dǎo)致的不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。