[發明專利]一種馬氏體時效鋼板材沖壓成型的方法

無效

• 申請號: 200810228806.0
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101736140A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 文長春;李愛民;那帥;劉智勇;羅迎;屠宇;岳景東;李曉軍
• 申請（專利權）人: 沈陽科金特種材料有限公司
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 韓輝

技術領域

本發明涉及一種鋼板材冷沖壓成型方法，特別是涉及一種馬氏體時效鋼板材沖壓成型的方法，尤其是涉及一種18％Ni馬氏體時效鋼板材冷沖壓成型技術，屬于金屬熱處理技術領域。

背景技術

馬氏體時效鋼是一種固溶+時效硬化的超高強度鋼，其固溶態、時效態的延伸率值均不高，加工硬化指數的值又低下，導致冷沖壓減薄率高、沖成率不高的局面。例如。18％Ni(250KSi級)馬氏體時效鋼作球形高壓容器時，采用固溶退火態進行冷沖壓成型存在著減薄率高達30％且沖成率極低的缺陷。公開號為CN101289700的中國發明專利申請給出了一種《高強度馬氏體基體熱、溫沖壓零件制備方法》，工藝為：將鋼板先加熱到Ac3-50℃～Ac3+300℃的溫度，保溫時間1-3分鐘/毫米，保證鋼獲得奧氏體組織或少量鐵素體+奧氏體組織，隨后進行冷卻，冷卻速度在20-200℃/s冷卻至室溫，使奧氏體組織轉變成為馬氏體組織。將上述處理的鋼板加熱到550℃～Ac1+50℃，保溫時間1-6分鐘/毫米。最終獲得以鐵素體和馬氏體的復相組織或馬氏體為主的組織結構。該發明雖適用于車用橋殼和大梁等沖壓件，但卻無法適用18％Ni(250KSi級)馬氏體時效鋼作球形高壓容器的工藝中。因此，選擇適當的金屬熱處理工藝，使材料增加了延伸率，提高其加工硬化指數的值和材料σ_b/σ_s的比值，改善了韌性，使得沖壓減薄率大大降低，沖成率大幅度地增加，而且各項性能均符合技術指標，是當前亟待解決的課題。

發明內容

本發明的目的在于針對18％Ni(250KSi級)馬氏體時效鋼固溶退火態進行板材的冷沖壓成型的技術不足，提供一種馬氏體時效鋼板材沖壓成型的方法。本發明給出的這種采用過時效熱處理然后進行冷沖壓成型的工藝，采用過時效熱處理方法，可使冷沖壓成型減薄率減少到15％，而且沖成率高達90％，能滿足冷沖壓工藝的需要。

本發明給出的技術方案是：這種馬氏體時效鋼板材沖壓成型的方法，其特點是：首先將固溶退火態的板材，在Ar氣保護氣氛中加溫到650℃±5℃；再保溫至少2hr；然后冷卻至100℃以下，最后將經上述處理過的板材進行冷沖壓成型。

上述技術方案中所提及的“固溶退火態”是指在810℃±10℃下保溫0.5-1hr并經酸洗交貨態的冶金產品。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：采用過時效熱處理然后進行冷沖壓成型的工藝，可使冷沖壓成型減薄率減少到15％，而且沖成率高達90％，能滿足18％Ni(250KSi級)馬氏體時效鋼固溶退火態進行板材的冷沖壓成型工藝的需要。

附圖說明

圖1為過時效溫度對18％Ni鋼性能的影響；

圖2為冷沖壓時減薄率的變化。

具體實施方式

如圖1～圖2所示，18％Ni馬氏體時效鋼采用過時效熱處理可使機械性能、沖壓性能得到改善，有利于板材的沖壓成型，其研究結果見圖1、表1。

表1馬氏體時效鋼板材的沖壓性能

經650℃時效處理后由于存在大量(約50％)奧氏體組織機械性能變化很大，此時σ_b/σ_0.2＝2，延伸率可達20％，有利于冷沖壓成型。在冷沖壓過程中，奧氏體轉變成馬氏體產生局部硬化(可感生大約33％的馬氏體)，引起應力的均勻分布，從而抑制了沖壓件半球體的局部變薄。

板材采用過時效處理后的沖壓性能均得到了改善，雖然18％Ni馬氏體時效鋼在固溶退火態沖壓時，壓邊力和沖壓力比過時效狀態小，然而由于固溶態下的均勻延伸率只有約2％，再加上硬化指數低，導致局部變薄率高達30％。圖2是固溶態與過時效態沖壓Φ65m/m半球體的變薄情況圖。

采取650℃過時效狀態進行冷沖壓，控制好壓邊力，沖壓Φ300～340的半球體減薄率小于15％。

具體過時效處理溫度選擇為650℃±5℃，保溫2hr，Ar氣下冷卻。

實施例1：

材料為18％Ni(250Ksi級)馬氏體時效鋼，其成分如下：

(質量百分比)