[發(fā)明專利]一種抗高溫氧化的非鍍層熱沖壓成形用鋼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310672918.6
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103614640A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬鳴圖;易紅亮;宋磊峰;王國棟;王中學(xué);郭怡暉;方剛;張均萍
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鳴圖
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C21D8/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責(zé)任公司 50209
• 代理人: 周韶紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及熱沖壓成形用鋼板和相關(guān)工藝。

背景技術(shù)

近年來，隨著環(huán)境惡化和能源緊缺問題的日益加劇，環(huán)保、安全和節(jié)能的考慮成為汽車制造業(yè)的主要發(fā)展方向，而在減少燃油消耗、減低廢氣排放等諸多措施中，降低車重效果最明顯。為了保證安全性，同時使汽車輕量化以降低油耗和排放，汽車用鋼向高強度化發(fā)展已成為必然趨勢，但高強鋼冷成形困難，回彈無法避免，因此出現(xiàn)了熱沖壓成形技術(shù)，熱沖壓成形可有效解決強度與成形性間的矛盾。

熱沖壓成形用鋼是采用熱沖壓成形技術(shù)形成的一種超高強度鋼。熱成形是指把常溫下強度為500～600MPa的高強度硼合金鋼板加熱到880～950℃，使之均勻奧氏體化，然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，之后快速冷卻淬火，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，成形件因而得到強化硬化，強度大幅度提高。

在較早的熱成形技術(shù)中，熱成形過程中表面會發(fā)生一定程度的氧化，通常采用鉻噴丸的方法除去表面氧化物。隨著熱成形技術(shù)的發(fā)展，鍍層技術(shù)越來越多地應(yīng)用于熱成形鋼。鍍層可以防止成形過程中表面氧化和脫碳，還能提高漆裝后的防腐蝕性能。但同時也增加了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不經(jīng)過鍍層處理仍具有良好的抗高溫氧化性能、耐腐蝕性能和強度，既能滿足熱沖壓成形零件的強度要求，同時又能提高鋼的抗高溫氧化性能的熱沖壓成形鋼。

本發(fā)明采用這樣的技術(shù)方案來實現(xiàn)，一種抗高溫氧化的非鍍層熱沖壓成形用鋼,其化學(xué)成分按重量百分比為C0.18～0.28%，Si0.05～0.50%，Mn0.20～0.90%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr0.20～1.50%，Mo0.01～0.30%，B0.0006～0.0030%，Nb+V+Ti?0.02～0.25%，Al0.010～0.100%，余量為Fe及不可避免的其它雜質(zhì)元素；其制備方法在煉鋼、鑄坯、熱軋、酸洗和冷軋工序結(jié)束后，還需要經(jīng)熱沖壓成形，才能制備而成；其熱軋態(tài)金相組織由珠光體和鐵素體組成；冷軋態(tài)厚度1.0～2.0mm，金相組織由珠光體和鐵素體組成；退火后為鐵素體和球化滲碳體組織；經(jīng)過熱沖壓成形技術(shù)得到熱沖壓成形用鋼，其金相組織為全馬氏體，其性能滿足熱沖壓成形構(gòu)件要求。

本發(fā)明的一種抗高溫氧化的非鍍層熱沖壓成形用鋼是在熱沖壓成形用鋼22MnB5的基礎(chǔ)上，合理降低Mn含量以及添加了Mo、Cr等合金元素而制備的新型B鋼，其制備方法中也包括煉鋼、鑄坯、熱軋、酸洗、冷軋等工序，與普通鋼種制備方法的特別之處在于：在上述工序結(jié)束后要經(jīng)過熱沖壓成形工序，才能制備而成。其熱沖壓成形工藝為：?將冷軋退火熱沖壓成形用鋼板加熱到880~950℃，保溫約3~10min，使之均勻奧氏體化；然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，為了保證成形溫度在840℃以上，高溫板料必須在5~8s內(nèi)由加熱爐快速轉(zhuǎn)移到模具中；之后保壓快速冷卻淬火，冷卻速度控制在30~100℃/s，模具溫度控制在20~200℃，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，從而使成形件的強度得到硬化。

采用本發(fā)明抗高溫氧化非鍍層熱沖壓成形用鋼及其制備方法制造的熱沖壓成形零件力學(xué)性能為，抗拉強度1450-1650MPa，屈服強度970-1200MPa，斷后伸長率為8.5-13.5%，硬度420-550HV，晶粒度在11-12級之間。

本發(fā)明抗高溫氧化的非鍍層熱沖壓成形用鋼在無氮氣保護(hù)情況下其表層氧化量與普通熱沖壓成形板在有氮氣保護(hù)條件下的表面氧化量相當(dāng)。即該鋼種可以在無保護(hù)氣氛條件下正常使用，滿足熱沖壓成形板抗氧化性能要求，能節(jié)約保護(hù)氣氛費用。

本發(fā)明抗高溫氧化的非鍍層熱沖壓成形用鋼的化學(xué)成分的限定理由如下：

碳C：0.18~0.28%：鋼中最經(jīng)濟(jì)、最基本的強化元素，固溶強化和析出強化對提高鋼的強度有明顯作用，其屈服強度和抗拉強度會得到大幅提升，但提高C含量會降低其塑性、沖擊韌性和焊接性能，不同熱沖壓成形構(gòu)件對材料強度和韌性要求有差異，因此具體碳含量根據(jù)構(gòu)件對性能的要求決定。而典型熱沖壓成形構(gòu)件要求強度為1450-1650MPa，延伸率>8.5%，因此本發(fā)明中C含量控制在C0.18~0.28%。