[發明專利]一種高強度預滲鋁低碳馬氏體鋼板加壓硬化成型方法

有效

• 申請號: 201610704479.6
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN106282912B
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 王章忠;巨佳;張保森;巴志新;毛向陽
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: C23C10/30
• 分類號: C23C10/30;C21D8/02;C23F17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 鄧麗

本發明提供了一種高強度預滲鋁低碳馬氏體鋼板加壓硬化成型方法。先除去鋼板坯料表面污漬及氧化物，將清理好的鋼板坯料表面涂覆滲鋁劑；然后將鋼板坯料固定于沖壓模具上方，采用電接觸加熱裝置快速分級升溫，進行鋼板坯料的表面分級滲鋁和奧氏體化；待其完成后，在水冷模具中進行鋼板坯料的熱沖壓成型，隨后進行脫模和自回火，最后空冷至室溫即得到成品。該方法有效地避免了傳統方法中鋼板坯料從加熱爐轉移到加壓模具上的流程，也大大降低了轉移過程中存在的高溫輻射行為以及高溫下鐵素體發生的擴散相變形成其他組織的幾率，在提高材料成型后強度的同時達到了節能環保的目的，鋼板表面所形成的多層合金層也具有較強的抗腐蝕、抗氧化性能。

技術領域

本發明涉及一種高強度低碳馬氏體鋼板的加工制造技術，特別涉及一種高強度預滲鋁低碳馬氏體鋼板加壓硬化成型方法。

背景技術

近年來，隨著汽車工業的高速發展，普通鋼鐵材料已經無法滿足汽車的節能、環保和安全需求。為了進一步減輕汽車構件重量和提高安全性能，汽車車身構造中越來越多的采用由高強度和超高強度的鋼制成的車輛零件，以滿足輕量和安全的要求。其中，低碳馬氏體鋼由于具有較高的強度和良好的塑性，且具有價格低廉的優勢，成為現代汽車行業的一種重要的結構材料。

近幾年來，熱成形制造的零件的應用越來越廣泛。中國上海大眾在PASSATB6等多款車型中，熱成形的部分占據了整個車身質量的15%，一般用在A/B/C柱及加強板還有中央通道、保險杠支架等地方。目前在汽車結構件制造過程中，通常采用加壓硬化技術來一步加工成型高強度低碳馬氏體鋼。其構件加工過程為鋼板坯料在加熱到奧氏體化溫度待完全奧氏體化后，在模具中沖壓成型，隨后以臨界硬化速度以上的速度實現材料的冷卻，使其微觀組織充分轉變為馬氏體結構來提高材料的強度，此方法可以實現材料的成型和硬化操作在同一步驟中完成。但是該方法在實際生產中，需要將鋼板坯料從加熱爐中快速轉移到加壓模具上，對轉移過程有著精準的控制要求；同時在轉移的過程中存在高溫輻射行為以及高溫下鐵素體發生的擴散相變形成其他組織，從而降低了材料最終的馬氏體組織含量，導致材料的強度下降。

另一方面，在低碳馬氏體鋼材工件成型過程中需要對其表面涂覆鋁基涂層來為鋼材工件提供保護層，避免在成型過程中形成氧化皮和抑制鋼材的腐蝕，從而在加工過程中不再需要惰性保護氣氛和成型后的清理作業。然而，在傳統的加壓硬化技術中，奧氏體化步驟中需要采用緩慢的加熱速度，這不僅需要很大的爐容量和較大面積的生產車間，還會在緩慢加熱過程破壞鋼鐵材料表面的鋁基保護涂層，造成成型后鋼鐵材料的部分區域的起皮和嚴重腐蝕現象。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種高強度預滲鋁低碳馬氏體鋼板加壓硬化成型方法，可以實現涂覆滲鋁劑的低碳馬氏體鋼板坯料在通過快速升溫中實現分層滲鋁和奧氏體化以及沖壓過程實現熱成型和快速冷卻致硬化。

為了實現上述發明目的，本發明的一種高強度預滲鋁低碳馬氏體鋼板加壓硬化成型方法，包括以下步驟：

a. 先除去鋼板坯料表面污漬及氧化物。

b. 將表面清理好的鋼板坯料表面涂覆滲鋁劑，涂覆量為20~50g/m2。

c. 將涂覆后的鋼板坯料固定于沖壓模具上方，隨后采用電接觸加熱裝置快速分級升溫，進行鋼板坯料的表面分級滲鋁和奧氏體化，奧氏體化后具有較細的晶粒，達晶粒度能達到9~10級；所得到的低碳馬氏體鋼板表面形成多層塑性保護層：Al2O3層-純鋁層-FA-129塑性鐵鋁合金層，該合金層具有耐腐蝕、塑性好以及無裂紋等特點。

d. 待滲鋁和奧氏體化完成后，在水冷模具中進行鋼板坯料的熱沖壓成型。

e. 熱沖壓成型后，對水冷模具進行充水冷卻，冷卻速度≥30℃/秒。

f. 待成型鋼板冷卻至200~250℃時，進行脫模并空置進行自回火。