[發明專利]用于制備熱成形的涂覆的鋼產物的方法

有效

• 申請號: 201880014405.7
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN110352260B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: P·C·J·本杰斯;H·范肖恩韋爾特
• 申請（專利權）人: 塔塔鋼鐵艾默伊登有限責任公司
• 主分類號: C23C2/12
• 分類號: C23C2/12;C23C2/28;C23C2/40
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 譚冀

本發明涉及用于熱壓成形的Al?Si合金涂覆的鋼帶材并且涉及采用連續涂覆方法制備該Al?Si合金涂覆的鋼帶材的方法。

本發明涉及用于熱壓成形的Al-Si合金涂覆的鋼帶材并且涉及采用連續涂覆方法制備該Al-Si合金涂覆的鋼帶材的方法。

從EP0971044已知在制備熱壓成形(熱成形)或壓力硬化制品時使用鋁-硅涂覆的鋼帶材。在這個方法中，將從鋼帶材切下的坯件加熱至鋼轉變為奧氏體并且該坯件容易成形為期望的形狀的溫度(即大于Ac1溫度)。在將奧氏體帶材壓制成期望的形狀之后以允許奧氏體轉變為馬氏體或其它硬化組織的冷卻速率將其冷卻，從而產生具有高強度的成形制品。EP2377965公開了可在鋼片材例如片材或22MnB5中實現等于或大于1000MPa的強度。鋁-硅涂層意圖保護帶材在其保持在高溫下和隨后冷卻過程中免于氧化和脫碳。熱壓成形的成品零件不需要去除表面氧化物，并且可進一步加工該零件。實踐中目前使用的鋁-硅涂層含有約10％硅。

具有10％硅的鋁-硅涂層的缺點是在熱成形和冷卻之后最終零件上涂料附著不足。經常觀察到涂料的顯著剝落。

本發明的另一個目的是提供在熱成形之后具有改進的涂料附著性的鋁-硅涂覆的鋼帶材。

本發明的另一個目的是提供用于制備所述鋁-硅涂覆的鋼帶材的方法。

此外，本發明的目的是提供對熱成形工藝有利的以上提到的鋼帶材的用途。

此外，本發明的目的是提供由根據本發明鋼帶材的用途產生的產物。

根據本發明的第一方面，提供用于制備熱成形鋼產物的方法，其中該熱成形產物包含鋼基材和鋁合金涂覆層，該鋁合金涂覆層包含表面層和在該表面層和該鋼基材之間的擴散層，并且其中該表面層含有在0和10面積％之間的τ-相，并且其中如果存在τ-相，τ-相分散在該表面層中，并且其中該方法至少包括隨后步驟：

-提供鋼帶材或片材，該鋼帶材或片材通過將鋼基材浸沒在包含至少0.4重量％的Si和至多4.0重量％的Si的熔融鋁合金浴中的方式設置有鋁合金涂覆層；

-切割經涂覆的鋼帶材或片材以獲得坯件；

-通過直接熱成形工藝或間接熱成形工藝將該坯件熱成形為產物，其中該熱成形工藝包括加熱該坯件或在間接熱成形工藝的情況下加熱該熱成形鋼產物，至大于鋼的Ac1溫度、優選大于Ac3溫度的溫度；

-冷卻該產物以形成期望的最終顯微組織從而獲得該熱成形鋼產物。

根據本發明的涂覆的鋼帶材在一方面在熱成形過程中提供免于氧化的良好保護，并且在另一方面提供成品零件的優異涂料附著。重要的是如果τ-相存在于表面層中，則τ-相以嵌入島的形式即分散體而不作為連續的層存在。分散體被定義為包含多于一種相的材料，其中至少一種相(分散相)由嵌在基體相中的細微分開的相疇構成。

涂料附著的改進是不存在τ-相或有限存在τ-相的結果，發明人發現τ-相是已知涂層差的附著的原因。在本發明的上下文中，如果組成在以下Fe_xSi_yAl_z相范圍中則考慮相是τ-相：具有50-70重量％Fe、5-15重量％Si和20-35重量％Al的組成范圍。當超過了硅的溶解度時τ-相形成，結果是鐵擴散至鋁層中。由于鐵的富集，超過了硅的溶解度，并形成τ相例如Fe₂SiAl₂。這種情況對在熱成形工藝過程中的退火持續時間和退火溫度的高度施加了限制。所以可主要地通過控制鋼帶材或片材上的鋁合金層中的硅含量和次要地通過退火溫度和時間來容易避免或限制τ-相的形成。這樣增加的優點是還可減小坯件在爐中的持續時間，其可允許較短的爐，這是經濟上的優點。通過簡單的實驗然后常規顯微組織觀察容易測定對于給定的涂覆層而言退火溫度和時間的組合(參見以下實施例)。應注意τ-相的百分比以面積％表示，因為在涂覆層的橫截面上測量該比例。