[發明專利]鋼坯加熱方法及裝置

有效

• 申請號: 202010419229.4
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111979404B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: M·普費斯托夫;W·衛梅斯特
• 申請（專利權）人: 奧鋼聯汽車零部件卡特爾斯維爾有限公司
• 主分類號: C21D9/70
• 分類號: C21D9/70;C21D11/00;C21D1/76
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務所(特殊普通合伙) 44373
• 代理人: 沈祖鋒

一種加熱金屬板材坯料或成型的金屬構件至奧氏體化溫度以上的方法和裝置，用于淬火硬化的目的。其中，爐內氣氛的露點設定為?15℃?15℃，優選設定在?10℃?10℃，特別用以形成松散粘附的氧化物皮層，從而控制鍍有金屬防腐蝕層的金屬板材坯料或構件、或未鍍有金屬防腐蝕層的金屬板材坯料或構件上的氧化物皮層的形成。

技術領域

本發明涉及一種鋼坯加熱方法，該鋼坯通過熱成型或沖壓硬化(或淬火硬化)工藝進行成型和硬化。

背景技術

眾所周知，汽車車身的結構部件是由淬火鋼構件制成的，以使它們特別穩定。

生產這些淬火鋼構件有兩種常規的方法：一種是對鋼板的平面坯料進行加熱，奧氏體化，然后熱成型和淬火；另一種是冷成型，然后加熱，然后淬火硬化，并將其保存在與其輪廓相對應的工具中。

在這兩種情況下，出于硬化目的的加熱通常是在加熱爐中進行，無論使用哪種加熱方法，由于爐內溫度極高(有時超過900℃)，爐內氣氛都會影響待加熱鋼材的表面。

特別是，在使用鍍鋅鋼坯時，甚至需要施加這種影響，因為鋅層表面需要形成一層氧化物層，這是由于鋅層表面含有少量的親氧元素，從而保護了底層鋅層。

但是，即便形成的是其他涂層，或者沒有涂層的金屬薄板，其表面也會發生氧化反應。

鋼材中的鐵，以及合金元素錳都可能導致表面的氧化反應。對于涂層鋼，涂層與鋼發生反應，且除涂層外，鋼材中的鐵和合金元素也可以導致表面的氧化反應。在鍍鋅鋼中，鍍層的合金元素也會氧化。特別是，與氧化錳層、氧化鋅層、或混合氧化物層一樣，鋁等親氧元素在其表面形成AlO層或Al₂O₃層。

用于這種淬火硬化處理的著名鋼材是錳硼合金鋼，這是本領域技術人員眾所周知的。這里舉個例子，即所謂的22MnB5或20MnB8。

形成的氧化物層也會影響后續的處理流程，如焊接，粘合和噴涂。

優選地，這些鱗片層或氧化物層必須完全或至少部分去除。在無鍍層鋼的情況下，即使使用保護氣體氣氛，氧化層也會形成。上述兩種鋼材的氧化物層，即鍍鋅和無鍍層鋼材，通常在很大程度上是通過噴砂輪爆破去除的。必須特別小心，以確保將松散的氧化物顆粒被清除。然而，經驗也表明，特別是在無鍍層的鋼材中，即使氧含量小于2％，也有形成粘附非常牢固的氧化物層的風險，而這些氧化物層不能再通過噴砂去除。鋼砂石通常用來噴砂。在極少數情況下，玻璃珠、沙子等也可以用作噴砂介質。但是，當通過這些研磨介質進行爆破時，存在部件變形和尺寸精度下降的風險。通過優化噴砂參數，可以在較窄的范圍內減小部件的變形。

應用意義上的松散粘附的氧化物是那些——如上所述——可以通過噴砂清理輕易去除的氧化物。

從文獻中也知道一些用于確定松散度的測試程序，比如AT008646U1，它也被稱為coilscoop。粘膠帶以一種可控的力作用于膠帶上，以確定膠帶表面粘附于基材上的程度。或者，所謂的“透明膠帶測試”也可以用于此目的。

以EP1658390B1為例，已知鋅層中的親氧元素可以形成薄的氧化物皮層。該氧化物皮層可以通過合適的噴砂工藝(CO₂噴砂或礫石噴砂或離心噴砂)去除。

DE102011053634B3中公開了一種加熱預鍍鋼坯以制造熱成型部件的方法，其中，預鍍鋼坯在爐中被加熱，在坯料上至少形成局部的金屬間合金層。其中爐內的氣氛通過供應預處理空氣來控制，對空氣進行預處理的方式是在供應之前將空氣進行干燥，必要時進行加熱。特別是通過提供干燥及加熱的空氣，使露點設置在-70℃至10℃之間，最好在-30℃至0℃之間。露點的調節主要是為了避免鍍硅鋁件的氫脆。