[發(fā)明專利]一種鍍鋅板熱壓應力硬化管狀零部件的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112899599B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉培星;郝亮;侯曉英;陳鋼;金光宇;殷繼麗;曹光明;任東;展英姿;高興昌;胡華東;孫衛(wèi)華;湯化勝
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵集團日照有限公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C23C2/20;C21D9/08;C21D1/18;C21D8/10;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/32;C22C38/28;C22C38/26;C22C38/24;C22C38/22;B21D26/033
• 代理公司: 濟南舜科知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 37274
• 代理人: 杜忠福

本發(fā)明公開了一種鍍鋅板熱壓應力硬化管狀零部件的制備方法，包括以下步驟：A:熱成形鋼帶上下表面涂覆一層不等厚鋅層；B：將鍍鋅熱成形鋼分條卷管獲得初始管，初始管被加熱至一定溫度和時間用以保證初始管件完全奧氏體化；C:加熱后的初始管轉移至模具中，兩端密封并充入一定壓力P的壓縮空氣；D:在模具下行合模過程中，封閉管件兩端在液壓驅動裝置或模具斜鍥作用下保證合適的進料量L，保證管內側涂層沿著管軸向始終處于壓應力狀態(tài)；E：成形后模具保持壓力實現(xiàn)管狀板料于模具之間熱量的快速交換實現(xiàn)淬火。本發(fā)明解決了鍍鋅板管狀零部件成形過程中LMIE開裂問題，提高管狀熱成形零部件在服役過程中的耐蝕性。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬材料領域，具體涉及一種鍍鋅板熱壓應力硬化管狀零部件的制備方法。

背景技術

汽車輕量化有力的降低了汽車油耗，減少了尾氣的排放。封閉截面的管狀零部件因具有更好的剛性而被廣泛應用。管件冷成形技術主要是內高壓成形技術和低壓鐓脹成形技術；管件熱成形技術主要有熱氣脹成形和熱墩脹成形技術。而針對熱成形鋼的管件熱成形技術所用的材料都是冷軋熱成形鋼(裸板)，裸板在加熱過程中會產(chǎn)生大量的氧化鐵皮，成形后的管件內外表面都含有氧化鐵皮，后續(xù)工藝中需要進行拋丸，然而封閉截面零部件內表面的拋丸非常麻煩，生產(chǎn)效率較低；且零部件沒有涂層防護，服役過程中缺少陰極保護，服役性能差。

專利《CN 107127238 A》一種鋅系鍍覆鋼板或鋼帶的熱沖壓成型方法：該方法中加熱后的鍍鋅板在高溫成形前進行“預冷”和“落料工序”，高溫沖壓成形(拉應力成形)的溫度范圍為：400～650攝氏度。然而該方法在傳統(tǒng)熱沖壓過程中增加了高溫落料工序，浪費原材料。且該方法無法解決封閉截面管狀零部件高溫成形過程中因涂層在高溫狀態(tài)下拉應力作用下產(chǎn)生的“液化金屬誘導”開裂(LMIE開裂)問題。

專利《CN 111451351 A》一種管狀成形成性一體化方法：該方法中初始管坯被加熱至300-1400攝氏度范圍；管內第一次充入內壓P為變形提供驅動力，初始管坯發(fā)生脹形(涂層發(fā)生拉應力)而部分貼膜；在第二次充壓后，零部件發(fā)生收縮變形達到零部件尺寸精度；長時間保壓完成淬火。該方法在第一次脹形過程中會導致板料內外表面都發(fā)生拉應力，會導致鍍鋅涂層發(fā)生LMIE開裂問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種鍍鋅板熱壓應力硬化管狀零部件的制備方法，解決了鍍鋅板管狀零部件成形過程中LMIE開裂問題，提高管狀熱成形零部件在服役過程中的耐蝕性。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種鍍鋅板熱壓應力硬化管狀零部件的制備方法，包括以下步驟：

A:熱成形鋼帶上下表面涂覆一層不等厚鋅層；薄鋅層一側鍍層厚度為：4.3-7.1um(30-50g/m2)；厚鋅層一側鍍層厚度為：8.6-21.4um(60-150g/m2)；

B：將鍍鋅熱成形鋼分條卷管獲得初始管，初始管內壁鍍層厚，初始管外壁鍍層薄，初始管周長為d；初始管被加熱至一定溫度和時間用以保證初始管件完全奧氏體化；

C:加熱后的初始管轉移至模具中，兩端密封并充入一定壓力P的壓縮空氣；

D:在模具下行合模過程中，封閉管件兩端在液壓驅動裝置或模具斜鍥作用下保證合適的進料量L，保證管內側涂層沿著管軸向始終處于壓應力狀態(tài)；在合模過程中管坯每個圓環(huán)截面中，管坯內側涂層沿著垂直直徑方向始終處于壓應力狀態(tài)；

E：成形后模具保持壓力實現(xiàn)管狀板料于模具之間熱量的快速交換實現(xiàn)淬火；保壓時間為5-25s；其中合模保壓力F_press和管內氣壓P_air的關系式為(F_press-P_air*A)/A＝5MPa，A表示法向投影面積。