[发明专利]一种锌铝镁镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件

说明书

本发明公开一种锌铝镁镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件，具有镀层耐腐蚀能力强，热冲压之后镀层完全转变成铁合金层，没有镀层蒸发现象，没有液相侵蚀现象，无硬质的Fe‑Al金属间化合物，钢板强度高，韧性好，钢板的强度大于1500MPa，伸长率大于5％。

技术领域

本发明涉及一种镀层钢板，特别涉及一种锌铝镁镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件。

背景技术

长期以来，钢铁一直是汽车工业的基础，虽然汽车制造中铝合金、镁合金、塑料及复合材料的用量不断增加，但高强度钢以其具有的高减重潜力、高碰撞吸收能、高疲劳强度、高成型性及低平面各向异性等优势，已经成为汽车工业轻量化的主要材料。21世纪的汽车行业以降低燃料消耗、减少CO₂和废气排放成为社会的主要需求，为适应这种发展趋势，钢铁业已开发出许多种类的高强度钢板如DP、TRIP、CP、QP钢来帮助减轻汽车重量，同时提高汽车的安全性。为兼顾轻量化与碰撞安全性及高强度下冲压件回弹与模具磨损等问题，热成型高强度钢及其成型工艺和应用技术应运而生。目前凡是达到U-NCAP碰撞4星或5星级水平的乘用车型，其安全件(A/B/C柱、保险杠、防撞梁等)多数采用了抗拉强度为1500MPa、屈服强度为1200MPa的热成型高强度钢。同时，为解决高强度钢冷成型中的裂纹和形状冻结性不良等问题，出现了热冲压成型材料，已用其进行了强度高达1470MPa级汽车部件的制造。

热成型工艺过程为：首先将常温下强度为500-600MPa的热压成型钢板加热到880-950℃，使之均匀奥氏体化，然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成型，同时快速冷却淬火，将奥氏体转变为马氏体，使冲压件得到硬化，大幅度提高强度。这个过程被称为“冲压硬化”技术。实际生产中，热冲压工艺又分为直接工艺和间接工艺，直接工艺即下料后直接将钢板加热然后冲压成型，主要用于形状简单且变形程度较小的工件；对于形状复杂或拉深深度较大的工件则需要采用间接工艺，即先将下好料的钢板进行预成型，然后再加热实施热冲压。

现有的热成型工艺使得整个零件在加热保温以及随后的冲压冷却过程中，钢板均暴漏于空气中，产生很严重的氧化。为保护钢板，现在普遍采用的方法是在钢板表面镀一层防护金属镀层，常用的有镀锌、镀铝，但又都存在一些问题，镀锌容易发生液相金属镀层对钢板的侵蚀，且易于蒸发；镀铝会在钢板表面形成一层硬质的铁铝化合物，影响后续工序，还有加热时液态铝粘辊的问题，零件的边部、冲孔部、焊接部无防护能力。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种热压成型用锌铝镁镀层钢板及其制造方法，能够对钢板在加热、保温、冲压的过程中以及后续的使用过程提供良好的防护，且不会对钢板本身造成液相侵蚀，避免锌的蒸发。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：

一种锌铝镁镀层钢板，包括基板和镀层，其特征在于：镀层化学成分按质量百分比为：Al1.5～9.0％，Mg1.0～3％，Si≤0.50％、Ti≤0.50％、Sb≤0.50％、Cu≤2.00％、Re≤0.10％、Mn≤3.0％、Ca≤1.00％、Sn≤0.50％；其余为Zn；Al/Mg的比值大于1。

Al/Mg的比值大于2；

所述的基板化学元素按质量百分比为：C0.10％～0.60％，Si0.05％～3.5％，Mn1.20％～10.50％，P≤0.50％，S≤0.05％，Al0.02％～4.00％，Ti≤0.20％，B≤0.007％，Cr≤2.60％，Mo≤1.50％，Cu≤0.80％，Ni≤2.0％，Nb≤0.20％以及Fe和其它一些不可避免的杂质；Mn/Si的比例大于等于3。