[发明专利]一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢

说明书

本发明提供一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，以质量百分数计，其包含如下合金组分：C：0.2～0.4％，Si：1.3～2.0％，Mn：1.0～1.8％，Al：≤0.05％，Cr：0.15～1.5％，Ti：0.01～0.15％，B：0.0008～0.004％，Y：0.0002～0.01％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，余量为Fe以及不可避免的杂质。本发明增强热成形零件韧性的同时可以抑制热冲压成形钢高温下疏松氧化皮的生成，防止模具的损坏、产品表面伤纹的产生，减免抛丸工序直接涂装后的漆膜附着力等同于现有涂层产品与抛丸后无涂层产品的水平，减少工序降低了生产成本并提高尺寸精度，可以满足热成形钢高温抗氧化性和力学性能的需求。

技术领域

本发明应用于钢铁材料技术领域，具体涉及一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢。

背景技术

使用超高强度钢是实现汽车轻量化的重要途径。但是随着强度性能的提高，传统冷成形工艺均存在回弹严重、成形性差等问题，难以制备复杂形状的零件。热成形技术将高温成形与淬火强化相结合，完美解决超高强度与良好成形性之间的矛盾，主要应用于汽车高强度、难成形零件的生产。钢在加热时表面的铁及合金元素与空气介质中的氧、二氧化碳及空气中的水分等反应形成氧化皮，即为氧化现象。钢板表面的氧化皮越厚附着力越低，从而在热成形过程中脱落的氧化皮会损伤模具，降低模具寿命，还会使热成形零件表面产生伤纹。另外，钢板表面生产氧化皮，会让零件后续的生产工序变得困难，如涂装、焊接等。同时，氧化皮变厚会使冷却时的热传导率降低，从而影响热成形钢淬火后的性能。为了去除氧化皮，通常在热成形后进行抛丸处理。但是，热成形后进行抛丸处理，不但增加成本，而且会使零件变形，降低零件精度。

为了解决热成形钢高温抗氧化的问题，目前主要存在两种解决方案：一是采用涂层技术，二是采用非涂层技术。对于涂层技术而言，涂层技术可以防止成形过程中表面氧化和脱碳，还能提高涂装后的防腐蚀性能，但也增加了生产工序，提高了生产成本。对于非涂层技术，其主要通过设计和调控合金元素及成分配比来改善热冲压成形钢的高温抗氧化性，但该技术目前研究甚少，商业应用程度不及涂层技术，且目前非涂层技术主要进行成形方法、强度、氧化程度等研究，对于热成形后钢板表面漆膜附着力没有进行过研究。中国CN109972061A公开了一种热冲压成形用抗氧化超高强钢板及低温热成形工艺，该专利技术通过扩大奥氏体区元素C和Mn的加入，Mn的含量提高至6～8％，进而显著降低奥氏体化加热温度，由此减轻钢板的高温氧化程度，同时通过计算和参考试验确定了合适的Cr、Si、Al合金元素添加量，提高了钢板的高温抗氧化性能，最终得到热冲压成形钢板的屈服强度不低于1400MPa，抗拉强度不低于1700MPa，延伸率大于10％。但是Mn含量过高对焊接、附着力等性能不利，同时其偏低的热成形温度容易降低零件的成形精度。专利CN111926248A公开了一种添加Ce合金的热冲压成形钢及热冲压成形工艺，其通过添加Ce(0.03～0.08％)元素来促进富Si氧化层的迅速形成，从而实现改善表面氧化层结构，并严格控制氧化层厚度，得到的氧化层厚度较薄。该专利技术的Ce元素含量过高，不但容易造成结晶器水口堵塞，无法实现钢的连续浇铸，而且降低加工性，提高生产成本。

可见现有技术中高温抗氧化性、漆膜附着力、韧性等性能难以同时实现，由于无涂层热冲压成形钢的表面高温氧化的问题，热成形后必须经过抛丸处理才能进行下一步的涂装，为了解决上述问题，本发明在现有技术的基础上进行研究，增强了热冲压成形钢高温抗氧化性及韧性，尤其是热成形后不用抛丸直接涂装就能保证漆膜附着力合格。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，针对现有技术中钢难以同时解决高韧性、高温抗氧化性等问题进行研究，并能实现热冲压成形后免抛丸直接涂装，降低了生产成本，从而满足高端市场的需求。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：