[发明专利]一种降低热镀锌热成形钢表面色差的热成形工艺

说明书

本发明公开了一种降低热镀锌热成形钢表面色差的热成形工艺，其工艺步骤为：S1、将板料利用预冲压模具进行冲压至中间形状，形成预成形钢板；S2、将加热炉升温至奥氏体化区间且温度稳定后，板料与炉内的温度差不超过±10℃、炉内露点温度≤0℃，将预成形后板料放进炉内进行奥氏体化保温，保温过程控制加热炉炉内含氧量为10%～40vol%；S3、板料在加热炉中保温结束后拿出，进行校正淬火；S4、将校正淬火后的板料进行保压，即可得到热成形钢板。本方法能获得良好的表面氧化物的组成和镀锌厚度来改善色差，能够有效的降低镀层的色差值；能够减少热镀锌钢间接热成形后，由于表面氧化物组成分布不均和裂纹导致的色差严重、外观不均匀等问题。

技术领域

本发明涉及一种板材热成形工艺，尤其是一种降低热镀锌热成形钢表面色差的热成形工艺。

背景技术

用于热成形的镀锌高强钢主要包括纯锌镀层（GI）和合金化锌基镀层（GA）两种类型，镀锌热成形钢克服了Al-Si镀层产品耐切口腐蚀、复杂零部件制造等技术难题，代表了汽车行业热成形钢应用的最新需求和发展趋势。相比较于冷成形工艺冲压时产生的回弹严重、成形性差、模具寿命低等问题，热成形技术极大地改善了这些问题。

实际生产过程中，热成形工艺可以分为直接热成形和间接热成形两种工艺。前者适用于变形小的零件，主要是直接将钢板加热奥氏体化，转移到模具中成形；而后者间接热成形工艺则是将钢板在冷成形模具中成形至接近最终形状，然后将其加热奥氏体化后，转移至另一模具中热成形，适用于形状复杂的零部件。汽车业都投入了巨大的人力物力来研宄高强度热镀锌热成形技术。在热成形使用水冷模具时钢板组织为全马氏体，目前业界热冲压成形工艺中适用最多的钢种为22MnB5钢等硼合金钢。为了满足良好的焊接性能，碳含量通常低于0.25%，用来稳定奥氏体相，锰含量则为1.4%，来提高钢板的力学性能和淬透性；硼的存在可以避免生成铁素体。

但目前热镀锌热成形钢存在镀层元素分布不均匀，加热制度和炉内气氛控制不合理，使得加热奥氏体化及后续淬火过程中镀层熔化和元素烧损、以及LME锌致裂纹等问题。尤其以镀层中Zn含量不足导致表面色差严重，影响后续涂装和焊接性能等问题。因此这类缺陷近年来在行业受到了广泛的关注，成为了研究的热点问题，国内外的专家学者为解决这类问题做了许多研究。

经检索，现有主要关于热成形钢表面质量问题的，如德国大众汽车TL 4225在《Alloyed Quenched and Tempered Steel for Press Quenching -Uncoated or Pre-Coated》规定了由锰硼钢制成未涂层或预涂层的的热轧或冷轧薄板或焊接管，用于压力淬火或感应淬火和部分淬火和回火，厚度在0.65mm-6.00mm。对于轧制的坯料，预轧件的机械性能和最小涂层厚度做出了相关解释。德国GS 93032-06《Steels for direct andindirect hot forming-- Quality specification, technical delivery conditions》标准对适用于以硼钢为主要材料的直接和间接热成形的钢板做出了规定，包括钢板的化学成分、力学性能和包含锌、铁、铝元素的镀层成分，确定了质量规范技术交货条件。德国WS01006《Materials for components made of hot-formed steels with ZnFe coating》宝马企业标准，对热镀锌热成形钢产品化学成分、机械特性、组织结构、镀层、连接技术、及交货状态等做出了规定。如文献“The Effect of Silicon Content on Liquid-metal-embrittlement Susceptibility in Resistance Spot Welding of Galvanized Dual-phase Steel”研究了硅含量对镀锌双相钢电阻点焊中液态金属脆化敏感性的影响，在双相钢中，硅含量从0.7%增加到1.8%，提高了液态金属脆化的敏感性，在电阻点焊过程中，随着硅含量的增加，材料的热输入强度增加和材料的过早排出导致表面色差加剧。