CN112011752B - 一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法 - Google Patents

一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112011752B
CN112011752B CN202010843220.6A CN202010843220A CN112011752B CN 112011752 B CN112011752 B CN 112011752B CN 202010843220 A CN202010843220 A CN 202010843220A CN 112011752 B CN112011752 B CN 112011752B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hot
equal
less
formed steel
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010843220.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112011752A (zh
Inventor
李子涛
计遥遥
晋家春
周世龙
崔磊
张军
王伟峰
刘东亚
成昌晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maanshan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202010843220.6A priority Critical patent/CN112011752B/zh
Publication of CN112011752A publication Critical patent/CN112011752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112011752B publication Critical patent/CN112011752B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10—Die sets; Pillar guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/12—Electrodes characterised by the material
    • C23F13/14—Material for sacrificial anodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法，属于冶金技术领域。高耐蚀热成形钢零部件包括基体和镀层，所述镀层由富锌的Г‑FeZn相、以及富Fe的α‑Fe(Zn)相组成，其中Г‑FeZn相的体积占比为10～20％；制造方法为用合金化镀锌热成形钢板切割成坯料，转移至加热炉中加热至880～900℃，保温3～5min，随后转移至热成形模具中进行热成形，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s。本发明热成形后镀层对钢铁基体具有牺牲阳极保护作用，同时腐蚀速率降低。

Description

一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，更具体地说，涉及一种高耐蚀性热成形钢零部件及其制造方法。
背景技术
近年以来，世界各国法律法规对于汽车碳排放的要求愈发严格，汽车轻量化是减少能源消耗和碳排放有效途径之一。在这一过程中，热成形等高强度零部件被大量应用于汽车车身制造，在降低车身重量的同时，确保了车身碰撞性能。与冷成形技术相比，热成形技术可以避免回弹效应，充分保证零件精度，同时零件的强度高。但钢板在热成形加热过程中，即使有N2气氛保护的情况下，钢板表面仍会生成一层氧化层，热成形部件需要经过喷丸或酸洗处理以确保后续的涂装质量。另外一方面，腐蚀性能是汽车零部件重要的使用性能之一，近年来愈发受到消费者重视，作为安全件的热成形钢制零部件的腐蚀将降低车辆的安全性能。针对以上问题表面带涂镀层的热成形钢板被相继开发出来。
在涂层热成形钢中，合金化镀锌热成形钢由于合金化过程中Fe向Zn层中的扩散可提升镀层的熔点，减小了液致裂纹(LME)风险，可被应用于直接热成形，并且成形后零件的防腐性能优异。
众所周知地，对于镀层产品，理想的状态是镀层电位足够低，使其能够为钢铁基材提供牺牲阳极保护作用，同时镀层可以形成能够阻碍腐蚀进一步发生的腐蚀产物。然而对于镀锌热成形钢，情况会更加复杂。已知的是延长加热时间和增加加热温度会造成镀层中锌含量的减少、镀层的自腐蚀电位上升，引起牺牲阳极保护能力的下降。但是长期的腐蚀失重不仅受到镀层自腐蚀电位的影响，还会受到加热过程中的镀层增厚的影响、镀层腐蚀后形成腐蚀产物的影响。然而这些因素的有益效果是具有冲突的，例如加热温度升高或时间延长会导致自腐蚀电位上升，虽然会使镀层的腐蚀速率变慢，但是牺牲阳极保护作用却减弱，同时又会造成镀层热成形后厚度增加，但腐蚀产物对腐蚀的抑制作用减弱。因此，实现镀锌热成形钢既具有牺牲阳极保护作用，同时钢板长期腐蚀速率低(金属减薄率)是困难的。
例如，中国专利申请号为201710294431.7，申请公开日为2017年9月1日的专利申请文件公开了热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法。该专利的钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.14～0.4％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，Cr：0.1～0.8％,B：0.002～0.01％,Ti：0.01～0.1％,Nb：0.01～0.05％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质；镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：5～14％，其余为Zn和不可避免的杂质。该发明制造的热压成型用铌钛复合强化镀层钢板，在满足热压成型后抗拉强度为1300～1500MPa，断后伸长率大于5％的前提下，经高温加热冲压成型后镀层连续完整，无扩展至基体的裂纹；镀层合金相中形成两相组织Γ-Fe4Zn9(30Zn-70Fe)和α-Fe(Zn)(80Zn-20Fe)，合金相中Zn含量整体高于30％。但是，该专利的技术方案并不能降低热成形零部件长期腐蚀速率。但是其并未认识到Γ-FeZn与α-Fe(Zn)的比例存在合适的区间可以起到降低热成形零部件长期腐蚀速率的作用，也未能提出同时保证镀层具有牺牲阳极、零件长期腐蚀速率降低的技术方案。
再如，申请人于2018年10月12日公开了申请号为201810472765.3、名称为一种热成形钢板用镀液、热成形钢板及热成形部件的中国专利，该专利所述镀液包括以下化学成分及重量百分比：Al：0.10～0.25％；Mg：0.01～0.20％；REM：0.01～0.25％；余量为锌和不可避免的杂质。本发明提供的镀液所形成热成形钢板的Zn基镀层在热成形加热过程中，即使在大于900℃高温、长时间加热的情况下，镀层表面会形成一层由MgO、Al2O3及GeO2或Y2O3组成致密连续的氧化层，可较好地阻止锌的挥发、氧化，并且镀层中添加的Mg与稀土元素显著提高了热成形部件的耐腐蚀性能。但是，并未阐述如何在保证牺牲阳极作用的同时降低热成形零部件的长期腐蚀速率。
又如，东北大学张杰的博士论文在2014年5月1日公开了超高强度热成形钢镀层组织和性能研究，该论文主要研究热成形钢镀层浸镀工艺、镀层在加热过程中的组织变化和加热工艺对镀层组织、性能的影响规律及热成形对镀层热成形钢板性能的影响。虽然其阐述了镀层中Zn含量下降会造成牺牲阳极保护能力下降的问题，但其并未认识到Γ-FeZn与α-Fe(Zn)的比例存在合适的区间可以起到降低热成形零部件长期腐蚀速率的作用。
上述方案中均没有做到镀锌热成形钢在具有牺牲阳极保护作用的同时，还能降低钢板长期腐蚀速率(金属减薄率)。
发明内容
1.要解决的问题
为了增强镀层对钢板的保护力度，同时降低钢板长期腐蚀速率，本发明提供一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法，通过控制热成形工艺，实现合金化镀锌热成形钢具有牺牲阳极保护作用，同时实现零件长期的腐蚀速率(金属减薄率)降低。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种高耐蚀热成形钢零部件，包括基体和镀层，所述基体为钢基体，所述镀层由富锌的Г-FeZn相、以及富Fe的α-Fe(Zn)相组成，其中Г-FeZn相的体积占比为10～20％。应当注意，此处镀层结构不包含氧化层，氧化层松散易剥落，零件实际应用于车身也需要去除。
一种上述高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，包括以下步骤：
(1)制备合金化镀锌热成形钢板：基板→清洗→热浸镀工艺→合金化处理→冷却→涂油；其中，清洗液为碱性脱脂剂，涂油型号为帕卡兴产RD550HN型防锈油。
(2)制备热成形钢零部件：将步骤(1)得到的合金化镀锌热成形钢板切割成坯料，转移至加热炉中加热至奥氏体化温度，即加热至880～900℃，保温3～5min，随后转移至热成形模具中进行热成形，通水冷却，其中，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s。
进一步地，所述步骤(1)中得到的合金化镀锌热成形钢板上的镀层成分为：Fe含量为8～15Wt％，Al含量为0.1～0.3Wt％，其余为Zn及不可避免的杂质，其中，镀层厚度为单面7～15μm。
进一步地，所述基板具有以重量％计如下组成：C：0.10-0.25、Si：0.10-0.50、Mn：0.50-1.80、P：≤0.03、S：≤0.03、Al：≤0.10、Cr：0.10-0.50、Mo：≤0.03、B：0.0004-0.01、N：≤0.01、Ti+Nb+V：0.01-0.10，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，所述热浸镀工艺中，基板入镀液温度为440～490℃，热浸镀镀液温度为440～480℃，热浸镀时间4～10s。在完成热浸镀工艺后，气刀吹扫控制镀层厚度。
进一步地，所述合金化处理中，热浸镀后的带钢进入合金化炉在温度480～520℃之间进行合金化处理，合金化处理时间3～10s，合金化处理的主要作用是防止热成形中的液致裂纹现象。
进一步地，所述合金化镀锌热成形钢板的厚度为t，其中1.2mm≤t＜1.8mm。
当1.2mm≤t＜1.4mm，加热温度为880～890℃，加热时间为3～4min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s；
当1.4mm≤t＜1.6mm，加热温度为890～895℃，加热时间为4～5min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s；
当1.6mm≤t＜1.8mm，加热温度为895～900℃，加热时间为4～5min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s。
进一步地，当1.2mm≤t＜1.4mm，加热温度为880℃，加热时间为4min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s；
当1.4mm≤t＜1.6mm，加热温度为890℃，加热时间为4min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s；
当1.6mm≤t＜1.8mm，加热温度为900℃，加热时间为5min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s。
进一步地，所述热成形模具使用箱式炉加热，加热方式为辐射加热或感应加热，炉内无还原性或者惰性气体保护。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明得到的热成形钢零部件，镀层对钢铁基体具有牺牲阳极保护作用，同时钢板腐蚀速率降低，这是因为镀层含富锌的Г-FeZn相、以及富Fe的α-Fe(Zn)相两相，Г-FeZn的作用是使镀层总体的电化学电位足够低以保证牺牲阳极保护作用，然而其缺点是镀层本身腐蚀较快，因此如果Г-FeZn含量高虽然牺牲阳极保护作用强，但零件长期的腐蚀速率会增加；而α-Fe(Zn)自身的腐蚀速率低，但是其腐蚀产物对降低长期腐蚀速率的效果相对于Г-FeZn的腐蚀产物更弱，另外镀层中α-Fe(Zn)相比例的增加必然会带来的更厚的镀层将对零件长期腐蚀速率的降低有一定的有益效果，但是α-Fe(Zn)含量较高则牺牲阳极保护作用不足；发明人在牺牲阳极保护作用、长期腐蚀速率之间发现了平衡区间，通过热成形工艺严格控制Г-FeZn相比例，实现镀层有强的牺牲阳极保护作用的同时，实现了零件长期腐蚀速率的最小化；具体地Г-FeZn相的体积占比为10～20％，低于10％会导致镀层牺牲阳极保护作用不足以及零件长期腐蚀速率增加，高于20％会导致镀层腐蚀过快，零件长期腐蚀速率增加；
(2)本发明合金化镀锌热成形钢板上的镀层成分中，Al是热浸镀时引入，作用是形成抑制层，提升镀层与基板的结合力；Fe是合金化步骤中由基体Fe向镀层扩散引入，其主要作用是防止热成形中的锌液沿奥氏体晶界渗入造成基体裂纹现象(LME)的发生；
并且，镀层厚度需要控制在单面为7～15μm，低于7μm的厚度会导致耐蚀性不足，厚于15μm还会使镀层附着力不良，导致成本增加；
(4)本发明根据钢板的厚度设计了不同的工艺参数，为了让钢铁基体充分奥氏体化保证热成形后的强度，并且采用本发明对应厚度的工艺参数可以达到需要Г-FeZn相体积比的镀层结构。
附图说明
图1为实施例1热成形镀层截面SEM照片；
图2为实施例2热成形镀层截面SEM照片；
图3为实施例3热成形镀层截面SEM照片；
图4为对比例1热成形镀层截面SEM照片；
图5为对比例2热成形镀层截面SEM照片；
图6为JASO M610-1992循环腐蚀过程；
图7为各实施例及对比例热成形后腐蚀电位及循环腐蚀失重；
图8为各实施例及对比例热成形后电化学极化曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
为了深入说明本发明，结合实施例对本发明进行详细阐述。
各实施例及对比例基板成分如表1所示。
表1为各实施例和对比例中的基板化学成分及重量百分比(wt％)
Figure BDA0002642178760000051
经过基板→清洗(清洗液为碱性脱脂剂)→热浸镀工艺→气刀吹扫控制镀层厚度→合金化处理→冷却至室温→涂油(涂油型号为帕卡兴产RD550HN型防锈油)的工艺后，得到各实施例及对比例得到的合金化镀锌热成形钢板。表2为热浸镀工艺的相关参数，表3为合金化处理相关参数。
表2热浸镀工艺及合金化处理工艺
Figure BDA0002642178760000052
再经过热成形工艺，形成热成形钢零部件，热成形工艺参数为表3所示。
表3热成形工艺
Figure BDA0002642178760000061
热成形之后镀层结构如图1～5(在SEM的BSE模式下α-Fe(Zn)为灰色，Г-FeZn为白色)及表4所示。相比于对比例1、2，实施例1～3镀层镀层由富锌的Г-FeZn相、以及富Fe的α-Fe(Zn)相组成，其中Г-FeZn相的体积占比为10～20％。这是由于低加热温度或短加热时间减少了Fe向镀层的扩散，更有利于富Zn的Г-FeZn相形成；而更高加热温度和相对长的加热时间会使Fe向镀层扩散，会使α-Fe(Zn)含量更高。
表4镀层结构
Figure BDA0002642178760000062
性能测试
参照JASO M610-1992《汽车零部件循环腐蚀试验方法》开展对热成形后试样(试样规格150mm*75mm)腐蚀实验。单个循环包括：盐雾2小时，干燥4小时，湿热2小时，具体实验工艺如图6所示，共进行480h腐蚀测试。循环实验结束后依据GB/T19746—2005《金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除》中的方法进行除锈，除锈液成分如下：500ml盐酸+500ml蒸馏水+3.5g六次甲基四胺。除锈后用去离子清洗吹干称重，每组取3个平板试样的失重平均值作为最后的失重结果。电化学测试：使用三电极体系测定了试样的腐蚀电位，以SCE标准电极，电解液为5％Wt NaCl溶液。各实施例及对比例热成形后腐蚀电位及循环腐蚀失重结果如表5、图7所示，图8为各实施例及对比例热成形后电化学极化曲线。
如图7显示，实施例的电化学电位均低于基板的电化学电位(-0.591V)0.25V以上，对基体具有牺牲阳极保护作用。相比于对比例2，实施例1～3在电化学电位低于基板试样0.25V以上，并且腐蚀失重降低29％～39％。相比于对比例1，实施例1～3的腐蚀失重降低15％～27％。
表5热成形后腐蚀电位及腐蚀失重
编号 E/V 失重/g
实施例1 -0.843 7.2951
实施例2 -0.841 8.3314
实施例3 -0.845 8.5190
对比例1 -0.861 10.0121
对比例2 -0.734 12.0791
上述实施方式对本发明的目的、实施效果进行了详细阐述，所应理解的是，上述实施方式仅是本发明的具体实施方式，本发明并不受上述方式的限制，凡在本发明的精神和原则之内，或采用了本发明的技术构思和技术方案进行的各种修改、等同替换、改进等，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高耐蚀热成形钢零部件，其特征在于：包括基体和镀层，所述镀层由富锌的Г-FeZn相、以及富Fe的α-Fe(Zn)相组成，其中Г-FeZn相的体积占比为10～20％。
2.一种权利要求1所述高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备合金化镀锌热成形钢板：基板→清洗→热浸镀工艺→合金化处理→冷却→涂油；
(2)制备热成形钢零部件：将步骤(1)得到的合金化镀锌热成形钢板切割成坯料，转移至加热炉中加热至880～900℃，保温3～5min，随后转移至热成形模具中进行热成形，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s。
3.根据权利要求2所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中得到的合金化镀锌热成形钢板上的镀层成分为：Fe含量为8～15Wt％，Al含量为0.1～0.3Wt％，其余为Zn及不可避免的杂质，其中，镀层厚度为单面7～15μm。
4.根据权利要求3所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：所述基板具有以重量％计如下组成：C：0.10-0.25、Si：0.10-0.50、Mn：0.50-1.80、P：≤0.03、S：≤0.03、Al：≤0.10、Cr：0.10-0.50、Mo：≤0.03、B：0.0004-0.01、N：≤0.01、Ti+Nb+V：0.01-0.10，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求3所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：所述热浸镀工艺中，基板入镀液温度为440～490℃，热浸镀镀液温度为440～480℃，热浸镀时间4～10s。
6.根据权利要求3所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：所述合金化处理中，热浸镀后的带钢进入合金化炉在温度480～520℃之间进行合金化处理，合金化处理时间3～10s。
7.根据权利要求3所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：所述合金化镀锌热成形钢板的厚度为t，其中1.2mm≤t＜1.8mm。
8.根据权利要求7所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：
当1.2mm≤t＜1.4mm，加热温度为880～890℃，加热时间为3～4min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s；
当1.4mm≤t＜1.6mm，加热温度为890～895℃，加热时间为4～5min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s；
当1.6mm≤t＜1.8mm，加热温度为895～900℃，加热时间为4～5min，热成形温度：≥500℃；冷却速度：≥30℃/s。
9.根据权利要求2～8任意一项所述的一种高耐蚀热成形钢零部件的制造方法，其特征在于：所述热成形模具使用箱式炉加热，加热方式为辐射加热或感应加热。
CN202010843220.6A 2020-08-20 2020-08-20 一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法 Active CN112011752B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010843220.6A CN112011752B (zh) 2020-08-20 2020-08-20 一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010843220.6A CN112011752B (zh) 2020-08-20 2020-08-20 一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112011752A CN112011752A (zh) 2020-12-01
CN112011752B true CN112011752B (zh) 2022-06-21

Family

ID=73505287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010843220.6A Active CN112011752B (zh) 2020-08-20 2020-08-20 一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112011752B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113832425B (zh) * 2021-09-23 2022-12-27 马鞍山钢铁股份有限公司 一种具有优良耐黑变性能和胶粘性能的锌镁铝镀层钢板及其制备方法
CN113817973B (zh) * 2021-09-23 2022-12-27 马鞍山钢铁股份有限公司 改善合金化镀锌热成形钢表面氧化和涂装性能的表面处理液、热成形钢板及制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59150067A (ja) * 1983-02-15 1984-08-28 Jgc Corp 耐食性に優れた極低温用ステンレス鋳鋼
EP2177641A1 (de) * 2003-07-29 2010-04-21 Voestalpine Stahl GmbH Stahlblech mit einer feuerverzinkten Korrosionsschutzschicht
CN106133180A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 新日铁住金株式会社 热冲压钢材
CN106916998A (zh) * 2017-04-21 2017-07-04 孙健 一种超耐蚀锌基合金镀层钢带及其生产方法
CN107119225A (zh) * 2017-04-28 2017-09-01 武汉钢铁有限公司 热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法
CN108998637A (zh) * 2018-08-23 2018-12-14 武汉钢铁有限公司 热成形钢的制造方法
CN110423945A (zh) * 2019-08-21 2019-11-08 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抗拉强度1800MPa级以上的冷弯性能优良的含锌涂覆层热成形构件及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103764866B (zh) * 2011-06-28 2016-02-24 Posco公司 用于热压成型的具有优异的稳定性的镀层的镀层钢板

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59150067A (ja) * 1983-02-15 1984-08-28 Jgc Corp 耐食性に優れた極低温用ステンレス鋳鋼
EP2177641A1 (de) * 2003-07-29 2010-04-21 Voestalpine Stahl GmbH Stahlblech mit einer feuerverzinkten Korrosionsschutzschicht
CN106133180A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 新日铁住金株式会社 热冲压钢材
CN106916998A (zh) * 2017-04-21 2017-07-04 孙健 一种超耐蚀锌基合金镀层钢带及其生产方法
CN107119225A (zh) * 2017-04-28 2017-09-01 武汉钢铁有限公司 热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法
CN108998637A (zh) * 2018-08-23 2018-12-14 武汉钢铁有限公司 热成形钢的制造方法
CN110423945A (zh) * 2019-08-21 2019-11-08 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抗拉强度1800MPa级以上的冷弯性能优良的含锌涂覆层热成形构件及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Corrosion of press-hardened galvanized steel";Robert Autengruber et al.;《《Corrosion Science》》;20120512;第63卷;第12–19页 *
保温时间对锌铁合金镀层热冲压钢开裂行为的影响;崔磊等;《热加工工艺》;20200402(第09期);第124-126页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112011752A (zh) 2020-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020108594A1 (zh) 一种冷弯性能优良的锌系镀覆热成型钢板或钢带及其制造方法
US10287647B2 (en) Method for producing a steel component having a metal coating protecting it against corrosion, and steel component
TWI453300B (zh) 熱壓用鋼板以及使用該熱壓用鋼板的熱壓部材的製造方法
JP5697125B2 (ja) 優れた耐遅れ割れ性を有する鉄−炭素−マンガンオーステナイト系鋼板の製造方法、およびそのようにして製造された鋼板
CN110777319B (zh) 高耐蚀高成形性热成形钢用镀液、热成形钢板、热浸镀生产工艺、热冲压部件及应用
CN116732516A (zh) 热冲压成形构件、热冲压成形用预涂镀钢板及热冲压成形工艺
KR102426324B1 (ko) Fe-Al계 도금 핫 스탬프 부재 및 Fe-Al계 도금 핫 스탬프 부재의 제조 방법
WO2015098653A1 (ja) 自動車部品及び自動車部品の製造方法
US20100294400A1 (en) Method for producing a steel component by hot forming and steel component produced by hot forming
US10030284B2 (en) Method for producing a steel component provided with a metallic coating providing protection against corosion
JP2009542920A5 (zh)
AU2007287602A1 (en) Process for coating a hot- or cold-rolled steel strip containing 6 - 30% by weight of Mn with a metallic protective layer
JP5799819B2 (ja) めっき濡れ性及び耐ピックアップ性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
US20150027596A1 (en) Steel sheet for hot press-forming, method for manufacturing the same, and method for producing hot press-formed parts using the same
KR20100019500A (ko) 성형품의 제조 방법
KR101692179B1 (ko) 고강도 강판 및 그 제조 방법
CN111424212B (zh) 一种抗拉强度1800MPa级镀铝钢板及其制造方法及热成形零部件
CN111618146A (zh) 一种锌基镀层涂覆钢材热冲压方法及热冲压成型构件
CN112011752B (zh) 一种高耐蚀热成形钢零部件及其制造方法
US20160194744A1 (en) Method of producing high-strength hot-dip galvanized steel sheet and method of producing high-strength galvannealed steel sheet
CN106661707B (zh) 经表面处理的钢板及其制造方法
CN111511942A (zh) 镀铝系钢板、镀铝系钢板的制造方法及汽车用部件的制造方法
CN111575622B (zh) 一种具有优异涂装性能的热成形零部件用的镀铝钢板及其制造方法及热成形零部件
JP2013185184A (ja) 熱間プレス成形体およびその製造方法
JP6414387B2 (ja) 自動車部材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant