CN117025922A - 一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品,具体步骤如下:第一步,准备带钢,将所述带钢表面涂镀铝硅镀层;第二步,将涂镀铝硅镀层的带钢冲裁或切割,获得表面有铝硅镀层的钢质毛坯;第三步,预热加热炉至炉温895℃~945℃,加热炉内部有气流吹扫,气流温度为895℃~945℃,气流吹扫速度为0~8m/s;第四步,将毛坯放入加热炉中加热,气流吹扫毛坯上表面,毛坯在炉中总停留时间为100s~860s;第五步,转移热处理之后的毛坯至冲压模具,第六步,冲压成形。本发明解决了因热处理时间过长导致的涂镀层被烧穿而产生的基体氧化及脱碳,并且本发明解决了毛坯下表面铝硅镀层的粘辊或粘托盘结瘤问题,提高了辊子及托盘的使用寿命,降低了能源消耗,大幅度降低了加工成本。
Description
技术领域
本发明属于钢材热加工技术领域,具体涉及一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品。
背景技术
随着汽车安全法规的不断升级,结构安全仍将是汽车安全设计和选材首要考虑的因素,热成形钢成为汽车车身用材的主要选择之一,其在解决汽车轻量化与高强度钢的冲压成形问题上有着不可替代的优势,同时随着其成本不断下降,行业应用也越来越多。热成形钢成形过程需要将材料加热至奥氏体化温度,在加热中会导致氧化铁皮的产生,也会有一定的表面脱碳,氧化铁皮容易脱落在模具中,降低模具的使用寿命;为满足冲压件的后续处理要求,需要通过喷丸去除表面生成的氧化铁皮,但喷丸处理不仅会导致成本增加,而且影响零件的尺寸精度,同时也有粉尘和噪音污染;在热成形钢板表面涂镀铝硅镀层之后进行热冲压,可有效解决热成形基板氧化掉皮及脱碳的问题。传统的热冲压成形方法,加热时间长,容易将钢板表面铝硅镀层烧穿,产生基体氧化及脱碳,严重降低零件性能;并且传统热处理方法为了保证足够的热处理时长,必须增加炉子的尺寸才能保证足够的加热时间,产线投入大,能源浪费多。
中国专利CN101583486公开了涂覆带钢材的热冲压产品及方法,发明内容包括加热、转移及冷却过程方法,该发明中针对不同板厚提供了加热时间及加热温度范围,未涉及加热过程中高温气流对加热时间的影响,在转移过程中未考虑环境气流对板材的快速降温作用,导致冲压合模前板材温度不足,零件强度不足。
中国专利CN106466697A一种带铝或者铝合金镀层的钢质热冲压产品及其制造方法,包括加热、转移及保压时间等冲压参数,该技术加热时间长,容易发生镀层烧穿基体氧化脱碳等问题,并且该技术未涉及不等厚热成形板的热冲压方法。
中国专利CN108588612A 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,内容包括通过减薄预镀层厚度提高热冲压产品的韧性,该发明采用阶梯形加热曲线对板材进行加热,加热过程不容易控制,加工成本高。
在现有铝硅镀层板热加工技术中,均未考虑通过热气流对热处理时间的关键影响,也未考虑转移过程中环境气流对热冲压过程的负面影响,同时现有技术存在加热时间长,加工成本高,热冲压废品率高等问题;现有技术没有涉及差厚铝硅镀层热成形钢的加工方法,差厚板板厚差比较大,现有技术中只按照一种板厚设置加工参数,容易出现热处理时间不足或转移时间过长的问题,导致冲压产品性能不合格;现有技术的加热方式容易导致毛坯下表面的铝硅镀层在合金化之前熔融,熔融的铝硅镀层在炉内辊子或者托盘上结瘤,严重降低辊子及托盘的使用寿命。
针对现有技术存在的问题,本发明所提供的技术方案致力于保证毛坯表面镀层在热处理过程中的完整性,还能够使材料获得良好的力学性能,实现铝硅涂层钢的大批量应用。
发明内容
本发明涉及的表面有铝硅镀层的钢质毛坯厚度范围为0.5~4.5mm,长度和宽度范围约为100~5000mm,典型的特点为表面积较大,厚度较小,较大的表面积可很好的吸收热量,较小的厚度使热量很容易从毛坯的表面传递至毛坯内部,所以对毛坯表面迅速加热即可迅速加热整个毛坯,使毛坯的温度到达奥氏体化温度以上,只有在毛坯温度达到奥氏体化温度以上才是有效的加热,本发明可有效减少毛坯从常温到达奥氏体化温度的加热时间。具体而言,在加热炉中,主要通过热辐射和热对流进行加热,根据经典热传导公式Φ=KA⊿T(其中,Φ:热流量,K:总导热系数,A:传热面积,⊿T:温度差)可知,在导热系数和传热面积不变的情况下,温度差越大,传热效率越高。在常规加热过程中,在毛坯温度未到达炉温之前,毛坯表面会有温度介于毛坯温度和炉温之间的气体层包裹,毛坯表面的气体层与毛坯之间的温差要小于炉内与毛坯之间的温差,根据经典导热公式,温差越小热流量越小,从而毛坯表面的气体层阻碍毛坯迅速升温。本发明的在加热炉中增加温度与炉温相近的气流对毛坯表面进行吹扫,使毛坯表面的气体层散开或变薄,进而增大毛坯与气体介质之间的温度差,从而加快热量向毛坯传递的速度,实现对毛坯的快速加热。
在完成毛坯料的加热后,对毛坯进行转移,由于毛坯的表面积相对较大,散热速度较快,所以要在短时间内完成毛坯料转移。转移过程中毛坯料表面同样会有气体层包裹,由于转移过程中环境温度为常温或者与常温相近的温度,环境温度远低于毛坯的温度,毛坯料表面的气体层可有效降低毛坯向外传热的速度,气体层降低毛坯降温速度,所以要确保环境中的气流速度尽量小,以防止环境气流吹散毛坯表面气体层,进而获得更长的转移时间,以保证冲压成形前毛坯的温度大于等于670℃;由于热处理后的毛坯温度远高于转移环境的温度,所以可以忽略转移环境温度变化对转移过程的影响。
本发明解决炉内辊子或托盘结瘤问题:毛坯料在加热炉中加热,加热炉中有高温气流吹扫毛坯料的上表面,使得毛坯料的上表面迅速升温,毛坯料上表面的升温速度高于毛坯料下表面的升温速度,此温度梯度促使毛坯料下表面的合金化过程从钢质基体向下表面镀层发起,使毛坯下表面镀层合金化速度高于镀层熔融速度;迅速升温的上表面将热量传递至毛坯内部以及毛坯料的下表面附近,毛坯料的下表面附近为钢质基体以及与钢质基体相接触的铝硅镀层,高温会促使钢质基体中的铁元素及与钢质基体相接触的铝元素快速相互扩散,从而快速的完成镀层的合金化,合金化的镀层熔点高,不再有镀层熔融结瘤的问题。
本发明提供了差厚铝硅镀层热成形钢的热冲压方法,差厚板中至少存在两种板厚,厚度大的板材所需加热时间长,厚度小的板材所需加热时间短,厚度大的板材最大转移时间长,厚度小的板材最大转移时间短,本发明的方法兼顾较薄侧板材和较厚侧板材对热处理参数的需求,在保证零件表面镀层完整性的同时保证零件力学性能。
本发明采取的技术方案如下,
本发明的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品,具体步骤如下:
第一步,准备带钢,将所述带钢表面涂镀铝硅镀层,所述带钢的厚度为0.5mm~3mm;
第二步,将涂镀铝硅镀层的带钢冲裁或切割,获得表面有铝硅镀层的钢质毛坯,或者将涂镀铝硅镀层的带钢冲裁或切割成毛坯,然后将至少两个表面有铝硅镀层的钢质毛坯焊接到一起,获得焊接的表面有铝硅镀层的钢质毛坯,所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯具有单一厚度或者至少两种厚度;
优选的是,所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯厚度为0.5mm~4.5mm,当所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯为单一厚度时,毛坯厚度范围为0.5mm~3mm;当所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯具有至少两种厚度时,毛坯的厚度范围为0.5mm~4.5mm;
优选的是,所述冲裁或切割的方法包括开卷模具落料,开卷剪切,剪床剪切,激光切割,线切割中的一种或多种;所述焊接的方法包括激光拼焊、搭接电阻点焊、搭接激光飞行焊、搅拌摩擦焊中的一种或多种;
第三步,预热加热炉至炉温895℃~945℃,加热炉内部有气流吹扫,气流温度为895℃~945℃,气流吹扫速度为0~8m/s;
优选的是,炉内气流吹扫方向与表面有铝硅镀层的钢质毛坯表面的夹角为0°~90°;
更优选的是,炉内气流吹扫方向与表面有铝硅镀层的钢质毛坯表面的夹角为5°~85°;
优选的是,高温气流吹扫毛坯料上表面,毛坯料上表面的升温速度高于毛坯料下表面升温速度;
优选的是,炉内气流为紊流或层流,炉内气流对毛坯的吹扫为连续吹扫或非连续吹扫;
优选的是,炉内气流速度为0~8m/s范围内的任一固定速度,或者,炉内气流速度为0~8m/s范围内的至少两种速度;
第四步,将冲裁或切割的表面有铝硅镀层的钢质毛坯或焊接的表面有铝硅镀层的钢质毛坯放入加热炉中加热,气流吹扫毛坯的上表面,毛坯在炉中总停留时间为100s~860s;
优选的是,所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯在加热炉中最少停留时间取决于表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚;所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯在加热炉中最少停留时间满足公式:
Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;
式中:
Tmin为毛坯在炉内最少停留时间;
FV为炉内气流速度,所述炉内气流速度为毛坯料在炉内停留总时间范围内的平均气流速度;
THK为表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚;
W为炉内温度;
第五步,转移热处理之后的表面有铝合金镀层的钢质毛坯至冲压模具,转移环境中的不可避免的气流速度不大于6m/s;
第六步,冲压成形,冲压前毛坯温度大于等于670℃。
优选的是,带钢的宽度范围为500mm~2100mm,带钢的长度范围为80m~8000m。
优选的是,毛坯的宽度范围为80mm~2100mm,毛坯的长度范围为200mm~5000mm。
优选的是,加热炉为辊底式热处理炉或者箱式热处理炉,在辊底式热处理炉中毛坯料放在辊子上,在箱式热处理炉中毛坯料放在托盘上。
优选的是,当炉内温度为935℃~945℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域ABCD范围内,所述区域ABCD具有A(8m/s,100s)、B(8m/s,350s)、C(0m/s,430s)、D(0m/s,180s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域A’B’C’D’范围内,所述区域A’B’C’D’具有A’(8m/s,237.5s)、B’(8m/s,510s)、C’(0m/s,590s)、D’(0m/s,317.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域A”B”C”D”范围内,所述区域A”B”C”D”具有A”(8m/s,412.5s)、B”(8m/s,660s)、C”(0m/s,740s)、D”(0m/s,492.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
优选的是,当炉内温度为925℃~935℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域EFGH范围内,所述区域EFGH具有E(8m/s,130s)、F(8m/s,380s)、G(0m/s,460s)、H(0m/s,210s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域E’F’G’H’范围内,所述区域E’F’G’H’具有E’(8m/s,267.5s)、F’(8m/s,540s)、G’(0m/s,620s)、H’(0m/s,347.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域E”F”G”H”范围内,所述区域E”F”G”H”具有E”(8m/s,442.5s)、F”(8m/s,690s)、G”(0m/s,770s)、H”(0m/s,522.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
优选的是,当炉内温度为915℃~925℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域IJKL范围内,所述区域IJKL具有I(8m/s,160s)、J(8m/s,410s)、K(0m/s,490s)、L(0m/s,240s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域I’J’K’L’范围内,所述区域I’J’K’L’具有I’(8m/s,297.5s)、J’(8m/s,570s)、K’(0m/s,650s)、L’(0m/s,377.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域I”J”K”L”范围内,所述区域I”J”K”L”具有I”(8m/s,472.5s)、J”(8m/s,720s)、K”(0m/s,800s)、L”(0m/s,552.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
优选的是,当炉内温度为905℃~915℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域MNOP范围内,所述区域MNOP具有M(8m/s,190s)、N(8m/s,440s)、O(0m/s,520s)、P(0m/s,270s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域M’N’O’P’范围内,所述区域M’N’O’P’具有M’(8m/s,327.5s)、N’(8m/s,600s)、O’(0m/s,680s)、P’(0m/s,407.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域M”N”O”P”范围内,所述区域M”N”O”P”具有M”(8m/s,502.5s)、N”(8m/s,750s)、O”(0m/s,830s)、P”(0m/s,582.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
优选的是,当炉内温度为895℃~905℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域QRST范围内,所述区域QRST具有Q(8m/s,220s)、R(8m/s,470s)、S(0m/s,550s)、T(0m/s,300s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域Q’R’S’T’范围内,所述区域Q’R’S’T’具有Q’(8m/s,357.5s)、R’(8m/s,630s)、S’(0m/s,710s)、T’(0m/s,437.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域Q”R”S”T”范围内,所述区域Q”R”S”T”具有Q”(8m/s,532.5s)、R”(8m/s,780s)、S”(0m/s,860s)、T”(0m/s,612.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
优选的是,热处理后毛坯的最大转移时间取决于表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最小板厚;
当表面有铝硅镀层的钢质毛坯中最小板厚为0.5mm~1.6mm时,最多转移时间=10s-EV*0.5s,其中EV为转移环境中气流速度,环境中气流速度和转移时间限定在区域UVWX范围内,所述区域UVWX具有U(6m/s,3.5s)、V(6m/s,7s)、W(0m/s,10s)、X(0m/s,3.5s)所限定环境中气流速度和转移时间的范围;
当表面有铝硅镀层的钢质毛坯中最小板厚为>1.6mm~3.0mm时,最多转移时间=12s-EV*0.5s,其中EV为转移环境中气流速度,环境中气流速度和转移时间限定在区域UV’W’X范围内,所述区域UV’W’X具有U(6m/s,3.5s)、V’(6m/s,9s)、W’(0m/s,12s)、X(0m/s,3.5s)所限定环境中气流速度和转移时间的范围;
当表面有铝硅镀层的钢质毛坯中最小板厚为>3.0mm~4.5mm时,最多转移时间=14s-EV*0.5s,其中EV为转移环境中气流速度,环境中气流速度和转移时间限定在区域UV”W”X范围内,所述区域UV”W”X具有U(6m/s,3.5s)、V”(6m/s,11s)、W”(0m/s,14s)、X(0m/s,3.5s)所限定环境中气流速度和转移时间的范围。
优选的是,采用模具对热处理后的毛坯料进行冲压成形,用于冲压成形的模具内部设置冷却水循环***对模具进行冷却以使得模具闭合后冲压产品冷却速度大于29℃/s,冲压模具合模后持续保压时间大于3.5秒,冲压成形后的产品温度低于200℃。
更优选的是,采用模具对热处理后的毛坯料进行冲压成形,用于冲压成形的模具内部设置冷却水循环***对模具进行冷却以使得模具闭合后冲压产品冷却速度大于29℃/s,冲压模具合模后持续保压时间大于3.8秒,使冲压成形后的产品温度低于150℃。
优选的是,第一步中所述带钢的成分重量百分比为:C:0.1~0.7%,Si:0.08~1.0%,Mn:0.1~4.8%,P<0.4%,S<0.11%,Al<0.3%,Ti<0.5%,B<0.1%,Cr<3%,其余为Fe及不可避免杂质。
更优选的是,第一步中所述带钢的成分重量百分比为:C:0.13~0.52%,Si:0.12~0.8%,Mn:0.48~3.2%,P<0.15%,S<0.06%,Al<0.1%,Ti<0.3%,B<0.08%,Cr<1.2%,其余为Fe及不可避免杂质。
优选的是,通过热浸镀的方式在所述带钢表面涂镀铝硅镀层,在热浸镀前,带钢经过加热并退火,带钢入锅前温度大于600℃,铝硅锅需预热至610~705℃,带钢入锅前温度与铝硅锅的温度差小于70℃,带钢穿过铝硅锅进行浸镀。
优选的是,所述铝硅锅中镀液的成分重量百分比为:Si:6~12%,Fe:0~4.2%,其余为铝及不可避免杂质。
更优选的是,所述铝硅锅中镀液的成分重量百分比为:Si:9~11%,Fe:2.2~4%,其余为铝及不可避免杂质。
优选的是,经过热浸镀后带钢表面铝硅镀层的厚度大于10微米。
优选的是,表面有铝合金镀层的热冲压产品,其特征在于,所述热冲压产品表面的铝合金镀层厚度大于15微米,所述铝合金镀层中的铁元素的重量百分比大于47%,其他成分为铝和硅,以及不可避免的杂质。
优选的是,表面有铝合金镀层的热冲压产品,其特征在于,所述表面有铝合金镀层的热冲压产品厚度为0.5mm~4.5mm,当所述表面有铝合金镀层的热冲压产品具有单一厚度时,产品的厚度范围为0.5mm~3mm,当所述表面有铝合金镀层的热冲压产品具有至少两种厚度时,产品的厚度范围为0.5mm~4.5mm。
优选的是,表面有铝合金镀层的热冲压产品的冲压成形深度大于10mm。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本发明的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品,可实现毛坯料的快速加热,减少热处理时间,减低能源消耗。
2.本发明解决了炉内辊子或托盘结瘤问题。
3.本发明提供了差厚铝硅镀层热成形钢的热冲压方法,本发明的方法兼顾较薄侧板材和较厚侧板材对热处理参数的需求,在保证零件表面镀层完整性的同时保证零件力学性能。
附图说明
图1为本发明炉温935℃~945℃,对于毛坯中的最大板厚度为0.5mm~1.6mm和1.6mm~3.0mm和3.0mm~4.5mm的毛坯,炉内气流平均速度和毛坯在炉内总停留时间的函数关系图。
图2为本发明炉温925℃~935℃,对于毛坯中的最大板厚度为0.5mm~1.6mm和1.6mm~3.0mm和3.0mm~4.5mm的毛坯,炉内气流平均速度和毛坯在炉内总停留时间的函数关系图。
图3为本发明炉温915℃~925℃,对于毛坯中的最大板厚度为0.5mm~1.6mm和1.6mm~3.0mm和3.0mm~4.5mm的毛坯,炉内气流平均速度和毛坯在炉内总停留时间的函数关系图。
图4为本发明炉温905℃~915℃,对于毛坯中的最大板厚度为0.5mm~1.6mm和1.6mm~3.0mm和3.0mm~4.5mm的毛坯,炉内气流平均速度和毛坯在炉内总停留时间的函数关系图。
图5为本发明炉温895℃~905℃,对于毛坯中的最大板厚度为0.5mm~1.6mm和1.6mm~3.0mm和3.0mm~4.5mm的毛坯,炉内气流平均速度和毛坯在炉内总停留时间的函数关系图。
图6为本发明对于毛坯中的最小板厚度为0.5mm~1.6mm和1.6mm~3.0mm和3.0mm~4.5mm的毛坯,转移热处理后的毛坯过程中环境中气流速度和转移时间的函数关系图。
图7为本发明实施例中表面有铝硅镀层的带钢的截面金相图。
图8为本发明实施例中表面有铝合金镀层的热冲压产品的截面金相图。
图9为本发明实施例中加热炉中气流吹扫毛坯上表面示意图。
其中,1-带钢表面铝硅镀层,2-带钢钢质基体,3-冲压产品表面铝合金镀层,4-冲压产品钢质基体,5-气流,6-表面有铝硅镀层的钢质毛坯。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
表1为本发明实施例的制造工艺;表2为本发明实施例热冲压产品的检验结果;表3为比较例的制造工艺;表4为比较例热冲压产品的检验结果。
实施例1
一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品:
准备带钢,带钢厚度为1.4mm,带钢宽度为650mm,带钢长度为120m,带钢中的组成成分重量百分比为:C:0.23%,Si:0.25%,Mn:1.33%,P:0.011%,S:0.002%,Ti:0.043%,B<0.0036%,Cr:0.12%,其余为Fe及不可避免杂质;在钢带上、下表面涂镀铝硅镀层,铝硅镀层平均厚度为26微米;将表面有铝硅镀层的带钢剪切成400mm*650mm的毛坯,预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为0.05m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-0.5s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=307s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为310s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间8s;然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8s,使冲压产品温度降低至200℃以下。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度大于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体为马氏体组织,镀层厚度平均值为40微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果全部合格,热冲压产品质量合格。
实施例2
一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品:
按照与实施例1相同的方法准备表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯厚度为1.4mm,毛坯尺寸为400mm*650mm,铝硅镀层平均厚度为26微米;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为1m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-10s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=297.5s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为300s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间8s;然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。之后将热处理之后的毛坯直接进行冷却而不热压,以评价毛坯下表面镀层是否发生热熔融。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度大于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体为马氏体组织,镀层厚度平均值为40微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果全部合格,热冲压产品质量合格。
对直接冷却的毛坯下表面进行检验,未发现镀层发生熔融的痕迹。
实施例3
一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品:
按照与实施例1相同的方法准备表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯厚度为1.4mm,毛坯尺寸为400mm*650mm,铝硅镀层平均厚度为26微米;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为3m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-30s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=277.5s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为280s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间8s;然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度大于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体为马氏体组织,镀层厚度平均值为39微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果全部合格,热冲压产品质量合格。
实施例4
一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品:
按照与实施例1相同的方法准备表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯厚度为1.4mm,毛坯尺寸为400mm*650mm,铝硅镀层平均厚度为26微米;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为6m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-60s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=247.5s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为250s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间8s;然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度大于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体为马氏体组织,镀层厚度平均值为39微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果全部合格,热冲压产品质量合格。
实施例5
一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法及其产品:
按照与实施例1相同的方法准备两种厚度的表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯1厚度为1.4mm,毛坯1尺寸为400mm*650mm,毛坯2厚度为1.2mm,毛坯2尺寸为400mm*650mm,毛坯1和毛坯2表面铝硅镀层平均厚度均为26微米,毛坯1和毛坯2的材质相同,将毛坯1和毛坯2激光拼焊到一起,焊道长度为650mm;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为6m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-60s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=247.5s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为250s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间8s;然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度大于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体为马氏体组织,镀层厚度平均值为39微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果全部合格,热冲压产品质量合格。
比较例1
按照与实施例1相同的方法准备表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯厚度为1.4mm,毛坯尺寸为400mm*650mm,铝硅镀层平均厚度为26微米;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为0.05m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-0.5s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=307s,未按本发明的方法,实际热处理时间为250s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间8s;然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度小于1400Mpa,延伸率小于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体局部存在铁素体、马氏体和贝氏体的混合组织,镀层厚度平均值为39微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果中抗拉强度不合格,延伸率不合格,热冲压产品质量不合格。
比较例2
按照与实施例1相同的方法准备表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯厚度为1.4mm,毛坯尺寸为400mm*650mm,铝硅镀层平均厚度为26微米;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为0m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=307.5s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为310s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间12s(未按照本发明的转移时间要求);然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。之后将热处理之后的毛坯直接进行冷却而不热压,以评价毛坯下表面镀层是否发生热熔融。
对冲压后的产品进行检验,产品外观无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度小于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体局部存在铁素体、马氏体和贝氏体的混合组织,镀层厚度平均值为40微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质。以上检验结果中抗拉强度不合格,热冲压产品质量不合格。
对直接冷却的毛坯下表面进行检验,发现镀层发生熔融的痕迹,这样的镀层熔融会在辊子或者托盘上结瘤,从而降低辊子或托盘的使用寿命。
比较例3
按照与实施例1相同的方法准备表面有铝硅镀层的钢质毛坯,毛坯厚度为1.4mm,毛坯尺寸为400mm*650mm,铝硅镀层平均厚度为26微米;预热加热炉,炉温为940℃,炉内气流吹扫速度为1m/s,将毛坯放入炉中加热,根据本发明的毛坯在炉内最少停留时间Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;计算,Tmin=180s-10s+(1.4-0.5)*125s+(945-940)*3s=297.5s,结合本发明的炉温935℃~945℃时炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围图,设定热处理时间为300s;热处理完成后,转移热处理后的毛坯,环境气流速度≤1m/s,转移时间12s(未按照本发明的转移时间要求);然后将热处理后的毛坯放入模具中进行热冲压成形,合模速度0.1m/s,合模后保压8S,使冲压产品温度降低至200℃以下。
对冲压后的产品进行检验,产品外观情况良好,无镀层脱落烧穿等问题;对冲压产品进行拉伸测试,抗拉强度小于1400Mpa,延伸率大于4%,对热冲压产品进行金相检测:钢质基体局部存在铁素体、马氏体和贝氏体的混合组织,镀层厚度平均值为40微米,对冲压产品表面铝合金镀层进行元素成分分析,铁含量重量百分比为48%~60%,其余为铝和硅以及不可避免的杂质,以上检验结果中抗拉强度不合格,热冲压产品质量不合格。
表1
实施例 | 板料厚度(mm) | 加热炉温度(℃) | 炉内气流速度(m/s) | 炉内停留时间(s) | 转移时间(s) | 环境气流速度(m/s) | 合模速度(m/s) | 保压时间(s) |
1 | 1.4 | 940 | 0.05 | 310 | 8 | ≤1 | 0.1 | 8 |
2 | 1.4 | 940 | 1 | 300 | 8 | ≤1 | 0.1 | 8 |
3 | 1.4 | 940 | 3 | 280 | 8 | ≤1 | 0.1 | 8 |
4 | 1.4 | 940 | 6 | 250 | 8 | ≤1 | 0.1 | 8 |
5 | 1.4/1.2 | 940 | 6 | 250 | 8 | ≤1 | 0.1 | 8 |
表2
实施例 | 板料厚度(mm) | 冲压前镀层平均厚度(μm) | 冲压后镀层平均厚度(μm) | 冲压后产品抗拉强度(Mpa) | 冲压后产品延伸率(%) | 冲压前镀层中铁含量(wt%) | 冲压后镀层中铁含量(wt%) | 产品是否合格 |
1 | 1.4 | 26 | 40 | 大于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 是 |
2 | 1.4 | 26 | 40 | 大于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 是 |
3 | 1.4 | 26 | 39 | 大于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 是 |
4 | 1.4 | 26 | 39 | 大于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 是 |
5 | 1.4/1.2 | 26 | 39 | 大于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 是 |
表3
比较例 | 板料厚度(mm) | 加热炉温度(℃) | 炉内气流速度(m/s) | 炉内停留时间(s) | 转移时间(s) | 环境气流速度(m/s) | 合模速度(m/s) | 保压时间(s) |
1 | 1.4 | 940 | 0.05 | 250 | 8 | ≤1 | 0.1 | 8 |
2 | 1.4 | 940 | 0 | 310 | 12 | ≤1 | 0.1 | 8 |
3 | 1.4 | 940 | 1 | 300 | 12 | ≤1 | 0.1 | 8 |
表4
比较例 | 板料厚度(mm) | 冲压前镀层平均厚度(μm) | 冲压后镀层平均厚度(μm) | 冲压后产品抗拉强度(Mpa) | 冲压后产品延伸率(%) | 冲压前镀层中铁含量(wt%) | 冲压后镀层中铁含量(wt%) | 产品是否合格 |
1 | 1.4 | 26 | 39 | 小于1400 | 小于4 | 3.05 | 48~60 | 否 |
2 | 1.4 | 26 | 40 | 小于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 否 |
3 | 1.4 | 26 | 40 | 小于1400 | 大于4 | 3.05 | 48~60 | 否 |
本发明的实施例1~5的加工方法加工得到的热冲压产品质量合格,热冲压产品抗拉强度高于1400Mpa,延伸率大于4%,符合要求;比较例1~3未按本发明的加工方法加工,得到的热冲压产品质量不合格,热冲压产品抗拉强度低于1400Mpa,不符合要求,其中比较例1中毛坯料在炉内停留时间不足,比较例2和比较例3中毛坯转移时间过长。
显然,上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施例的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法
其特征在于,具体步骤如下:
第一步,准备带钢,将所述带钢表面涂镀铝硅镀层,所述带钢的厚度为0.5mm~3mm;
第二步,将涂镀铝硅镀层的带钢冲裁或切割,获得表面有铝硅镀层的钢质毛坯,或者将涂镀铝硅镀层的带钢冲裁或切割成毛坯,然后将至少两个表面有铝硅镀层的钢质毛坯焊接到一起,获得焊接的表面有铝硅镀层的钢质毛坯,所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯具有单一厚度或者至少两种厚度,所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯厚度为0.5mm~4.5mm,所述冲裁或切割的方法包括开卷模具落料,开卷剪切,剪床剪切,激光切割,线切割中的一种或多种,所述焊接的方法包括激光拼焊、搭接电阻点焊、搭接激光飞行焊、搅拌摩擦焊中的一种或多种;
第三步,预热加热炉至炉温895℃~945℃,加热炉内部有气流吹扫,气流温度为895℃~945℃,气流吹扫速度为0~8m/s,其特征在于,炉内气流吹扫方向与所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯表面的夹角为0°~90°,炉内气流为紊流或层流,炉内气流对毛坯的吹扫为连续吹扫或非连续吹扫,炉内气流速度为0~8m/s范围内的任一固定速度,或者,炉内气流速度为0~8m/s范围内的至少两种速度;
第四步,将冲裁或切割的表面有铝硅镀层的钢质毛坯或焊接的表面有铝硅镀层的钢质毛坯放入加热炉中加热,气流吹扫毛坯的上表面,毛坯在炉中总停留时间为100s~860s,其特征在于,所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯在加热炉中最少停留时间取决于表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚;所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯在加热炉中最少停留时间满足公式:
Tmin=180s-(FV/0.1)*1.0s+(THK-0.5)*125s+(945-W)*3s;
式中:
Tmin为毛坯在炉内最少停留时间;
FV为炉内气流速度,所述炉内气流速度为毛坯料在炉内停留总时间范围内的平均气流速度;
THK为表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚;
W为炉内温度;
第五步,转移热处理之后的表面有铝合金镀层的钢质毛坯至冲压模具,转移环境中的不可避免的气流速度不大于6m/s;
第六步,冲压成形,冲压前毛坯温度大于等于670℃。
2.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,当炉内温度为935℃~945℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域ABCD范围内,所述区域ABCD具有A(8m/s,100s)、B(8m/s,350s)、C(0m/s,430s)、D(0m/s,180s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域A’B’C’D’范围内,所述区域A’B’C’D’具有A’(8m/s,237.5s)、B’(8m/s,510s)、C’(0m/s,590s)、D’(0m/s,317.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域A”B”C”D”范围内,所述区域A”B”C”D”具有A”(8m/s,412.5s)、B”(8m/s,660s)、C”(0m/s,740s)、D”(0m/s,492.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
3.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,当炉内温度为925℃~935℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域EFGH范围内,所述区域EFGH具有E(8m/s,130s)、F(8m/s,380s)、G(0m/s,460s)、H(0m/s,210s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域E’F’G’H’范围内,所述区域E’F’G’H’具有E’(8m/s,267.5s)、F’(8m/s,540s)、G’(0m/s,620s)、H’(0m/s,347.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域E”F”G”H”范围内,所述区域E”F”G”H”具有E”(8m/s,442.5s)、F”(8m/s,690s)、G”(0m/s,770s)、H”(0m/s,522.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
4.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,当炉内温度为915℃~925℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域IJKL范围内,所述区域IJKL具有I(8m/s,160s)、J(8m/s,410s)、K(0m/s,490s)、L(0m/s,240s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域I’J’K’L’范围内,所述区域I’J’K’L’具有I’(8m/s,297.5s)、J’(8m/s,570s)、K’(0m/s,650s)、L’(0m/s,377.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域I”J”K”L”范围内,所述区域I”J”K”L”具有I”(8m/s,472.5s)、J”(8m/s,720s)、K”(0m/s,800s)、L”(0m/s,552.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
5.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,当炉内温度为905℃~915℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域MNOP范围内,所述区域MNOP具有M(8m/s,190s)、N(8m/s,440s)、O(0m/s,520s)、P(0m/s,270s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域M’N’O’P’范围内,所述区域M’N’O’P’具有M’(8m/s,327.5s)、N’(8m/s,600s)、O’(0m/s,680s)、P’(0m/s,407.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域M”N”O”P”范围内,所述区域M”N”O”P”具有M”(8m/s,502.5s)、N”(8m/s,750s)、O”(0m/s,830s)、P”(0m/s,582.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
6.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,当炉内温度为895℃~905℃且,
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是0.5mm~1.6mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域QRST范围内,所述区域QRST具有Q(8m/s,220s)、R(8m/s,470s)、S(0m/s,550s)、T(0m/s,300s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>1.6mm~3.0mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域Q’R’S’T’范围内,所述区域Q’R’S’T’具有Q’(8m/s,357.5s)、R’(8m/s,630s)、S’(0m/s,710s)、T’(0m/s,437.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围;
所述表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最大板厚度是>3.0mm~4.5mm时,炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间限定在区域Q”R”S”T”范围内,所述区域Q”R”S”T”具有Q”(8m/s,532.5s)、R”(8m/s,780s)、S”(0m/s,860s)、T”(0m/s,612.5s)所限定炉内气流速度和毛坯在炉内停留时间的范围。
7.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,热处理后毛坯的最大转移时间取决于表面有铝硅镀层的钢质毛坯中的最小板厚;
当表面有铝硅镀层的钢质毛坯中最小板厚为0.5mm~1.6mm时,最多转移时间=10s-EV*0.5s,其中EV为转移环境中气流速度,环境中气流速度和转移时间限定在区域UVWX范围内,所述区域UVWX具有U(6m/s,3.5s)、V(6m/s,7s)、W(0m/s,10s)、X(0m/s,3.5s)所限定环境中气流速度和转移时间的范围;
当表面有铝硅镀层的钢质毛坯中最小板厚为>1.6mm~3.0mm时,最多转移时间=12s-EV*0.5s,其中EV为转移环境中气流速度,环境中气流速度和转移时间限定在区域UV’W’X范围内,所述区域UV’W’X具有U(6m/s,3.5s)、V’(6m/s,9s)、W’(0m/s,12s)、X(0m/s,3.5s)所限定环境中气流速度和转移时间的范围;
当表面有铝硅镀层的钢质毛坯中最小板厚为>3.0mm~4.5mm时,最多转移时间=14s-EV*0.5s,其中EV为转移环境中气流速度,环境中气流速度和转移时间限定在区域UV”W”X范围内,所述区域UV”W”X具有U(6m/s,3.5s)、V”(6m/s,11s)、W”(0m/s,14s)、X(0m/s,3.5s)所限定环境中气流速度和转移时间的范围。
8.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,采用模具对热处理后的毛坯料进行冲压成形,用于冲压成形的模具内部设置冷却水循环***对模具进行冷却以使得模具闭合后冲压产品冷却速度大于29℃/s,冲压模具合模后持续保压时间大于3.5秒,冲压成形后的产品温度低于200℃。
9.根据权利要求1所述的一种表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法,其特征在于,所述带钢的成分重量百分比为:C:0.1~0.7%,Si:0.08~1.0%,Mn:0.1~4.8%,P<0.4%,S<0.11%,Al<0.3%,Ti<0.5%,B<0.1%,Cr<3%,其余为Fe及不可避免杂质;通过热浸镀的方式在所述带钢表面涂镀铝硅镀层,在热浸镀前,带钢经过加热并退火,带钢入锅前温度大于600℃,铝硅锅需预热至610~705℃,带钢入锅前温度与铝硅锅的温度差小于70℃,带钢穿过铝硅锅进行浸镀,所述铝硅锅中镀液的成分重量百分比为:Si:6~12%,Fe:0~4.2%,其余为铝及不可避免杂质。
10.根据权利要求1至9所述的表面有铝合金镀层的钢质热冲压产品的制造方法制造得到的表面有铝合金镀层的热冲压产品,其特征在于,所述热冲压产品表面的铝合金镀层厚度大于15微米,所述铝合金镀层中的铁元素的重量百分比大于47%,其他成分为铝和硅,以及不可避免的杂质,所述热冲压产品厚度为0.5mm~4.5mm,当所述热冲压产品具有单一厚度时,产品的厚度范围为0.5mm~3mm,当所述热冲压产品具有至少两种厚度时,产品的厚度范围为0.5mm~4.5mm,所述热冲压产品的成形深度大于10mm。
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