RU2788614C1 - Сборочный узел из алюминиевого компонента и стальной детали, закаленной под давлением, имеющей сплавное покрытие, которое включает в себя кремний, железо, цинк и магний, и остаток представляет собой алюминий - Google Patents
Сборочный узел из алюминиевого компонента и стальной детали, закаленной под давлением, имеющей сплавное покрытие, которое включает в себя кремний, железо, цинк и магний, и остаток представляет собой алюминий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788614C1 RU2788614C1 RU2021132167A RU2021132167A RU2788614C1 RU 2788614 C1 RU2788614 C1 RU 2788614C1 RU 2021132167 A RU2021132167 A RU 2021132167A RU 2021132167 A RU2021132167 A RU 2021132167A RU 2788614 C1 RU2788614 C1 RU 2788614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- pressure
- steel part
- assembly
- paragraphs
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 28
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 16
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 9
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 4
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 229910018084 Al-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018192 Al—Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005269 aluminizing Methods 0.000 description 4
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000680 Aluminized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018191 Al—Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L Mercury(I) chloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting Effects 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к сборочным узлам деталей транспортного средства и может быть использовано, например, при производстве деталей автомобильного кузова. Сборочный узел для деталей транспортного средства содержит по меньшей мере элемент на основе алюминия и элемент из закаленной под давлением стальной детали, которая имеет по меньшей мере на одной поверхности сплавное покрытие, содержащее, мас.%: от 0,1 до 15,0 кремния, от 15,0 до 70 железа, от 0,1 до 20,0 цинка, от 0,1 до 4,0 магния, остальное - алюминий, неизбежные примеси и, необязательно, один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Sr, Cr, Ni или Bi, при этом элемент из закаленной стальной детали соединен с элементом на основе алюминия. Изобретение направлено на повышение коррозионной стойкости узлов детали. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сборочному узлу из детали на основе алюминия и стальной детали, закаленной под давлением, снабженной сплавным покрытием, которое включает в себя кремний, железо, цинк, необязательно магний, причем остаток представляет собой алюминий, по меньшей мере, на одной поверхности этой детали, расположенной таким образом, чтобы находиться в контакте с деталью на основе алюминия.
Эти сборочные узлы предназначены, например, для использования в производстве деталей автомобильного кузова, таких как дверной проём и тому подобное, однако без ограничения указанным.
Для сложных деталей транспортного средства, таких как передний/задний брус буфера; усилители дверей; усилители светового пучка; промежуточный усилитель стойки; усилители пола кузова; туннельный усилитель; брус платформы; для крестовины крыши, как известно, используются стальные детали, закаленные под давлением, с нанесенным сплавным покрытием на основе алюминия. Действительно, указанные стальные детали, закаленные под давлением, обеспечивают безопасность и хорошую коррозионную стойкость, благодаря барьерному эффекту покрытия.
Уровень техники
Постоянная потребность в поиске снижения массы с целью уменьшения выбросов CO2 приводит к необходимости нахождения комплексных решений, в частности, комбинации алюминия и стальных деталей, закаленных под давлением, с нанесенным сплавным покрытием на основе алюминия. Однако указанная комбинация вызывает сложные явления развития коррозии двух материалов.
В заявке на патент EP1669153 описана сварная конструкция стали с алюминием, которая включает в себя:
- горячее алитирование покрытого алюминием стального листа, имеющего слой покрытия, состоящего (в масс.%) из 3-12% Si, 0,5-5% Fe, причем остаток представляет собой алюминий, исключая неизбежные примеси, и слой тройного Al-Fe-Si сплава образуется на поверхности раздела между стальным субстратом и слоем покрытия; и
- точечную сварку листа алюминия или алюминиевого сплава с покрытым-Al стальным листом;
- где отношение площадей слоя бинарного сплава Al-Fe ко всей границе соединения Al/Fe регулируется до 90% или меньше, причем существует область, свободная от Al-Fe сплава, между слоем бинарного сплава Al-Fe и слоем тройного Al-Fe-Si сплава.
Однако горячее алитирование покрытого алюминием стального листа включает в себя холоднокатаный стальной лист, то есть, не стальные детали, закаленные под давлением, с которыми невозможно производить сложные детали. Кроме того, коррозионная стойкость такого сборочного узла со временем становится слишком низкой, и поэтому существует потребность в усовершенствовании этого способа.
Более того, известно, что сборочный узел стальной детали, закаленной под давлением, с алюминиевой обшивкой обладает низкой коррозионной стойкостью, поскольку сталь повышает скорость коррозии алюминиевой обшивки.
Раскрытие сущности изобретения
Поэтому задачей настоящего изобретения состоит в получении сборочного узла стальной детали, закаленной под давлением, с деталью на основе алюминия, который обладает отличной коррозионной стойкостью по сравнению со сборочным узлом уровня техники.
Изобретение относится к сборочному узлу по любому из пунктов 1- 4 формулы изобретения.
Настоящее изобретение относится к способу производства указанного сборочного узла по любому из пунктов 5 - 8.
Кроме того, изобретение относится к детали по пункту 9 или 10 транспортного средства по пункту 11.
Наконец, изобретение относится к применению сборочного узла по пункту 12.
Краткое описание чертежей
Теперь изобретение будет иллюстрировано с помощью индикационных примеров, приведенных только с целью информации, и без ограничения, где сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, в которых:
фиг. 1 схематично представляет сборочный узел согласно изобретению; и
на фиг. 2 приведены результаты измерений, описывающие развитие максимальной глубины коррозии алюминиевой обшивки внутри сборочного узла согласно изобретению в сопоставлении с узлами по уровню техники.
Осуществление изобретения
Обозначение стальных деталей, закаленных под давлением, означает стальной лист после горячего формования или горячей штамповки, который имеет предел прочности при растяжении до 2500 МПа и более предпочтительно до 2000 MПа. Например, предел прочности при растяжении является больше или равным 500 МПа, предпочтительно больше или равным 1200 МПа, предпочтительно больше или равным 1500 МПа. Например, сталь выбирают из сортов: Usibor®1000, Usibor®1500, Ductibor®1000 и Usibor®2000.
Обозначение «элемент на основе алюминия» означает чистый алюминий и все его сплавы, содержащие по меньшей мере 85 масс.% алюминия, включая здесь сплавы серии от 1000 до 7000, которые содержат алюминий, без каких-либо дополнительных легирующих элементов, и сплавы различного состава:
- алюминий без легирующего элемента : 1000;
- алюминий + медь : 2000;
- алюминий + марганец : 3000;
- алюминий + кремний : 4000;
- алюминий + магний : 5000;
- алюминий + магний + кремний : 6000 и
- алюминий + цинк + магний : 7000.
Изобретение относится к сборочному узлу 1 по меньшей мере из элемента 2 на основе алюминия и стальной детали 3, закаленной под давлением, которая имеет по меньшей мере на одной поверхности сплавное покрытие, содержащее кремний, железо, цинк, необязательно магний, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и, возможно, один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Sr, Ni или Bi, причем указанная стальная деталь 3, закаленная под давлением, соединяется с указанным элементом 2 на основе алюминия.
Хотя электрохимический потенциал одной покрытой стальной детали, закаленной под давлением, находится между -0,68 и -0,75 В, то есть, весьма близок к потенциалу стали, который находится между -0,6 и -0,78 В, относительно насыщенного каломельного электрода (SCE), что приводит к плохой протекторной защите, сборочный узел согласно настоящему изобретению обладает высокой коррозионной стойкостью по сравнению со сборочным узлом уровня техники. Авторы изобретения установили, что существует синергизм между элементом на основе алюминия и стальной деталью, закаленной под давлением со сплавным покрытием, содержащим кремний, железо, цинк, необязательно магний, причем остаток представляет собой алюминий. Конечно, предполагается, что оксидный слой присутствует на поверхности сплавного покрытия стальной детали, закаленной под давлением. Указанный оксидный слой обладает барьерным эффектом, приводящим к уменьшению скорости коррозии и уменьшению электролитического сочетания между алюминиевым компонентом и стальной деталью, закаленной под давлением. Таким образом, несмотря ни на что, коррозионная стойкость в зоне сборочного узла значительно улучшается.
Согласно изобретению, первый элемент на основе алюминия может иметь форму обшивки 2. Указанная обшивка 2 имеет подходящие размеры, приспособленные для последующего применения сборочного узла согласно изобретению. В предпочтительном осуществлении рассматриваемый сборочный узел 1 представляет собой центральную стойку. Предпочтительно обшивка на основе алюминия расположена снаружи транспортного средства.
Обшивка на основе алюминия 2 может дополнительно включать, по меньшей мере на одной части поверхности, одно или несколько защитных покрытий, таких как покрытия типа фосфатирования и/или электрофореза, которые обычно наносят на транспортные средства, подготовленные к окраске. Сборку узла со второй покрытой стальной деталью 3, закаленной под давлением, обычно проводят до перехода неокрашенного кузова в ванны, содержащие покрытия типа для фосфатирования и/или электрофореза. Покрывают детали, расположенные снаружи зоны сборочного узла. Зона сборочного узла может быть покрыта только частично из-за малой глубины проникновения покрытия внутрь зоны сборочного узла.
Таким образом, второй элемент сборочного узла согласно изобретению представляет собой стальную деталь 3, закаленную под давлением, которая имеет по меньшей мере на одной поверхности сплавное покрытие, содержащее (в процентах по массе) от 0,1 до 15,0% кремния, от 15,0 до 70% железа, от 0,1 до 20,0% цинка, от 0,1 до 4,0% магния, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и, возможно, один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Sr или Bi.
Содержание по массе каждого дополнительного элемента обычно составляет меньше, чем 0,3%. Ко всему прочему, дополнительные элементы могут обеспечить возможность улучшения ковкости или адгезии покрытия на стальном элементе. Специалист в этой области техники, которому известно влияние этих свойств на характеристики покрытия, будет знать особенно их использовании согласно желательной дополнительной или сопряжённой цели.
Наконец, покрытие может содержать остаточные элементы, происходящие, например, из ванны с покрытием, когда применение включает нанесение покрытия способом окунания. Покрытие может загрязняться примесями, происходящими из загружаемых слитков или появляющимися при погружении стального элемента в ванну с покрытием.
Предпочтительно сплавное покрытие стальной детали, закаленной под давлением, содержит между 5,0 и 14 масс.% цинка и, например, между 7,0 и 12,0 масс.%.
Предпочтительно сплавное покрытие стальной детали, закаленной под давлением, содержит от 0,1 до 6,0 масс.% кремния и, например, между 2,0 и 6,0 масс.% кремния.
Предпочтительно сплавное покрытие стальной детали, закаленной под давлением, содержит от 1,0 до 4,0 масс.% магния.
Преимущественно, сплавное покрытие стальной детали, закаленной под давлением, содержит между 40 и 60 масс.% железа. Железо происходит из загружаемых слитков или появляется при пропускании стального элемента в ванну с покрытием и из стали во время аустенизационной обработки.
Предпочтительно сплавное покрытие содержит интерметаллический слой Fe3Al и слой взаимной диффузии Fe-Si-Al.
Преимущественно, микроструктура металлического покрытия содержит фазу Zn2Mg, или фазу Mg2Si, или обе фазы.
Обычно металлическое покрытие имеет толщину меньше, чем или равную 30 мкм или даже 25 мкм, и больше, чем или равную 3 мкм, или даже 5 мкм.
Как уже упомянуто выше, оба элемента 2 и 3 собраны таким образом, что покрытая поверхность стальной детали 3, закаленной под давлением, находится по меньшей мере в частичном контакте с элементом 2 на основе алюминия. В предпочтительно варианте осуществления сборочный узел может быть выполнен, в частности, путем адгезионного связывания, сварки, уплотнения, обжатия, заклёпывания или расплющивания обоих элементов в зоне 4 сборочного узла, расположенной, например, как показано на фиг. 1.
Например, сварка может быть осуществлена как точечная сварка, лазерная абляционная сварка или электродуговая сварка.
Указанное обжатие может заключаться в простом складывании одного элемента вокруг другого, как показано на фиг. 1, где элемент 2 расположен таким образом, чтобы огибать элемент 3. Разумеется это может быть осуществлено с помощью любого другого типа механической сборки, известного специалисту в этой области техники.
Кроме того, можно монтировать обшивку согласно изобретению с помощью структурного связывания, используя клей или конструкционный герметизирующий материал, который обеспечивает сборку узла таким образом, чтобы механические напряжения, которые действуют на один или другой из элементов 2, 3, передаются на другой элемент 3, 2. Слои клея и/или герметизирующего материала являются очень тонкими (обычно меньше, чем 5 мм, или даже меньше, чем 1 мм и даже меньше, чем 200 мкм), обычно полагают, что такой соединённый сборочный узел соответствует введению в контакт двух элементов 2, 3 таким же образом, как простой механический сборочный узел.
Вполне очевидно, что возможно сочетание структурного связывания и механической сборки с целью увеличения надёжности сборочного узла.
Кроме того, изобретение относится к способу производства сборочного узла согласно настоящему изобретению, включающему:
А. Предоставление стального листа, предварительно покрытого, по меньшей мере на одной поверхности, предварительным покрытием, содержащим в процентах по массе, от 0,1 до 20,0% кремния, от 0 до 10% железа, от 0,1 до 25,0% цинка, от 0,1 до 6,0% магния, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и возможно один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni или Bi,
В. Разрезание предварительно покрытого стального листа с получением заготовки,
С. Аустенизационная обработка заготовки с целью получения полностью аустенитной микроструктуры в стали,
D. Перемещение заготовки в прессовый штамп,
E. Горячее формование заготовки,
F. Охлаждение заготовки с целью получения стальной детали (3), закаленной под давлением, которая имеет, по меньшей мере на одной поверхности, сплавное покрытие, содержащее кремний, железо, цинк, необязательно магний, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и возможно один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni или Bi, и
G. Сборка стальной детали, закаленной под давлением, которая имеет по меньшей мере на одной поверхности указанное сплавное покрытие, с элементом на основе алюминия.
Например, на этапе A), стальной лист может быть предварительно покрыт путем горячего алитирования, физическим осаждением паров или путем электроосаждения. Предпочтительно стальной лист предварительно покрывают путем горячего алитирования.
После предварительного покрытия стального листа предварительным покрытием согласно настоящему изобретению, лист разрезают на этапе B), чтобы получить заготовку.
Предпочтительно на этапе C) проводят аустенизационную обработку заготовку в печи без защитной атмосферы при температуре аустенизации между 800 и 1100°C, более предпочтительно между 800 и 1000°C и преимущественно между 880 и 930°C. Указанную заготовку преимущественно выдерживают в течение времени пребывания tm между 1 и 12 минут, предпочтительно между 3 и 9 минут. В течение термической обработки, до горячего формования, покрытие образует слой сплава, который включает в себя кремний, железо, цинк, необязательно магний, причем остаток представляет собой алюминий, и который обладает высокой стойкостью к коррозии, истиранию, износу и усталостной прочностью. Железо из стали диффундирует в предварительное покрытие.
На этапе E), заготовка перемещается в прессовый штамп, где подвергается горячему формованию, например, при температуре между 600 и 900°C. Горячее формование может осуществляться, как горячая штамповка или профилирование роликами. Предпочтительно заготовка подвергается горячей штамповке.
Затем, на этапе F), деталь охлаждается в прессовом штампе или после перемещения в специальное устройство охлаждения.
Предпочтительно, на этапе G), стальная деталь (3), закаленная под давлением, соединяется с указанным элементом (2) на основе алюминия путем адгезионного связывания, сварки, уплотнения, обжатия, заклёпывания или расплющивания.
Применительно к автомобилям, после этапа фосфатирования, деталь помещают в ванну для электроосаждения. Обычно толщина фосфатного слоя находится между 1 и 2 мкм, и толщина слоя электроосаждения находится между 15 и 25 мкм, предпочтительно она меньше или равна 20 мкм. Слой электрофореза обеспечивает дополнительную защиту от коррозии.
После этапа электроосаждения, могут быть осаждены другие окрашивающие слои, например, грунтовочный слой краски, базовый слой и слой кроющей краски.
До применения электроосаждения на деталь, ее предварительно обезжиривают и фосфатируют для того, чтобы обеспечить адгезию при электрофорезе.
Изобретение относится к закаленной под давлением стальной детали для транспортного средства, включающей в себя по меньшей мере один сборочный узел 1 согласно изобретению.
Изобретение относится к закаленной под давлением стальной детали согласно настоящему изобретению и представляет собой передний брус буфера, задний брус буфера, усилитель двери, вертикальный усилитель ветрового стекла, усилитель центральной стойки, усилители пола и крыши кузова, крестовина крыши или приборной панели.
Изобретение относится к транспортному средству, которое включает по меньшей мере указанную стальную деталь, закаленную под давлением.
Наконец, изобретение относится к применению сборочного узла согласно настоящему изобретению для производства стальных деталей, закаленных под давлением, или транспортного средства.
С учетом выявления улучшенных рабочих характеристик за счет применения сборочных узлов согласно изобретению, будут подробно изложены некоторые конкретные примеры осуществления изобретения в сравнении с узлами на основе уровня техники.
Примеры
Стальные листы сорта Usibor® были покрыты сплавами цинка или алюминия различного состава, как показано в таблице 1, имеющих одинаковую толщину 20 мкм на обеих сторонах. Затем указанные стальные листы были закалены под давлением при 900°C в течение 5 минут для того, чтобы получить детали, имеющие состав сплава, указанный в таблице 2. Затем образцы сборочных узлов покрывали обшивками, выполненными из алюминия AA6061 и указанных покрытых деталей, закаленных под давлением.
Обшивки, выполненные из алюминия AA6061 и указанных покрытых деталей, закаленных под давлением, соединяли клеящей лентой, оставляя зазор 120 мкм в зоне сборочного узла согласно стандарту SEP1160. Затем края обшивки соединяли вместе электрическими проводами для создания электрогальванической связи. В зоне сборочного узла отсутствовало покрытие.
Сборку образцов алюминиевой обшивки и стальных деталей, закаленных под давлением, подвергали испытанию ВDA 233-102, в котором образцы проходили ряд циклов обработки, причем продолжительность каждого цикла составляла одну неделю, с последовательностью субциклов A, B и C по 24 часа каждый:
- Цикл A: цикл, включающий обработку в течение периода 3 часа, путем размещения образца в распыленном солевом тумане при 35°C;
- Цикл B: цикл в течение 24 ч без обработки в распыленном солевом тумане при температуре, изменяющейся между 25°C и 50°C, при относительной влажности, изменяющейся между 70% и 95%;
- Цикл C: цикл без обработки в распыленном солевом тумане, при температуре, изменяющейся между -15°C и 50°C, при относительной влажности, изменяющейся между 70% и 95%.
Используемым солевым раствором является водный раствор, содержащий 1% масс.% хлористого натрия.
В конце каждого цикла первый образец подвергают измерениям глубины коррозии путем травления алюминиевого элемента методом лазерного триангуляционного картирования по всей поверхности образца, с последующим выделением максимального наблюдаемого значения в микрометрах (мкм).
Результаты, полученные после 6 и 12 циклов, обобщены и представлены в таблице 3, причем подробные результаты по циклам приведены на фиг. 2.
Таблица 1. Составы покрытий стальных листов
Стальные листы до закалки под давлением имели следующий состав покрытий:
Образец | Zn (масс.%) | Si (масс.%) | Fe (масс.%) | Mg (масс.%) | Al (масс.%) |
1 | остаток | - | - | - | 0,2 |
2 | - | 9 | - | - | остаток |
3 | 12 | 3 | - | 2 | остаток |
После закалки под давлением при 900°C в течение 5 минут стал детали покрывали сплавным покрытием, имеющим состав, указанный ниже в таблице 2.
Таблица 2. Составы стальных деталей со сплавным покрытием
Zn (масс.%) | Si (масс.%) | Fe (масс.%) | Mg (масс.%) | Al (масс.%) |
Остаток | - | 50 | - | 0,08 |
- | 4 | 46 | - | Остаток |
4 | 1,8 | 50 | 0,8 | Остаток |
*: согласно настоящему изобретению
Таблица 3. Максимальная глубина коррозии
Образец | Максимальная глубина после 6 циклов (мкм) |
Максимальная глубина после 12 циклов (мкм) |
1 | 450 | 420 |
2 | 300 | 380 |
3* | 0 | 250 |
*: согласно настоящему изобретению
Образец 3 согласно настоящему изобретению демонстрирует значительное улучшение коррозионной стойкости, по сравнению с образцами 1 и 2.
Claims (21)
1. Сборочный узел (1) для деталей транспортного средства из по меньшей мере элемента (2) на основе алюминия и закаленной под давлением стальной детали (3), указанная закаленная стальная деталь имеет по меньшей мере на одной поверхности сплавное покрытие, содержащее, в процентах по массе, от 0,1 до 15,0% кремния, от 15,0 до 70% железа, от 0,1 до 20,0% цинка, от 0,1 до 4,0% магния, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и, необязательно, один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Sr, Cr, Ni или Bi, при этом указанная закаленная стальная деталь (3) соединена с указанным элементом (2) на основе алюминия.
2. Сборочный узел по п. 1, в котором сплавное покрытие включает в себя интерметаллический слой Fe3Al и слой взаимной диффузии Fe-Si-Al.
3. Сборочный узел по п. 1 или 2, в котором микроструктура металлического покрытия включает в себя фазу Zn2Mg, или Mg2Si, или обе фазы.
4. Сборочный узел по любому из пп. 1-3, в котором закаленная под давлением стальная деталь (3) соединена с указанным элементом (2) на основе алюминия по меньшей мере одним из способов, выбранных из: адгезионного соединения, сварки, уплотнения, обжатия, заклёпывания или расплющивания.
5. Способ получения сборочного узла для деталей транспортного средства по любому из пп. 1-4, включающий:
A) предоставление стального листа, предварительно покрытого на по меньшей мере одной поверхности предварительным покрытием, содержащим, в процентах по массе, от 0,1 до 20,0% кремния, от 0 до 10% железа, от 0,1 до 25,0% цинка, от 0,1 до 6,0% магния, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и необязательно один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni или Bi,
B) разрезание предварительно покрытого стального листа для получения заготовки,
C) аустенизационную обработку заготовки для получения полностью аустенитной микроструктуры в стали,
D) перемещение заготовки в прессовый штамп,
E) горячее формование заготовки,
F) охлаждение заготовки для получения закаленной под давлением стальной детали (3), которая имеет по меньшей мере на одной из свои поверхностей сплавное покрытие, содержащее, в процентах по массе, от 0,1 до 15,0% кремния, от 15,0 до 70% железа, от 0,1 до 20,0% цинка, от 0,1 до 4,0% магния, причем остаток представляет собой алюминий, неизбежные примеси и необязательно один или несколько дополнительных элементов, выбранных из Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni или Bi, и
G) сборку закаленной под давлением стальной детали, имеющей на по меньшей мере одной из своих поверхностей указанное сплавное покрытие, с элементом на основе алюминия.
6. Способ по п. 5, в котором на этапе C) аустенизационную обработку проводят при температуре между 800 и 1100°C.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором на этапе E) горячее формование осуществляют в виде горячей штамповки или профилирования роликами.
8. Способ по любому из пп. 5-7, в котором на этапе G) закаленную под давлением стальную деталь (3) соединяют с указанным элементом (2) на основе алюминия посредством адгезионного соединения, сварки, уплотнения, обжатия, заклёпывания или расплющивания.
9. Деталь для транспортного средства, содержащая по меньшей мере один сборочный узел (1) по любому из пп. 1-4.
10. Деталь по п. 9, которая представляет собой передний брус буфера, задний брус буфера, усилитель двери, вертикальный усилитель ветрового стекла, усилитель центральной стойки, усилители пола и крыши кузова, крестовину крыши или приборной панели.
11. Транспортное средство, содержащее по меньшей мере одну деталь для транспортного средства по п. 9 или 10.
12. Применение сборочного узла по любому из пп. 1-4 для производства деталей по любому из пп. 9 или 10.
13. Применение сборочного узла по любому из пп. 1-4 для производства транспортного средства по п. 11.
14. Применение способа получения сборочного узла по любому из пп. 5-8 для получения деталей транспортного средства.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IBPCT/IB2019/052899 | 2019-04-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788614C1 true RU2788614C1 (ru) | 2023-01-23 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1806200A1 (en) * | 2004-10-26 | 2007-07-11 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Method for bonding iron-based member with aluminum-based member |
RU2490133C2 (ru) * | 2009-02-02 | 2013-08-20 | Арселормитталь Инвестигасион И Десаррольо С.Л. | Способ изготовления штампованных деталей с покрытием и детали, полученные таким способом |
WO2017006144A1 (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-12 | Arcelormittal | Steel for press hardening and press hardened part manufactured from such steel |
WO2018220430A1 (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | Arcelormittal | Steel sheet for manufacturing press hardened parts, press hardened part having a combination of high strength and crash ductility, and manufacturing methods thereof |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1806200A1 (en) * | 2004-10-26 | 2007-07-11 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Method for bonding iron-based member with aluminum-based member |
RU2490133C2 (ru) * | 2009-02-02 | 2013-08-20 | Арселормитталь Инвестигасион И Десаррольо С.Л. | Способ изготовления штампованных деталей с покрытием и детали, полученные таким способом |
WO2017006144A1 (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-12 | Arcelormittal | Steel for press hardening and press hardened part manufactured from such steel |
WO2018220430A1 (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | Arcelormittal | Steel sheet for manufacturing press hardened parts, press hardened part having a combination of high strength and crash ductility, and manufacturing methods thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6908659B2 (ja) | アルミニウムをベースとする金属コーティングで被覆された鋼板 | |
US20220356552A1 (en) | Phosphatable Part Starting from a Steel Sheet Coated with a Metallic Coating Based on Aluminum | |
US20210395855A1 (en) | Method for manufacture of a pre-coated steel sheet | |
JP6640090B2 (ja) | 防食コーティングを具えた鋼部品およびその製造方法 | |
JP4410718B2 (ja) | 塗料密着性、塗装後耐食性に優れたAl系めっき鋼板及びこれを用いた自動車部材並びにAl系めっき鋼板の製造方法 | |
EP3359704B1 (en) | Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum and comprising titanium | |
US20150191077A1 (en) | Assembly of an aluminum component and of a steel component having a znalmg alloy coating | |
CA3136567C (en) | Assembly of an aluminium component and of a press hardened steel part having an alloyed coating comprising silicon, iron, zinc and magnesium, the balance being aluminum | |
RU2788614C1 (ru) | Сборочный узел из алюминиевого компонента и стальной детали, закаленной под давлением, имеющей сплавное покрытие, которое включает в себя кремний, железо, цинк и магний, и остаток представляет собой алюминий | |
WO2024028760A1 (en) | Steel sheet having excellent corrosion properties after press hardening and method for manufacturing the same |