BR102020025962A2 - Método para fabricação de uma tira de aço, método para fabricação de uma peça de aço de alta resistência, tira de aço laminada revestida, e, peça de aço de alta resistência - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UMA TIRA DE AÇO, MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA, TIRA DE AÇO LAMINADA REVESTIDA, E, PEÇA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA. A invenção refere-se ao campo técnico da metalurgia, especificamente, no campo do tratamento de superfícies metálicas com objetivo de solucionar um problema visando melhorar a proteção da camada do revestimento metálico de proteção contra corrosão de peças estampadas a quente reduzindo a ocorrência de fragilização por metal líquido (LME), flexibilizando a operação de estampagem a quente quanto a janela de processamento de tempo e temperatura. A solução do problema refere-se a um método de pós tratamento do revestimento metálico de proteção contra corrosão com aplicação de solução com concentrações de Cu entre 1% a 20% na superfície da tira de aço em etapa anterior ao processo de estampagem a quente.

Description

MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UMA TIRA DE AÇO, MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA, TIRA DE AÇO LAMINADA REVESTIDA, E, PEÇA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA Campo da invenção

[001] A invenção refere-se ao campo técnico da metalurgia, especificamente, no campo do tratamento de superfícies metálicas.

Fundamentos da invenção

[002] O crescimento da demanda por aços de maior resistência mecânica pela indústria automobilística é normalmente impactado pela inevitável perda de ductilidade desses produtos, quando processados a temperatura ambiente. Para minimizar esse impacto, o processo de estampagem a quente foi desenvolvido para alcançar as elevadas resistências desejadas sem perda sensível das características de conformação.

[003] Aços planos para estampagem a quente têm sido empregado amplamente para atender a demanda de aços de maior resistência mecânica objetivando a redução de peso do veículo. É possível encontrar a aplicação destes aços sendo, não revestidos ou revestidos com metal ou ligas metálicas. Atualmente os principais revestimentos são os aluminizados, com até 10% de Si, os zincados (HDGGA e GI, e eletrogalvanizados, Zn-Ni), e o X-Tec. Esse último consiste na combinação de materiais micrométricos aplicados pelo processo sol-gel, no qual materiais orgânicos e inorgânicos são misturados com partículas de Al para formar o revestimento protetivo.

[004] Para os aços com revestimento aluminizados, a quantidade de Si no revestimento não é consensual. A adição de Si é feita com o objetivo de se promover a formação de uma camada inibidora Fe-Si-Al, que atua como supressora da formação de fases intermetálicas frágeis, proporcionando boa aderência do revestimento ao substrato.

[005] Os aços que são revestidos zincados, com zinco ou liga a base de zinco são previstos, principalmente em função de sua boa qualidade superficial, da proteção galvânica que esse revestimento proporciona às peças estampadas a quente e da boa integridade estrutural.

[006] Como exemplo, o revestimento com zinco galvannealed (GA), após o tratamento de austenitização do aço na etapa de estampagem a quente, há uma completa alteração morfológica e química do revestimento. Na superfície forma-se uma camada espessa de óxidos constituída de Zn, Al e Mn e uma intensa difusão de Fe do substrato para o revestimento, formando camadas bem estratificadas de ligas Fe-Zn. As diferenças entre as propriedades dessas fases Fe-Zn formadas produz trincas no revestimento, mas que não são maiores, nem em maior quantidade, do que as formadas em um revestimento GA convencional, sem tratamento de austenitização.

[007] Portanto, para a austenitização de aços com revestimento GA, a difusão de Fe do substrato deve ser bastante intensa e suficientemente rápida, para que não haja alteração do estado físico, por exemplo formação de fase líquida ou perda de massa por evaporação de zinco. Isso pode ser conseguido com a formação de uma camada de óxidos na superfície, com elevada temperatura de fusão, que atua como uma barreira física impedindo a evaporação de zinco, para que haja tempo suficiente para a formação da solução sólida Fe-Zn. Essa camada de óxido só é conseguida com o controle da atmosfera do forno, que tem que ser necessariamente oxidante.

[008] Considerando que as temperaturas de tratamento térmico de austenitização na etapa de estampagem a quente variam entre 700°C nas etapas iniciais, até 950°C, a camada superficial deve promover proteção ao revestimento durante todo o processo. Basicamente, evitar que ocorra fusão das fases formadas ou, em casos extremos, evaporação, caso o revestimento ultrapasse as temperaturas de fusão dessas fases. Em outras palavras, selar a superfície do revestimento de forma a garantir que o processo difusional promova uma transformação das fases.

[009] Estudos tem sido feitos para tentar melhorar a condição de processamento de chapas de aço revestidas para o processo de estampagem a quente como a invenção WO/2014/009004 o qual descreve à aplicação de estampagem a quente de tira ou peça revestida com metal ou liga metálica, sendo estes o zinco e/ ou alumínio e um revestimento a base de escória metalúrgica sendo uma escória metalúrgica que contenha CaO e um material polimérico objetivando a redução de deterioração do revestimento de zinco por evaporação do mesmo durante a realização do tratamento térmico, reduz a formação de oxido na superfície e melhora a condição de soldagem após estampagem a quente. Entretanto, o CaO é um óxido que pode apresentar dificuldades de dissolução no processo. Ademais, a utilização de um material polimérico pode prejudicar o processo de soldagem da chapa de aço posteriromente.

[0010] A presente invenção, vem solucionar um problema visando melhorar a proteção da camada do revestimento metálico de proteção contra corrosão com efeitos técnicos evidentes quanto a obtenção de uma melhor qualidade superficial; melhor proteção galvânica; apresentar uma melhor qualidade microestrutural do revestimento e do metal base; reduzir a ocorrência de fragilização por metal líquido (LME); flexibilizar a operação de estampagem a quente quanto a janela de processamento de tempo e temperatura

Sumário da Invenção

[0011] A presente invenção tem como um primeiro objetivo principal prover métodos de fabricação que melhorem a qualidade final tanto da tira de aço revestida como da peça estampada, garantindo uma melhor integridade do revestimento metálico.

[0012] De forma a alcançar o objetivo acima descrito, a presente invenção provê um método para fabricação de uma tira de aço, revestida com um metal ou liga metálica, compreendendo as etapas de (i) realizar um revestimento metálico ou liga metálica em uma tira de aço laminada, (ii) aplicar uma camada de solução que contenha Cu sobre a tira de aço recoberta com uma camada de revestimento metálico ou liga metálica e (iii) realizar a cura do revestimento da solução que contém Cu.

[0013] A presente invenção também provê um método para fabricação de uma peça de aço de alta resistência, revestida com um metal ou liga metálica, compreendendo as etapas de (i) realizar o aquecimento da tira de aço fabricada pelo método acima descrito a uma temperatura de 850°C a 950°C, e (ii) realizar a estampagem a quente da tira de aço para formação da peça de aço de alta resistência.

[0014] A presente invenção ainda provê uma tira de aço laminada compreendendo um revestimento metálico ou liga metálica e uma camada de solução que contenha Cu sobre a camada de revestimento metálico ou liga metálica, em que a camada de solução contendo Cu é uma camada curada

[0015] Por fim, a presente invenção provê uma peça de alta resistência fabricada a partir do método para fabricação de uma peça de aço de alta resistência acima descrito.

Breve descrição das figuras

[0016] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência.

[0017] A Figura 1 apresenta os aspectos da superfície da tira de aço revestida com revestimento de liga metálica resistente a corrosão e após a aplicação de solução de CuSO4 em diferentes concentrações, sem tratamento térmico para conformação a quente.

[0018] A Figura 2 apresenta os perfis de composição química da camada de revestimento com póstratamento de CuSO4 antes do tratamento térmico para conformação a quente com 1% de Cu, obtidos via GDOES.

[0019] A Figura 3 apresenta os perfis de composição química da camada de revestimento com póstratamento de CuSO4 antes do tratamento térmico para conformação a quente com 20% de Cu, obtidos via GDOES.

[0020] A Figura 4 apresenta os aspectos da superfície do aço com aplicação de soluções de CuSO4 com 1% e 20% de Cu após aquecimento, conformação a quente .

[0021] A Figura 5 apresenta os aspectos da superfície do aço com aplicação de soluções de CuSO4 com 1% e 20% de Cu após conformação a quente, analisados via MEV.

[0022] A Figuras 6 apresenta os aspectos morfológicos e microestruturais observados, via MEV/EDS, na seção dos revestimentos tratados com CuSO4, após conformação a quente.

[0023] A Figura 7 apresenta a formação de óxidos de Cu e de Zn através do difratrograma de raios-X.

[0024] A Figura 8 apresenta os aspectos da seção do aço galvanizado pós tratamento com CuSO4, antes do tratamento térmico para conformação a quente. Aumento original de 500 vezes.

[0025] A Figura 9 apresenta os aspectos da seção do aço galvanizado com CuSO4, após tratamento térmico para conformação a quente. Aumento original de 500 vezes.

[0026] A Figura 10 apresenta de forma esquemática os aspectos morfológicos do revestimento.

[0027] A Figura 11 apresenta o difratrogramas de raios-X representativo da superfície das amostras após a estampagem a quente e fosfatização.

Descrição detalhada da invenção

[0028] Os inventores identificaram que é possível melhorar o qualidade das peças estampadas a quente e a flexibilização das etapas de tratamento térmico quanto ao tempo e temperatura de austenitização e de conformação a quente do aço, com aplicações de uma camada superficial de Cu sobre uma tira de aço previamente revestida com revestimento metálico ou liga metálica resistente à corrosão, sem a necessidade de temperatura e de tempo elevados para a cura.

[0029] Os inventores também identificaram que é possível obter bons resultados com aplicações de soluções com concentrações entre 0,1% a 40% de Cu sobre a superfície da tira de aço revestida com um revestimento de metal ou liga metálica.

[0030] Após a aplicação da solução que contenha Cu, como por exemplo, CuSO4, sobre a superfície da tira de aço com revestimento metálico ou liga metálica de aço, sendo este galvanizado ou aluminizado, o aspecto superficial da tira de aço revestida fica com coloração levemente avermelhada, acentuada à medida que se eleva a concentração de Cu.

[0031] O revestimento com uma solução contendo Cu como uma etapa de pós-tratamento após a realização do revestimento de um metal ou de liga metálica, pode ser aplicado por rolo espremedor, imersão, spray, ou jet vapor deposition (JVD), não se limitando a estes, sendo incorporado à uma linha contínua de revestimento metálico de proteção contra corrosão ou em um processo independente, anterior à etapa de estampagem a quente.

[0032] A tira de aço de alta resistência para estampagem a quente, revestida com um revestimento metálico de proteção contra corrosão que apresenta um limite de resistência de 400 a 800 MPa.

[0033] Preferencialmente, após o recorte da tira de aço em uma preforma e a realização do processo de estampagem a quente da preforma e obtém-se uma peça de aço de alta resistência que, assim como a tira de aço, possui em sua composição química os elementos em % em massa: C: 0.02 a 0.50%, Si: 0.001 a 0.6%, Mn: 1.0 a 1.5%, Al: 0,01 a 0.08%, Cr: 0,05 a 0.4%, Mo: 0,05 a 0,2%, B: 0,002 a 0,004% e o balanço consiste de Fe e inevitável impurezas com limite de resistência maior que 1000 MPa revestida com um metal ou liga metálica, e possuir na superfície da peça uma camada superficial de óxidos de Zn, Cu, Fe, Si, Mn e Al com espessura entre 0,01 e 4,0 μm e próximo à superfície do revestimento, uma camada que contém concentração de Cu até 0,50% em massa.

[0034] O método para produzir a tira de aço de alta resistência revestida conforme a composição química especificada acima e ajustada em uma aciaria, segue as seguintes etapas.

[0035] Realiza-se uma etapa de lingotamento que permite obter placa com espessura nominal de 200 a 252 mm e largura 910 a 1.870 mm e esta e transferida para a etapa de laminação a quente.

[0036] Para evitar esta ocorrência de trincas, a placa é preferencialmente enfornada a quente (temperatura > 150°C) e será aquecida a uma temperatura de 1220°C (+/- 20°C).

[0037] Preferencialmente, a placa aquecida é laminada em tiras a quente, com a temperatura de acabamento na laminação de 830°C (+/- 20°C) e com a temperatura de entrada no processo de bobinamento de 630°C (+/- 20°C).

[0038] Preferencialmente, a velocidade de resfriamento entre o acabamento e o bobinamento deve ser entre 30 a 120ºC/min.

[0039] O limite de resistência da tira laminada a quente é de 400 a 800 MPa, o que assegura a baixa presença da fase martensítica na estrutura da tira, assegurando a redução do risco de trinca a frio por hidrogênio na peça.

[0040] No caso de tiras revestidas com metal ou ligas metálicas para promover a resistência a corrosão, a tira como laminada a frio é preferencialmente processada na linha contínua de revestimento onde é limpa e recozida para melhorar sua trabalhabilidade, depois revestida com metal ou ligas por imersão a quente ou eletrodeposição e, em seguida, encruada.

[0041] O revestimento com um metal ou liga metálica para promover a resistência à corrosão pode ser realizado em uma tira laminada a quente, sem a necessidade de realizar a laminação a frio e encruamento.

[0042] A tira revestida com metal ou liga metálica, então recebe uma camada de uma solução que contenha Cu (por exemplo, solução de CuSO4) com concentração de Cu que varia de 0,1% a 40% através de meios de deposição na superfície superior e/ou na inferior da tira tais como rolos espremedores, imersão, spray, jet vapor deposition (JVD) a temperatura (5°C a 60°C), de forma que toda a superfície seja encoberta e sem excessos.

[0043] A solução de CuSO4 é de fácil aplicação, sem necessidade de temperatura e tempo elevados para a cura. Até 5% de Cu, a secagem da camada pode ser realizada à temperatura ambiente de 25°C e quase imediatamente após a aplicação. Acima de 5% de Cu, a cura pode ser feita a temperatura de aproximadamente 150°C por menos de 10s. A cura pode ser realizada através de sopro de ar quente, que pode chegar à temperatura de 200°C.

[0044] Em seguida, a tira de aço é preferencialmente cortada para obter uma preforma; realiza-se o aquecimento da preforma para realizar o tratamento térmico de austenitização com intervalo de tempo entre 10s a 10 min e temperatura entre 850°C a 950°C; realiza-se, em seguida, a estampagem a quente, preferencialmente com têmpera simultânea da preforma com taxa de resfriamento acima de 50°C/s, obtendo assim, a peça com limite de resistência maior que 1000 MPa.

[0045] O aquecimento da preforma pode ser realizado por aquecimento elétrico (efeito joule) ou um forno com aquecimento por indução, radiação ou convecção.

Exemplos de concretizações da invenção

[0046] Como exemplo, foi testado o tratamento de pós-revestimento em um aço 22MnB5 revestido com zinco, com 1,8 mm de espessura, processado em uma linha de galvanização por imersão a quente seguido de tratamento térmico do revestimento com temperatura de 585°C e encharque isotérmico por 17 s para obter o revestimento galvannealing (22MnB5-GA).

[0047] As soluções de CuSO4 com diversas concentrações de Cu foram aplicadas utilizando da imersão da tira em uma bandeja e retirada do excesso através de rolos espremedores posicionados acima desse tanque. A gramatura (quantidade) da solução sobre a tira foi controlada pelo aperto (pressão) desses mesmos rolos, que atuam como “rolos espremedores” e em seguida a solução foi secada a temperatura ambiente.

[0048] Na figura 1 são mostrados aspectos da superfície da tira de aço revestida com revestimento de liga metálica resistente a corrosão e após a aplicação de solução de CuSO4 em diferentes concentrações. De modo geral, a aplicação dessa solução, independente da concentração de cobre, não alterou negativamente a qualidade superficial do revestimento metálico resistente a corrosão, produzindo uma camada homogênea e isenta de defeitos visíveis a olho nu. Com 1% de cobre, figura 1a, o aspecto praticamente não foi alterado, mantendo-se a coloração original do revestimento metálico resistente a corrosão, que é tipicamente acinzentada. Com 5% de cobre, figura 1b, a superfície assume uma coloração levemente avermelhada, mas pouco impactante, que se acentua na medida em que se eleva a concentração de cobre, figuras 1c com 10% de Cu e figura 1d, com 20% de Cu. Essa alteração na coloração é causada, além do teor de cobre na solução, pelo aumento da massa de camada que pode estar em uma faixa compreendida entre 0,03 a 10,0 g/m2 e, consequentemente, da sua espessura que pode estar em uma faixa compreendida entre 0,2 µm a 3,0 µm conforme mostrado na tabela 1.

[0049] A figuras 2 e 3 apresentam os perfis de composição química da camada de revestimento com pós-tratamento de CuSO4 com concentrações de 1% e 20% de Cu respectivamente, antes do tratamento térmico, obtidos via GDOES .

[0050] Com o CuSO4 foram realizados testes, com conformação a quente, de maneira a avaliar a qualidade, composição química e microestrutura dos revestimentos e, do substrato, e possíveis formações de trincas na interface com o revestimento. Além disso, determinar o efeito de diferentes tratamentos térmicos na qualidade do aço 22MnB5 -GA com aplicação de CuSO4.

[0051] Na figura 4 apresenta os aspectos superficiais do aço 22MnB5-GA com aplicação de CuSO4 após diferentes tratamentos térmicos e conformação a quente com a têmpera realizada com taxa de resfriamento acima de 50°C/s. Os tratamentos térmicos de austenitização na etapa de estampagem a quente foram, realizados em amostras com aplicação de CuSO4 em concentração de Cu de 1% e 20%,, sendo a figura 4a, com 1% de Cu a 900ºC e 4 min; a figura 4b com 20% de Cu a 900ºC e 4 min; a figura 4c com 1% de Cu a 900ºC e 10 min; a figura 4d com 20% de Cu a 900ºC e 10 min; a figura 4e com 1% de Cu 950ºC e figura 4f com 20% de Cu a 950ºC e 6 min. o a quente com taxa de resfriamento acima de 50°C/s. Os testes realizados nesse estudo, 950ºC e tempos até 6 min, avaliaram condições extremas de processamento, que normalmente não são praticadas para materiais finos, ou para processamento de materiais espessos ou patchwork.

[0052] Para caracterização dos revestimentos após a etapa de estampagem a quente foram realizadas análises de: (i) microestrutura da camada, através de microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada ao espectrômetro por dispersão de energia (EDS), essa última técnica aplicada na superfície e seção da amostra; (ii) massa de camada e perfil de composição química ao longo da espessura do revestimento, através de espectroscopia de emissão ótica por descarga luminescente (GDOES); (iii) fases constituintes no revestimento, através de difração de raios-X (DRX); e (iv) gramatura da solução e espessura da camada, por sonda Fisherscope. Para caracterização do aço foram realizadas análises de microestrutura e de possível ocorrência de trincas na interface com o substrato, via MO, e de contaminação química da superfície do aço, através de MEV/EDS e GDOES.

[0053] Na tabela 2, as respectivas composições químicas dessas superfícies com aplicação de soluções de CuSO4 com 1% a 20% de Cu após conformação a quente da chapa de aço com tratamento térmico a 900°C e 950 de 4 min a 10 min, analisadas via EDS, a figura 5 são mostrados aspectos da superfície do aço 22MnB5-GA com aplicação de soluções de CuSO4 com 1% e 20% de Cu após conformação a quente da chapa de aço com tratamento térmico a 900°C por 4 min , analisados via MEV. As figuras 5a e 5b a concentração do Cu foi de 1% com aumento de 200 vezes e 4000 vezes respectivamente e as figuras 5c e 5d a concentração do Cu de 20% com aumento de 200 vezes e 4000 vezes respectivamente.

[0054] Na figuras 6 são mostrados aspectos morfológicos e microestruturais observados, via MEV/EDS, na seção dos revestimentos tratados com CuSO4, após conformação a quente com concentração de Cu a 1%. As composições químicas ao longo da espessura desses revestimentos, nas diferentes regiões de sua estrutura, foram analisadas via EDS e mostradas na tabela 3.
TABELA 3 – Composição química do revestimento após conformação a quente, via EDS.

[0055] De modo geral, confirma-se a existência de uma camada de óxidos na superfície, constituída por Zn, Cu, Fe, Si, Mn e Al. Essa camada, com espessura entre 1,0 e 4,0 μm para concentração de Cu na solução de 1%, , apresenta-se bastante aderida à camada inferior.

[0056] Microestruturalmente, o revestimento é formado por duas camadas distintas. Próximo ao substrato e em maior proporção, por uma camada de solução sólida Fe(α)-Zn (com 50 a 70% de Fe, além dos elementos residuais Al, Si e Mn), homogênea e compacta. O Cu não se difunde até essa camada, não alterando suas características e propriedades em relação à formada com o revestimento GA sem o recobrimento de CuSO4. Por ser resultante da difusão de Fe do substrato para o revestimento, a quantidade e proporção dessa camada aumentam com a elevação da temperatura e do tempo de tratamento térmico, a ponto de se constituir em 100% do revestimento (excetuando-se a presença da camada de óxidos).

[0057] Acima dessa camada, nota-se uma região com composto intermetálico gama (), com teor de Fe entre 30% e 50% bastante heterogênea, e com ilhas de solução sólida Fe(α)-Zn e próximo à superfície contém concentrações de Cu até 0,50% em massa. Reforçando o citado acima, essa camada superior de fases Fe-Zn pode desaparecer com a elevação do aporte de calor no tratamento térmico. Além do aspecto morfológico, a principal diferença entre essas regiões está nas concentrações de Zn e Fe, que se invertem. Nessa camada próxima à superfície, nota-se pequenas concentrações de Cu na medida em que se eleva a concentração desse elemento no pós tratamento e a severidade do tratamento térmico, concentrações de Cu até 0,50% em massa.

[0058] Comparativamente ao revestimento GA, a aplicação do pós-tratamento com CuSO4 produziu uma melhoria da qualidade superficial do produto estampado a quente, sem pontos brancos ou desplacamentos, e a possibilidade de processar esse material com temperatura e tempo mais elevados, flexibilizando o processamento de estampagem a quente com o aumento na janela de processamento, facilitará ou viabilizará a produção de materiais com espessura mais elevada e, até mesmo, de peças patchwork, resultantes de solda prévia de blanks.

[0059] Uma das explicações para os bons resultados de proteção desse revestimento decorre da formação de óxidos na sua superfície, particularmente óxidos de Cu e de Zn, conforme mostrado dos difratrogramas de raios-X, figura 7 com pós-tratamento com CuSO4 com 10% de Cu. Esses óxidos possuem pontos de fusão de 1326°C e 1975°C, respectivamente, muito acima da temperatura máxima de tratamento térmico industrial para conformação a quente (950°C). Além dos óxidos de Cu e Zn, presentes em maior quantidade na superfície do revestimento, a presença de Fe, Mn, Si e Al, todos formadores de óxidos com elevada temperatura de fusão, contribuem para a manutenção dessa camada protetora e robusta.

[0060] Além disso, conforme já citado, há a contribuição adicional de uma pequena difusão de Cu para a fase gama próxima à superfície, esquematicamente representado pela figura 8. Ligas com composições próximas às obtidas nesse estudo possuem temperaturas de fusão acima de 1000°C, portanto, superior às de processamento para conformação a quente. A presença dessa camada metálica, com temperatura de fusão superior à dos fornos usados nos tratamentos térmicos de estampagem a quente, permite que o processo difusional do Fe ocorra sem perda de massa por fusão ou evaporação do Zn.

[0061] Nas figuras 9 e 10 são mostrados os aspectos microestruturais das seções das amostras via microscopia ótica, antes e após conformação a quente, respectivamente. De maneira geral, a microestrutura do aço estampado a quente é constituída majoritariamente por martensita. Observa-se, também, a presença de uma fina camada descontínua de ferrita na interface revestimento/substrato nas amostras submetidas a tratamento com menor aporte de calor. Contudo, como se vê nas micrografias, as seções analisadas possuem poucas trincas no substrato de aço, e todas elas com tamanho inferior a 10 μm. Essas microtrincas são provocadas pelo atrito da peça com o ferramental.

[0062] Esse resultado, semelhante ao encontrado para o aço 22MnB5-GA sem tratamento térmico, indica a efetividade desse tratamento com CuSO4 para evitar problemas associados ao substrato de aço, como, por exemplo, descarbonetação, alteração microestrutural ou macro trincas (> 50 μm), e garantir a qualidade estrutural da peça.

[0063] Foi realizada a fosfatização das amostras e determinada a sua resistência à corrosão por meio da técnica de dissolução anódica do revestimento. Especificamente para a etapa de fosfatização, as chapas foram desengraxadas por imersão em solução alcalina para a retirada de óleos e graxas (devido ao seu manuseio) e/ou partículas indesejadas. Antes das fosfatização todas foram pesadas e, em seguida, submetidas ao processo de fosfatização, com produtos da Henkel, que compreende as etapas de refinamento, de fosfatização propriamente e de lavagem com água deionizada. A solução de fosfatização foi preparada no laboratório. Após a fosfatização as amostras foram pesadas para determinação da massa da camdada de fosfato

[0064] Foram obtidos valores de massas mais elevados para as amostras estampadas a quente provavelmente, devido a presença de óxidos na superfície que funcionaram como sítios de nucleação durante o processo de fosfatização pois a superfície fica irregular o que resulta em maior área superficial. Contudo, não foi observada qualquer tendência de aumento da massa com a concentração de sulfato na solução e os valores obtidos são típicos e normais para fosfatizações em escala piloto.

[0065] Nas análises por difração de raios-X foi identificada a fase hopeíta nas amostras sem tratamento térmico e hopeíta e/ou fosfofilita e/ou fosfato hidratado nas amostras estampadas a quente, conforme a figura 11, que são fases das camada de fosfato comumente esperadas quando da fosfatização de aços com e sem revestimento de zinco.

[0066] As amostras foram submetidas ao teste de dissolução anódica, potenciometria ou dissolução coulométrica do revestimento. Esse foi realizado após estabilização do potencial de circuito aberto na solução eletrolítica de 3,42 mol/l de NaCl e 0,35 mol/l de ZnSO4.7H2O, com Ph de 4,5. Foi utilizada a densidades de corrente de 2 mA/cm². De um modo geral, foi observado que o tratamento aplicado na superfície das amostras não interferiu na resistência à corrosão.

[0067] Assim, conforme exposto acima, a presente invenção provê métodos de fabricação de peça e tira metálica compreendendo as seguintes vantagens técnicas com relação ao estado da técnica:

• – melhor proteção da camada do revestimento metálico de proteção contra corrosão com efeitos técnicos evidentes quanto a obtenção de uma melhor qualidade superficial;
• – melhor proteção galvânica;
• – melhor qualidade microestrutural do revestimento e do metal base;
• – reduz a ocorrência de fragilização por metal líquido (LME); e
• – flexibiliza a operação de estampagem a quente quanto a janela de processamento de tempo e temperatura.

[0068] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.

Claims (12)

1. Método para fabricação de uma tira de aço, revestida com um metal ou liga metálica, caracterizado por compreender as etapas de:

   • - realizar um revestimento metálico ou liga metálica em uma tira de aço laminada;
   • - aplicar uma camada de solução que contenha Cu sobre a tira de aço recoberta com uma camada de revestimento metálico ou liga metálica; e
   • - realizar a cura do revestimento da solução que contém Cu.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução que contém Cu ser uma solução de solução de CuSO4.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizado por a espessura da camada de solução contendo Cu sobre a tira revestida com um metal ou liga metálica estar entre 0,2 µm a 3,0 µm e massa entre 0,03 a 10,0 g/m2.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a a tira de aço possuir em sua composição química pelo menos um de:
   C, na concentração de 0,02 a 0,50% em massa;
   Si, na concentração de 0,001 a 0,6% em massa;
   Mn, na concentração de 1,0 a 1,5% em massa;
   Al, na concentração de 0,01 a 0,08% em massa;
   Cr, na concentração de 0,05 a 0,4% em massa;
   Mo, na concentração de 0,05 a 0,2% em massa; e
   B, na concentração de 0,002 a 0,004% em massa.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado por a concentração de Cu na solução contendo Cu variar de 0,1% a 40%.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado por a etapa de aplicar uma solução contendo Cu ser realizada a temperatura ambiente de 5°C a 60°C
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizado por a etapa de realizar a cura do revestimento ser realizada a temperatura entre 25°C e 200°C por um tempo de 10s ou menos.
8. Método para fabricação de uma peça de aço de alta resistência, revestida com um metal ou liga metálica, caracterizado por compreender as etapas de:

   • - realizar o corte da tira de aço para obter uma preforma.
   • - realizar o aquecimento da tira de aço como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7 a uma temperatura de 850°C a 950°C; e
   • - realiza a estampagem a quente da tira de aço para formação da peça de aço de alta resistência.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a etapa de realizar o aquecimento da tira de aço ser realizada por um intervalo de 10s a 10min.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de têmpera com taxa de resfriamento acima de 50°C/s simultaneamente à etapa de realizar a estampagem a quente.
11. Tira de aço laminada revestida, caracterizada por compreender um revestimento metálico ou liga metálica e possuir na superfície Cu com massa de camada na faixa entre 0,03 a 10,0 g/m2 e, consequentemente, da sua espessura em uma faixa compreendida entre 0,2 µm a 3,0 µm.
12. Peça de aço laminada revestida, caracterizada por compreender um revestimento metálico ou liga metálica e possuir na superfície da peça uma camada de óxidos de Zn, Cu, Fe, Si, Mn e Al com espessura entre 0,01 e 4,0 μm e próximo à superfície, uma região com composto intermetálico gama (), com teor de Fe entre 30% e 50% bastante heterogênea, e com ilhas de solução sólida Fe(α)-Zn e nesta região e também próximo à superfície contém concentrações de Cu até 0,50% em massa e, próximo ao substrato e em maior proporção, composto por uma camada de solução sólida Fe(α)-Zn, com 50 a 70% de Fe, além dos elementos residuais Al, Si e Mn, homogênea e compacta.

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