CN103572161A - 一种高机械强度零件的材料及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高机械强度和抗腐蚀性能的零件的材料及制造方法，包括有铁合金和包覆于铁合金外的铝合金。通过本申请的材料制造的由钢带获得的具有非常高机械性能的零件用于制造陆上机动车辆用的结构或安全零件的用途。

Description

一种高机械强度零件的材料及制造方法

技术领域

本发明涉及热轧或冷轧涂覆的钢零件的制造，该零件具有高的机械强度和良好的抗腐蚀性能。

背景技术

在汽车工业中，为了制造明显更轻的车辆。可以通过采用具有非常高机械性能的钢来实现，需要制造兼有高的机械强度、大的抗冲击性能和良好的抗腐蚀性能的钢零件。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造用铝或铝合金预涂的热轧或冷轧钢零件的材料组成，其允许在合金化处理之前相当大的在先冷变形，而不会因此带来任何与合金化处理有关的后续风险。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高机械强度零件的材料，包括有铁合金和包覆于铁合金外的铝合金。

所述铁合金的材料组成为，按重量百分比包括以下成分：0.18-0.20％的碳、1.0-1.2％的锰、0.15-0.25％的硅、0.001-0.003％的钛、低于0.05％的磷、低于0.03％的硫、0.001-0.005％的硼、0.03-0.05％的钒，余量为铁。

所述铝合金的材料组成为，按重量百分比含有7-8％的硅、1.5-1.8％的铁，余量由铝和不可避免的杂质组成。

高机械强度零件是通过以下方法制造，由热轧或冷轧钢带制造具有高机械性能的零件的方法，

准备铁合金和用于包覆于铁合金外的铝合金；

用铝或铝合金预涂覆钢带；

通过一个或多个铝或铝合金电沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个铝或铝合金气相化学沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个铝或铝合金气相物理沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个钢带与铝或铝合金箔间共轧步骤的预涂覆；

由于采用了这些预涂覆方式，钢带与预涂层之间的界面没有金属间相；

将涂覆的钢带冷变形；

为了所述零件的最终几何形状而任选地去除多余的钢板；

加热该零件，在炉中，以便由钢-涂层界面开始在该零件的表面形成金属间化合物，并奥氏体化该钢；在此热处理的加热阶段，分为三个阶段进行加热，第一个阶段匀速加热到130℃，恒温0.5-1小时；第二个阶段快速升温到600℃，升温速度不低于30℃每分钟，并维持温度0.5-1小时，第三个阶段升温到680℃；通过初始预涂层与基础钢的合金化，在该零件的表面形成金属间涂层，这种合金化可以在涂层的整个厚度中进行；

加热后，将该零件转移至工具中；加热阶段和零件与该工具接触之间的转移时间足够短以便在这个时间周期中没有发生奥氏体的转变。该工具的几何形状和设计依被处理的零件和淬火的激烈程度而调整。

在以下的各实施例中，仅材料的组成有区别，其余方面相同。

本发明的有益效果是：

通过本申请的材料制造的由钢带获得的具有非常高机械性能的零件用于制造陆上机动车辆用的结构或安全零件的用途。

具体实施方式

在本申请中使用厚度为1.0-1.5mm的钢零件，它们按重量百分比包括以下成分：0.18-0.20％的碳、1.0-1.2％的锰、0.15-0.25％的硅、0.001-0.003％的钛、低于0.05％的磷、低于0.03％的硫、0.001-0.005％的硼、0.03-0.05％的钒，余量为铁。

零件采用传统的热浸工艺预涂覆，其中它们被浸在铝基浴中，该铝合金按重量百分比含有

7-8％的硅、1.5-1.8％的铁，余量由铝和不可避免的杂质组成。

高机械强度零件是通过以下方法制造，由热轧或冷轧钢带制造具有高机械性能的零件的方法，

用铝或铝合金预涂覆钢带；

通过一个或多个铝或铝合金电沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个铝或铝合金气相化学沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个铝或铝合金气相物理沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个钢带与铝或铝合金箔间共轧步骤的预涂覆；

由于采用了这些预涂覆方式，钢带与预涂层之间的界面没有金属间相；

将涂覆的钢带冷变形；

为了所述零件的最终几何形状而任选地去除多余的钢板；

加热该零件，在炉中，以便由钢-涂层界面开始在该零件的表面形成金属间化合物，并奥氏体化该钢；在此热处理的加热阶段，分为三个阶段进行加热，第一个阶段匀速加热到130℃，恒温0.5-1小时；第二个阶段快速升温到600℃，升温速度不低于30℃每分钟，并维持温度0.5-1小时，第三个阶段升温到680℃；通过初始预涂层与基础钢的合金化，在该零件的表面形成金属间涂层，这种合金化可以在涂层的整个厚度中进行；

加热后，将该零件转移至工具中；加热阶段和零件与该工具接触之间的转移时间足够短以便在这个时间周期中没有发生奥氏体的转变。该工具的几何形状和设计依被处理的零件和淬火的激烈程度而调整。

在以下的各实施例中，仅材料的组成有区别，其余方面相同。

实施例1

所述铁合金的材料组成为，按重量百分比包括以下成分：0.18％的碳、1.0％的锰、0.15％的硅、0.001％的钛、低于0.05％的磷、低于0.03％的硫、0.001％的硼、0.03％的钒，余量为铁。

所述铝合金的材料组成为，按重量百分比含有7％的硅、1.5％的铁，余量由铝和不可避免的杂质组成。

实施例2

所述铁合金的材料组成为，按重量百分比包括以下成分：0.20％的碳、1.2％的锰、0.25％的硅、0.003％的钛、低于0.05％的磷、低于0.03％的硫、0.005％的硼、0.05％的钒，余量为铁。

所述铝合金的材料组成为，按重量百分比含有8％的硅、1.8％的铁，余量由铝和不可避免的杂质组成。

实施例3

所述铁合金的材料组成为，按重量百分比包括以下成分：0.19％的碳、1.1％的锰、0.20％的硅、0.0015％的钛、低于0.05％的磷、低于0.03％的硫、0.003％的硼、0.035％的钒，余量为铁。

所述铝合金的材料组成为，按重量百分比含有7.8％的硅、1.65％的铁，余量由铝和不可避免的杂质组成。

Claims (4)

1.一种高机械强度零件的材料，其特征在于：包括有铁合金和包覆于铁合金外的铝合金。

2.根据权利要求1所述的高机械强度零件的材料，其特征在于：所述铁合金的材料组成为，按重量百分比包括以下成分：0.18-0.20％的碳、1.0-1.2％的锰、0.15-0.25％的硅、0.001-0.003％的钛、低于0.05％的磷、低于0.03％的硫、0.001-0.005％的硼、0.03-0.05％的钒，余量为铁。

3.根据权利要求1所述的高机械强度零件的材料，其特征在于：所述铝合金的材料组成为，按重量百分比含有7-8％的硅、1.5-1.8％的铁，余量由铝和不可避免的杂质组成。

4.一种高机械强度零件的材料的制造方法制造，其特征在于：由热轧或冷轧钢带制造具有高机械性能的零件的方法，

准备铁合金和用于包覆于铁合金外的铝合金；

用铝或铝合金预涂覆钢带；

通过一个或多个铝或铝合金电沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个铝或铝合金气相化学沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个铝或铝合金气相物理沉积步骤的预涂覆；

通过一个或多个钢带与铝或铝合金箔间共轧步骤的预涂覆；

由于采用了这些预涂覆方式，钢带与预涂层之间的界面没有金属间相；

将涂覆的钢带冷变形；

为了所述零件的最终几何形状而任选地去除多余的钢板；

加热该零件，在炉中，以便由钢-涂层界面开始在该零件的表面形成金属间化合物，并奥氏体化该钢；在此热处理的加热阶段，分为三个阶段进行加热，第一个阶段匀速加热到130℃，恒温0.5-1小时；第二个阶段快速升温到600℃，升温速度不低于30℃每分钟，并维持温度0.5-1小时，第三个阶段升温到680℃；通过初始预涂层与基础钢的合金化，在该零件的表面形成金属间涂层，这种合金化可以在涂层的整个厚度中进行；

加热后，将该零件转移至工具中；加热阶段和零件与该工具接触之间的转移时间足够短以便在这个时间周期中没有发生奥氏体的转变。该工具的几何形状和设计依被处理的零件和淬火的激烈程度而调整。