CN111334796B - 热冲压用钢制造方法、热冲压用钢及热冲压部件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热冲压用钢制造方法、热冲压用钢及热冲压部件制造方法，可以有效减少在热冲压工艺中的液体金属脆化导致的表面裂纹，提高钢的强度。热冲压用钢制造方法，包括：通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理，使得所述带钢基板表面预镀电镀镍层，所述电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内；对所述带钢基板进行退火镀锌处理，在所述带钢基板的表面形成锌基镀层后获得热冲压用钢，其中，所述锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。

Description

热冲压用钢制造方法、热冲压用钢及热冲压部件制造方法

技术领域

本发明涉及镀层涂覆技术领域，尤其涉及一种热冲压用钢制造方法、热冲压用钢及热冲压部件制造方法。

背景技术

高强度和超高强度钢的使用对汽车车身轻量化具有积极有效的作用，但随着车身用钢强度不断提高，其塑性出现大幅度下降、成形性能大大降低，成形过程中易产生开裂和回弹，严重影响零件的形状和尺寸精度。热冲压成形技术利用高温下易成型无回弹特性和模具的淬火冷却，可获得大于1300MPa的超高强度零件，可很好的解决冷成型易开裂、回弹严重等问题。

传统的无镀层热冲压件加热过程中会产生大量的表面氧化皮，降低模具的使用寿命，同时需要定时清理模具降低了生产效率。另外，目前高强钢合金元素的使用容易在钢表面形成金属氧化物，导致钢表面润湿性和可镀性降低，使得镀锌后带钢表面产生漏镀缺陷、镀层质量不良以及镀层脱落等现象，严重影响产品成材率。

为避免热冲压用钢板表面产生氧化皮和脱碳，同时使热冲压用钢板耐腐蚀性高，目前，用于热冲压用钢的部分采用具有锌基镀层的钢板，不仅可以防止加热过程中的表面氧化和脱碳，后续无需喷丸工序，还能提供牺牲阳极保护作用，提高漆装后的防腐蚀性能。然而，锌基镀层的热冲压用钢板存在的问题是，在进行热冲压工艺时，在900℃的高温下液化的锌致使钢板脆化，即LME(Liquid Metal Embrittlement，液体金属脆化)，零件在约700℃以上冲压成形过程易产生表面裂纹并扩展至基体，导致强度降低等问题，从而影响钢板的使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种热冲压用钢制造方法、热冲压用钢及热冲压部件制造方法，可以有效减少在热冲压工艺中的液体金属脆化导致的表面裂纹，提高钢的强度。

第一方面，本实施例提供一种热冲压用钢制造方法，包括：

通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理，使得所述带钢基板表面预镀电镀镍层，所述电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内；

对所述带钢基板进行退火镀锌处理，在所述带钢基板的表面形成锌基镀层后获得热冲压用钢，其中，所述锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。

可选的，所述带钢基板包括以重量百分比表示的C：0.05％～0.40％，Si：0.2％～2.0％，Al：0.02％～2.0％，Mn：0.5％～4.0％，Cr：0.01％～0.7％，Mo：0.01％～0.7％，B：0.001％～0.005％，S：≤0.005％，P：≤0.01％，N：≤0.01％％，O：≤0.003％，其中，0.03％≤(Cr+Mo)≤1.4％；另外，还添加有Ti：0.02％～0.15％、Nb：0.02％～0.15％、V：0.02％～0.15％中的任一种或多种组合，0.03％≤(Ti+Nb+V)≤0.45％，其余为Fe和不可避免夹杂。

可选的，所述对所述带钢基板进行退火镀锌处理，包括：

将所述带钢基板进行涂覆热镀锌退火，连续退火温度控制在720℃～850℃，再以5℃～50℃/s冷却至热浸镀温度后在锌锅进行热浸镀锌，所述锌锅温度为400℃～520℃，热浸镀时间2s～20s，热浸镀后以10℃/s～50℃/s冷却至200℃以下。

可选的，在所述通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理之前，所述方法还包括：

铸钢原料经冶炼、铸造得铸坯，将所述铸坯加热后进行热轧，出炉温度在1100℃～1280℃范围内，以热轧终轧温度750℃～920℃，热轧卷取温度500℃～700℃进行热轧，得到热轧卷，热轧后进行酸洗，以压下量为40％～80％进行冷轧，得到带钢基板。

可选的，所述以压下量为40％～80％进行冷轧，包括：

以压下量为40％～75％进行冷轧。

第二方面，本申请实施例还提供一种热冲压部件制造方法，包括：

将通过前述第一方面所述的热冲压用钢制造方法制造的热冲压用钢放置于热冲压模具，加热至热冲压热处理温度得到加热的坯料，其中，所述热冲压热处理温度在700℃～1000℃范围内，其中，在室温至430℃间的加热速率在2℃/s～12℃/s范围内，在430℃至所述热冲压热处理温度的加热速率在3℃/s～20℃/s；

按热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形处理，获得目标部件，其中，所述热冲压成形温度在600℃～800℃范围内。

可选的，热冲压成形温度640～740℃，可有效提高生产效率，获得最优力学性能。

可选的，所述按热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形处理，获得目标部件，包括：

按所述热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形，冷却至开模温度，获得目标部件，其中，所述开模温度小于或等于400℃。

第三方面，本申请实施例还提供一种热冲压用钢，包括：

带钢基板；

电镀镍层，通过电镀方式形成在所述带钢基板表面，所述电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内；

锌基镀层，通过退火镀锌工艺形成在所述电镀镍层表面，所述锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。

可选的，所述带钢基板包括以重量百分比表示的C：0.05％～0.40％，Si：0.2％～2.0％，Al：0.02％～2.0％，Mn：0.5％～4.0％，Cr：0.01％～0.7％，Mo：0.01％～0.7％，B：0.001％～0.005％，S：≤0.005％，P：≤0.01％，N：≤0.01％％，O：≤0.003％，其中，0.03％≤(Cr+Mo)≤1.4％；另外，还添加有Ti：0.02％～0.15％、Nb：0.02％～0.15％、V：0.02％～0.15％中的任一种或多种组合，0.03％≤(Ti+Nb+V)≤0.45％，其余为Fe和不可避免夹杂。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例的技术方案中，首先，通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理，使得带钢基板表面预镀一层电镀镍层，电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内，再对带钢基板进行退火镀锌处理，在带钢基板的表面形成锌基镀层后获得热冲压用钢，其中，锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。这样，得到的热冲压用钢中镀层靠近带钢基板的部分由锌镍合金层组成，由于Ni的熔点较高，使得靠近带钢基板镀层熔点高达800℃以上，进而，可有效减少在热冲压加热过程中产生液态锌，进而减少了热冲压成形过程中因液态锌相诱导基体晶界开裂的风险，降低裂纹扩展深度，提高了热冲压形成的部件的表面质量。

并且，预镀的电镀镍层能够有效抑制镀锌退火过程中硅、锰元素向表面富集，避免高强钢与锌液直接接触和钢中硅或锰等元素进入锌液，影响镀锌效果，而镍元素进入锌液中的量极少，从而减少带钢带入锌液中的杂质，避免镀层出现裸露点、改善镀层表面质量及外观，得到性能优良的镀层，可降低带钢表面氧化造成的漏镀，进而提供了表面漏镀较少且点焊接部的焊接强度高的热冲压用钢。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的热冲压用钢制造方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的热冲压前热冲压用钢中镀层的辉光光谱分析结果；

图3为本申请实施例提供的热冲压后目标部件中镀层的辉光光谱分析结果；

图4为本申请实施例提供的热冲压后的扫面电镜照片。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种热冲压用钢制造方法、热冲压用钢及热冲压部件制造方法，可以有效减少在热冲压工艺中的液体金属脆化导致的表面裂纹，提高钢的强度。该热冲压用钢制造方法，包括：通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理，使得所述带钢基板表面预镀电镀镍层，所述电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内；对所述带钢基板进行退火镀锌处理，在所述带钢基板的表面形成锌基镀层后获得热冲压用钢，其中，所述锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参考图1，本发明提供的热冲压用钢制造方法，包括如下步骤：

S101：通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理，使得所述带钢基板表面预镀电镀镍层，所述电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内；

S102：对所述带钢基板进行退火镀锌处理，在所述带钢基板的表面形成锌基镀层后获得热冲压用钢，其中，所述锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。

具体的，在本实施例中，为了制造出质量较好的，在热冲压工序中不容易出现裂缝的热冲压用钢，首先，需要确定进行镀层的带钢基板，可通过经冶炼、铸造、热轧、酸洗冷轧形成该带钢基板。具体的，铸钢原料经冶炼、铸造得铸坯，将所述铸坯加热后进行热轧，出炉温度在1100℃～1280℃范围内，以热轧终轧温度750℃～920℃，热轧卷取温度500℃～700℃进行热轧，得到热轧卷，热轧后进行酸洗，以压下量为40％～80％进行冷轧，得到带钢基板。

具体的，由于本实施例中带钢基板的C含量较高，冷轧压下易导致轧机负担过大，同时预镀镍镀锌退火过程焊接问题突出，同时为保证相当的压下率控制晶粒尺寸满足力学性能要求，因此压下率优选80％以下、进一步优选为40～75％。

进一步，在本实施例中，为了提高带钢基板的表面质量，对其成分进行限制。具体的，带钢基板包括以重量百分比表示的碳C：0.05％～0.40％，硅Si：0.2％～2.0％，铝Al：0.02％～2.0％，锰Mn：0.5％～4.0％，铬Cr：0.01％～0.7％，钼Mo：0.01％～0.7％，硼B：0.001％～0.005％，硫S：≤0.005％，磷P：≤0.01％，氮N：≤0.01％％，氧O：≤0.003％，其中，0.03％≤(Cr+Mo)≤1.4％；另外，还添加有钛Ti：0.02％～0.15％、铌Nb：0.02％～0.15％、钒V：0.02％～0.15％中的任一种或多种组合，0.03％≤(Ti+Nb+V)≤0.45％，其余为铁Fe和不可避免夹杂。

具体的，带钢基板中C是最有效，最便宜的固溶强化元素，可有效保证热冲压用钢强度级别。同时C是奥氏体稳定化元素，能够最有效地稳定奥氏体，在本实施例中，在带钢基板中添加有0.05％～0.40％的C元素，以确保带钢的强度。

其中，带钢基板中的Si是铁素体形成元素，当热冲压用钢在加热至奥氏体区(γ)区保温时，Si原子固溶于铁素体中。铁素体中Si的溶入使C原子活度提高，促进铁素体中的C原子向外扩散，使周围奥氏体中含碳量增加，随着奥氏体中碳含量的增加，其稳定性也随之增加。在冷却过程中，Si抑制碳化物的析出，确保组织中存在一定量的残余奥氏体，所以，本实施例中的带钢基板添加有0.2％～2.0％的Si。

其中，带钢基板中的Al元素可使其塑性得到提升，其能够增加奥氏体向贝氏体转变的驱动力，使贝氏体形成的速度得到了加快，以使C原子在铁素体中的活度明显增大，且能对渗碳体的形成起到抑制作用，进而增加奥氏体中的含碳量、使残余奥氏体的含量得到有效提升，所以，本实施例中的带钢基板添加有0.02％～2.0％的Al。

其中，带钢基板中的Mn用来增加奥氏体区，降低奥氏体化温度，提高淬透性，可实现降低热冲压温度，这样，可以减少热冲压用钢在热冲压工艺中因高温导致的裂纹，所以，本实施例中的带钢基板添加有0.5％～4.0％的Mn。

进一步，带钢基板中，Cr能显著增加淬透性，Mo可细化钢的晶粒，提高淬透性，Nb、Ti、V与C、N结合形成析出物，主要是用来细化奥氏体晶粒，少量的B保证有足够好的淬透性，所以，在本实施例中，带钢基板中含有Cr：0.01％～0.7％，Mo：0.01％～0.7％，B：0.001％～0.005％的这三种元素，具体的，Ti：0.02％～0.15％、Nb：0.02％～0.15％、V：0.02％～0.15％中这三种元素可选择一种或任意的组合，但需满足0.03％≤(Ti+Nb+V)≤0.45％，即Ti、Nb、V的总含量在0.03％～0.45％范围内。

P为在钢液凝固时易形成微观偏析，随后在奥氏体后温度加热时偏聚到晶界，使钢的脆性显著增大，从而使氢致延迟断裂敏感性升高。因此，P含量控制在0.01％以下。

S为不可避免的不纯物，形成MnS夹杂物和在晶界偏析会恶化钢的韧性，从而降低钢的韧塑性，并使氢致延迟断裂敏感性升高。因此，S含量控制在0.01％以下。

N与Al、Ti、Nb、V等结合形成化合物，从而细化晶粒和降低氢致延迟断裂敏感性，但也会偏聚晶界而降低晶界强度。因此，N含量控制在≤0.005％。

O为有害气体，并影响氢致延迟断裂敏感性，且可能与铝形成粗大的氧化铝夹杂物，恶化钢的韧性。通过多种手段将O含量控制在0.003％以下。

除上述元素之外，带钢基板的剩余元素即为铁和不可避免的其他夹杂物质。

在通过上述炼钢工艺炼制得到含有上述各重量占比的对应元素的带钢基板后，或者，直接采用其他方式获得含有前述元素的带钢基板后，对带钢基板进行镀镍前处理工序，主要是去除酸轧后带钢基板表面的油脂，残铁等杂质，使带钢基板表面保持洁净，便于进行预镀镍工序。

在准备好带钢基板后，执行步骤S101，对带钢基板进行预镀镍工序。

具体的，将带钢基板在两个不溶性阳极之间穿过后，与阴极连接，电镀液中的镍离子在阳极和阴极之间的电场的作用下沉积在带钢基板上，形成电镀镍层，得到预镀镍的带钢，在具体实施过程中，电镀时间不同，形成的电镀镍层厚度不同，在本实施例中，电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内，电镀此厚度范围100nm～1000nm的电镀镍层后，制得的热冲压用钢在热冲压工序中不易出现裂痕，表面质量较高。

进而，在执行完步骤S101之后，执行步骤S102，进行退火镀锌处理工序，在带钢基板的表面形成锌基镀层，锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。具体的，将带钢基板进行涂覆热镀锌退火，连续退火温度控制在720℃～850℃，再以5℃～50℃/s冷却至热浸镀温度后在锌锅进行热浸镀锌，锌锅温度为400℃～520℃，热浸镀时间2s～20s，热浸镀后以10℃/s～50℃/s冷却至200℃以下，这样，可以在带钢基板的表面形成厚度在3μm～30μm范围内的锌基镀层，然后经光整，拉矫调整板形，卷取形成热冲压用钢。

进一步，在本实施例中，为了保证生产效率，借助特有的高强钢生产线，上述高强的带钢基板在预镀镍处理工序和退火镀锌过程中始终处于连续状态。

为解决高强带钢在热冲压中的表LME问题，进行了反复研究。其结果发现，通过在退火工艺之前预镀电镀镍层，能够避免带钢基板在退火过程中发生选择性氧化，提高镀层表面质量。并且，可使镀层靠近基体的部分是由Zn～Ni合金层组成，该相使得镀层熔点高达800℃以上，进而，可有效减少在热冲压加热过程中产生液态锌，进而减少了热冲压成形过程中因液态锌相诱导基体晶界开裂的风险，降低裂纹扩展深度，提高了热冲压形成的部件的表面质量。因此，通过本实施例制得的预镀镍的锌基镀层热冲压用钢，适合直接热冲压成形和间接热冲压成形工艺，因此可生产形状较复杂的零件，能够提供表面漏镀明显大幅度减少且点焊接部的焊接强度高的热冲压用镀锌钢板。

通过本实施例的方法制造出的预镀镍的锌基镀层的热冲压用钢，预镀镍金属层能够有效抑制镀锌退火过程中Si、Mn元素向表面富集，避免高强钢与锌液直接接触和钢中硅或锰等元素进入锌液，影响镀锌效果，而镍元素进入锌液中的量极少，从而减少带钢带入锌液中的杂质，避免镀层出现裸露点、改善镀层表面质量及外观，得到性能优良的镀层。

并且，本实施例中，对带钢基板重新进行成分设计，利用Mn、Cr、Mo等元素对奥氏体化和相变温度的影响以及Si、Al对奥氏体稳定性的影响，可对热冲压温度限制降低，进而减缓LME问题和改善热冲压用钢的最终力学性能。电镀镍层，同时解决了Mn、Si元素带来的可镀性严重降低等问题。为达到优良的力学性能进行的添加合金成分设计，所带来的表面恶化问题与电镀镍层解决的镀层表面质量问题相辅相成，为本发明最重要的创造性工作。本发明获得优良性能的工艺简单，且无需改变现有热冲压处理工艺，具有广泛工业实际应用的前景。

本申请第二实施例提供一种热冲压部件制造方法，包括：

将通过前述第一方面所述的热冲压用钢制造方法制造的热冲压用钢放置于热冲压模具，加热至热冲压热处理温度得到加热的坯料，其中，所述热冲压热处理温度在700℃～1000℃范围内，其中，在室温至430℃间的加热速率在2℃/s～12℃/s范围内，在430℃至所述热冲压热处理温度的加热速率在3℃/s～20℃/s；

按热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形处理，获得目标部件，其中，所述热冲压成形温度在600℃～800℃范围内，热冲压成形温度640～740℃，可有效提高生产效率，获得最优力学性能。

其中，所述按热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形处理，获得目标部件，包括：按所述热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形，冷却至开模温度，获得目标部件，其中，所述开模温度小于或等于400℃。

经实验验证，本实施例中经热冲压成形制得的构件，液态金属致脆性导致得裂纹扩展至基板深度≤10μm，且镀层中Fe的含量＞50％。

具体的，结合前述第一实施例，本实施例提供一种热冲压部件制造方法，制得目标部件。下面以3个完整实施例对本实施例中的热冲压部件制造方法进行详细说明。

示例1：

首先，制造带钢基板，该带钢基板成分重量百分比(wt，％)含量为：C：0.22，Si：0.43，Al：0.9，Mn：2.3，Cr：0.2，Mo：0.12，B：0.003，Ti：0.025，Nb：0.045，V：0.06，S：≤0.01，P：≤0.01，N：≤0.01，O：≤0.003，其余为Fe和不可避免夹杂。其制造方法主要包括以下步骤：经冶炼、铸造、热轧、酸洗冷轧形成冷硬的带钢基板。其中，在热轧中，终轧温度为890℃，卷取温度为620℃，由于带钢基板中的C含量较高，冷轧压下易导致轧机负担过大，同时预镀镍镀锌退火过程焊接问题突出，同时为保证相当的压下率控制晶粒尺寸满足力学性能要求，因此压下率优选80％以下、进一步优选为40～75％，本示例中，冷轧压下量为65％，

然后，进行镀镍前处理工序，主要包括碱性或酸性溶液去油、水清洗、电解去油、酸洗、水清洗等，主要目的为去除酸轧后带钢基板表面的油脂，残铁等杂质，使带钢表面保持洁净。

然后，进行预镀镍处理工序，具体的，将带钢基板在两个不溶性阳极之间穿过后，与阴极连接，电镀液中的镍离子在阳极和阴极之间的电场的作用下沉积在带钢上，形成电镀镍层，得到预镀镍的带钢基板，形成的电镀镍层厚度200nm。

然后，进行退火镀锌处理工序，具体的，将带钢基板在～10℃的露点以下加热到退火温度，进一步优选的露点为～20℃，将内带钢基板在氢气H2环境下保温。H2环境下，H2的体积分数为10％以内，退火温度为780℃，其中露点温度为～20℃；形成电镀镍层后，Mn、Si元素等表面氧化问题得到极大改善，露点温度和H2可适当放宽限制，为进一步降低成本，优选的H2体积分数可控制在5％以内。

将保温后的带钢基板冷却至热浸镀温度后，在热浸镀温度下进行热镀锌，获得热镀锌的带钢基板。冷却的速度为15℃/s，热浸镀温度为440℃，热镀锌时间为3s，得到的锌基镀层厚度为14μm，然后，将热镀锌的带钢基板冷却至200℃，冷却的速度为10℃/s，这样，经冶炼～连铸～热轧～预镀镍及冷轧退火镀锌后得到热冲压用钢。

最后，对热冲压用钢进行剪切、落料，加热至热冲压热处理温度得到加热的坯料并加热至奥氏体化温度940℃保温4分钟，在室温至430℃间的加热速率V1为4℃/s，在430℃至最终热处理的加热速率V2为10℃/s，冷却至700℃，然后转移至模具中冲压成型淬火至350℃，然后取出冷却到室温，得到目标部件。热冲压成形温度650～740℃，可有效提高生产效率，开模温度提高至350℃，获得的最终力学性能得到明显提高。经测试，钢的抗拉强度Rm为1526MPa，屈服强度Rp0.2为895MPa，总延伸率为9.5％。

具体的，请参见图2和图3，图2为热冲压前热冲压用钢中镀层的辉光光谱分析结果，图3为热冲压后目标部件镀层的辉光光谱分析结果，图2和图3中横坐标为从镀层表面向内的深度值，纵坐标为光谱强度，光谱强度值越大，表示含量越高。由图2可知，在进行热冲压之前，从热冲压用钢镀层最外层为锌基镀层，分布的是锌元素，中间的是电镀镍层，锌元素下降的位置处分布的是镍元素，最内层就是带钢基板，镍元素下降的位置处分布的是铁元素。

由图3可知，在进行热冲压之后，从镀层最外层为锌基镀层，分布的是锌元素，还有少量的铁元素和镍元素，中间的是电镀镍层，锌元素下降的位置处分布的是镍元素，渗入部分铁元素，最内层就是带钢基板，镍元素下降的位置处分布的是铁元素。带钢基板中Fe元素向锌基镀层中的扩散浓度降低，热冲压后部件镀层体系中Fe元素含量为60～70％，制得的部件靠近基板一侧存在一层Ni元素富集镀层，提高了镀层熔点，有效抑制了LME，图4展示了本示例中热冲压用钢进行热冲压后的扫面电镜照片，制得的目标部件裂纹扩展至基板深度为4μm，相较于现有技术，减小了裂纹的深度，也减少了裂纹，提高了表面质量。

示例2：

首先，制造带钢基板，该带钢基板成分重量百分比(wt，％)含量为：C：0.32，Si：0.23，Al：1.15，Mn：3.6，Cr：0.15，Mo：0.25，B：0.0025，Ti：0.035，Nb：0.025，V：0.05，S：≤0.01，P：≤0.01，N：≤0.01，O：≤0.003，其余为Fe和不可避免夹杂。其制造方法主要包括以下步骤：经冶炼、铸造、热轧、酸洗冷轧形成冷硬的带钢基板。其中，在热轧中，终轧温度为900℃，卷取温度为660℃，由于带钢基板中的C含量较高，冷轧压下易导致轧机负担过大，同时预镀镍镀锌退火过程焊接问题突出，同时为保证相当的压下率控制晶粒尺寸满足力学性能要求，因此压下率优选80％以下、进一步优选为40～75％，本示例中，冷轧压下量为50％，

然后，进行镀镍前处理工序，主要包括碱性或酸性溶液去油、水清洗、电解去油、酸洗、水清洗等，主要目的为去除酸轧后带钢基板表面的油脂，残铁等杂质，使带钢表面保持洁净。

然后，进行预镀镍处理工序，具体的，将带钢基板在两个不溶性阳极之间穿过后，与阴极连接，电镀液中的镍离子在阳极和阴极之间的电场的作用下沉积在带钢上，形成电镀镍层，得到预镀镍的带钢基板，形成的电镀镍层厚度700nm。

然后，进行退火镀锌处理工序，具体的，将带钢基板在～15℃的露点以下加热到退火温度，进一步优选的露点为～20℃，将内带钢基板在氢气H2环境下保温。H2环境下，H2的体积分数为10％以内，退火温度为800℃，其中露点温度为～20℃；形成电镀镍层后，Mn、Si元素等表面氧化问题得到极大改善，露点温度和H2可适当放宽限制，为进一步降低成本，优选的H2体积分数可控制在5％以内。

将保温后的带钢基板冷却至热浸镀温度后，在热浸镀温度下进行热镀锌，获得热镀锌的带钢基板。冷却的速度为15℃/s，热浸镀温度为460℃，热镀锌时间为5s，得到的锌基镀层厚度为20μm，然后，将热镀锌的带钢基板冷却至200℃，冷却的速度为10℃/s，这样，经冶炼～连铸～热轧～预镀镍及冷轧退火镀锌后得到热冲压用钢。

最后，对热冲压用钢进行剪切、落料，加热至热冲压热处理温度得到加热的坯料并加热至奥氏体化温度900℃保温5分钟，在室温至430℃间的加热速率V1为7℃/s，在430℃至最终热处理的加热速率V2为11℃/s，冷却至720℃，然后转移至模具中冲压成型淬火至300℃，然后取出冷却到室温，得到目标部件。热冲压成形温度680～740℃，可有效提高生产效率，开模温度提高至300℃，获得的最终力学性能得到明显提高。经测试，钢的抗拉强度Rm为1826MPa，屈服强度Rp0.2为1195MPa，总延伸率为7.5％。

在本示例中，热冲压成型的目标部件，基板Fe元素向锌基镀层中的扩散浓度降低，热冲压后目标部件镀层体系中Fe元素含量为50～60％，制得的部件靠近基板一侧存在Ni元素富集的镀层，提高了镀层熔点，有效抑制了LME，制得的部件裂纹扩展至基板深度为2μm。

示例3：

首先，制造带钢基板，该带钢基板成分重量百分比(wt，％)含量为：C：0.30，Si：1.23，Al：0.035，Mn：3.4，Cr：0.05，Mo：0.27，B：0.0026，Ti：0.035，V：0.09，S：≤0.01，P：≤0.01，N：≤0.01，O：≤0.003，其余为Fe和不可避免夹杂。其制造方法主要包括以下步骤：经冶炼、铸造、热轧、酸洗冷轧形成冷硬的带钢基板。其中，在热轧中，终轧温度为860℃，卷取温度为650℃，由于带钢基板中的C含量较高，冷轧压下易导致轧机负担过大，同时预镀镍镀锌退火过程焊接问题突出，同时为保证相当的压下率控制晶粒尺寸满足力学性能要求，因此压下率优选80％以下、进一步优选为40～75％，本示例中，冷轧压下量为48％，

然后，进行镀镍前处理工序，主要包括碱性或酸性溶液去油、水清洗、电解去油、酸洗、水清洗等，主要目的为去除酸轧后带钢基板表面的油脂，残铁等杂质，使带钢表面保持洁净。

然后，进行预镀镍处理工序，具体的，将带钢基板在两个不溶性阳极之间穿过后，与阴极连接，电镀液中的镍离子在阳极和阴极之间的电场的作用下沉积在带钢上，形成电镀镍层，得到预镀镍的带钢基板，形成的电镀镍层厚度250nm。

然后，进行退火镀锌处理工序，具体的，将带钢基板在～25℃的露点以下加热到退火温度，进一步优选的露点为～30℃，将内带钢基板在氢气H2环境下保温。H2环境下，H2的体积分数为10％以内，退火温度为800℃，其中露点温度为～20℃；形成电镀镍层后，Mn、Si元素等表面氧化问题得到极大改善，露点温度和H2可适当放宽限制，为进一步降低成本，优选的H2体积分数可控制在5％以内。

将保温后的带钢基板冷却至热浸镀温度后，在热浸镀温度下进行热镀锌，获得热镀锌的带钢基板。冷却的速度为15℃/s，热浸镀温度为460℃，热镀锌时间为3s，得到的锌基镀层厚度为10μm，然后，将热镀锌的带钢基板冷却至200℃，冷却的速度为11℃/s，这样，经冶炼～连铸～热轧～预镀镍及冷轧退火镀锌后得到热冲压用钢。

最后，对热冲压用钢进行剪切、落料，加热至热冲压热处理温度得到加热的坯料并加热至奥氏体化温度840℃保温6分钟，在室温至430℃间的加热速率V1为2℃/s，在430℃至最终热处理的加热速率V2为15℃/s，冷却至700℃，然后转移至模具中冲压成型淬火至250℃，然后取出冷却到室温，得到目标部件。热冲压成形温度640～700℃，可有效提高生产效率，开模温度提高至250℃，获得的最终力学性能得到明显提高。经测试，钢的抗拉强度Rm为1836MPa，屈服强度Rp0.2为1215MPa，总延伸率为7.0％。

在本示例中，热冲压成型的目标部件，基板Fe元素向锌基镀层中的扩散浓度降低，热冲压后目标部件镀层体系中Fe元素含量为50～60％，制得的部件靠近基板一侧存在Ni元素富集的镀层，提高了镀层熔点，有效抑制了LME，制得的部件裂纹扩展至基板深度为2μm。

第三方面，本申请实施例还提供一种热冲压用钢，包括：

带钢基板；

电镀镍层，通过电镀方式形成在所述带钢基板表面，所述电镀镍层的厚度在100nm～1000nm范围内；

锌基镀层，通过退火镀锌工艺形成在所述电镀镍层表面，所述锌基镀层的厚度在3μm～30μm范围内。

其中，所述带钢基板包括以重量百分比表示的C：0.05％～0.40％，Si：0.2％～2.0％，Al：0.02％～2.0％，Mn：0.5％～4.0％，Cr：0.01％～0.7％，Mo：0.01％～0.7％，B：0.001％～0.005％，S：≤0.005％，P：≤0.01％，N：≤0.01％％，O：≤0.003％，其中，0.03％≤(Cr+Mo)≤1.4％；另外，还添加有Ti：0.02％～0.15％、Nb：0.02％～0.15％、V：0.02％～0.15％中的任一种或多种组合，0.03％≤(Ti+Nb+V)≤0.45％，其余为Fe和不可避免夹杂。

本实施例中热冲压用钢已在前述第一实施例中详细阐述，在此，本实施例不做赘述。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种热冲压用钢制造方法，其特征在于，包括：

通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理，使得所述带钢基板表面预镀电镀镍层，所述电镀镍层的厚度在100nm~1000nm范围内；

对所述带钢基板进行退火镀锌处理，在所述带钢基板的表面形成锌基镀层后获得热冲压用钢，其中，所述锌基镀层的厚度在3μm~30μm范围内；所述对所述带钢基板进行退火镀锌处理，包括：将所述带钢基板进行涂覆热镀锌退火，连续退火温度控制在720℃~850℃，再以5℃~50℃/s冷却至热浸镀温度后在锌锅进行热浸镀锌，所述锌锅温度为400℃~520℃，热浸镀时间2s~20s，热浸镀后以10℃/s ~50℃/s冷却至200℃以下；

所述热冲压钢在制造完成后放置于热冲压模具中进行冲压。

2.如权利要求1所述的热冲压用钢制造方法，其特征在于，所述带钢基板包括以重量百分比表示的C：0.05%~0.40%，Si：0.2%~2.0%，Al：0.02%~2.0%，Mn：0.5%~4.0%，Cr：0.01%~0.7%，Mo：0.01%~0.7%，B：0.001%~0.005%，S：≤0.005%，P：≤0.01%，N：≤0.01%%，O：≤0.003%，其中，0.03%≤(Cr+Mo)≤1.4%；另外，还添加有Ti：0.02%~0.15%、Nb：0.02%~0.15%、V：0.02%~0.15%中的任一种或多种组合， 0.03%≤(Ti+Nb+V)≤0.45%，其余为Fe和不可避免夹杂。

3.如权利要求1所述的热冲压用钢制造方法，其特征在于，在所述通过电镀工艺对带钢基板进行预镀镍处理之前，所述方法还包括：

铸钢原料经冶炼、铸造得铸坯，将所述铸坯加热后进行热轧，出炉温度在1100℃~1280℃范围内，以热轧终轧温度750℃~920℃，热轧卷取温度500℃~700℃进行热轧，得到热轧卷，热轧后进行酸洗，以压下量为40%~80%进行冷轧，得到带钢基板。

4.如权利要求3所述的热冲压用钢制造方法，其特征在于，所述以压下量为40%~80%进行冷轧，包括：

以压下量为40%~75%进行冷轧。

5.一种通过权利要求1-4任一项所述的热冲压用钢制造方法制造的热冲压用钢，其特征在于，包括：

带钢基板；

电镀镍层，通过电镀方式形成在所述带钢基板表面，所述电镀镍层的厚度在100nm~1000nm范围内；

锌基镀层，通过退火镀锌工艺形成在所述电镀镍层表面，所述锌基镀层的厚度在3μm~30μm范围内。

6.一种热冲压部件制造方法，其特征在于，包括：

将通过权利要求1~4中任一项权利要求所述的热冲压用钢制造方法制造的热冲压用钢放置于热冲压模具，加热至热冲压热处理温度得到加热的坯料，其中，所述热冲压热处理温度在700℃～1000℃范围内，其中，在室温至 430℃间的加热速率在2℃/s ~12℃/s范围内，在430℃至所述热冲压热处理温度的加热速率在3℃/s ~20℃/s；

按热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形处理，获得目标部件，其中，所述热冲压成形温度在600℃～800℃范围内。

7.如权利要求6所述的热冲压部件制造方法，其特征在于，所述热冲压成形温度在640~740℃范围内。

8.如权利要求6所述的热冲压部件制造方法，其特征在于，所述按热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形处理，获得目标部件，包括：

按所述热冲压成形温度对所述坯料进行冲压成形，冷却至开模温度，获得目标部件，其中，所述开模温度小于或等于400℃。

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