CN113814654A - 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 - Google Patents
一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113814654A CN113814654A CN202110961399.XA CN202110961399A CN113814654A CN 113814654 A CN113814654 A CN 113814654A CN 202110961399 A CN202110961399 A CN 202110961399A CN 113814654 A CN113814654 A CN 113814654A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- aluminum
- thermoformed
- welded
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 104
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 56
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 26
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract description 21
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N alumane;iron Chemical class [AlH3].[Fe] KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，所述方法包括：获得含铝镀层热成形板；将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；获得试样板；将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。该方法中铝镀层去除彻底，不会破坏镀层降低镀层耐蚀性和抗氧化性能，板材不会变形。
Description
技术领域
本发明涉及热成形零件制备技术领域，特别涉及一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法。
背景技术
由于环保和节能要求，汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。汽车的轻量化，就是在保证碰撞安全和车辆性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。
高强减薄是汽车轻量化的重要手段，近年来热成形钢激光拼焊板在车身结构件中应用越来越广泛。热成形钢分为两种：一种为无镀层的热成形钢，一种为带有镀层的热成形钢。无镀层热成形钢在热成形后，因高温氧化后续需要进行喷丸处理；带有镀层的热成形钢无需喷丸处理，应用较为广泛。当前，常用的热成形钢镀层多含铝或者铝合金。根据车身设计的需要，部分带有铝或者铝合金的热成形钢需要经过激光拼焊后制成拼焊板使用。激光拼焊板是采用激光作为热源，将不同材质、不同厚度的材料通过拼接的方式连接在一起，然后再进行整体冲压成形的工艺。
带有铝或者铝合金的热成形钢进行激光焊接，面临的主要问题是：铝进入熔池，热成形后形成高温铁素体，高温铁素体的硬度远低于马氏体，会降低焊缝的抗拉强度。
授权公告号“为CN101426612”的专利公开了一种带有铝或者铝合金的热成形钢激光拼焊方法，在激光焊接前去除含铝镀层保留合金化层，然后再实施焊接。该方法虽然可大幅提升焊接质量，但仍存在如下问题：(1)尽管是部分去除镀层，但去除镀层部位的防氧化性能和耐蚀性会降低；(2)由于工艺波动，很难将含铝镀层完全去除干净而合金化镀层完全保留；(3)去除镀层工序，逐件加工，降低生产效率、增加制造成本。
公开号为“CN109396629A”的专利申请公开了一种通过电流加热镀层热成形钢，然后在压力作用下去除镀层，然后再实施焊接的方法。该方法虽然可大幅提升焊接质量，同样存在如下问题：(1)去除镀层部位的防氧化性能和耐蚀性会降低；(2)去除镀层工序，逐件加工，降低生产效率、增加制造成本。
由此可知，现有技术存在含铝镀层去除不彻底、破坏镀层降低镀层耐蚀性、抗氧化性能；逐件去除镀层，降低生产效率、增加制造成本。
因此，如何提供一种不会破坏镀层，不降低镀层耐蚀性和抗氧化性能，且生产效率较高的热成形钢拼焊方法，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提供一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，不会破坏镀层，不降低镀层耐蚀性和抗氧化性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，所述方法包括：
获得含铝镀层热成形板；
将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；
获得试样板；
将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
进一步地，所述含铝镀层热成形板为多个时，所述方法包括：
获得多个含铝镀层热成形板；
将多个所述含铝镀层热成形板的待拼焊测置于同一侧，码放整齐，获得热成形板堆垛；
将所述热成形板堆垛的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；
获得试样板；
将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
进一步地，所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧的预处理宽度≥2mm。
进一步地，所述含铝镀层热成形板包括钢基体、合金化层和含铝镀层，所述合金化层位于所述钢基体和含铝镀层之间；所述钢基体的化学成分以质量分数计为：C：0.1～0.9％、Si：0.05～1％、Mn：0.4～6％、Cr：0.01～4％、Ti<0.6％、Al<0.4％、S<0.1％、P<0.2％、B：0.0005-0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，所述含铝镀层的厚度小于60μm。
进一步地，所述试样板包括含铝镀层热成形板或者其他钢板，其中，所述试样板为含铝镀层热成形板时，所述方法包括：
获得含铝镀层热成形板；
将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间，获得预处理热成形板；
获得试样板；将所述试样板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间，获得预处理试样板；
将所述预处理热成形板与所述预处理试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述预处理试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
进一步地，所述试样板的待拼焊侧的预处理宽度≥2mm。
进一步地，所述含铝镀层热成形板的厚度为0.5mm～3mm。
所述试样板的厚度为0.5mm～3mm。
进一步地，进一步地，所述激光拼焊的条件为激光焊或者激光填丝焊；所述冲压时于热成形模具中进行。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，使得原镀层中的Al以铁铝金属间化合物的形式存在，避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体，从而提高了焊缝的力学性能。且热处理均匀，含铝镀层可以更充分的实现合金化，含铝镀层转为为铁铝金属间化合物更彻底，不会破坏镀层降低镀层耐蚀性和抗氧化性能，由于加热区窄板材变形很小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
图1为本发明提供的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法的流程图；
图2为本发明实施例1中热成形板堆垛热处理示意图；
图3为本发明实施例1中热成形板与试样板拼焊示意图；
图4为本发明实施例1中热成形板初始结构示意图；
图5为本发明实施例1中热成形板堆垛热处理后热成形板表面结构示意图；
图6为本发明实施例1中热成形板堆垛处理后热成形板表面SEM照片；
其中，1、热成形板；11、基体；12、合金化层；13、含铝镀层；2、热成形板堆垛；3、热处理装置；4、试样板；5、激光。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买获得或者可通过现有方法获得。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，所述方法包括：
获得含铝镀层热成形板；
将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；
获得试样板；
将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
本发明实施例提供的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，使得原镀层中的Al以铁铝金属间化合物的形式存在，避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体，从而提高了焊缝的力学性能。且热处理均匀，含铝镀层可以完全实现合金化，镀层中的Al和Fe进行了一次充分的融合，避免了后期拼焊过程中Al元素在局部区域的富集，且该方案不会破坏镀层降低镀层耐蚀性和抗氧化性能，板材变形很小。
所述热处理为650℃～950℃下保温的原因：若温度低于650℃时，很难将含铝镀层完全转化为合金化层，转化不完全会降低后续焊缝性能；若温度高于950℃，会增加变形、氧化风险，同时耗费能源。此外，高于950℃，镀层中会发生较多的裂纹，影响镀层致密性。因此，拼焊前热成形板的热处理最优温度为650℃至950℃。在此650℃至950℃区间，温度越高反应速度越快，所需时间也越短。
作为一种可选的实施方式所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧的预处理宽度≥2mm。这样使得≥2mm的宽度进行了热处理，可以避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体，从而提高了焊缝的力学性能。这主要是由于，激光焊缝本身有一定宽度，如果热处理宽度过小，热处理区域外未充分合金化区域的Al会大量混入焊缝，造成焊缝力学性能下降。
作为一种可选的实施方式，所述含铝镀层热成形板为多个时，所述方法包括：
获得多个含铝镀层热成形板；
将多个所述含铝镀层热成形板的待拼焊测置于同一侧，码放整齐，获得热成形板堆垛；
将所述热成形板堆垛的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；
获得试样板；
将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
上述采用堆垛后炉内加热的方式，热处理均匀，含铝镀层可以完全实现合金化，合金化均匀且彻底。采用堆垛后炉内加热的方式，具有批量处理，热处理效率高、变形小的优点。
作为一种可选的实施方式，所述含铝镀层热成形板包括钢基体、合金化层和含铝镀层，所述合金化层位于所述钢基体和含铝镀层之间；所述钢基体的化学成分以质量分数计为：C：0.1～0.9％、Si：0.05～1％、Mn：0.4～6％、Cr：0.01～4％、Ti<0.6％、Al<0.4％、S<0.1％、P<0.2％、B：0.0005-0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。
作为一种可选的实施方式，所述含铝镀层的厚度小于60μm。对于厚度≥60μm的含铝镀层，基体中的Fe迁移至表层，与表层的Al发生合金化反应难度增大，所需温度更高、时间更长，易造成板材变形，不推荐使用。
作为一种可选的实施方式，所述试样板包括含铝镀层热成形板或者其他钢板，其中，所述试样板为含铝镀层热成形板时，所述方法包括：
获得含铝镀层热成形板；
将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间，获得预处理热成形板；
获得试样板；将所述试样板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间，获得预处理试样板；
将所述预处理热成形板与所述预处理试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述预处理试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
当所述试样板为含铝镀层热成形板时也要进行热处理，可以避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体，从而提高了焊缝的力学性能。
作为一种可选的实施方式，所述试样板的待拼焊侧的预处理宽度≥2mm。这个热处理宽度可以避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体。
作为一种可选的实施方式，所述含铝镀层热成形板的厚度为0.5mm～3mm，所述试样板的厚度为0.5mm～3mm。0.5mm-3mm覆盖了汽车用钢板的主要厚度区间。
作为一种可选的实施方式，所述激光拼焊的条件包括激光焊和激光填丝焊。
作为一种可选的实施方式，所述热处理在加热炉中进行，空气的介质下进行加热，能加热更加均匀。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种含铝镀层热成形拼焊零件的制备方法进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种含铝镀层热成形拼焊零件的制备方法，其包括以下步骤：
S1：如图4所示，获得含铝镀层热成形板1，本发明实施例1-5以及对比例1-3中含铝镀层热成形板1，由基体11、合金化层12、含铝镀层13构成。其中，基体11牌号为22MnB5，厚度1.2mm，尺寸为200*100mm，组织为铁素体+珠光体，成分为：C：0.22％、Si：0.26％、Mn：1.2％、Cr：＜0.2％、Ti：0.03％、Al：0.03％、S：0.002％、P：0.012％、B：0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。含铝镀层13中Al含量为90％，其余主要为Si，含铝镀层厚度30μm。在基体11和含铝镀层13之间为合金化层12，合金化层厚度3μm，主要为Fe、Al、Si金属间化合物。
如图2所示，将所述含铝镀层热成形板1待拼焊的一边置于同一侧，码放整齐，形成热成形板堆垛2，本实施例中，热成形板堆垛2的数量为5张，热成形板1待拼焊边为长度200mm的长边；
S2：将热成形板堆垛2中200mm长的待拼焊一侧放入到热处理装置中，在650℃～950℃保温一定时间，使得表面含铝镀层转化为合金化层(如图5所示)，然后将热成形板堆垛2从热处理装置3中取出。本发明实施例中，热处理装置3为加热炉；
本发明实施例1-5以及对比例1-3中加热温度如表1所示。
表1
| 组别 | 加热温度℃ |
| 对比例1 | 600 |
| 实施例1 | 650 |
| 实施例2 | 700 |
| 实施例3 | 800 |
| 实施例4 | 850 |
| 实施例5 | 950 |
| 对比例2 | 1000 |
| 对比例3 | 不进行加热 |
S3、获得试样板；本发明实施例1-5以及对比例1-3中，试样板4与含铝镀层热成形板1均为完全相同的热成形钢；将所述试样板的200mm长的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间，获得预处理试样板；加热温度见表1。
S4、如图3所述，将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；拼焊采用的激光光源为YAG激光5，激光波长1.06μm。
具体地：将热处理后的热成形板1和试板4待焊边对齐并加紧，两板间隙控制在0.1mm以内，实施激光拼焊，此时激光1光斑直径0.8mm，焦点位于热成形板1和试板4表面，激光功率3600W，焊接速度5.5m/min，本实施例的焊接过程中未填充焊丝。制备的拼焊板尺寸为200*200mm，焊缝位于中心。
S5、将所述激光拼焊板放入加热炉中，在奥氏体化温度以上保温一定时间，取出后立即放入热成形模具中冲压，制备热成形零件。本实施例中，将拼焊板放入930℃的加热炉中，4分钟后取出，立即放入带有冷却水道的平板模具中，上下模具压紧，保持一段时间后取出。本实施例中，制备的热成形板拼焊零件为平面零件。
对各组别的热成形拼焊零件的母材和焊缝进行拉伸测试，最终结果如表2所示。
表2
由表2数据可知：
拼焊焊缝抗拉强度与母材抗拉强度约接近越好，说明拼焊成功。
对比例1中，加热温度为600℃，小于本发明的650℃～950℃的范围，存在力学性能不足的缺点；
对比例2中，加热温度为1000℃，大于本发明的650℃～950℃的范围，存在能耗高、板材变形、镀层表面裂纹多的缺点；
对比例3中，不进行加热处理，存在力学性能不足的缺点；
实施例1-5中，获得拼焊焊缝具有和母材相近的强度；表明将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，使得原镀层中的Al以铁铝金属间化合物的形式存在，避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体，从而提高了焊缝的力学性能。且热处理均匀，含铝镀层可以完全实现合金化，含铝镀层与Fe的充分融合，不会破坏镀层降低镀层耐蚀性和抗氧化性能，板材变形小。
此外，为了试验验证本发明实施例的所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层确实转化为合金化层，实施例2中将热成形板堆垛2从热处理装置3中取出后热成形板表面SEM照片如图6所示，图6表面，此时含铝镀层热成形板1靠近待焊位置一侧，表面的含铝镀层13已全部合金化，厚度方向上不同位置处其成分如下表3所示。
表3
表3数据表明，含铝镀层热成形板1靠近待焊位置一侧表面的含铝镀层13确实已全部合金化。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例中，采用堆垛后炉内加热的方式，热处理均匀，含铝镀层可以完全实现合金化，合金化均匀且彻底，让铝和铁充分融合。采用堆垛后炉内加热的方式，具有批量处理，热处理效率高、变形小的优点。
(2)热处理时，所述含铝镀层的待拼焊侧和所述试样板的待拼焊侧的热处理宽度≥2mm放于加热炉中加热。这个热处理宽度可以避免了后续激光拼焊和后续热成形过程中形成低强度的高温铁素体。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (10)
1.一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述方法包括：
获得含铝镀层热成形板；
将所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；
获得试样板；
将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
2.根据权利要求1所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述含铝镀层热成形板为多个时，所述方法包括：
获得多个含铝镀层热成形板；
将多个所述含铝镀层热成形板的待拼焊测置于同一侧，码放整齐，获得热成形板堆垛；
将所述热成形板堆垛的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间直至使得所述含铝镀层热成形板表面含铝镀层转化为合金化层，获得预处理热成形板；
获得试样板；
将所述预处理热成形板与所述试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
3.根据权利要求1所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述含铝镀层热成形板的待拼焊侧的预处理宽度≥2mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述含铝镀层热成形板包括钢基体、合金化层和含铝镀层，所述合金化层位于所述钢基体和含铝镀层之间；所述钢基体的化学成分以质量分数计为：C：0.1～0.9％、Si：0.05～1％、Mn：0.4～6％、Cr：0.01～4％、Ti<0.6％、Al<0.4％、S<0.1％、P<0.2％、B：0.0005-0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求4所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述含铝镀层的厚度小于60μm。
6.根据权利要求1或2所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述试样板包括含铝镀层热成形板或者其他钢板，其中，所述试样板为含铝镀层热成形板时，所述方法包括：
获得含铝镀层热成形板；
获得试样板；将所述试样板的待拼焊侧在650℃～950℃下保温一段时间，获得预处理试样板；
将所述预处理热成形板与所述预处理试样板底部对齐，且所述预处理热成形板的待拼焊侧与所述预处理试样板的待拼焊侧对接，进行激光拼焊，获得激光拼焊板；
将所述激光拼焊板在奥氏体化温度以上加热，后进行冲压，获得热成形零件。
7.根据权利要求6所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述试样板的待拼焊侧的预处理宽度≥2mm。
8.根据权利要求1所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述含铝镀层热成形板的厚度为0.5mm～3mm。
9.根据权利要求1所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述试样板的厚度为0.5mm～3mm。
10.根据权利要求1所述的一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法，其特征在于，所述激光拼焊的条件为激光焊或者激光填丝焊；所述冲压于热成形模具中进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110961399.XA CN113814654A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110961399.XA CN113814654A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113814654A true CN113814654A (zh) | 2021-12-21 |
Family
ID=78923020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110961399.XA Pending CN113814654A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113814654A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1076373A (ja) * | 1996-09-02 | 1998-03-24 | Nisshin Steel Co Ltd | めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 |
| CN106334770A (zh) * | 2015-07-06 | 2017-01-18 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 部件成形的方法 |
| CN109518114A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-03-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | 带铝硅合金镀层的热冲压部件的制造方法及热冲压部件 |
| CN109877449A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-14 | 上海交通大学 | 一种镀层锰硼钢板获得全马氏体焊接部件的方法 |
| CN110293312A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-01 | 苏州大学 | 一种铝硅镀层钢的热冲压材料的制备方法 |
| CN111390425A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-07-10 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 热冲压成形Al-Si涂层板激光拼焊用焊丝及拼焊方法 |
| CN111742069A (zh) * | 2018-03-09 | 2020-10-02 | 安赛乐米塔尔公司 | 具有高生产率的压制硬化部件的制造方法 |
-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110961399.XA patent/CN113814654A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1076373A (ja) * | 1996-09-02 | 1998-03-24 | Nisshin Steel Co Ltd | めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 |
| CN106334770A (zh) * | 2015-07-06 | 2017-01-18 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 部件成形的方法 |
| CN111742069A (zh) * | 2018-03-09 | 2020-10-02 | 安赛乐米塔尔公司 | 具有高生产率的压制硬化部件的制造方法 |
| CN109518114A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-03-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | 带铝硅合金镀层的热冲压部件的制造方法及热冲压部件 |
| CN109877449A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-14 | 上海交通大学 | 一种镀层锰硼钢板获得全马氏体焊接部件的方法 |
| CN110293312A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-01 | 苏州大学 | 一种铝硅镀层钢的热冲压材料的制备方法 |
| CN111390425A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-07-10 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 热冲压成形Al-Si涂层板激光拼焊用焊丝及拼焊方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101849480B1 (ko) | 자동차 부품 및 자동차 부품의 제조 방법 | |
| WO2020108593A1 (zh) | 一种耐腐蚀性优良的锌系镀层钢板或钢带的成形方法 | |
| WO2010085983A1 (en) | Fabrication process of coated stamped parts and parts prepared from the same | |
| CN111742069B (zh) | 具有高生产率的压制硬化部件的制造方法 | |
| CN101346480A (zh) | 具有出色的可涂镀性和良好的表面性质的高锰钢带、使用该钢带的涂镀钢带及制造所述钢带的方法 | |
| KR101762555B1 (ko) | 열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법 | |
| WO2021227094A1 (zh) | 用于制造具有铝硅镀层的钢制零部件的方法 | |
| CN112404129A (zh) | 一种热轧汽车用钢板的焊接方法 | |
| CN106661707B (zh) | 经表面处理的钢板及其制造方法 | |
| WO2019097729A1 (ja) | 焼入れ用Ａｌめっき溶接管、並びにＡｌめっき中空部材及びその製造方法 | |
| CN113265606B (zh) | 一种调控铝硅镀层热成形钢表面颜色为蓝色或淡蓝色的热处理方法及热成形钢 | |
| CN105728492A (zh) | 一种屈服强度大于700MPa的复合钢板及其制备方法 | |
| KR20000029729A (ko) | 저항 용접성, 내식성, 프레스 형성성이 뛰어난 자동차 연료용기용 방청 강판 | |
| WO2022165997A1 (zh) | 一种涂层钢的激光填粉焊接及热处理方法 | |
| CN113814654A (zh) | 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 | |
| CN105143493A (zh) | 用于制造金属涂覆和热成型的钢构件及金属涂覆钢带产品的方法 | |
| CN1069858C (zh) | 用层状板材制造钎焊蜂窝体的方法 | |
| CN107557625A (zh) | 一种新能源汽车用高韧性铝板带材及其生产方法 | |
| CN108441800A (zh) | 一种连续热浸镀铝硅合金钢板的工艺 | |
| CN111673279A (zh) | 一种具有铝或铝合金镀层的钢板激光焊方法和激光焊接装置及应用 | |
| CN115058676A (zh) | 一种协同调控的复合锌基镀层钢板及其制备方法和热处理方法 | |
| US20190093189A1 (en) | Steel sheet and method of manufacturing a steel sheet to protect incline of coat layer | |
| TWI788080B (zh) | 熱成形硬化鋁基鍍覆鋼板及其製造方法 | |
| JP5600915B2 (ja) | 亜鉛めっき鋼板を有する構造体 | |
| CN115446453B (zh) | 一种制造带涂层的热成形钢部件的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211221 |