CN115058676A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

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。本发明属于镀层钢板领域。本发明为解决目前针对现有锌铝镁基镀层钢板单一调控各元素含量的改性方式虽然改善了耐腐蚀性能，但钢板在热冲压变形过程中易出现液态金属诱发裂纹(LMIE)现象以及力学性能不高的技术问题。本发明的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，所述镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：7％‑18％、Mg：1.5％‑4％、Si≤0.50％、Ti≤0.3％、Ni≤0.5％、Nb≤0.5％，余量为Zn，其中Mg：Al质量比为1：(3‑5)，Ti+Ni+Nb≤1.0％。制备方法：基体钢板热处理后热浸渡。热处理方法：采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式进行完全奥氏体化，然后热冲压成形。

Description

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
技术领域
本发明属于镀层钢板领域，具体涉及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。
背景技术
高强钢的使用对汽车轻量化具有积极有效的作用，而随钢板强度级别不断提升，在冷成形过程中面临成形困难、回弹大和模具寿命低等问题。因此，尽管已开发出抗拉强度约为1.5GPa的高强度钢板，但对抗拉强度高于1.2GPa的钢板进行冷成形难以实现产业化。热冲压成形技术利用钢板的高温下塑形增加，成形抗力下降的特点，将料板高温加热至奥氏体化后快速冲压成形，保压并同步进行模淬冷却，其零件具有成形简单和高强度、高尺寸精度的特点，且回弹小。
目前，市场上热成形钢按照表面状态可分为带涂层热成形钢和无涂层热成形钢，其中无涂层钢在加热炉中加热时易于在钢表面形成氧化铁皮，并发生脱碳情况，影响钢的性能，因此其在加热时需要采用保护气氛，同时在热成形后要进行喷丸处理，不仅增加生产工序及成本，还会影响薄壁零件的尺寸精度；而涂层钢是在钢板表面镀一层防护金属镀层，常用的有金属镀层有锌基、铝基镀层，但又都存在一些问题，镀锌容易发生液相金属镀层对钢板的侵蚀，且易于蒸发；镀铝会在钢板表面形成一层硬质的铁铝化合物，影响后续工序，还有加热时液态铝粘辊的问题，零件的边部、冲孔部、焊接部无防护能力。
在锌基、铝基镀层的基础上，锌铝镁基镀层钢板应运而生，在热浸镀锌镀层中添加适量的铝和镁可以有效提高镀层的耐腐蚀性能，延缓从镀层锈蚀到钢板的时间，延长钢板的使用寿命。但现有基于锌铝镁基镀层钢板的研究均采用单独调控镀层中各元素含量的方式，这一技术构思忽略了制备过程合金反应中各元素间的相互作用关系这一特点对于镀层及钢板的影响的重要性，导致现有基于锌铝镁基镀层钢板虽然改善了耐腐蚀性能，但钢板在热冲压变形过程中易出现液态金属诱发裂纹(LMIE)现象，因此，亟需提供一种综合性能优异、无液态金属诱发裂纹(LMIE)现象的镀层钢板。
发明内容
本发明为解决目前针对现有锌铝镁基镀层钢板单一调控各元素含量的改性方式虽然改善了耐腐蚀性能，但钢板在热冲压变形过程中易出现液态金属诱发裂纹(LMIE)现象以及力学性能不高的技术问题，提供了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。
本发明的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，所述镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：7％-18％、Mg：1.5％-4％、Si≤0.50％、Ti≤0.3％、Ni≤0.5％、Nb≤0.5％、余量为Zn，其中Mg：Al质量比为1：(3-5)，Ti+Ni+Nb≤1.0％。
进一步限定，镀层厚度为15g/m2-80g/m2(以基体钢板面积计)，钢板厚度为0.5mm-3.2mm。
进一步限定，镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：9.4％、Mg：2.1％、Si：0.11％、Ti：0.2％、Ni：0.3％、Nb：0.3％、余量为Zn。
进一步限定，镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：12％、Mg：3.3％、Si：0.23％、Ti：0.3％、Ni：0.4％、Nb：0.2％、余量为Zn。
进一步限定，镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：16.7％、Mg：4.7％、Si：0.3％、Ti：0.3％、Ni：0.1％、Nb：0.5％、余量为Zn。
本发明的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将基体钢板在保护气氛下进行退火处理；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490-560℃，随后浸入温度为490-560℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为100s-480s，得到复合锌基镀层钢板。
进一步限定，步骤1中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％，步骤1退火处理的温度为700-860℃，时间为20s-270s。
进一步限定，步骤2中熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640-680℃融化，再加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490-560℃进行热浸镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
本发明的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的热处理方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却至300℃以下，得到热成形构件。
进一步限定，步骤1中完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于400-450℃下加热30s-60s，然后采用电阻加热于870-950℃加热7s-15s，步骤2中冷却速率≥30℃/s。
本发明与现有技术相比具有的优点：
本发明提出了一种通过综合调控镀层中Mg/Al比、以及Ti+Ni+Nb总含量的方式使镀层中各元素间相互作用，达到协同增效的目的，使镀层对钢板在加热、保温、冲压的过程中以及后续的使用过程提供良好的防护，且不会对钢板本身造成液相侵蚀和力学缺陷，具体优点如下：
1)本发明通过综合调控镀层中Mg/Al比，除了使镀层具有单独调控Mg含量和Al含量的优点外，显著增加了合金反应过程中生成的高熔点合金相的含量，从而大幅提升了镀层钢板的力学性能。
2)本发明通过综合调控镀层中Ti+Ni+Nb总含量，使基体钢板与镀层之间形成结合力紧密的高熔点氧化层，通过高熔点多元相金属间化合物与高熔点氧化层的协同作用，有效抑制了钢板在热冲压变形中的液态金属诱发裂纹(LMIE)，进一步提升了镀层钢板的力学性能。
3)本发明采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方法对镀层钢板进行热处理，有效抑制高温区加热时镀层锌的蒸发。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，所述镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：7％-18％、Mg：1.5％-4％、Si≤0.50％、Ti≤0.3％、Ni≤0.5％、Nb≤0.5％、余量为Zn，其中Mg：Al质量比为1：(3-5)，Ti+Ni+Nb≤1.0％。
本实施方式通过综合调控镀层中Mg/Al比，除了使镀层具有单独调控Mg含量和Al含量的优点外，显著增加了合金反应过程中生成的高熔点合金相的含量，从而大幅提升了镀层钢板的力学性能。
此外，本实施方式通过综合调控镀层中Ti+Ni+Nb总含量，使基体钢板与镀层之间形成结合力紧密的高熔点氧化层，通过高熔点多元相金属间化合物与高熔点氧化层的协同作用，有效抑制了钢板在热冲压变形中的液态金属诱发裂纹(LMIE)，进一步提升了镀层钢板的力学性能。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：镀层厚度为15g/m2-80g/m2(以基体钢板面积计)。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：钢板厚度为0.5mm-3.2mm。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：9.4％、Mg：2.1％、Si：0.11％、Ti：0.2％、Ni：0.3％、Nb：0.3％、余量为Zn。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：12％、Mg：3.3％、Si：0.23％、Ti：0.3％、Ni：0.4％、Nb：0.2％、余量为Zn。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：16.7％、Mg：4.7％、Si：0.3％、Ti：0.3％、Ni：0.1％、Nb：0.5％、余量为Zn。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将基体钢板在保护气氛下进行退火处理；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490-560℃，随后浸入温度为490-560℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为100s-480s，得到复合锌基镀层钢板。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是：步骤1中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％。其他步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七不同的是：步骤1退火处理的温度为700-860℃，时间为20s-270s。其他步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七不同的是：步骤2中熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640-680℃融化，再加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490-560℃进行热浸镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。其他步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式十一：本实施方式的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的热处理方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却至300℃以下，得到热成形构件。
本实施方式采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方法对镀层钢板进行热处理，有效抑制高温区加热时镀层锌的蒸发。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式十一不同的是：步骤1中完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于400-450℃下加热30s-60s，然后采用电阻加热于870-950℃加热7s-15s。其他步骤及参数与具体实施方式十一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式十一不同的是：步骤2中冷却速率≥30℃/s。其他步骤及参数与具体实施方式十一相同。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
实施例1：本实施例的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：9.4％、
Mg：2.1％、
Si：0.11％、
Ti：0.2％、
Ni：0.3％、
Nb：0.3％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：4.48，
Ti+Ni+Nb＝0.8％。
镀层厚度为32g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为0.9mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为0.9mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为750℃，时间为80s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热浸镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为150s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热40s，然后采用电阻加热于890℃加热8s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
实施例2：本实施例的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：12％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ti：0.3％、
Ni：0.4％、
Nb：0.2％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：3.64，
Ti+Ni+Nb＝0.9％。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热13s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
实施例3：本实施例的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：16.7％、
Mg：4.7％、
Si：0.3％、
Ti：0.3％、
Ni：0.1％、
Nb：0.5％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：3.55，
Ti+Ni+Nb＝0.9％。
镀层厚度为46g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.8mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.8mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为230s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为270s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热14s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
对比例1：本实施例的一种复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：17.82％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ti：0.3％、
Ni：0.4％、
Nb：0.2％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：5.4，
Ti+Ni+Nb＝0.9％。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热13s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
对比例2：本实施例的一种复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：8.25％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ti：0.3％、
Ni：0.4％、
Nb：0.2％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：2.5，
Ti+Ni+Nb＝0.9％。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热13s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
对比例3：本实施例的一种复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：12％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ti：0.3％、
Ni：0.4％、
Nb：0.2％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：3.64，
Ti+Ni+Nb＝0.9％。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后在箱式加热炉中于890℃下加热320s进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
步骤2：将步骤1热处理后钢板下进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
对比例4：本实施例的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：12％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ti：0.3％、
Ni：0.4％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：3.64。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热13s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
对比例5：本实施例的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：12％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ti：0.3％、
Nb：0.2％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：3.64。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热13s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
对比例6：本实施例的一种协同调控的复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，
所述镀层的化学成分及质量百分含量为：
Al：12％、
Mg：3.3％、
Si：0.23％、
Ni：0.4％、
Nb：0.2％、
余量为Zn；
其中Mg：Al质量比为1：3.64。
镀层厚度为65g/m2(以基体钢板面积计)，
钢板厚度为2.5mm，
基体钢板为商用22MnB5钢板。
制备上述协同调控的复合锌基镀层钢板的方法按以下步骤进行：
步骤1：将厚度为2.5mm的商用22MnB5钢板在保护气氛下进行退火处理；
其中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％；
所述退火处理的温度为800℃，时间为210s；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
所述熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640℃融化，再按比例加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490℃进行热镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490℃，随后浸入温度为490℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为320s，得到复合锌基镀层钢板。
对上述协同调控的复合锌基镀层钢板进行热处理的方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成280mm×560mm的矩形板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
其中所述完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于450℃下加热50s，然后采用电阻加热于890℃加热13s；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却速率为35℃/s，冷却至300℃以下时卸压，得到热成形构件。
检测试验
按照(G/BT-228.1)标准对实施例1-3以及对比例1-6的协同调控的复合锌基镀层钢板热成形构件进行力学性能的测试，测试结果见表1。
表1热成形构件性能
抗拉强度(MPa) 延伸率(％)
实施例1 1657 8
实施例2 1590 7
实施例3 1570 7
对比例1 1470 4
对比例2 1550 5
对比例3 1530 5
对比例4 1490 4
对比例5 1460 5
对比例6 1420 4

Claims (10)

1.一种协同调控的复合锌基镀层钢板，其特征在于，所述复合锌基镀层钢板由复合锌基镀层和基体钢板制备而成，所述镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：7％-18％、Mg：1.5％-4％、Si≤0.50％、Ti≤0.3％、Ni≤0.5％、Nb≤0.5％、余量为Zn，其中Mg：Al质量比为1：(3-5)，Ti+Ni+Nb≤1.0％。
2.根据权利要求1所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板，其特征在于，镀层厚度为15g/m2-80g/m2，钢板厚度为0.5mm-3.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板，其特征在于，镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：9.4％、Mg：2.1％、Si：0.11％、Ti：0.2％、Ni：0.3％、Nb：0.3％、余量为Zn。
4.根据权利要求1所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板，其特征在于，镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：12％、Mg：3.3％、Si：0.23％、Ti：0.3％、Ni：0.4％、Nb：0.2％、余量为Zn。
5.根据权利要求1所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板，其特征在于，镀层的化学成分及质量百分含量为：Al：16.7％、Mg：4.7％、Si：0.3％、Ti：0.3％、Ni：0.1％、Nb：0.5％、余量为Zn。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的制备方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
步骤1：将基体钢板在保护气氛下进行退火处理；
步骤2：按镀层成分配比称料，熔炼得到镀液；
步骤3：将步骤1处理后的基体钢板冷却至490-560℃，随后浸入温度为490-560℃的步骤2得到的镀液中进行热浸镀，浸镀时间为100s-480s，得到复合锌基镀层钢板。
7.根据权利要求6所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的制备方法，其特征在于，步骤1中保护气为氮气-氢气的混合气或惰性气体，混合气中氢气含量为4vol％，退火处理的温度为700-860℃，时间为20s-270s。
8.根据权利要求6所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的制备方法，其特征在于，步骤2中熔炼过程为：将锌锭放入锌锅中加热至640-680℃融化，再加入铝锌合金锭、硅锌合金锭、镁锌合金锭、镍锌合金粉、铌镁合金粉、钛镁合金粉，待其融化形成镀液后降低温度至490-560℃进行热浸镀，整个过程在混合气或惰性气体保护下进行。
9.如权利要求1-5任意一项所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板的热处理方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
步骤1：将复合锌基镀层钢板加工成板状料，然后采用箱式炉加热和电阻式加热结合的方式对复合锌基镀层钢板进行完全奥氏体化，得到热处理后钢板；
步骤2：将步骤1热处理后钢板进行热冲压成形，保压的同时进行冷却，冷却至300℃以下，得到热成形构件。
10.根据权利要求9所述的一种协同调控的复合锌基镀层钢板热处理方法，其特征在于，步骤1中完全奥氏体化的具体过程为：先在箱式加热炉中于400-450℃下加热30s-60s，然后采用电阻加热于870-950℃加热7s-15s，步骤2中冷却速率≥30℃/s。
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