CN115279944A - 制备具有锌合金防腐蚀层的硬化钢组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备硬化钢部件的方法，其中，从由可硬化钢合金制成的合金镀锌钢带上切下薄板坯料，然后将薄板坯料加热到产生奥氏体结构变化的温度，优选加热到高于相应的Ac3点的温度，其中，再将奥氏体化薄板坯料传送到模压淬火工具，在该模压淬火工具中，薄板坯料通过上工具和下工具以单冲程或多冲程热成型，其中，成型的薄板坯料依靠工具特别是冷的工具以高于临界冷却速率的速度冷却，以产生马氏体硬化，其特征在于，在于钢带上镀锌之后，优选为热浸镀锌之后，在温度升高到达到奥氏体化之前，锡施加于钢带或薄板坯料的表面。

Description

制备具有锌合金防腐蚀层的硬化钢组件的方法
技术领域
本发明涉及一种制备具有锌合金防腐蚀层的硬化钢组件的方法。
背景技术
人们早就知道为在正常使用条件下会发生腐蚀的金属薄板特别是金属带提供保护层。
一般情况下，金属带上的腐蚀保护层可为有机涂层，例如，油漆。这些这些油漆很容易含有腐蚀抑制剂。
人们还知道通过金属层来保护金属带。这种金属层可包含电化学上更贵的金属或电化学上更贱的金属。
在金属层包含电化学上更贵的金属或自钝化金属如铝时，我们称之为屏障保护层。例如，当铝应用于钢时，如果该屏障保护层在某些区域不再存在，例如由于机械损坏，钢材料就会遭受腐蚀。钢的常见的屏障保护层是上述的铝层，通常通过热浸涂的方式施加。
如果电化学上更贱的金属作为保护层，我们称之为阴极防腐涂层。因为如果防腐涂层受到机械损伤露出钢材，当钢材暴露于腐蚀条件时，电化学上更贱金属先于钢材被腐蚀，本身受到腐蚀。
钢上的最常用的阴极保护涂层为锌层或锌基合金。
已知的镀锌方法有很多种。一种常见的镀锌方法是所谓的热浸镀锌(也称为批量镀锌)。在这种情况下，钢(例如钢带或钢线丝)或钢片(例如组件或薄板坯料)连续浸入温度约为450～600℃的熔融锌浴中(锌的熔点为419.5℃)。根据DIN EN ISO 1461，锌浴通常至少含有98.0wt％的锌。在钢表面上形成有坚韧的铁和锌的合金层，该铁和锌的合金层被牢固粘附的纯锌层覆盖，纯锌层的成分对应于锌浴的成分。在连续镀锌的钢条上，锌层的厚度为5～40μm。在由钢片镀锌形成的组件中，锌层的厚度可为50～150μm。
在电解镀锌(电镀镀锌)中，钢条或钢板不浸入镀锌槽中，而不是锌电解液中。在这种情况下，待镀锌钢作为阴极被引入到该溶液中，越纯越好的锌电极或含有大量溶解锌的电解质组成的电极作为阳极。电流通过电解质溶液传导。在这种情况下，锌(氧化阶段+II)以离子形式存在被还原成金属锌沉积在钢表面。相较于热镀锌，采用电解镀锌可得到更薄的锌层。此时，锌层厚度与电流的强度和持续时间成正比，其中取决于工件的几何形状和阳极，于整个工件上的形成锌层厚度分布。
为确保与锌层的附着力需要对表面进行仔细的预处理。例如，预处理可以是脱脂、碱洗、冲洗和/或除垢。在镀锌之后，可以进行一种或多种后处理，例如磷化、上油、或施加有机涂层(电泳浸入式喷涂，简称CIP)。
通常，这不仅涉及沉积纯金属涂层。还有可沉积许多已知的合金。除纯铝涂层外，还有包含铝和锌的涂层，以及除主要包含锌外还包含有少量铝的涂层；也可以包含其他元素，例如锌、镍、铬、镁、和其他元素、以及它们的混合物。每当在申请中提到锌腐蚀保护层或镀锌钢带时，这些也包括锌基合金。
众所周知，特别是为了减轻车身重量，使车身的至少一部分具有高强度，以确保在发生碰撞时具有足够的强度。重量减轻是因为高强度钢种可以被使用并具有相对较薄的壁厚，因此重量较轻。
即使在使用高强度钢种时，也有不同的方法和极其广泛的钢种可供使用。
由于淬火硬化，使用高强度钢种尤为常见。淬火硬化是指选择高于临界冷却速度的冷却速度。后者约为每秒15～25°开尔文，但也可能更低，具体取决于合金成分。可以通过淬火硬化来硬化的常见钢种是所谓的硼锰钢，例如，最常用的22MnB5，以及这种钢的衍生物，例如，20MnB8和30MnB8。微合金钢等非硬化钢也可以采用直接或间接工艺进行热成型。
这种钢种在未硬化状态下可以很容易地成型，被切割成需要的尺寸。
基本上有两种不同的过程，特别是在车身结构中，将这些钢种制成所需的形状并对其进行硬化。
第一个较老的过程是所谓的模压淬火。在模压淬火中，从由诸如22MnB5或类似的锰硼钢等可淬火硬化的合金钢制成的薄钢条上切割出扁平的薄板坯料料。然后将该薄板坯料料加热到使钢结构呈伽马铁或奥氏体形式的程度。为了实现这种结构，因此必须超过所谓的奥氏体化温度Ac3，至少在需要完全奥氏体化时是这样。
根据钢材，这个温度可以在820～900℃之间；例如，这种钢板条被加热到大约900～930℃，并保持在这个温度直到结构变化完成。
然后，这种钢板条在热状态下被转移到压力机中，压力机包括各自具有相应形状的上工具和下工具，热的钢板条以单个压力冲程被塑造为期望的形状。通过热钢材料与比较冷的，特别是冷却的压力工具即成型工具，接触，能量很快地从钢中去除。特别是，热量必须足够快地排出，以超过所谓的临界硬化速度，通常在20～25°开尔文每秒。
如果以这样的速度进行冷却，则奥氏体结构不会变回铁素体初始结构；相反，获得了马氏体结构。由于奥氏体在其结构中溶解的碳比马氏体多得多，因此碳析出现象会导致晶格畸变，从而导致最终产品的硬度很高。可以说，快速冷却稳定了马氏体状态。这使得可以实现大于1500MPa的硬度和抗拉强度Rm。也可以通过不需要更详细讨论的适当措施来建立硬度分布，例如完全或部分再加热。
生产硬化钢部件，特别是用于车身结构的另一种较新的方法是成型硬化，这是由申请人开发的。在成型硬化中，从钢带上切下扁钢条，然后将该扁钢条在冷态下成型。特别是，这种成型不是通过单个压力冲程进行的，而是像传统冲压线中的惯例那样，例如在五步过程中进行。该工艺能够生产出明显更复杂的形状，从而最终可以生产出形状复杂的部件，例如汽车的B柱或纵向构件。
然后为了使这种完全成型的部件硬化，该部件同样在炉中进行奥氏体化并且在奥氏体化状态下被转移到成型工具中。所述成型工具具有最终部件的轮廓。优选地，预成型部件在加热之前以这样的方式成型，即在加热之后并且因此也在发生热膨胀之后，该部件已经尽可能地与硬化部件的最终尺寸对应。将该奥氏体化毛坯以奥氏体化状态放入成型工具中，并且成型工具闭合。在这种情况下，优选地，该部件在所有侧面上都被成型工具接触并以夹紧的方式保持，并且同样以通过与成型工具接触的方式去除热量，从而产生马氏体结构。
在夹紧状态下，不会发生收缩。因此，具有相应最终尺寸的最终硬化部件可以在硬化和冷却后从成型工具中取出。
由于机动车车身通常具有防腐蚀涂层，防腐蚀层最接近构成车身的金属材料，尤其是钢，以金属涂层的形式体现。因此，过去的努力和发展集中在关于硬化部件的腐蚀保护涂层。
然而，待硬化部件的防腐蚀涂层必须满足与未硬化部件的防腐蚀涂层不同的要求。防腐蚀涂层必须能够承受硬化过程中产生的高温。由于人们早就知道热浸镀铝涂层也可以承受高温，因此首先开发了带有铝保护层的模压淬火钢。这种涂层不仅能够承受高温，而且能够承受热状态下的成型。然而，不利的是，通常在机动车辆中，使用的传统钢种未经过热浸镀铝处理，而是经过热浸镀锌处理，并且使用不同的腐蚀保护系统从根本上是有问题的，特别是当存在接触腐蚀的风险。
出于这个原因，申请人已经开发了能够提供同样抵抗这种高温的锌涂层的方法。
基本上，锌涂层在成型方面比铝涂层复杂得多，因为铝涂层在常规成型温度下往往会剥落或破裂。锌不会发生这种情况。
但是，最初预计锌涂层不能承受高温。但是，含有一定量亲氧元素的特殊锌涂层实际上也可以在高温下加工，因为亲氧元素会迅速扩散到空气侧的表面，在锌涂层上会氧化并形成氧化层。从那时起，这种锌涂层已得到广泛使用，特别是用于成型硬化。这种锌涂层也已在模压淬火中取得了巨大成功。
为了确保最佳的油漆附着力、腐蚀过程中的低油漆渗透性和最佳的可焊性，已知对保护氧化层进行平整或磨损的方式来清洁最终形成和硬化的部件。
DE102010037077B4公开了一种处理由钢板制成的硬化的防腐蚀部件的表面的方法。其中，钢板是具有金属涂层的钢板，被加热用于硬化然后模压淬火。在硬化之后，由于加热而存在于防腐蚀涂层上的氧化物被去除。其中，为了处理金属涂层即防腐蚀层的表面，对部件进行滑动研磨，并且其中防腐蚀涂层是一种锌基涂层，并且表面处理以这样一种方式进行，即存在于或粘附在防腐蚀层上的氧化物被磨掉，特别是微孔被暴露出来。
DE102007022174B3公开了一种用于生产和去除阴极涂层的临时保护层的方法。其中，在热浸工艺中，为由可硬化钢合金构成的钢板提供锌涂层。其中，调节锌浴中的铝含量，使得在熔融硬化期间形成氧化铝的表面氧化皮。其中，在硬化之后，通过用干冰颗粒喷射金属板部件来炸掉这种薄皮。
去除或处理氧化层的另一种替代方法是所谓的轮式喷砂，其中用磨料颗粒对钢带进行喷砂处理，通过颗粒将氧化层吹走并平整。这方面的一个例子是EP1630244B1或EP2233508B1。
这种保护层通常只出现在锌涂层中，而铝涂层通常不需要任何清洁或只需要较不费力的清洁。
WO2018/126471A1公开了用于减少氧化层形成和提高可焊性的对层进行溶胶-凝胶预处理。这样做的目的是生产一种用于模压淬火的钢材的氧化保护涂层，该涂层基于含硅烷和含钛的粘合剂以及氧化颜料，它们在溶胶-凝胶工艺中明显地沉积。特别是，这里使用了甲醇等溶剂，该溶剂不能用于钢铁生产线。模压淬火后，涂层应该会自行脱落，在2015/2016年进行了钛基和硅基涂层的测试，但无论厚湿膜还是薄湿膜都没有成功。涂层不会自行脱落，焊接性也不适合工业应用。
EP2536857B1公开了一种厚度≤25μm的陶瓷基涂层，该涂层应主要由SiO2、Al2O2和MgO组成，必要时还包括由锡制成的金属纤维。然而，从文献中可知，高浓度的SiO2会导致缺乏可焊性。
发明内容
本发明的目的是创造一种用于生产硬化钢部件的方法，其中现有的锌合金腐蚀保护层以这样的方式处理，使得在硬化后可以省去喷砂清理(通过喷砂材料、滑动研磨等来处理部件表面)。
该目的是通过具有权利要求1的特征的方法来实现。
有利的修改在其从属权利要求中公开。
另一目的是制造一种镀锌钢带，其构成方式使得可以省去对氧化层的清洁。
该目的是通过具有权利要求14的特征的合金镀锌钢带来实现。
有利的修改在其从属权利要求中公开。
本发明基于这样的认识，即在某些情况下，可以省去对金属带的表面进行清洁，该金属带通过镀锌并且已经经受了温度的升高，以便产生结构性的变化。特别是可以省去对镀锌钢板和由其制成的硬化部件的机械清洁。
清洁后处理确实是一个可控且成熟的过程，但它确实会产生大量的工作。此外，存在额外表面缺陷的风险，这可能会导致总成本更高。事实证明，在某些情况下，对于非常薄的组件，其尺寸精度会降低。
如果存在相互关联的工艺序列，需要将这些清洁步骤安排在整个生产过程中，则可能需要调整周期时间。
根据本发明，已证明可通过在热成型工艺之前对镀锌表面进行表面处理来成功地调节磷化性、涂漆性和焊接性。根据本发明，硬化过程中的氧化物生长可以体现为不需要进行后续的机械表面处理，例如离心喷砂、滑动磨削或干冰喷砂。
根据本发明，令人惊讶地证明，某些锡的盐水溶液，例如盐溶液，其优选包括锡酸盐，但也包括草酸盐、锆酸盐和钛酸盐，以这样的方式清楚地改变氧化物表层，使得不需进行任何类型的清洁。
特别令人惊讶的是，事实证明，锡酸盐或金属锡在这方面特别有效。
这更令人惊讶，因为退火状态的锌合金涂层金属板通常未磷化足够。
术语“锡酸盐”包括二价锡酸盐和四价锡酸盐。
四价锡酸盐特别包括：
水合氯代锡酸铵H8N2Cl6Sn
锡酸钡BaSnO3
锡酸铋BiSn2O7
锡酸铅二水合物PbSnO3*2H2O
二水锡酸铅锡酸镉CdSn2O4
锡酸钙CaSnO3
锡酸钴二水合物CoSnO3*2H2O
三水锡酸钾K2SnO3*3H2O
锡酸铜CuSnO3
六氟锡酸锂Li2[SnF6]
锡酸钠Na2SnO3(酸酐)
三水合物和六水合物
锡酸锶SrSnO3
六羟基锡酸锌Zn[Sn(OH)6]
锡酸锌ZnSnO3。
二价锡酸盐例如可包括：
锡酸钠Na2SnO2
锡酸钙CaSnO2。
根据本发明，在退火和硬化处理之前，例如可通过辊涂机或通过喷雾挤压处理或其他处理将碱性水溶液施加到镀锌表面上。在这种情况下，层厚度非常薄，在水性形式中为1～5μm厚，在干燥时为50～250nm厚。当使用锡酸盐时，锡涂层为每平方米30～90毫克锡，形式为K2[SnO3]。
根据本发明，已经证明，对于要进行硬化的金属板，在常规退火时间下，表面电阻非常低，且即使在根据VDA 233-102气候变化测试进行循环腐蚀测试时，也只能观察到非常低的油漆渗透趋势。可光学检测到的氧化物要少得多，这可通过退火板上的银色来揭示。通常，这种银色会带来问题，因为它表明缺乏完全反应，缺乏稳定的Al2O3层。测试表明，锌层的锌铁晶体已经完全反应。还可以观察到在磷化过程中形成了良好的磷酸盐晶体。这在这种形式下是不可预料的，因为根据专家的普遍看法，锡磷化会产生负面影响。
由于不完全清楚的原因，尽管银色通常会导致发射率降低，但与未对锌表面进行锡或锡酸盐处理相比，甚至有实现稍高加热速率的趋势。目前还无法完全解释这可能是什么原因。
总的来说，目前还无法详细说明锡溶液的工作原理，但效果令人惊讶且绝对清楚。
因此，本发明涉及一种用于生产硬化钢部件的方法，其中，
从由可淬硬合金钢制成的钢带合金镀锌钢带上切下薄板坯料，然后将薄板坯料加热到产生奥氏体结构变化的温度，优选加热到高于相应Ac3点的温度，其中奥氏体化的薄板坯料然后将板条输送到模压淬火工具，在该工具中，薄板坯料通过上工具和下工具在单冲程或多冲程中热成型，其中以高于临界冷却速率的速度对成型的薄板坯料于工具中特别是冷却的工具中进行冷却，从而发生马氏体硬化。其中在钢带镀锌之后，优选热浸镀锌之后，和温度升高至实现奥氏体化之前，将锡施加到钢带的表面或薄板坯料的表面。
在一实施例中，锡以离子形式或金属形式施加。其中，在离子形式中，锡由水盐溶液施加，而在金属形式中，锡使用CVD或PVD工艺施加。
在一实施例中，锡由碱性或酸性溶液施加。
在一实施例中，应用锡酸盐水溶液，将其调节为碱性或酸性。
在一实施例中，溶液中的锡与柠檬酸络合。
在一实施例中，以1～5μm，特别是1～3μm的层厚度施加水溶液，其中，干燥时的层厚度为50～250nm，特别是50～150nm，特别是75～125nm，尤其是80～100nm。
在一实施例中，锡涂层为每平方米30～90毫克锡，特别是每平方米40～80毫克锡，尤其是每平方米50～60毫克锡。
在一实施例中，使用溶液浓度为150～250g/l的K2SnO3*3H2O的水溶液。
在一实施例中，使用含有150～250g/l的K2SnO3*3H2O和15～25g/l的KOH的水溶液。
在一实施例中，使用pH值为12.5～13.5的溶液。
在一实施例中，使用pH值为4～5.5的溶液，并且在该溶液中，锡与柠檬酸络合。
在一实施例中，柠檬酸的含量为35～40g/l，用于络合锡，其中pH值为4～5.5。
在一实施例中，溶液浓度为200g/l的K2SnO3*3H2O和20g/l的KOH。
在另一方面，本发明涉及每平方米涂有40～80mg毫克锡的镀锌钢带。
在一实施例中，锡以金属或离子形式沉积。
在一实施例中，锡由锡酸盐溶液，或通过PVD或CVD工艺沉积。
在本发明的另一方面，本发明涉及通过上述方法生产的上述钢带的应用，在一方法中，板被加热，使其奥氏体化后成形并硬化，特别是在高于临界冷却速度的冷却速度下淬火硬化。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述，其中：
图1为根据现有技术的成型硬化工艺或压制硬化钢
Figure BDA0003840332800000081
工艺的生产路径；
图2为根据现有技术的热成型工艺、模压淬火、或直接热冲压成型
Figure BDA0003840332800000082
工艺中的生产路径；
图3为根据现有技术的多步热成型工艺、多步模压淬火、或多步冲压成型
Figure BDA0003840332800000091
工艺的变体中的生产路径；
图4为现有技术的热镀锌生产线的线路布置图；
图5为现有技术的电解镀锌线的线路布置图；
图6为退火后未经处理的表面的电子显微镜图像(现有技术)；
图7为退火后已根据本发明处理的表面的电子显微镜图像；
图8为退火后的两块钢板的比较，左侧为未经处理，右侧为根据本发明处理；
图9为已根据本发明处理的钢板的抛光显微照片，其中元素分布在四个不同的测量点；
图10为退火45秒和200秒后的镀锌钢板的表面；
图11为根据本发明的经表面处理的退火45秒和200秒后的钢板表面；
图12为根据本发明表面处理的片材表面的电阻；
图13为根据VDA测试和本发明处理的表面在六周后的油漆渗透。
具体实施方式
根据本发明，在压制硬化过程中的一步成型和硬化的镀锌金属板特别是钢板的表面用锡或锡酸盐处理；下面将以用锡酸盐处理进行说明。
上面已经列出了可以使用的锡酸盐；锡酸钾溶液是特别合适的，其中，一种基本的方法是以离子形式将锡酸盐或锡施加到表面上。
在这方面，既可以使用碱性溶液也可以使用酸性溶液，特别是可以使用络合了锡的溶液。
特别地，目标是生产厚度为1～5μm的水层，厚度为50～250nm的干层，优选为50～150nm，以及K2[SnO3]形式的每平方米30～90毫克锡的锡涂层。
图4和5为热浸镀锌线或电解镀锌线。在这种情况下，锡酸盐的应用最好在化学钝化(参图4)附近进行或在“钝化”站(参图5)附近进行。
具体实施方式图1至3显示了常规方法，其中镀锌钢板的锌层包含对氧有亲和力的元素，例如铝，在成型前进行奥氏体化或在成型后进行奥氏体化并分别在压力机中淬火硬化。这对应于压制硬化钢
Figure BDA0003840332800000092
工艺(参图1)，其中在冷成型后，成型部件随后在Ac3以上进行奥氏体化，然后进行成型硬化。图2显示了直接热冲压成型
Figure BDA0003840332800000101
工艺，其中首先将薄板坯料进行奥氏体化，然后在热状态下成型，然后进行修边。图3显示了一种变体，即所谓的多步冲压成型
Figure BDA0003840332800000102
工艺，其中在奥氏体化和可选的预冷之后，特别是到450～650℃的温度，多步工艺是通过几个成型步骤和/或切割和冲压程序进行，这些程序被归入术语“热成型步骤”中。在硬化之后，以这种方式进行热处理的板的表面具有特别由氧化铝和氧化锌组成的层，优选地对其进行清洁。
根据本发明，已经发现用非常少量的锡对表面进行处理显然对氧化层的形成具有如此强大的影响，以致要么不以这种形式出现，要么被处理到这样不必清洗的程度。
如图6所示，常规生产的硬化钢板坯料的表面上具有绿色-米色外观，这是由于氧化锌和氧化锰的形成增加所致。
在采用锡酸盐溶液处理中，片材呈现出主要由氧化锌或氧化锡组成的银色表面(参图7)。
而对于常规方法，银色表面表明锌层与下面的钢没有完全反应，而本发明并非如此。测量表明锌层以相同的方式完全反应。然而，在表面上形成了少量的氧化铝，其中作为点焊性和油漆渗透性的衡量标准的表面电阻非常低。
图8再次显示了根据现有技术的硬化镀锌钢板与已经根据本发明处理的钢板的比较。两块板材，每块22MnB5等级的两面都有锌层，锌层为140g/m2，在Ac3以上的温度下退火45秒。根据现有技术的板材的外观明显更暗。
图9为根据本发明实施和处理的表面的截面电子显微镜图像。其中，在热处理之前，用辊涂机施加锡酸钾与氢氧化钾的碱性溶液。在这种情况下，具有180g/m2的锌层的340LAD钢在870℃下退火20秒。测量点7(MP7)上方的层是与制备相关的CSP再沉积，因此没有意义。很明显，MP7级别的浅色层代表Sn/Zn氧化物；MP7的成分也证实了这一点，它表现出显着高的Sn值。该层非常薄，几乎存在于钢带的整个表面上。在其下方是由氧化铝(MP6)组成的较暗层，它几乎同样存在于钢带的整个表面上。其下方依次是反应后的Zn/Fe层，其中一些可能具有轻微氧化的区域(在MP4，但在图9中未显示)。
在不同的测量点，进行了元素测量，这表明存在所述锡涂层。
选择用于通过辊涂进行处理的溶液浓度，以便在1μm的湿膜上沉积每平方米为50～60毫克的锡。在退火期间，施加在其上的层产生氧化层改性，从而不再需要通过离心轮或其他机械方法进行机械清洁。
产生根据本发明的处理的溶液为浓度为180-220g/l的K2SnO3*3H2O溶液。
为了增加碱容量，溶液中可添加15～25g/l的KOH，使pH值约为13，如12.5～13.5。
由于在实际操作中，酸性溶液通常很容易使用，而且由于锡酸盐溶液作为KOH的替代在酸化过程中往往容易形成沉淀，因此锡可以适当络合到一程度，即通过加入一定量的柠檬酸得到澄清的无沉淀溶液，柠檬酸的浓度为30～50g/l，使得pH值约为4.8。
图10再次显示了未根据本发明处理的两种常规的另一等级的片材(具有140g/m2的锌层的22MnB5)在870℃下退火45秒和200秒后的表面。两种片材都呈现上述米绿色。
图11为根据本发明处理的两种片材(具有140g/m2的锌层的22MnB5)在870℃(即Ac3以上)退火45秒和200秒后的表面。表面颜色的差异清晰可见。
图12为不同钢种和在870℃的不同退火时间下的相应电阻结果，这表明根据本发明的表面处理，实现了非常低的表面电阻，这会有非常良好的焊接性。第三级的20MnB8镀有锌铁层，即所谓的180g/m2的镀锌层。
同样在腐蚀方面，根据本发明的表面处理在油漆渗透方面取得了优势，如图13中的结果所示，因为油漆渗透效果非常好，以至于在没有机械清洁时只渗透了一点点，而不是比其他片材渗透的更多。为了证明这一点，进行了VDA 233-102气候变化测试，在这种情况下，根据VDA 233-102进行上述腐蚀试验前和进行上述腐蚀试验后，根据DIN EN ISO16276-2确定了以mm为单位的油漆渗透以及在交叉中相应的划格法附着力值。这里的等级是从0(非常好)到5(完全分层)。在这种情况下，很明显，测试前后的值通常为0，即突出。有时，小区域剥落，导致值为1有时为2。
根据本发明的处理已经特别与锡酸盐一起提出。但钛酸盐、草酸盐和锆酸盐也以基本相同的方式发生反应。因此，可假设它们以相同的方式有效，特别是相应的锡化合物。
但是，锡特别有效，这就是为什么如果锡是金属形式的表面处理也很成功。但是，借助锡酸盐(即以离子形式)将锡沉积到表面上的优点是，可以使用辊涂法或浸轧法以相对简单的方式进行应用。
自然地，可以将液体离子溶液施加到表面的所有其他方法也是合适的。
然而，金属锡的沉积是可以想到的并且是可能的，例如，通过CVD或PVD工艺沉积。
本申请可以在钢带被切割成单独的薄板坯料之前在线上进行。从钢带上切下的薄板坯料也可以以相应的方式进行涂层。
然后将薄板坯料加热到产生奥氏体结构变化的温度。然后将奥氏体化薄板坯料输送到模压淬火工具，在该工具中，薄板坯料通过上工具和下工具以单冲程或多冲程形成。这可以在上述直接热冲压成型
Figure BDA0003840332800000121
或多步冲压成型
Figure BDA0003840332800000122
工艺中通过多次冲压和/或修整操作以及有预冷却或没有预冷却来进行。由于成型薄板坯料的材料紧靠工具特别是冷却的工具放置，因此热量从钢材中快速排出，从而发生马氏体硬化。
本发明的优点在于，通过本发明，用于成型硬化或模压淬火的薄板坯料表面被成功地处理，从而可以省去用于去除氧化表面层的机械最终清洁，从而使这种钢板可以与热浸镀铝板相同的方式进行加工，例如，但与热浸镀铝板相比，其优点是可实现非常高的阴极腐蚀保护效果。

Claims (17)

1.一种制备硬化钢部件的方法，其中，从由可硬化钢合金制成的合金镀锌钢带上切下薄板坯料，然后将薄板坯料加热到产生奥氏体结构变化的温度，优选加热到高于相应的Ac3点的温度，其中，再将奥氏体化薄板坯料传送到模压淬火工具，在该模压淬火工具中，薄板坯料通过上工具和下工具以单冲程或多冲程热成型，其中，成型的薄板坯料依靠工具特别是冷的工具以高于临界冷却速率的速度冷却，以产生马氏体硬化，其特征在于，在于钢带上镀锌之后，优选为热浸镀锌之后，在温度升高到达到奥氏体化之前，锡施加于钢带或薄板坯料的表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以离子形式或以金属形式施加锡，其中，在离子形式中，锡是从水盐溶液中施加的，在金属形式中，锡是使用CVD或PVD工艺来施加的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，锡从碱性溶液或酸性溶液中施加的。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，施加了锡酸盐水溶液，将其调节为碱性或酸性。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，溶液中的锡与柠檬酸络合。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，以1～5μm的层厚度，特别是1～3μm的层厚度施加所述水溶液，其中，干燥时，层厚度为50～250nm，优选为50～150nm，特别是75～125nm，尤其是80～100nm。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，锡涂层为30～90mg tin/m2，特别是40～80mgtin/m2，尤其是50～60mg tin/m2。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，使用含有浓度为150～250g/l的K2SnO3*3H2O的水溶液。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，使用含有浓度为150～250g/l的K2SnO3*3H2O和浓度为15～25g/l的KOH的水溶液。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，使用pH值为12.5～13.5的溶液。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，使用pH值为4～5.5的溶液，在溶液中，锡与柠檬酸络合。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，柠檬酸的含量为35-40g/l，用于络合锡，其中，pH值为4-5.5。
13.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，溶液浓度为200g/l的K2SnO3*3H2O和20g/l的KOH。
14.一种涂有40～80mg tin/m2的镀锌钢带。
15.根据权利要求14所述的镀锌钢带，其特征在于，锡以金属或离子形式沉积。
16.根据权利要求14或15所述的镀锌钢带，其特征在于，锡由锡酸盐溶液沉积，或通过PVD或CVD工艺沉积。
17.一种根据权利要求15或16所述的薄板坯料的应用，所述薄板坯料通过根据权利要求1-12中任一项所述的方法制得，在该方法中，钢板被加热以实现奥氏体化、成型、及以高于临界冷却速度的冷却速度硬化，特别是淬火硬化。
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