CZ2021536A3

CZ2021536A3 - Polotovar pro lisování za tepla, způsob jeho výroby, za tepla lisovaná součást, a způsob její výroby

Info

Publication number: CZ2021536A3
Application number: CZ2021536A
Authority: CZ
Inventors: Hye Jin Kim; Kyu Yeon Hwang; Hyun Yeong Jung; Jin Ho Lee; Seung Pill JUNG; Seung Pill Jung
Original assignee: Hyundai Steel Company
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-03-02
Also published as: WO2021125579A1; CN113905832A; DE112020006229T5; US20210189582A1

Abstract

Způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla obsahuje vytváření potahové vrstvy (200) na ocelové desce (100) ponořením ocelové desky (100) do potahovací lázně obsahující hliník a křemík, a ohřívání ocelové desky (100) s vytvořenou potahovou vrstvou (200) při první teplotě po první časovou periodu.

Description

Polotovar pro lisování za tepla, způsob jeho výroby, za tepla lisovaná součást, a způsob její výroby

Oblast techniky

Předkládané zveřejnění se týká polotovaru pro lisování za tepla, způsobu jeho výroby, za tepla lisované součásti a způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti.

Dosavadní stav techniky

Se zpřísňováním regulací vlivu na životní prostředí a předpisů souvisejících s úsporou paliva po celém světě roste potřeba lehčích materiálů pro vozidla. V souladu s tím byl aktivně prováděn výzkum a vývoj ultravysokopevnostní oceli a oceli pro lisování za tepla. Z těchto jmenovaných proces lisování za tepla obecně zahrnuje operace ohřívání / formování / ochlazování / ořezu a využívá fázové přeměny materiálů a změnu v mikrostruktuře během tohoto procesu.

V nedávné době byly aktivně prováděny studie pro předcházení výskytu zpožděné fraktury, která nastává v za tepla lisované součásti vyráběné procesem lisování za tepla a také pro zlepšení její odolnosti vůči korozi a svařovatelnosti. Mezi související technologie patří Korejský zveřejněný patentový dokument č. KR20180095757 A, zaměřený na způsob výroby za tepla lisované součásti, a podobně.

Podstata vynálezu

Technický problém

Příklady provedení předkládaného zveřejnění navrhují polotovar pro lisování za tepla, který může předcházet nebo minimalizovat výskyt vodíkové zpožděné fraktury a přichytávání k formě během operace lisování za tepla, způsob pro výrobu zmíněného polotovaru pro lisování za tepla, za tepla lisovanou součást a způsob pro výrobu za tepla lisované součásti.

Řešení problému

Podle příkladu provedení předkládaného zveřejnění je navrhován způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla, který obsahuje vytvoření potahové vrstvy na ocelové desce ponořením zmíněné ocelové desky do potahovací lázně obsahující hliník a křemík; a ohřívání ocelové desky, na které je potahová vrstva vytvořena na první teplotu po první časové období, přičemž první teplota je 540 °C až 600 °C.

Podle příkladu provedení, když je první teplota 540 °C, první časové období může být větší nebo rovno 60 minutám.

Podle příkladu provedení, když je první teplota 600 °C, první časové období může být větší nebo rovno 10 minutám.

Podle příkladu provedení může vytvoření potahové vrstvy na ocelové desce zahrnovat vytvoření hliníko (Al)-křemíkové (Si) potahové vrstvy na ocelové desce.

Podle příkladu provedení může být množství potahu potahové vrstvy 40 g/m² až 200 g/m².

Podle příkladu provedení, při ohřívání ocelové desky, na níž je vytvořena potahová vrstva, alespoň část ocelové desky a potahové vrstvy vzájemně difundují pro vytvoření slitinové vrstvy.

-1 CZ 2021 - 536 A3

Podle příkladu provedení může slitinová vrstva obsahovat jednu vrstvu.

Podle příkladu provedení může způsob dále obsahovat vytvoření polotovaru řezáním ocelové desky, na které je vytvořena slitinová vrstva.

Podle dalšího příkladu provedení je navrhován polotovar pro ražení za tepla, obsahující ocelovou desku; a slitinovou vrstvu na ocelové desce a obsahující jednu vrstvu.

Podle příkladu provedení může ocelová deska obsahovat uhlík (C) v množství 0,19 % hmotnosti až 0,38 % hmotnosti, křemík (Si) v množství 0,1 % hmotnosti až 1 % hmotnosti, mangan (Mn) v množství 1 % hmotnosti až 2 % hmotnosti, fosfor (P) v množství větším než 0 % hmotnosti a menším nebo rovném 0,03 % hmotnosti, síru (S) v množství větším než 0 % hmotnosti a menším nebo rovném 0,01 % hmotnosti, chrom (Cr) v množství 0,1% hmotnosti až 0,6 % hmotnosti, titan (Ti) v množství 0,01 % hmotnosti až 0,05 % hmotnosti, bór (B) v množství 0,001 % hmotnosti až 0,005 % hmotnosti, zbytek železa (Fe) a nevyhnutelných nečistot.

Podle příkladu provedení může slitinová vrstva obsahovat slitinu železo-hliník-křemík (FeAlSi).

Podle dalšího příkladu provedení je navrhován způsob pro výrobu za tepla lisované součásti, který obsahuje ohřívání ocelové desky, na které je vytvořena potahová vrstva při první teplotě po první časové období; vytvoření polotovaru řezáním zahřáté ocelové desky;

krokové ohřívání polotovaru po jednotlivých fázích; a namáčení postupně zahřívaného polotovaru při teplotě Ac3 až 1000 °C, přičemž první teplota je 540 °C až 600 °C.

Podle příkladu provedení, když je první teplota 540 °C, první časové období může být větší nebo rovné 60 minutám.

Podle příkladu provedení, když je první teplota 600 °C, první časové období může být větší nebo rovné 10 minutám.

Podle příkladu provedení se krokové ohřívání a namáčení může provádět v ohřívací peci mající několik sekcí s navzájem odlišnými teplotními rozsahy.

Podle příkladu provedení může být u zmíněných několika sekcí poměr délky sekcí pro krokové ohřívání polotovaru k délce sekce pro namáčení polotovaru v rozsahu od 1:1 do 4:1.

Podle příkladu provedení mohou teploty zmíněných několika sekcí růst ve směru od vstupu do zahřívací pece k výstupu zahřívací pece.

Podle příkladu provedení může být rozdíl teplot mezi dvěma sousedícími sekcemi ze sekcí pro krokové ohřívání polotovaru větší než 0 °C a menší nebo rovný 100 °C.

Podle příkladu provedení, ze zmíněných několika sekcí, může být teplota sekce pro namáčení polotovaru vyšší než teplota sekcí pro krokové ohřívání polotovaru.

Podle příkladu provedení může způsob dále obsahovat: po namáčení polotovaru, přesun namočeného polotovaru z ohřívací pece do lisovací formy; vytvoření formovaného tělesa lisováním přesunutého polotovaru za tepla; a ochlazení vytvořeného formovaného tělesa.

Podle dalšího příkladu provedení je navrhována za tepla lisovaná součást, která obsahuje ocelovou desku; a slitinovou vrstvu mající první vrstvu, druhou vrstvu a třetí vrstvu, které jsou sekvenčně skládány na ocelové desce, přičemž plošný podíl druhé vrstvy vzhledem ke slitinové vrstvě je větší než 0 % a menší nebo rovný 33 %.

- 2 CZ 2021 - 536 A3

Podle příkladu provedení může první vrstva obsahovat a-Fe, druhá vrstva může obsahovat Fc-AE. a třetí vrstva může obsahovat FeAl.

Podle příkladu provedení může mít první vrstva tvrdost 200 Hv až 800 Hv, druhá vrstva může mít tvrdost 700 Hv až 1200 Hv, a třetí vrstva může mít tvrdost 200 Hv až 800 Hv.

Výhodné účinky zveřejnění

Podle příkladů provedení předkládaného zveřejnění je ocelová deska, na níž je vytvořena potahová Al-Si vrstva ohřívána při první teplotě po první časové období před prováděním operace lisování za tepla, takže celá slitinová vrstva navrhovaná jako jediná vrstva může být vytvořena na ocelové desce.

Navíc je za tepla lisovaná součást vyráběna krokovým ohříváním a namáčením polotovaru, na kterém je slitinová vrstva vytvořena na ocelové desce, a díky tomu je možno zlepšit vodíkové křehnutí a odolnost vyrobené součásti vůči odlupování.

Objasnění výkresů obr. 1 je pohled na příčný řez polotovarem pro lisování za tepla podle příkladu provedení;

obr. 2 je zjednodušený vývojový diagram ilustrující způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla podle příkladu provedení;

obr. 3 je zjednodušený vývojový diagram ilustrující operaci výroby ocelové desky z obr. 2 podle příkladu provedení;

obr. 4 je graf zobrazující sekci, v níž jsou ocelová deska a potahová vrstva slévány ve způsobu pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla podle příkladu provedení;

obr. 5 je pohled na příčný řez polotovarem pro lisování za tepla vyrobeným pomocí způsobu pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla, v němž se operace ohřívání vynechá, podle příkladu provedení;

obr. 6 je pohled na příčný řez za tepla lisovanou součástí podle příkladu provedení;

obr. 7 je zjednodušený vývojový diagram ilustrující způsob pro výrobu za tepla lisované součásti podle příkladu provedení;

obr. 8 je schéma pro vysvětlení zahřívací pece mající několik sekcí pro operaci krokového ohřívání a operaci namáčení ve způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti podle příkladu provedení;

obr. 9 je schéma zobrazující příčný řez součástí vyráběnou pomocí způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti, v němž se vynechá operace ohřívání podle příkladu provedení;

obr. 10 je diagram zobrazující rovnovážný diagram železa (Fe) a hliníku (AI).

Příklady uskutečnění vynálezu

Protože předkládané zveřejnění umožňuje různé změny a mnoho provedení, budou konkrétní provedení zobrazena na výkresech a podrobně popsána v textovém popisu. Efekty, znaky a

-3CZ 2021 - 536 A3 způsoby pro dosažení toho samého jako u předkládaného zveřejnění jsou podrobně popsány níže s odkazem na výkresy. Toto předkládané zveřejnění může být nicméně prováděno v řadě různých forem a nemá být považováno za omezené na příklady provedení uvedené v tomto dokumentu.

V následujících příkladech provedení mohou být takové pojmy jako „první“, „druhý“, atd. používány pro popis různých součástí a pro rozlišování jedné součásti od jiné součásti, takové součásti nemají být omezeny na výše uvedené pojmy.

Výraz použitý v jednotném čísle pokrývá i vyjádření množného čísla, pokud nemá v daném kontextu jednoznačně odlišný význam.

V následujících provedení je třeba si uvědomit, že pojmy jako „obsahuje“, „má“ a „zahrnuje“ jsou zamýšleny k indikaci existence znaků, čísel, kroků, akcí, součástí, částí, nebo jejich kombinací zveřejněných ve specifikaci, a že nejsou zamýšleny pro vyloučení možnosti toho, že jeden nebo více dalších znaků, čísel, kroků, akcí, součástí, částí, nebo jejich kombinací mohou existovat nebo být přidávány.

Je třeba si uvědomit, že pokud jsou vrstva, oblast nebo součást označovány jako „vytvářené na“ jiné vrstvě, oblasti nebo součásti, mohou být přímo nebo nepřímo vytvářeny na zmíněné jiné vrstvě, oblasti nebo součásti.

Velikosti součástí na výkresech mohou být přehnané nebo redukované pro jednoduchost vysvětlení. Jinými slovy, protože velikosti a tloušťky součástí na výkresech jsou ilustrovány libovolně pro snadné vysvětlování, následující provedení na ně nejsou omezena.

Když může být určité provedení implementováno odlišně, konkrétní pořadí procesu může být prováděno odlišně od popsaného pořadí. Například dva procesy popsané za sebou mohou být prováděny v podstatě ve stejné době nebo prováděny v pořadí opačném k popsanému pořadí.

Dále v tomto dokumentu bude předkládané zveřejnění úplněji popsáno s odkazem na připojené výkresy, na nichž jsou zobrazeny příklady provedení inovativní koncepce. Podobné vztahové značky mohou označovat podobné prvky na různých výkresech.

Obr. 1 je pohled na příčný řez polotovarem pro lisování za tepla podle příkladu provedení.

S odkazem na obr. 1, polotovar pro lisování za tepla podle příkladu provedení může obsahovat ocelovou desku 100 a první slitinovou vrstvu 200 na ocelové desce 100.

Ocelová deska 100 může být ocelová deska vyráběná operací válcování za tepla a/nebo operací válcování za studená na odlévaných ocelových ingotech pro obsažení určitého slitinového prvku v určité míře. Například může ocelová deska 100 obsahovat uhlík (C), křemík (Si), mangan (Mn), fosfor (P), síru (S), titan (Ti), bór (B), zbytek železa (Fe) a dále nevyhnutelné nečistoty. Navíc může ocelová deska 100 dále obsahovat jednu nebo více složek z niobu (Nb), molybdenu (Mo) a hliníku (AI).

C je hlavní prvek, který určuje pevnost a tvrdost ocelové desky 100 a je přidáván pro zajištění charakteristik pevnosti v tahu a tvrditelnosti ocelové desky 100 po operaci lisování za tepla. Například může být přidáno množství 0,19 % hmotnosti až 0,38 % hmotnosti na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100. Když je obsah C menší než 0,19 % hmotnosti, může být obtížné zajistit mechanickou pevnost ocelové desky 100. Na druhou stranu, když obsah C přesáhne 0,38 % hmotnosti, může být odolnost ocelové desky 100 snížena, nebo může vzniknout problém s kontrolou křehkosti.

Si je prvek posilující pevný roztok, který může zlepšovat pevnost a kujnost ocelové desky 100. Navíc může Si potlačovat tvorbu cementitu, což je počáteční bod prasklin způsobených vodíkovým

-4CZ 2021 - 536 A3 křehnutím. Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100 může být přidán Si v množství od 0,1 % hmotnosti do 1 % hmotnosti. Když je obsah Si menší než 0,1 % hmotnosti, může být obtížné dosáhnout výše popsaného efektu. Na druhou stranu, když obsah Si překročí 1 % hmotnosti, mohou být redukovány potahovací charakteristiky ocelové desky 100.

Mn je přidáván pro zvýšení tvrditelnosti a pevnosti ocelové desky 100 během tepelného zpracovávání. Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100 může být přidáván Mn v množství od 1 % hmotnosti do 2 % hmotnosti. Když je obsah Mn menší než 1 % hmotnosti, nemusí být efekt zjemňování zrn dostatečný, a frakce pevné fáze za tepla lisované součásti nemusí být dostatečná. Na druhou stranu, když obsah Mn překročí 2 % hmotnosti, kujnost a odolnost ocelové desky 100 mohou být redukovány kvůli manganové segregaci nebo perlitovým pásům, což může způsobit horší ohybové chování ocelové desky 100 a může vznikat heterogenní mikrostruktura.

P je přidáván pro předcházení redukce odolnosti ocelové desky 100. Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100 může být přidáváno množství P větší než 0 % hmotnosti a menší nebo rovné 0,03 % hmotnosti. Když obsah P překročí 0,03 % hmotnosti, dochází k tvorbě Fe-P sloučeniny, která snižuje odolnost ocelové desky 100, a může to způsobit trhliny v ocelové desce 100 během výrobní operace.

Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100 může být přidáváno množství S větší než 0 % hmotnosti a menší nebo rovné 0,01 % hmotnosti. Když obsah S překročí 0,01 % hmotnosti, může být redukována zpracovatelnost ocelové desky 100 za tepla, a může docházet k povrchovým defektům, jako jsou například praskliny kvůli tvorbě velkých inkluzí.

Chrom (Cr) je přidáván pro zlepšení tvrditelnosti a pevnosti ocelové desky 100. Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100 může být obsažen Cr v množství 0,1% hmotnosti až 0,6 % hmotnosti. Když je obsah Cr menší než 0,1 % hmotnosti, efekt zlepšování tvrditelnosti a pevnosti ocelové desky 100 nemusí být dostatečný. Na druhou stranu, když obsah Cr překročí 0,6 % hmotnosti, mohou růst výrobní náklady a odolnost ocelové desky 100 může klesat.

Titan (Ti) je přidáván pro zlepšení tvrditelnosti ocelové desky 100 tvorbou precipitátů po zpracování ohříváním při lisování za tepla, a zlepšování materiálů ocelové desky 100. Navíc Ti tvoří precipitovanou fázi, jako např. Ti(C, N) a podobně při vysoké teplotě, čímž efektivně přispívá k rafmaci austenitových zrn. Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100, může být přidáván Ti v množství 0,01 % hmotnosti až 0,05 % hmotnosti. Když je obsah Ti menší než 0,01 % hmotnosti, tvorba precipitátů je nevýznamná a efekt rafmace zrn nemusí být dostatečný. Na druhou stranu, když obsah Ti překročí 0,05 % hmotnosti, procento prodloužení ocelové desky 100 může být sníženo a může dojít ke snížení její odolnosti.

Bór (B) j e přidáván pro zaj ištění tvrditelnosti a pevnosti ocelové desky 100 získáním martenzitické struktury. B má také vliv na rafmaci zrn zvýšením teploty růstu austenitových zrn. Na základě celkové hmotnosti ocelové desky 100 může být přidáván bór v množství 0,001 % hmotnosti až 0,005 % hmotnosti. Když je obsah B menší než 0,001 % hmotnosti, efekt zlepšování tvrditelnosti ocelové desky 100 nemusí být dostatečný. Na druhou stranu, když obsah B překročí 0,005 % hmotnosti, může růst riziko křehnutí a riziko nízkého procenta prodloužení ocelové desky 100.

Například může být první slitinová vrstva 200 vytvořena na alespoň jednom povrchu ocelové desky 100, a může být dodávána j ako j ediná vrstva. Například může být první slitinová vrstva 200 tvořena FeAlSi slitinou.

Jak bude popsáno níže, ocelová deska 100 a Al-Si potahová vrstva na ocelové desce 100 mohou být ohřívány při první teplotě po první časové období, takže ocelová deska 100 a Al-Si potahová vrstva mohou být slity pro vytvoření první slitinové vrstvy 200. V tomto okamžiku nemusí Al-Si potahová vrstva zůstat na ocelové desce 100, a alespoň část ocelové desky 100 a celá Al-Si potahová vrstva mohou být slity.

-5CZ 2021 - 536 A3

Obr. 2 je zjednodušený vývojový diagram ilustrující způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla podle příkladu provedení, a obr. 3 je zjednodušený vývojový diagram ilustrující operaci výroby ocelové desky z obr. 2. Dále v tomto dokumentu bude způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla popsán s odkazem na obr. 2 a 3.

S odkazem na obr. 2, způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla podle příkladu provedení může obsahovat operaci S110 vytvoření potahové vrstvy a operaci S120 ohřívání.

Jak je zobrazeno na obr. 3, operace S110 vytvoření potahové vrstvy může obsahovat operaci S210 válcování ocelového ingotu za tepla, operaci S220 ochlazování/svinutí, operaci S230 válcování za studená, operaci S240 tepelného zpracování žíháním, a operaci S250 potahování ponořením za tepla. Nejprve se připraví napůl dokončený ocelový ingot, který je cílem operace výroby ocelové desky. V tomto okamžiku může ocelový ingot obsahovat C v množství 0,19 % hmotnosti až 0,38 % hmotnosti, Si v množství 0,1% hmotnosti až 1 % hmotnosti, Mn v množství 1 % hmotnosti až 2 % hmotnosti, P v množství větším než 0 % hmotnosti a menším nebo rovném 0,03 % hmotnosti, S v množství větším než 0 % hmotnosti a menším nebo rovném 0,01 % hmotnosti, Cr v množství 0,1% hmotnosti až 0,6 % hmotnosti, Ti v množství 0,01 % hmotnosti až 0,05 % hmotnosti, B v množství 0,001 % hmotnosti až 0,005 % hmotnosti, zbytek Fe a nevyhnutelné nečistoty.

Operace opětovného ohřívání se provádí na ocelovém ingotu pro válcování za tepla. Během operace opětovného ohřívání ocelového ingotu se součásti segregované během odlévání opětovně používají opětovným ohřívání ocelového ingotu zajištěného pomocí operace kontinuálního odlévání za určité teploty. Například může být teplota pro opětovný ohřev ingotu (SRT, slab reheating temperature) 1200 °C až 1400 °C. Když je SRT menší než 1200 °C, nemusí být segregované součástí dostatečně opětovně využity během odlévání, a tak může být obtížné pozorovat větší efekt homogenizace slitinových prvků. Také větší rozpouštěcí efekt Ti může být obtížné pozorovat. I když vyšší SRT je výhodná pro homogenizaci, když SRT přesáhne 1400 °C, je obtížné zajistit pevnost ocelové desky vzhledem k růstu velikosti austenitových zrn, a výrobní náklady ocelové desky mohou růst vzhledem k přílišnému ohřívání v operaci.

V operaci S210 válcování ocelového ingotu za tepla se opětovně ohřátý ocelový ingot za tepla válcuje na určitou dokončovací teplotu dodávání (FDT, finishing delivery temperature). Například může být FDT 880 °C až 950 °C. V tomto okamžiku, když je FDT nižší než 880 °C, může být obtížné zajistit zpracovatelnost ocelové desky, protože vzniká duplexní struktura zrn díky válcování abnormální oblasti, a zpracovatelnost ocelové desky je snížena díky nerovnoměrným mikrostrukturám a také se může objevit tok hmoty během válcování za tepla díky rychlé změně fáze. Když FDT přesahuje 950 °C, mohou se austenitová zrna stávat hrubými. Navíc se TiC precipitáty stávají hrubými, a výkon za tepla lisované součásti může být redukován.

V operaci S220 ochlazování/svinutí se za tepla válcovaná ocelová deska ochlazuje na určitou teplotu pro svinutí (CR, coiling temperature) pro svinutí. Například je CT 550 °C až 800 °C. CT ovlivňuje redistribuci C, a když je CT nižší než 550 °C, může růst frakce nízkoteplotní fáze díky podchlazení, válcovací zátěž může být větší během válcování za studená, a kujnost ocelové desky může rychle klesat. Na druhé straně, když CT překročí 800 °C, zhoršení formovatelnosti a pevnosti ocelové desky může nastat díky abnormálnímu růstu zrn nebo přílišnému růstu zrn.

V operaci S230 válcování za studená, se svinutá ocelová deska rozvinuje pro provedení moření a poté válcuje za studená. V tomto okamžiku se moření provádí pro odstranění slupky ze svinuté ocelové desky, to znamená slupky za tepla válcovaného svitku vyráběného pomocí výše popsané operace válcování za tepla.

Operace S240 tepelného zpracování žíháním je operace provádění tepelného zpracování žíháním na za studená válcované ocelové desce při teplotě 700 °C nebo vyšší. Například tepelné zpracování žíháním obsahuje operaci ohřívání za studená válcované ocelové desky a ochlazování za studená

-6CZ 2021 - 536 A3 válcované ocelové desky při určité rychlosti ochlazování.

Operace S250 potahování namáčením za tepla je operace pro vytvoření potahové vrstvy na ocelové dese tepelně zpracované žíháním. Například se v operaci S250 potahování namáčením za tepla může Al-Si potahová vrstvy vytvořit na ocelové desce tepelně zpracované žíháním, to znamená zmíněné ocelové desce.

Konkrétněji se v operaci S250 potahování namáčením za tepla může ocelová deska ponořovat do lázně pro potahování namáčením za tepla obsahující Si v množství od 8 % hmotnosti do 12 % hmotnosti a přebytek Al. V tomto okamžiku může lázeň pro potahování namáčením za tepla udržovat teplotu 400 °C až 700 °C. Potahová vrstva se může vytvářen nanášením 40 g/m² až 200 g/m² na základě obou povrchů ocelové desky.

Operace S120 ohřívání je operace ohřívání ocelové desky, na níž se vytvořila Al-Si potahová vrstva, konkrétněji je operace S120 ohřívání operace vytvoření první slitinové vrstvy ohříváním ocelové desky, na které se vytvořila Al-Si potahová vrstva.

V operaci S120 ohřívání mohou časová perioda ohřívání a zahřívací teplota pro ohřívání ocelové desky, na níž se vytvořila Al-Si potahová vrstva, splňovat následující rovnici.

[Rovnice]

In(t) = a + (p/(R x T)) kde t označuje časovou periodu ohřívání, a označuje korekční faktor podle míry potažení, β označuje korekční faktor podle obsahu Si v potahové vrstvě, R označuje plynovou konstantu, a T označuje zahřívací teplotu. Ve výše uvedené rovnici zahřívací teplota T znamená absolutní teplotu.

Ve způsobu pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla podle příkladu provedení, protože míra potažení Al-Si potahové vrstvy vytvořené na ocelové desce může být 40 g/m² až 200 g/m², korekční faktor podle míry potažení může mít hodnotu -31,09 až -10,36.

Navíc β může mít hodnotu 84752,2 J/mol až 254256,5 J/mol s uvažováním obsahu Si v Al-Si potahové vrstvě a aktivační energii Si.

Například v operaci S120 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat při zahřívací teplotě T. Například v operaci S120 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat při první teplotě. V tomto okamžiku může být první teplota 540 °C až 600 °C. Když je první teplota nižší než 540 °C, doba potřebná pro slití alespoň části ocelové desky a Al-Si potahové vrstvy může růst, a tak může v operaci docházet ke ztrátám. Na druhou stranu, když první teplota překročí 600 °C, v operaci výroby za tepla lisované součásti, která bude popsána níže, se tekutá fáze vytvoří na povrchu polotovaru, což může způsobit přichycení k formě.

Například v operaci S120 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat po časovou periodu t ohřívání. Například v operaci S120 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat po první časovou periodu. V tomto okamžiku může být první časová perioda 10 minut až 120 minut. Konkrétně, když je první teplota 540 °C, první časová perioda může být větší než 60 minut a menší než 120 minut. Když je první teplota 600 °C, první čas může být větší nebo rovný 10 minutám a kratší než 60 minut. Když je první časová perioda kratší než 10 minut, Al-Si potahová vrstva nemusí být kompletně slita. Na druhou stranu, když první časová perioda překročí 120 minut, produktivita za tepla lisované součásti může klesat kvůli příliš dlouhé časové periodě ohřívání.

V operaci S120 ohřívání, když je první teplota 540 °C, může být minimální časová perioda pro

-7 CZ 2021 - 536 A3 celkové slití Al-Si potahové vrstvy může být cca 60 minut. To znamená, že v operaci S120 ohřívání se celková slitinová vrstva může vytvořit pouze když se ocelová deska, na které se vytvořila Al-Si potahová vrstva, ohřívá na 540 °C po cca 60 minut nebo více. Podobně, když je první teplota vyšší než 540 °C, minimální časová perioda potřebná pro vytvoření celkové slitinové vrstvy může být méně než 60 minut, a minimální čas může být mezi 10 minutami až 60 minutami.

Navíc v operaci S120 ohřívání, když je první teplota 600 °C, minimální časová perioda potřebná pro celkové slití Al-Si potahové vrstvy může být cca 10 minut. To znamená, že v operaci S120 ohřívání se celková slitinová vrstva může vytvořit pouze když se ocelová deska, na které se vytvořila Al-Si potahová vrstva, ohřívá na teplotu 600 °C po cca 10 minut nebo více. Podobně, když je první teplota nižší než 600 °C, minimální časová perioda potřebná pro vytvoření celkové slitinové vrstvy může být více než 10 minut, a minimální časová perioda může být mezi 10 minutami až 60 minutami.

Obr. 4 je graf zobrazující sekci, kde se ocelová deska a potahová vrstva slévají ve způsobu pro výrobu polotvaru pro lisování za tepla podle příkladu provedení. Konkrétně je obr. 4 diagram zobrazující sekci, v níž se potahová vrstva slévá v grafů zobrazujícím časové období ohřívání podle zahřívací teploty, splňujících rovnici.

Jak bylo popsáno výše, v operaci S120 ohřívání se ocelová deska, na které je vytvořena Al-Si potahová vrstva, může zahřívat při první teplotě po první časovou periodu, takže alespoň část ocelové desky a Al-Si potahová vrstva mohou vytvořit slitinu, a může se vytvořit celková slitinová vrstva.

V případě odpovídajícím sekci A z obr. 4 mohou alespoň část ocelové desky a Al-Si potahová vrstva difundovat jedna do druhé pro vytvoření první slitinové vrstvy. V tomto okamžiku může být vytvořená první slitinová vrstva navržena jako jediná vrstva. Například může být první slitinová vrstva tvořena FeAlSi slitinou. Například nemusí Al-Si potahová vrstva zůstat na ocelové desce, a alespoň část ocelové desky a celá Al-Si potahová vrstva se mohou slévat.

Poté se může provést operace vytvoření polotovaru. Operace vytvoření polotovaru může být operace vytvoření polotovaru řezáním ocelové desky, na které je vytvořena první slitinová vrstva. V operaci vytváření polotovaru se polotovar může vytvářet řezáním ocelové desky, na které je vytvořena první slitinová vrstva, do požadovaného tvaru podle jeho účelu.

Například se operace vytváření polotovaru může provádět před operací S120 ohřívání. Například se po vytvoření polotovaru řezáním ocelové desky, na které je vytvořena Al-Si potahová vrstva, může provádět operace S120 ohřívání pro ohřívání vytvořeného polotovaru.

Obr. 5 je pohled na příčný řez polotovarem pro lisování za tepla vyrobeným pomocí způsobu pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla, v němž se operace S120 ohřívání vynechá.

S odkazem na obr. 1 a 5, polotovar pro lisování za tepla vyráběný pomocí způsobu pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla obsahujícího operaci S120 ohřívání může obsahovat ocelovou desku 100 a první slitinovou vrstvu 200 na ocelové desce 100. První slitinová vrstva 200 může být vytvořena sléváním ocelové desky 100 a Al-Si potahové vrstvy na ocelové desce 100. Konkrétně mohou být ocelová deska 100 a Al-Si potahová vrstva na ocelové desce 100 ohřívány při první teplotě po první časovou periodu, takže ocelová deska 100 a Al-Si potahová vrstva mohou být slévány pro vytvoření první slitinové vrstvy 200. V tomto okamžiku nemusí Al-Si potahová vrstva zůstat na ocelové desce 100, a alespoň část ocelové desky 100 a celé AI- Si potahová vrstva mohou vytvořit slitinu.

Polotovar pro lisování za tepla vyráběný pomocí způsobu pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla, v němž se operace S120 ohřívání vynechává, může obsahovat ocelovou desku 100, první slitinovou vrstvu 200' na ocelové desce, a Al-Si potahovou vrstvu 250' na první slitinové vrstvě

-8CZ 2021 - 536 A3

200'.

V polotovaru pro lisování za tepla, u něhož je operace S120 ohřívání prováděna, tedy může být celí Al-Si potahová vrstva vytvořená na ocelové desce 100 slévána pro vytvoření první slitinové vrstvy 200. Nicméně v polotovaru pro lisování za tepla, u něhož je operace S120 ohřívání vynechána, může část Al-Si potahové vrstvy zůstat na ocelové desce 100.

Proto, protože celá Al-Si potahová vrstvy vytvořená na polotovaru pro lisování za tepla, na kterém byla provedena operace S120 ohřívání, je slévána pro vytvoření první slitinové vrstvy 200 mohou být přítok vodíku způsobený vytvářením Al-Si tekuté fáze na povrchu polotovaru pro lisování za tepla v operaci tvorby austenitu díky vysokoteplotnímu ohřívacímu zpracování a přichycení k formě předcházeny nebo minimalizovány.

Obr. 6 je pohled na příčný řez za tepla lisovanou součástí podle příkladu provedení.

S odkazem na obr. 6, za tepla lisovaná součást podle provedení může obsahovat ocelovou desku 100 a druhou slitinovou vrstvu 300 na ocelové desce 100 a obsahující první vrstvu 310, druhou vrstvu 320 a třetí vrstvu 330, které jsou sekvenčně vrstveny.

Druhá slitinová vrstva 300 může být vytvořena na alespoň jednom povrchu ocelové desky 100 a může obsahovat AI. Druhá slitinová vrstva 300 může obsahovat první vrstvu 310, druhou vrstvu 320 a třetí vrstvu 330, které jsou sekvenčně vrstveny na ocelové desce 100. Třetí vrstva 330 může obsahovat FeAl fázi.

První vrstva 310 může obsahovat slitinu Fe, AI a Si. Například může mít první vrstva 310 a-Fe fázi.

Druhá vrstva 320 může mít Fe2A15 fázi. Například frakce povrchu druhé vrstvy 320 vzhledem ke druhé slitinové vrstvě 300 může být větší než 0 % a menší nebo rovná 33 %. Když povrchová frakce druhé vrstvy 320 vzhledem ke druhé slitinové vrstvě 300 překročí 33 %, odolnost vůči odlupování a vodíkové křehnutí v za tepla lisované součásti vyráběné způsobem pro výrobu za tepla lisované součásti, mohou být redukované.

První vrstva 310 může mít tvrdost 200 Hv až 800 Hv, druhá vrstva 320 může mít tvrdost 700 Hv až 1200 Hv, a třetí vrstva 330 může mít tvrdost 200 Hv až 800 Hv.

Například může za tepla lisovaná součást dále obsahovat povrchovou vrstvu na druhé slitinové vrstvě 300. Povrchová vrstva je vrstva obsahující minimálně 80 % hmotnosti AI, a může předcházet oxidaci ocelové desky 100. Průměrná tloušťka povrchové vrstvy na ocelové desce 100 může být například 100 nm až 200 nm.

Obr. 7 je zjednodušený vývojový diagram ilustrující způsob pro výrobu za tepla lisované součásti podle překladu provedení.

S odkazem na obr. 7, způsob pro výrobu za tepla lisované součásti podle provedení může obsahovat operaci S310 ohřívání, operaci S320 výroby polotovaru, operaci S330 krokového ohřívání, operace S340 namáčení, operaci S350 transferu, operaci S360 tvarování a operaci S370 ochlazování.

Operace S310 ohřívání je operace ohřívání ocelové desky, na které je vytvořena Al-Si potahová vrstva. Konkrétně je operace S310 ohřívání operace vytváření první slitinové vrstvy ohříváním ocelové desky, na které je vytvořena Al-Si potahová vrstva. V tomto okamžiku se ocelová deska, na které je Al-Si potahová vrstva vytvořena, může vyrábět pomocí operace S210 válcování ocelového ingotu za tepla, operace S220 ochlazování/svinutí, operace S230 válcování za studená, operace S240 tepelného zpracování žíháním, a operace S250 potahování namáčením za tepla.

-9CZ 2021 - 536 A3

V operaci S310 ohřívání mohou časová perioda ohřívání a zahřívací teplota pro ohřívání ocelové desky, na níž se vytvořila Al-Si potahová vrstva, splňovat následující rovnici.

[Rovnice]

Například v operaci S310 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat při zahřívací teplotě T. Například v operaci S310 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat při první teplotě. V tomto okamžiku může být první teplota 540 °C až 600 °C. Když je první teplota nižší než 540 °C, doba potřebná pro slití alespoň části ocelové desky a Al-Si potahové vrstvy může růst, a tak může v operaci docházet ke ztrátám. Na druhou stranu, když první teplota překročí 600 °C, v operaci výroby za tepla lisované součásti, která bude popsána níže, se tekutá fáze vytvoří na povrchu polotovaru, což může způsobit problém s přichycením k formě.

Například v operaci S310 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat po časovou periodu t ohřívání. Například v operaci S310 ohřívání, se ocelová deska, na níž se vytvořila potahová vrstva Al-Si, může zahřívat po první časovou periodu. V tomto okamžiku může být první časová perioda 10 minut až 120 minut. Konkrétně, když je první teplota 540 °C, první časová perioda může být větší než 60 minut a menší než 120 minut. Když je první teplota 600 °C, první časová perioda může být větší nebo rovná 10 minutám a kratší než 60 minut. Když je první časová perioda kratší než 10 minut, Al-Si potahová vrstva nemusí být kompletně slita. Na druhou stranu, když první časová perioda překročí 120 minut, produktivita za tepla lisované součásti může klesat kvůli příliš dlouhé časové periodě ohřívání.

V operaci S310 ohřívání, když je první teplota 540 °C, může být minimální časová perioda pro celkové slití Al-Si potahové vrstvy může být cca 60 minut. To znamená, že v operaci S310 ohřívání se celková slitinová vrstva může vytvořit pouze když se ocelová deska, na které se vytvořila Al-Si potahová vrstva, ohřívá na 540 °C po cca 60 minut nebo více. Podobně, když je první teplota vyšší než 540 °C, minimální časová perioda potřebná pro vytvoření celkové slitinové vrstvy může být méně než 60 minut, a minimální čas může být mezi 10 minutami až 60 minutami.

Navíc v operaci S310 ohřívání, když je první teplota 600 °C, minimální časová perioda potřebná pro celkové slití Al-Si potahové vrstvy může být cca 10 minut. To znamená, že v operaci S310 ohřívání se celková slitinová vrstva může vytvořit pouze když se ocelová deska, na které se vytvořila Al-Si potahová vrstva, ohřívá na teplotu 600 °C po cca 10 minut nebo více. Podobně, když je první teplota nižší než 600 °C, minimální časová perioda potřebná pro vytvoření celkové slitinové vrstvy může být více než 10 minut, a minimální časová perioda může být mezi 10 minutami až 60 minutami.

Operace S320 výroby polotovaru může být operace výroby polotovaru řezáním ocelové desky, na které je vytvořena první slitinová vrstva. V operaci S320 výroby polotovaru se polotovar může vyrábět řezáním ocelové desky, na které je vytvořena první slitinová vrstva, do požadovaného tvaru

-10CZ 2021 - 536 A3 podle účelu.

Například se operace výroby polotovaru může také provádět před operací S310 ohřívání. Například se po výrobě polotovaru řezáním ocelové desky, na které je vytvořena AI- Si potahová vrstva, může provádět operace S310 ohřívání pro ohřívání vyrobeného polotovaru.

Operace S330 krokového ohřívání může být operace ohřívání polotovaru ve fázích, a operace S340 namáčení může být operace namáčení krokově ohřátého polotovaru při rovnoměrné teplotě. V operaci S330 krokového ohřívání, když polotovar prochází několika sekcemi navrženými v ohřívací peci, může se teplota polotovaru zvyšovat ve fázích. Může zde být několik sekcí, v nichž se provádí operace S330 krokového ohřívání, z několika sekcí navržených v ohřívací peci, ateplota se nastavuje pro každou sekci pro zvyšování ve směru od vstupu ohřívací pece, do kterého se polotovar vkládá, k výstupu ohřívací pece, ze kterého se polotovar vypouští, a tak se teplota polotovaru může zvyšovat ve fázích. Po operaci S330 krokového ohřívání se může provádět operace S340 namáčení. V operaci S340 namáčení se krokově ohřátý polotovar může tepelně zpracovávat, zatímco prochází skrz sekci ohřívací pece nastavenou na teplotu Ac3 1000 °C. S výhodou se v operaci S340 namáčení krokově ohřátý polotovar může namáčet při teplotě 930 °C až 1000 °C. S větší výhodou se v operaci S340 namáčení krokově ohřátý polotovar může namáčet při teplotě 950 °C až 1000 °C. Také mezi několika sekcemi navrženými v ohřívací peci může být alespoň jedna sekce, v níž se operace S340 namáčení provádí.

Obr. 8 je schéma pro vysvětlení ohřívací pece mající několik sekcí v operaci krokového ohřívání a operaci namáčení ve způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti podle příkladu provedení.

S odkazem na obr. 8, ohřívací pec podle provedení může obsahovat několik sekcí s navzájem odlišnými teplotními rozsahy. Konkrétněji může ohřívací pec obsahovat první sekci Pi mající první teplotní rozsah T_b druhou sekci P₂ mající druhý teplotní rozsah T₂, třetí sekci P₃ mající třetí teplotní rozsah T₃, čtvrtou sekci P₄ mající čtvrtý teplotní rozsah T₄, pátou sekci P₅mající pátý teplotní rozsah T₅, šestou sekci P6 mající šestý teplotní rozsah Ts, a sedmou sekci P₇ mající sedmý teplotní rozsah T₇.

Například se v operaci S3 30 krokového ohřívání může polotovar krokově ohřívat ve fázích, zatímco prochází skrz několik sekcí (například první sekci P₃ až čtvrtou sekci P₄) definované v ohřívací peci. Dále se v operaci S340 namáčení může polotovar krokově zahřátý v první sekci P₃až čtvrté sekci P₄ namáčet v páté sekci P₅ až sedmé sekci P₇.

První až sedmá sekce P₃ až P₇ mohou být uspořádány sekvenčně v ohřívací peci. První sekce P₃mající první teplotní rozsah Ti může být v sousedství vstupu ohřívací pece, do kterého se vkládá polotovar, a sedmá sekce P₇ mající sedmý teplotní rozsah T₇ může být v sousedství výstupu z ohřívací pece, z něhož je polotovar vypouštěn. Takto může být první sekce Pi mající první teplotní rozsah Ti první sekcí ohřívací pece, a sedmá sekce P₇ mající sedmý teplotní rozsah T₇ může být poslední sekce ohřívací pece. Pátá sekce P₅, šestá sekce Ρβ a sedmá sekce P₇ z několika sekcí ohřívací pece, nemusí být sekce, v nichž se provádí krokové ohřívání, ale namísto toho sekce, kde se provádí namáčení.

Teploty několika sekcí navržených v ohřívací peci, například teploty první až sedmé sekce Pi až P₇, mohou růst ve směru od vstupu ohřívací pece, do kterého se vkládá polotovar k výstupu ohřívací pece, ze kterého se vypouští polotovar. Nicméně teploty páté sekce P₅, šesté sekce Ρβ a sedmé sekce P₇ mohou být stejné. Také rozdíl v teplotě mezi dvěma sousedními sekcemi, z několika sekcí navrhovaných v ohřívací peci, může být větší než 0 °C a menší nebo rovný 100 °C. Například rozdíl v teplotě mezi první sekcí Pi a druhou sekcí P₂ může být větší než 0 °C a menší nebo rovný 100 °C.

Například první teplotní rozsah T₃ první sekce P₃ může být 840 °C až 860 °C, nebo 835 °C až 865 °C. Druhý teplotní rozsah T₂ dmhé sekce P₂ může být 870 °C až 890 °C, nebo 865 °C až 895 °C.

-11 CZ 2021 - 536 A3

Třetí teplotní rozsah T₃ třetí sekce P₃ může být 900 °C až 920 °C, nebo 895 °C až 925 °C. Čtvrtý teplotní rozsah T₄ čtvrté sekce P₄ může být 920 °C až 940 °C, nebo 915 °C až 945 °C. Pátý teplotní rozsah T₅ páté sekce P₅ může být Ac3 do 1000 °C. S výhodou může být pátý teplotní rozsah T₅ páté sekce P₅ 930 °C nebo více a 1000 °C nebo méně. S větší výhodou může být pátý teplotní rozsah T₅páté sekce P₅ 950 °C nebo více a 1000 °C nebo méně, šestý teplotní rozsah Τβ šesté sekce Ρβ a sedmý teplotní rozsah T₇ sedmé sekce P₇ mohou být stejné jako pátý teplotní rozsah T₅ páté sekce P₅.

I když je na obr. 8 zobrazeno, že ohřívací pec podle provedení obsahuje sedm sekcí s navzájem odlišnými teplotními rozsahy, předkládané zveřejnění není na toto omezeno. Pět, šest nebo osm sekcí s navzájem odlišnými teplotními rozsahy může být navrženo v ohřívací peci.

Operace S340 namáčení se může provádět v poslední části z několika sekcí ohřívací pece. Například se operace S340 namáčení může provádět v páté sekci P₅, šesté sekci Ρβ, a sedmé sekci P₇ ohřívací pece. Když je několik sekcí navrženo v ohřívací peci a délka jedné sekce je dlouhá, může zde být problém, jako například změna teploty uvnitř sekce. Proto může být sekce, v níž se provádí operace S340 namáčení rozdělena na pátou sekci P₅, šestou sekci Ρβ, a sedmou sekci P₇, a pátá sekce P₅, šestá sekce Ρβ, a sedmá sekce P₇ mohou mít stejný teplotní rozsah v ohřívací peci.

V operaci S340 namáčení se krokově ohřátý polotovar může namáčet při teplotě Ac3 do 1000 °C. S výhodou se v operaci S340 namáčení krokově ohřátý polotovar může namáčet při teplotě 930 °C až 1000 °C. S větší výhodou se v operaci S340 namáčení krokově ohřátý polotovar může namáčet při teplotě 950 °C až 1000 °C.

Například může být poměr délky D₃ sekce pro krokové ohřívání polotovaru k délce D₂ sekce pro namáčení polotovaru 1:1 až 4:1. Konkrétněji může poměr součtu délek první sekce P₃ až čtvrté sekce P₄, což jsou sekce pro krokové ohřívání polotovaru, k součtu délek páté sekce P₅ až sedmé sekce P₇, což jsou sekce pro namáčení polotovaru, splňovat 1:1 až 4:1. Když délka sekce pro namáčení polotvaru roste, takže poměr délky Di sekce pro krokové ohřívání polotovaru k délce D₂sekce pro namáčení polotovaru je větší než 1:1, austenitová (FCC) struktura se generuje v sekci pro namáčení, což může zvýšit množství vodíku pronikajícího do polotovaru, což zvyšuje riziko zpožděné fraktury. Také když délka sekce pro namáčení polotovaru klesá, takže poměr délky Di sekce pro krokové ohřívání polotovaru k délce D₂ sekce pro namáčení polotovaru je menší než 4:1, nejsou zajištěny dostatečné sekce (časové periody) pro namáčení, a tak může být pevnost součásti vyráběné způsobem pro výrobu za tepla lisované součásti nerovnoměrná.

Například může být délka sekce pro provádění operace S340 namáčení, z několika sekcí navržených v ohřívací peci, 20 % až 50 % celkové délky ohřívací pece. Navíc v operaci S330 krokového ohřívání a operaci S340 namáčení, se mohou alespoň dva polotovary mající navzájem odlišnou tloušťku současně přesunovat v ohřívací peci.

Například může polotovar setrvávat v ohřívací peci po 180 sekund až 360 sekund. To znamená, že časová perioda pro krokové ohřívání polotovaru a namáčení polotovaru může být 180 sekund až 360 sekund. Když je časová perioda setrvání polotovaru v ohřívací peci kratší než 180 sekund, může být obtížné dostatečně polotovar namočit při požadované teplotě. Také když je časová perioda setrvání polotovaru v ohřívací peci delší než 360 sekund, roste množství vodíku pronikajícího do polotovaru, což vede ke zvýšenému riziku zpožděné fraktury a zhoršení odolnosti vůči korozi po operaci lisování za tepla.

Operace S350 transferu je operace transferu ohřátého (nebo namočeného) polotovaru z ohřívací pece do lisovací formy. V operaci S350 transferu se ohřátý (nebo namočený) polotovar může chladit vzduchem po dobu 10 sekund až 15 sekund.

Operace tvarování S360 je operace vytvoření formovaného tělesa lisováním přeneseného polotovaru za tepla. Operace S370 ochlazování je operace ochlazování vytvořeného formovaného

-12 CZ 2021 - 536 A3 tělesa.

Konečný produkt může být vytvořen ochlazením formovaného tělesa současně s formováním formovaného tělesa do tvaru finální součásti. Ochlazovací kanál, kterým cirkuluje chladivo, může být navržen v lisovací formě. Ohřátý polotovar se může rychle ochlazovat cirkulací chladivá dodávaného skrz ochlazovací kanál navržený v lisovací formě. V tomto ohledu, pro předcházení jevu zpětného odskočení a zachování požadovaného tvaru deskového materiálu, se může polotovar lisovat a rychle ochlazovat, zatímco je lisovací forma zavřená. Při formování a ochlazování ohřátého polotovaru se polotovar může ochlazovat s průměrnou rychlostí ochlazování alespoň 10 °C/s na koncovou teplotu martenzitu. Polotovar se může držet v lisovací formě po 3 sekundy až 20 sekund. Když je časové období držení polotovaru v lisovací formě kratší než 3 sekundy, ochlazování materiálu se neprovede dostatečně, a tak mohou odchylky teplot jednotlivých částí dané reziduálním teplem ovlivnit kvalitu z hlediska křehnutí. Dále, protože nedojde ke generování dostatečného množství martenzitu, mechanické vlastnosti nemusí být zajištěny. Na druhou stranu, když je časové období držení polotovaru v lisovací formě delší než 20 sekund, doba držení v lisovací formě může růst, což způsobí snížení produktivity.

Obr. 9 je schéma zobrazující příčný průřez součásti vyráběné pomocí způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti, v němž se operace S310 ohřívání vynechává.

S odkazem na obr. 6 a 9, za tepla lisovaná součást vyráběná pomocí způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti, v němž je operace S310 ohřívání obsažena, může obsahovat druhou slitinovou vrstvu 300, a druhá slitinová vrstva 300 může obsahovat první vrstvu 310, druhou vrstvu 320 a třetí vrstvu 330, které jsou sekvenčně vrstveny. V tomto okamžiku může první vrstva 310 obsahovat α-Fe, druhá vrstva 320 může obsahovat FeAL, a třetí vrstva 330 může obsahovat FeAl.

Za tepla lisovaná součást vyráběná pomocí způsobu pro výrobu, v němž se operace S310 ohřívání vynechává, může obsahovat druhou slitinovou vrstvu 300'. Druhá slitinová vrstva 300' za tepla lisované součásti vyráběné pomocí způsobu pro výrobu, v němž se operace S310 ohřívání vynechává, může obsahovat první vrstvu 310', druhou vrstvu 320', třetí vrstvu 330', a čtvrtou vrstvu 340', které se sekvenčně vrství. V tomto okamžiku může první vrstva 310' obsahovat α-Fe, druhá vrstva 320' může obsahovat Fc Ah. třetí vrstva 330' může obsahovat FeAl, a čtvrtá vrstva 340' může obsahovat Fc Ah.

zcela vnější vrstva druhé slitinové vrstvy 300 obsažené v za tepla lisované součásti vyráběné pomocí způsobu pro výrobu obsahujícího operaci S310 ohřívání, je fáze FeAl, ale je možno potvrdit, že zcela vnější vrstva druhé slitinové vrstvy 300' obsažené v za tepla lisované součásti vyráběné pomocí způsobu pro výrobu, v němž se vynechává operace S310 ohřívání, je fáze Fe2A15.

Když se tedy polotovar předehřívá (operace S310 ohřívání) před operací S330 krokového ohřívání a operací S340 namáčení, je možno potvrdit, že fáze Fe₂Al₅ se nevytvoří ve druhé slitinové vrstvě 300 obsažené ve finální za tepla lisované součásti.

Ve srovnání s FeAl fází má Fe₂Al₅ fáze vyšší frekvenci generování prasklin a vyšší míru šíření prasklin. Když se součást vyrábí pomocí způsobu pro výrobu za tepla lisované součásti podle provedení, protože fáze FeAL, která je přítomna na zcela vnějším povrchu druhé slitinové vrstvy 300 zmizí, může se frekvence výskytu prasklin snížit, šíření prasklin potlačit, a odolnost vůči odlupování vyráběné součásti se může zlepšit.

Když se polotovar, na němž se vytvoří Al-Si potahová vrstva na ocelové desce při ohřívání na teplotu operace lisování za tepla, alespoň část Al-Si potahové vrstvy zůstala bez vytvoření slitinové vrstvy, což vede k vytvoření tekuté fáze Al-Si potahové vrstvy. V tomto okamžiku, protože tekutá fáze Al-Si potahové vrstvy má vyšší rychlost difundování vodíku a silnější povrchovou adsorpci vodíku než slitinová vrstva, vodík byl zaveden do ocelové desky přes Al-Si potahovou vrstvu, což způsobuje vodíkovou zpožděnou frakturu. Navíc byla tekutá fáze Al-Si potahová vrstvy připečena

-13 CZ 2021 - 536 A3 k formě, což vede ke snížení produktivity.

Obr. 10 je schéma zobrazující rovnovážný diagram Fe-Al.

S odkazem na obr. 10, v rovnovážném diagramu Fe-Al je patrné, že bod tání FeAf je zhruba 1160 °C, a bod tání Fc-Ab je cca 1169 °C. Při vytváření FeAl slitiny tak může mít zmíněná slitina bod tání vyšší než Al-Si (cca 660 °C).

Například před ohříváním (krokové ohřívání a namáčení) ocelové desky, na níž se vytvořila Al-Si potahová vrstva, se ocelová deska, na níž se vytvořila Al-Si potahová vrstva, ohřívá na první teplotu po první časové období, takže alespoň část ocelové desky a Al-Si potahová vrstva může slévat pro vytvoření první slitinové vrstvy. Poté se ocelová deska, na níž se vytvořila první slitinová vrstva, ohřívá (krokové ohřívání a namáčení) pro výrobu za tepla lisované součásti, a tak se vodíkové zpožděné fraktury vyráběné součásti mohou předcházet nebo minimalizovat, a současně se může předcházet nebo minimalizovat riziko přichycení k formě během zmíněné operace.

Dále v tomto dokumentu bude předkládané zveřejnění podrobněji popsáno pomocí provedení. Nicméně následující provedení slouží k podrobnějšímu vysvětlení předkládaného zveřejnění, a rozsah předkládaného zveřejnění není omezen na následující provedení. Rada modifikací a uzpůsobení bude jasně patrných odborníkovi se znalostmi běžnými v této oblasti techniky, bez odchýlení se od ducha a rozsahu.

[Tabulka 1]

Součást (% hmotnosti)
C	Si	Mn	P	S	Cr	Ti	B
0,23	0,24	1,17	0,014	0,002	0,17	0,03	0,002

[Tabulka 2]

	Teplota ohřívání	Doba ohřívání
Provedení 1	540 °C	60 minut
Provedení 2	600 °C	10 minut
Srovnávací příklad 1	-	-
Srovnávací příklad 2	540 °C	55 minut
Srovnávací příklad 3	600 °C	8 minut
Srovnávací příklad 4	480	9 hodin
Srovnávací příklad 5	520 °C	130 minut
Srovnávací příklad 6	500 °C	270 minut
Srovnávací příklad 7	540 °C	145 minut
Srovnávací příklad 8	570 °C	280 minut
Srovnávací příklad 9	600 °C	10 hodin

-14CZ 2021 - 536 A3

[Tabulka 3]

Sekce ohřívací pece	První sekce	Druhá sekce	Třetí sekce	Čtvrtá sekce	Pátá sekce	Šestá sekce	Sedmá sekce
Délka ohřívací pece	1600 mm	2800 mm	3200 mm	4400 mm	4000 mm	4000 mm	2000 mm

[Tabulka 4]

	Teplota nastavená pro každou sekci ohřívací pece	Doba pobytu v ohřívací peci (sekundy)
Sekce ohřívací pece	První sekce	Druhá sekce	Třetí sekce	Čtvrtá sekce	Pátá sekce	Šestá sekce	Sedmá sekce
Teplota	820 °C	850 °C	880 °C	910 °C	950 °C	950 °C	950 °C	200

Tabulka 1 je tabulka uvádějící složení ocelové desky, tabulka 2 je tabulka uvádějící ohřívací teploty a časovou periodu ohřívání provedení 1 a 2, a srovnávacích příkladů 1 až 9, tabulka 3 je tabulka uvádějící délku každé ze sekcí ohřívací pece, a tabulka 4 je tabulka uvádějící nastavenou teplotu pro každou sekci ohřívací pece a dobu pobytu v ohřívací peci.

Po ohřátí polotovaru, na němž se vytvořila Al-Si vrstva na ocelové desce mající složení podle tabulky 1, za podmínek podle tabulky 2 se ohřátý polotovar krokově ohříval a namáčel v ohřívací peci splňující podmínky z tabulek 3 a 4 pro výrobu za tepla lisované součásti.

V tabulce 2, provedení 1 a 2 odpovídají případu, v němž byly ohřívací teplota a časová perioda ohřívání operací S120 a S310 splněny, srovnávací příklad 1 odpovídá případu, v němž se operace S120 a S310 ohřívání neprováděly, srovnávací příklady 2 a 3 odpovídají případu, kdy nebyla splněna časová perioda ohřívání operací S120 a S310 ohřívání, a srovnávací příklady 4 až 6 odpovídají případu, v němž nebyla splněna ohřívací teplota operací S120 a S310 ohřívání.

Jako v provedeních 1 a 2, kdy byla teplota ohřívání a časová perioda ohřívání operací S120 a S310 ohřívání splněny, alespoň část ocelové desky a Al-Si potahová vrstva vytvořená na ocelové desce se mohou slévat pro vytvoření celkové slitinové vrstvy.

Nicméně, jako ve srovnávacích příkladech 1 až 6, když se operace S120 a S310 ohřívání vynechají nebo nej sou teplota ohřívání a/nebo časová perioda ohřívání operací S120aS310 ohřívání splněny, Al-Si potahová vrstva může zůstat na ocelové desce.

Dále srovnávací příklady 7 až 9 odpovídají případu, kdy časová perioda ohřívání operací S120 a S310 ohřívání byla překročena. I ve srovnávacích příkladech 7 až 9 se mohou alespoň část ocelové desky a Al-Si potahová vrstva na ocelové desce slévat pro vytvoření celkové slitinové vrstvy. Nicméně v případě srovnávacích příkladů 7 až 9 může produktivita za tepla lisované součásti klesat díky nadměrné časové periodě ohřívání.

<Vyhodnocení množství difůndovatelného vodíku a vodíkové zpožděné fraktury>

Termální desorpční spektroskopie byla provedena na provedeních 1 a 2 a srovnávacích příkladech 1 až 9. Podrobně bylo měřeno množství difůndovatelného vodíku emitovaného ze za tepla lisované součásti při 350 °C nebo méně, při zvyšování teploty z pokojové teploty na 500 °C rychlostí ohřívání 20 °C/min. Vyhodnocení vodíkové zpožděné fraktury bylo prováděno ve čtyřbodovém

-15 CZ 2021 - 536 A3 ohybovém testu. Čtyřbodový ohybový test je způsob pro testování pro kontrolu, zda nastávají námahové korozní praskliny aplikací namáhání, které má úroveň nižší, než je mez elasticity v konkrétním bodě vzorku vyráběného reprodukováním stavu vystaveného korozivnímu prostředí. Tentokrát námahové korozní praskliny znamenají praskliny, které nastávají, když koroze a kontinuální tahové namáhání působí současně.

[Tabulka 5]

	Množství difuzního vodíku (wppm)	Vodíková zpožděná fraktura
Provedení 1	0,376	Bez fraktury
Provedení 2	0,364	Bez fraktury
Srovnávací příklad 1	0,923	S frakturou
Srovnávací příklad 2	0,759	S frakturou
Srovnávací příklad 3	0,702	S frakturou
Srovnávací příklad 4	0,816	S frakturou
Srovnávací příklad 5	0,768	S frakturou
Srovnávací příklad 6	0,769	S frakturou
Srovnávací příklad 7	0,391	Bez fraktury
Srovnávací příklad 8	0,403	Bez fraktury
Srovnávací příklad 9	0,401	Bez fraktury

Tabulka 5 je tabulka uvádějící výsledky vyhodnocení množství difuzního vodíku emitovaného z provedení 1 a 2, a srovnávacích příkladů 1 až 9, a vyhodnocení výsledků zpožděné vodíkové fraktury.

Z odkazované tabulky 5 je patrné, že množství difuzního vodíku emitované ze srovnávacího příkladu 1 bylo větší než množství difuzního vodíku emitované z provedení 1 a 2. Je také patrné, že množství přítoku vodíku zvenčí bylo sníženo, když se operace S120 a S310 prováděly před operací lisování za tepla.

Navíc je patrné, že množství difuzního vodíku emitované ze srovnávacích příkladů 2 a 3 (případ, kdy není splněna časová perioda ohřívání) bylo větší, než množství difuzního vodíku emitovaného z provedení 1 a 2.

Navíc je patrné, že množství difuzního vodíku emitované ze srovnávacích příkladů 4 až 6 (případ, kdy nebyla splněna teplota ohřívání) bylo větší, než množství difuzního vodíku emitovaného z provedení 1 a 2.

Je nicméně patrné, že množství difuzního vodíku emitované ze srovnávacích příkladů 7 až 9 (případ, kdy je teplota ohřívání splněna, ale časová perioda ohřívání překračuje 60 minut) bylo větší, než množství difuzního vodíku emitovaného z provedení 1 a 2, ale menší, než množství difuzního vodíku emitované ze srovnávacích příkladů 1 až 6.

Je tedy patrné, že proto, že množství difuzního vodíku emitované ze za tepla lisované součásti

-16 CZ 2021 - 536 A3 vyráběné při provedení operací S120 a S310 ohřívání před provedením operace lisování za tepla, byl přítok vodíku zvenčí snížen.

Nicméně i když je množství difuzního vodíku emitované z vyráběné za tepla lisované součásti je sníženo, i když je ocelová deska, na níž je vytvořena Al-Si potahová vrstva, ohřívána po více než 120 minut při první teplotě před prováděním operace lisování za tepla, produktivita za tepla lisované součásti může být snížena díky nadměrné časové periodě ohřívání, když časová perioda ohřívání překročí 120 minut.

Podle výsledků vyhodnocení vodíkové zpožděné fraktury, i když fraktura nenastala v provedeních 1 a 2, a srovnávacích příkladech 7 až 9, fraktura nastala ve srovnávacích příkladech 1 až 6.

Když se tedy operace S120 a S310 provádí před prováděním operace lisování za tepla, množství přítoku vodíku zvenčí bylo sníženo, a tedy byla odolnost vůči vodíkové zpožděné fraktuře vynikající, proto může být vodíkové křehnutí vyráběné za tepla lisované součásti zlepšeno, když se ocelová deska, na níž je vytvořena Al-Si potahová vrstva, zahřívá při první teplotě po první časovou periodu před prováděním operace lisování za tepla.

<Vyhodnocení odolnosti vůči odlupování>

Adhezní pevnost slitinové vrstvy byla měřena pomocí testu adheze pro vyhodnocení odolnosti vůči odlupování provedení 1 a 2, a srovnávacích příkladů 1 až 6. Pevnost adheze byla měřena za podmínek rychlosti 0,6 MPa/s, oblasti odlupování 20 pí, maximálního zatížení 24 MPa, teploty vytvrzení 120 °C, a doby vytvrzení 20 minut.

[Tabulka 6]

	Pevnost adheze
Provedení 1	6,29 MPa
Provedení 2	6,44 MPa
Srovnávací příklad 1	3,44 MPa
Srovnávací příklad 2	4,08 MPa
Srovnávací příklad 3	3,34 MPa
Srovnávací příklad 4	3,52 MPa
Srovnávací příklad 5	3,79 MPa
Srovnávací příklad 6	3,12 MPa

Tabulka 6 je tabulka uvádějící výsledky testu adheze provedení 1 a 2 a srovnávacích příkladů 1 až 6.

Z odkazované tabulky 6 je patrné, že adhezní pevnost provedení 1 a 2 byla vyšší než u srovnávacích příkladů 1 až 6.

Je tedy patrné, že odolnost vůči odlupování za tepla lisované součásti, u níž byly operace S120 a S310 ohřívání provedeny před provedením operace lisování za tepla, byla větší než odolnost vůči odlupování za tepla lisované součásti, u níž byly operace S120 a S310 ohřívání vynechány, nebo byla provedena operace ohřívání nesplňující podmínky pro ohřívání.

-17 CZ 2021 - 536 A3

Může tak být zlepšena odolnost vůči odlupování u za tepla lisované součásti vyráběn, když jsou operace S120 a S310 ohřívání provedeny před provedením operace lisování za tepla.

Je třeba si uvědomit, že provedení popsaná v tomto dokumentuje třeba uvažovat pouze v popisném 5 smyslu a nikoli pro účely omezení, popisy znaků nebo aspektů v každém provedení mají být obvykle považovány za dostupné pro jiné podobné znaky nebo aspekty v dalších provedeních. Zatímco bylo jedno nebo více provedení popsáno s odkazem na výkresy, odborníkům se znalostmi běžnými v této oblasti techniky bude zřejmé, že různé změny formy a detailů v nich mohou být prováděny bez odchýlení se od ducha a rozsahu zveřejnění, jak je definováno následujícími ίο patentovými nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob pro výrobu polotovaru pro lisování za tepla, přičemž zmíněný způsob zahrnuje: vytvoření potahové vrstvy na ocelové desce ponořením ocelové desky do potahovací lázně zahrnující hliník a křemík; a ohřívání ocelové desky s vytvořenou potahovou vrstvou při první teplotě po první časovou periodu;

přičemž zmíněná první teplota je 540 °C až 600 °C.
2. Způsob podle nároku 1, přičemž když je zmíněná první teplota 540 °C, první časová perioda je větší nebo rovna 60 minutám.
3. Způsob podle nároku 1, přičemž když je zmíněná první teplota 600 °C, první časová perioda je větší nebo rovna 10 minutám.
4. Způsob podle nároku 1, přičemž vytváření potahové vrstvy na ocelové desce zahrnuje vytvoření hliníko (AI) - křemíkové (Si) potahové vrstvy na ocelové desce.
5. Způsob podle nároku 4, přičemž míra potažení potahové vrstvy je 40 g/m² až 200 g/m².
6. Způsob podle nároku 4, přičemž při ohřívání ocelové desky, na které se vytvořila potahová vrstva, do sebe alespoň část ocelové desky a potahová vrstva navzájem difundují pro vytvoření slitinové vrstvy.
7. Způsob podle nároku 6, přičemž zmíněná slitinová vrstva zahrnuje jedinou vrstvu.
8. Způsob podle nároku 6, dále zahrnující:

výrobu polotovaru řezáním ocelové desky, na které se vytvořila slitinová vrstva.
9. Polotovar pro lisování za tepla, přičemž zmíněný polotovar zahrnuje:

ocelovou desku; a slitinovou vrstvu na ocelové desce, zahrnující jedinou vrstvu.
10. Polotovar podle nároku 9, přičemž ocelová deska obsahuje uhlík (C) v množství 0,19 % hmotnosti až 0,38 % hmotnosti, křemík (Si) v množství 0,1% hmotnosti až 1 % hmotnosti, mangan (Mn) v množství 1 % hmotnosti až 2 % hmotnosti, fosfor (P) v množství větším než 0 % hmotnosti a menším nebo rovném 0,03 % hmotnosti, síru (S) v množství větším než 0 % hmotnosti a menším nebo rovném 0,01 % hmotnosti, chrom (Cr) v množství 0,1% hmotnosti až 0,6 % hmotnosti, titan (Ti) v množství 0,01 % hmotnosti až 0,05 % hmotnosti, bór (B) v množství 0,001 % hmotnosti až 0,005 % hmotnosti, zbytek železa (Fe) a nevyhnutelných nečistot.
11. Polotovar podle nároku 9, přičemž slitinová vrstva zahrnuje slitinu železo-hliník-křemík (FeAlSi).
12. Způsob pro výrobu za tepla lisované součásti, přičemž zmíněný způsob zahrnuje:

ohřívání ocelové desky s vytvořenou potahovou vrstvou při první teplotě po první časovou periodu;

výrobu polotovaru řezáním ohřáté ocelové desky;

-19 CZ 2021 - 536 A3 krokové ohřívání polotovaru ve fázích; a namáčení krokově ohřátého polotovaru při teplotě Ac3 až 1000 °C, přičemž zmíněná první teplota je 540 °C až 600 °C.
13. Způsob podle nároku 12, přičemž když je zmíněná první teplota 540 °C, první časová perioda je větší nebo rovna 60 minutám.
14. Způsob podle nároku 12, přičemž když je zmíněná první teplota 600 °C, první časová perioda je větší nebo rovna 10 minutám.
15. Způsob podle nároku 12, přičemž krokové ohřívání a namáčení se provádí v ohřívací peci mající několik sekcí s navzájem odlišnými teplotními rozsahy.
16. Způsob podle nároku 15, přičemž ze zmíněných několika sekcí, je poměr délky sekcí pro krokové ohřívání polotovaru k délce sekce pro namáčení polotovaru v rozsahu 1:1 až 4:1.
17. Způsob podle nároku 15, přičemž teploty ve zmíněných několika sekcích rostou ve směru od vstupu do ohřívací pece k výstupu z ohřívací pece.
18. Způsob podle nároku 15, přičemž rozdíl teplot mezi dvěma sousedními sekcemi ze sekcí pro krokové ohřívání polotovaru je větší než 0 °C a menší nebo rovný 100 °C.
19. Způsob podle nároku 15, přičemž ze zmíněných několika sekcí je teplota sekce pro namáčení polotovaru větší než teplota sekcí pro krokové ohřívání polotovaru.
20. Způsob podle nároku 15, dále zahrnující, po namočení polotovaru:

transfer namočeného polotvaru z ohřívací pece do lisovací formy;

výrobu formovaného tělesa lisováním přeneseného polotovaru za tepla; a ochlazování vyrobeného formovaného tělesa.
21. Za tepla lisovaná součást zahrnuj ící:

ocelovou desku; a slitinovou vrstvu, mající první vrstvu, druhou vrstvu, a třetí vrstvu, které jsou sekvenčně vrstveny na ocelové desce;

přičemž obsahová frakce druhé vrstvy vzhledem ke slitinové vrstvě je větší než 0 % a menší nebo rovna 33 %.
22. Za tepla lisovaná součást podle nároku 21, přičemž první vrstva zahrnuje a-Fe, druhá vrstva zahrnuje FcjAF. a třetí vrstva zahrnuje FeAl.
23. Za tepla lisovaná součást podle nároku 21, přičemž první vrstva má tvrdost 200 Hv až 800 Hv, druhá vrstva má tvrdost 700 Hv až 1200 Hv, a třetí vrstva má tvrdost 200 Hv až 800 Hv.