DE102020120580A1 - METHOD OF MAKING COATED STEEL STRIP, AND METHOD OF MAKING A HARDENED STEEL PRODUCT - Google Patents
METHOD OF MAKING COATED STEEL STRIP, AND METHOD OF MAKING A HARDENED STEEL PRODUCT Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020120580A1 DE102020120580A1 DE102020120580.5A DE102020120580A DE102020120580A1 DE 102020120580 A1 DE102020120580 A1 DE 102020120580A1 DE 102020120580 A DE102020120580 A DE 102020120580A DE 102020120580 A1 DE102020120580 A1 DE 102020120580A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- less
- strip
- steel strip
- steel
- coating
- 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
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 152
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 66
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 33
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 27
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 23
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 12
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- KMWBBMXGHHLDKL-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Si] Chemical compound [AlH3].[Si] KMWBBMXGHHLDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 33
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 7
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- PALQHNLJJQMCIQ-UHFFFAOYSA-N boron;manganese Chemical compound [Mn]#B PALQHNLJJQMCIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- JZQOJFLIJNRDHK-CMDGGOBGSA-N alpha-irone Chemical compound CC1CC=C(C)C(\C=C\C(C)=O)C1(C)C JZQOJFLIJNRDHK-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- 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
- 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
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0038—Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
- C23C2/004—Snouts
-
- 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
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- 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
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
-
- 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
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/024—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
-
- 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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von beschichtetem Stahlband, umfassend: Erwärmen eines Stahlbands (2) aus einem härtbaren Stahl auf eine Bandzieltemperatur (T3) von weniger als 625°C, und Schmelztauchbeschichten des auf die Bandzieltemperatur (T3) erwärmten Stahlbands (2) in einer Schmelze (4), die zumindest Aluminium und Silizium enthält, wobei die Schmelze (4) eine Temperatur (T4) von weniger als 620°C aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Stahlprodukts aus dem genannten Verfahren sowie ein hieraus hergestelltes Warmformteil (42).The invention relates to a method for producing coated steel strip, comprising: heating a steel strip (2) made of hardenable steel to a target strip temperature (T3) of less than 625° C., and hot dip coating the steel strip (2) heated to the target strip temperature (T3). in a melt (4) containing at least aluminum and silicon, the melt (4) having a temperature (T4) of less than 620°C. The invention also relates to a method for producing a hardened steel product from the method mentioned and a hot-formed part (42) produced therefrom.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von beschichtetem Stahlband, insbesondere zur Herstellung von warmumgeformten Stahlprodukten, sowie gemäß dem Verfahren entsprechend hergestellte Produkte.The invention relates to a method for producing coated steel strip, in particular for producing hot-formed steel products, and products correspondingly produced according to the method.
Es ist bekannt, metallische Bauteile zum Korrosionsschutz zu beschichten sowie diese mittels Warmumformen zu Formteilen umzuformen. Für sicherheitsrelevante Karosseriebauteile von Kraftfahrzeugen werden in der Praxis beispielsweise Aluminium-Silizium-beschichtete hochfeste sowie ultrahochfeste Vergütungsstähle, im Speziellen mangan-borhaltige Vergütungsstähle wie beispielsweise 22MnB5 oder 34MnB5 eingesetzt.It is known to coat metallic components for corrosion protection and to form them into molded parts by means of hot forming. In practice, for example, aluminium-silicon-coated high-strength and ultra-high-strength tempered steels, in particular manganese-boron-containing tempered steels such as 22MnB5 or 34MnB5, are used for safety-relevant body components of motor vehicles.
Beispielsweise ist aus der
Aus der
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von beschichtetem Stahlband sowie ein entsprechend hergestelltes Stahlband vorzuschlagen, das für nachgelagerte Fertigungsprozesse, insbesondere für ein Flexibles Walzen beziehungsweise Warmumformen, eine verbesserte Verarbeitbarkeit aufweist.The present invention is based on the object of proposing a method for producing coated steel strip and a correspondingly produced steel strip which has improved processability for downstream production processes, in particular for flexible rolling or hot forming.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Herstellen von beschichtetem Stahlband vorgeschlagen, bei dem Stahlband aus einem härtbaren Stahl auf eine Bandzieltemperatur von weniger als 625°C gebracht wird, und das auf Bandzieltemperatur erwärmte Stahlband in einer Schmelze, die Aluminium und Silizium enthält und eine Temperatur von weniger als 620°C aufweist, schmelztauchbeschichtet wird.To solve the problem, a method for producing coated steel strip is proposed, in which steel strip made of hardenable steel is brought to a strip target temperature of less than 625° C., and the steel strip, heated to strip target temperature, in a melt containing aluminum and silicon and a temperature less than 620°C, is hot dip coated.
Durch das Schmelztauchbeschichten bei der angegebenen verhältnismäßig niedrigen Temperatur sind die Diffusionsvorgänge zwischen der Schmelze und dem Stahlband relativ kurz beziehungsweise gering, so dass sich eine verhältnismäßig dünne Diffusionsschicht ausbildet. Hieraus ergibt sich für nachgelagerte Fertigungsprozesse, insbesondere für ein Flexibles Walzen und/oder Warmumformen des erfindungsgemäß beschichteten Stahlbands eine verbesserte Verarbeitbarkeit. Insbesondere kann die Walzbarkeit beziehungsweise Umformbarkeit durch geringere Walzkräfte beziehungsweise Umformkräfte verbessert werden. Es entsteht weniger Reibung zwischen dem Werkzeug und dem beschichteten Stahlband was sich günstig auf den Verschleiß und die Lebensdauer des Werkzeugs auswirkt.Due to the hot dip coating at the specified relatively low temperature, the diffusion processes between the melt and the steel strip are relatively short or low, so that a relatively thin diffusion layer is formed. This results in improved processability for downstream production processes, in particular for flexible rolling and/or hot forming of the steel strip coated according to the invention. In particular, the rollability or formability can be improved by lower rolling forces or forming forces. There is less friction between the tool and the coated steel strip, which has a positive effect on wear and the service life of the tool.
Als Ausgangsmaterial wird ein Stahlband verwendet, insbesondere aus einem martensitisch härtbaren Stahlwerkstoff, wobei es sich um Warmband oder Kaltband handeln kann. Unter Warmband wird ein Walzstahlfertigerzeugnis (Stahlband) verstanden, das durch Walzen nach vorherigem Erwärmen erzeugt wird. Mit Kaltband ist ein kaltgewalztes Stahlband (Flachstahl) gemeint. Als kaltgewalzt wird Flachstahl bezeichnet, dessen letzte Dickenabnahme durch Walzen ohne vorhergehendes Erwärmen erfolgt. Vorzugsweise wird Stahlwarmband verwendet, da sich hiermit ein Fertigungsschritt, nämlich das Kaltwalzen vor dem Beschichten und damit entsprechende Kosten eingespart werden können. Soweit im Rahmen dieser Offenbarung die Bezeichnung Stahlband verwendet wird, soll hiermit entsprechend Warmband und Kaltband mit umfasst sein.A steel strip is used as the starting material, in particular made from a martensitically hardenable steel material, which can be hot strip or cold strip. Hot strip is a finished rolled steel product (steel strip) that is produced by rolling after prior heating. Cold strip means a cold-rolled steel strip (flat steel). Flat steel is referred to as cold-rolled if the last reduction in thickness is carried out by rolling without prior heating. Hot-rolled steel strip is preferably used, since this saves one manufacturing step, namely cold rolling before coating, and thus the corresponding costs. Insofar as the term steel strip is used within the scope of this disclosure, hot strip and cold strip are to be included accordingly.
Das Stahlband kann beispielsweise aus einem härtbaren beziehungsweise vergütbaren, insbesondere manganhaltigen Stahlwerkstoff sein. Dieser kann neben Mangan weitere Mikrolegierungselemente beinhalten. Der Stahlwerkstoff kann beispielsweise folgende Anteile an Legierungselementen jeweils in Gewichtsprozent beinhalten:
- Kohlenstoff (C) mit mindestens 0,15 % und höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,4 %; Mangan (Mn) mit mindestens 0,5 % und höchstens 5,0 %, insbesondere mindestens 0,8 % und höchstens 2,5 %; Aluminium (AI) mit höchstens 0,1 %; Silizium (Si) mit mindestens 0,1 % und höchstens 0,9 %, insbesondere höchstens 0,5 %; Chrom (Cr) mit mindestens 0,01 % und höchstens 1,0 %; Titan (Ti) mit höchstens 0,05 %,
- insbesondere mindestens 0,02 %; Bor (B) mit mindestens 0,0005 und höchstens 0,080 %, insbesondere mindestens 0,002 % und höchstens 0,006 %; Phosphor (P) mit höchstens 0,1 %, insbesondere höchstens 0,01 %; Schwefel (S) mit höchstens 0,05 %, insbesondere höchstens 0,01; optional weitere Legierungselemente mit einem Anteil von bis zu 1,55 % (1550 ppm); den Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen.
- Carbon (C) with at least 0.15% and at most 0.5%, in particular at most 0.4%; manganese (Mn) with at least 0.5% and at most 5.0%, in particular at least 0.8% and at most 2.5%; Aluminum (Al) with a maximum of 0.1%; Silicon (Si) with at least 0.1% and at most 0.9%, in particular at most 0.5%; Chromium (Cr) with a minimum of 0.01% and a maximum of 1.0%; Titanium (Ti) with a maximum of 0.05%,
- especially at least 0.02%; Boron (B) with at least 0.0005% and at most 0.080%, in particular at least 0.002% and at most 0.006%; Phosphorus (P) with a maximum of 0.1%, in particular a maximum of 0.01%; Sulfur (S) with at most 0.05%, in particular at most 0.01%; optionally other alloying elements with a proportion of up to 1.55% (1550 ppm); the balance iron (Fe) and unavoidable impurities.
Als optionale weitere Legierungselemente kann das Substrat jeweils in Gewichtsprozent insbesondere zumindest eines von: Kupfer (Cu) mit höchstens 0,1 %, Nickel (Ni) mit höchstens 0,1 %, Niob (Nb) mit höchstens 0,1 %, Molybdän (Mo) mit höchstens 1,0 %, Vanadium (V) mit höchstens 0,25 % beinhalten, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Der Masseanteil der optionalen Legierungselemente kann auch geringer sein, beispielsweise kann Molybdän auch mit höchstens 0,8 %, 0,5 % oder 0,25 % enthalten sein. Der Masseanteil der optionalen Legierungselemente beträgt in Summe maximal 1,55 %, insbesondere maximal 1,0 %, insbesondere maximal 0,8 %. Das Legierungselement Niob bewirkt in vorteilhafter Weise eine feinkörnige Struktur eines aus der Legierung warmumgeformten Bauteils. Insbesondere im Zusammenwirken mit Molybdän, das ein Kornwachstum hemmen kann, ergibt sich eine besonders feinkörnige Struktur, was sich wiederum günstig auf die Festigkeit des hieraus hergestellten Bauteils auswirkt. Beispiele für verwendbare bor-manganhaltige Stahlwerkstoffe sind 17MnB5, 20MnB5, 20MnB8, 22MnB5, 26MnB5 oder 34MnB5.As optional further alloying elements, the substrate can contain in particular at least one of: copper (Cu) with a maximum of 0.1%, nickel (Ni) with a maximum of 0.1%, niobium (Nb) with a maximum of 0.1%, molybdenum ( Mo) with a maximum of 1.0%, vanadium (V) with a maximum of 0.25%, without being limited thereto. The mass fraction of the optional alloying elements can also be lower, for example molybdenum can also be contained with at most 0.8%, 0.5% or 0.25%. The mass fraction of the optional alloying elements is a maximum of 1.55% in total, in particular a maximum of 1.0%, in particular a maximum of 0.8%. The alloying element niobium advantageously brings about a fine-grained structure of a component hot-formed from the alloy. In particular in combination with molybdenum, which can inhibit grain growth, a particularly fine-grained structure results, which in turn has a favorable effect on the strength of the component made from it. Examples of usable boron-manganese steel materials are 17MnB5, 20MnB5, 20MnB8, 22MnB5, 26MnB5 or 34MnB5.
Vorzugsweise wird das Warmband vor dem Beschichten gereinigt, was insbesondere chemisch, mechanisch oder elektrochemisch erfolgen kann. Beim Reinigen wird der durch den Warmwalzprozess an der Oberfläche entstandene feste Abbrand (Zunder) entfernt. Ein gängiges chemisches oder elektrochemisches Verfahren ist das Beizen, was beispielsweise in einer Durchlaufanlage erfolgen kann, bei der das Stahlband durch ein Säurebad gefördert wird. Wie oben bereits erwähnt, kann nach einer alternativen Verfahrensführung ein Warmband in einem Zwischenschritt zunächst auf konstante Dicke kaltgewalzt werden. Das so hergestellte Kaltband wird anschließend gereinigt, wie oben beschrieben, und beschichtet, wobei die Beschichtung in walzhartem Zustand des Stahlbands aufgebracht werden kann. Das Stahlband kann vor dem Beschichten beispielsweise eine Anfangsdicke von 1,5 bis 4,0 mm haben.The hot strip is preferably cleaned before coating, which can be done chemically, mechanically or electrochemically in particular. During cleaning, the solid burn-off (scale) that has occurred on the surface as a result of the hot-rolling process is removed. A common chemical or electrochemical process is pickling, which can be done, for example, in a continuous system in which the steel strip is conveyed through an acid bath. As already mentioned above, according to an alternative method, a hot strip can first be cold-rolled to a constant thickness in an intermediate step. The cold strip produced in this way is then cleaned, as described above, and coated, it being possible for the coating to be applied when the steel strip is in the as-rolled state. Before coating, the steel strip can have an initial thickness of 1.5 to 4.0 mm, for example.
Die Bandzieltemperatur, auf die das Stahlband vor Eintauchen in das Schmelzebad gebracht wird, liegt beispielsweise über 580°C, insbesondere über 600°C. Als obere Grenze kann das Stahlband insbesondere auf eine Bandzieltemperatur von weniger als 620°C oder auch weniger als 610°C gebracht werden. Die Bandzieltemperatur umfasst insbesondere auch einen Zustand unmittelbar vor beziehungsweise beim Eintauchen in das Schmelzebad, das heißt die Eintauchtemperatur kann beispielsweise zwischen 580 und 620°C liegen. Die Bandzieltemperatur kann direkt durch Erwärmen auf die gewünschte Temperatur erreicht werden, oder indirekt durch Erwärmen auf eine höhere Temperatur und anschließendes Abkühlen auf Bandzieltemperatur.The strip target temperature to which the steel strip is brought before it is immersed in the molten bath is, for example, above 580.degree. C., in particular above 600.degree. As an upper limit, the steel strip can in particular be brought to a strip target temperature of less than 620°C or also less than 610°C. In particular, the strip target temperature also includes a state immediately before or during immersion in the molten bath, ie the immersion temperature can be between 580 and 620° C., for example. The strip target temperature can be achieved directly by heating to the desired temperature, or indirectly by heating to a higher temperature and then cooling to the strip target temperature.
Das Stahlband wird vorzugsweise im kontinuierlichen Verfahren erwärmt, beispielsweise mittels eines Induktionsofens oder eines Strahlrohrofens. In einem Induktionsofen kann das Erwärmen des Stahlbands auf die Bandzieltemperatur (T3) mit einer Geschwindigkeit (v) entlang einer Durchlauflänge (L) vorzugsweise in einer Atmosphäre mit einem Wasserstoffgehalt (H2) von mindestens 30 vol.-% erfolgen, vorzugsweise mindestens 50 vol.-%. Dabei wird das Erwärmen insbesondere so durchgeführt, dass das Verhältnis aus dem Produkt von Bandzieltemperatur (T3), Durchlauflänge (L) des Induktionsofens und Wasserstoffgehalt (H2) im Induktionsofen, und dem Produkt von Aufheizrate (t') und Geschwindigkeit (v) des Stahlbands größer als 96 s2 und/oder kleiner als 192 s2 ist [96 s2 < (T3 * L * H2)/(t' * v) < 192 s2]. Das Stahlband kann bei induktiver Erwärmung mit einer Aufheizgeschwindigkeit von mehr als 30 K/s aufgeheizt werden, insbesondere über 50 K/s. Dies gilt vor allem für den Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 600°C. Die Aufheizdauer auf die Bandzieltemperatur (T3) kann in weniger als 60 Sekunden erfolgen. Durch die mit einzelnen oder mehreren der genannten Parameter durchgeführte induktive Erwärmung wird eine sehr gut beschichtbare Oberfläche erzeugt. Zusammen mit der geringen Beschichtungstemperatur von insbesondere 580 bis 620 °C, bevorzugt 600 bis 610°C, wird eine besonders dünne Diffusionszone erzeugt, die anschließend zu einer Verbesserung bei nachgelagerten Fertigungsprozessen beiträgt. Die Prozessführung auf Basis von induktiver Erwärmung in Kombination mit dem nachgelagerten Schmelztauschbeschichten kann auch als Heat-to-Coat-Verfahren bezeichnet werden. Eine induktive Erwärmung hat den Vorteil einer sehr kurzen Glühdauer, die unter 60 s liegen kann. Dies verkürzt Dauer für die Aktivierung beziehungsweise Säuberung der Oberfläche. Daher wird vorzugsweise mit Atmosphären mit einem vergleichsweise hohen Reduktionspotential geglüht, um eine ausreichende Benetzbarkeit der Schmelze gewährleisten zu können.The steel strip is preferably heated in a continuous process, for example by means of an induction furnace or a radiant tube furnace. In an induction furnace, the steel strip can be heated to the strip target temperature (T3) at a speed (v) along a run length (L), preferably in an atmosphere with a hydrogen content (H2) of at least 30% by volume, preferably at least 50% by volume. -%. The heating is carried out in particular in such a way that the ratio of the product of the strip target temperature (T3), passage length (L) of the induction furnace and hydrogen content (H2) in the induction furnace, and the product of the heating rate (t') and speed (v) of the steel strip is greater than 96 s 2 and/or less than 192 s 2 [96 s 2 < (T3 * L * H2)/(t' * v) < 192 s 2 ]. In the case of inductive heating, the steel strip can be heated at a heating rate of more than 30 K/s, in particular more than 50 K/s. This applies above all to the temperature range from room temperature to 600°C. The heating time to the strip target temperature (T3) can be done in less than 60 seconds. The inductive heating carried out with one or more of the parameters mentioned produces a surface that can be coated very well. Together with the low coating temperature of in particular 580 to 620° C., preferably 600 to 610° C., a particularly thin diffusion zone is produced, which then contributes to an improvement in downstream manufacturing processes. The process control based on inductive heating in combination with the subsequent melt exchange coating can also be used as a heat-to- Coat method are referred to. Inductive heating has the advantage of a very short glow time, which can be less than 60 s. This shortens the time it takes to activate or clean the surface. Therefore, annealing is preferably carried out using atmospheres with a comparatively high reduction potential in order to be able to ensure adequate wettability of the melt.
Es ist aber auch eine Verfahrensführung nach dem Sendzimir-Prozess möglich, die insbesondere für kaltgewalzte Stahlbänder zur Anwendung kommt. Da das durch das Kalzwalzen erzeugte walzharte Gefüge rekristallisiert werden muss, findet die Erwärmung vorzugsweise in einem Strahlrohrofen statt, der ausreichend groß ist, um das Material bei mehr als 700°C für mehrere Minuten rekristallisierend zu glühen. Durch die in diesem Ofen entsprechend eingestellte Atmosphäre (Wasserstoff-Gehalt, Taupunkt, etc.) und eine verhältnismäßig lange Glühdauer kann eine ausreichende Reinigung der Oberfläche stattfinden, um diese für den Beschichtungsprozess benetzbar zu machen. Das Erwärmen des Stahlbands auf die Bandzieltemperatur (T3) mittels Strahlrohrofen kann beispielsweise mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 K/s bis 30 K/s erfolgen. Die Glühdauer kann mehr als 120 Sekunden betragen. Insbesondere die Mangan- und Siliziumgehalte des zu beschichtenden Substrates haben einen großen Einfluss auf die Beschichtbarkeit des Werkstoffes, da sich während des Glühens Oxide der Legierungselemente bilden können, die die Benetzung der Aluminium-Silizium-Schmelze auf der Oberfläche behindern. Durch das notwendige Rekristallisieren wird eine Temperatur von über 700°C benötigt, was dazu führt, dass eine Kühlung zwischen Ofen und Eintauchen ins Schmelzbad notwendig wird, um die Temperatur des Schmelzbads unter den angestrebten 620°C zu halten. Insofern ist bei der Verwendung des Sendzimir-Verfahrens vorgesehen, dass anschließend eine Abkühlung erfolgt, um das Stahlband auf eine Eintauchtemperatur von unter 620°C zu bringen.However, it is also possible to carry out the process according to the Sendzimir process, which is used in particular for cold-rolled steel strips. Since the as-rolled structure produced by cold rolling must be recrystallized, heating preferably takes place in a radiant tube furnace that is large enough to recrystallize the material at more than 700°C for several minutes. Due to the appropriately adjusted atmosphere in this oven (hydrogen content, dew point, etc.) and a relatively long annealing time, the surface can be sufficiently cleaned to make it wettable for the coating process. The steel strip can be heated to the strip target temperature (T3) by means of a radiant tube furnace, for example, at a heating rate of 10 K/s to 30 K/s. The glow time can be more than 120 seconds. In particular, the manganese and silicon contents of the substrate to be coated have a major influence on the coatability of the material, since oxides of the alloying elements can form during annealing, which impede wetting of the aluminum-silicon melt on the surface. The necessary recrystallization requires a temperature of over 700°C, which means that cooling between the furnace and immersion in the molten bath is necessary in order to keep the temperature of the molten bath below the target 620°C. In this respect, when using the Sendzimir process, it is provided that cooling then takes place in order to bring the steel strip to an immersion temperature of below 620°C.
Nach dem Erwärmen durchläuft das Stahlband die Schmelze. Die Schmelze enthält vorzugsweise zumindest 85 Gewichtsprozent Aluminium, 5 bis 15 Gewichtsprozent Silizium, bis zu 5 Gewichtsprozent Eisen und optional ein oder mehrere andere Legierungselemente in geringeren Anteilen. Eine beispielhafte Zusammensetzung des Schmelzbads beziehungsweise der aufgebrachten Beschichtung kann bis zu 3 Gewichtsprozent Eisen, 12 bis 13 Gewichtsprozent Silizium, optional ein oder mehrere weitere Legierungselemente mit zusammen bis zu 1,5 Gewichtsprozent, und Rest Aluminium enthalten. Es versteht sich, dass ferner unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein können. Der Anteil der anderen Legierungselemente, beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe von Mn, Cr, Ti, B, P, S, Sr, Sb, Cu, Ni, Nb, Mo, V, kann zusammen beispielsweise bis zu 1,5 Gewichtsprozent betragen. Durch Hinzugabe von zusätzlichen Legierungsbestandteilen kann die Beschichtungslegierung insofern modifiziert werden, dass sich eine Schichtstruktur von intermetallischen Phasen einstellt, wobei entweder neben der Interdiffusionszone eine Silizium-reiche Phase in eine Aluminium-reiche Phase eingebettet ist, oder ein dreilagiger Schichtaufbau, bestehend aus der Interdiffusionszone und zwei Aluminium-Phasen, die sich im Eisen- und Siliziumgehalt unterscheiden.After heating, the steel strip runs through the melt. The melt preferably contains at least 85% by weight aluminum, 5 to 15% by weight silicon, up to 5% by weight iron and optionally one or more other alloying elements in minor proportions. An exemplary composition of the molten bath or the applied coating can contain up to 3 percent by weight iron, 12 to 13 percent by weight silicon, optionally one or more other alloying elements together up to 1.5 percent by weight, and the remainder aluminum. It goes without saying that unavoidable impurities may also be present. The proportion of the other alloying elements, for example at least one from the group of Mn, Cr, Ti, B, P, S, Sr, Sb, Cu, Ni, Nb, Mo, V, can together be up to 1.5 percent by weight, for example. By adding additional alloy components, the coating alloy can be modified in such a way that a layered structure of intermetallic phases is created, with either a silicon-rich phase embedded in an aluminum-rich phase in addition to the interdiffusion zone, or a three-layer layer structure consisting of the interdiffusion zone and two aluminum phases that differ in iron and silicon content.
Die Vorbeschichtung wird vorzugsweise mit einer Dicke von mindestens 26 Mikrometern (µm), insbesondere mindestens 34 Mikrometern (µm), auf das Stahlband aufgebracht. Alternativ oder ergänzend wird die Vorbeschichtung vorzugsweise mit einer Dicke von höchstens 50 Mikrometern (µm), insbesondere höchstens 46 Mikrometern (µm), auf das Stahlband aufgebracht. Während des Schmelztauchbeschichtens finden Diffusionsprozesse zwischen dem Schmelzematerial und dem Warmbandmaterial statt, wobei eine Diffusionsschicht mit einer Dicke von vorzugsweise weniger als sieben Mikrometern gebildet wird. Bei einer Dicke der Vorbeschichtung von 26 bis 50 Mikrometern ergibt sich eine Masseauflage der Beschichtung je Seite des Stahlbandes von etwa 78 bis 150 g/m2.The pre-coating is preferably applied to the steel strip with a thickness of at least 26 micrometers (µm), in particular at least 34 micrometers (µm). Alternatively or additionally, the pre-coating is preferably applied to the steel strip with a thickness of at most 50 micrometers (μm), in particular at most 46 micrometers (μm). During the hot-dip coating, diffusion processes take place between the melt material and the hot-rolled strip material, with a diffusion layer having a thickness of preferably less than seven micrometers being formed. With a thickness of the pre-coating of 26 to 50 microns, the coating weight per side of the steel strip is about 78 to 150 g/m 2 .
Nach einer möglichen Ausführungsform wird ein Stahlband verwendet, das eine verhältnismäßig hohe Rauheit aufweist, wofür sich Warmband besonders gut eignet, da es eine höhere Ausgangsrauheit als Kaltband hat. Vorzugsweise hat das verwendete Stahlband eine Rauheit, für die mindestens eines von folgendem gilt: die Rauheit Ra beträgt mindestens 0,8 und/oder höchstens 2,0 Mikrometer; die Rauheit Rz beträgt mindestens 4 und/oder höchstens 12 Mikrometer; die Rauheit Rmax beträgt mindestens 5 und/oder höchstens 15 Mikrometer. Durch eine verhältnismäßig hohe Rauheit kann die Dicke der aufzubringenden Vorbeschichtung erhöht werden. Dies wirkt in positiver Weise einer späteren Schichtdickenreduktion in einem gegebenenfalls nachgelagerten Fertigungsprozess, wie dem Flexiblen Walzen, entgegenwirken. Durch das Beschichten ändert sich die Rauheit geringfügig, so dass sich für das beschichtete Stahlband beispielsweise folgende Rauheitswerte ergeben können: Ra: 0,4 bis 3,0; Rz: 5 bis 15; Rmax: 8 bis 25.According to one possible embodiment, a steel strip is used that has a relatively high roughness, for which hot strip is particularly well suited since it has a higher initial roughness than cold strip. Preferably, the steel strip used has a roughness for which at least one of the following applies: the roughness Ra is at least 0.8 and/or at most 2.0 microns; the roughness Rz is at least 4 and/or at most 12 microns; the roughness Rmax is at least 5 and/or at most 15 microns. The thickness of the pre-coating to be applied can be increased by a relatively high roughness. This has a positive effect against a later reduction in layer thickness in a possibly downstream manufacturing process, such as flexible rolling. The roughness changes slightly as a result of the coating, so that the following roughness values can result for the coated steel strip, for example: Ra: 0.4 to 3.0; Rz: 5 to 15; Rmax: 8 to 25.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Stahlprodukts umfassend: Bereitstellen eines vorbeschichteten Stahlbands, das nach zumindest einer der oben genannten Ausführungen hergestellt ist; Flexibles Walzen des vorbeschichteten Stahlbands, wobei aufeinander folgende Abschnitte des vorbeschichteten Stahlbands unterschiedlich stark ausgewalzt werden; Herausarbeiten einer Platine aus dem flexibel gewalzten Stahlband; Erwärmen der Platine derart, dass das Basismaterial der Platine zumindest teilweise austenitisiert wird, wobei durch das Erwärmen Diffusionsprozesse zwischen dem Basismaterial und der Vorbeschichtung stattfinden; und Warmumformen der erwärmten Platine, wobei die erwärmte Platine umgeformt und derart schnell abgekühlt wird, dass ein gehärtetes Stahlprodukt mit Beschichtung erzeugt wird.The object is further achieved by a method for producing a hardened steel product, comprising: providing a precoated steel strip which is produced according to at least one of the above-mentioned embodiments; Flexible rolling of the precoated steel strip, with successive sections of the precoating th steel strips are rolled out to different degrees; Carving out a blank from the flexibly rolled steel strip; Heating the circuit board in such a way that the base material of the circuit board is at least partially austenitized, diffusion processes taking place between the base material and the pre-coating as a result of the heating; and hot working the heated blank, wherein the heated blank is worked and rapidly cooled to produce a hardened coated steel product.
Dadurch, dass erfindungsgemäß vorbeschichtetes Bandmaterial verwendet wird, ist die Dicke der Diffusionsschicht des vorbeschichteten Stahlbandes relativ dünn. Auf diese Weise wird auch beim nachfolgenden Warmumformen das Wachstum der Diffusionszone verringert. Wie oben bereits erwähnt, ergibt sich durch die dünne Diffusionszone für die nachgelagerten Fertigungsprozesse eine verbesserte Verarbeitbarkeit. Die Reibung zwischen dem beschichteten Stahlband und dem jeweiligen Werkzeug ist reduziert. Beim Flexiblen Walzen verbessert sich die Walzbarkeit aufgrund geringerer Walzkräfte, was sich günstig auf den Verschleiß und die Lebensdauer auswirkt. Dasselbe gilt analog auf für das Warmformen, wo eine verringerte Reibung zwischen der Platine und dem Formwerkzeug analog zu geringeren Umformkräfte und einem verminderten Werkzeugverschleiß führt.Because strip material that is precoated according to the invention is used, the thickness of the diffusion layer of the precoated steel strip is relatively thin. In this way, the growth of the diffusion zone is also reduced during the subsequent hot forming. As already mentioned above, the thin diffusion zone results in improved processability for the downstream manufacturing processes. The friction between the coated steel strip and the respective tool is reduced. With flexible rolling, rollability improves due to lower rolling forces, which has a positive effect on wear and service life. The same applies analogously to hot forming, where reduced friction between the blank and the forming tool analogously leads to lower forming forces and reduced tool wear.
Beim Flexiblen Walzen wird Bandmaterial mit im Wesentlichen einheitlicher Blechdicke durch Verändern des Walzspalts während des Prozesses zu Bandmaterial mit variabler Blechdicke über der Länge ausgewalzt. Die durch das Flexible Walzen erzeugten Abschnitte unterschiedlicher Dicke erstrecken sich quer zur Längsrichtung beziehungsweise Walzrichtung des Bandmaterials. Das Bandmaterial kann nach dem Flexiblen Walzen wieder zum Coil aufgewickelt und an anderer Stelle der Weiterverarbeitung zugeführt werden, oder es kann direkt weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Ablängen des Bandmaterials zu einzelnen Blechelementen.In flexible rolling, strip material with a substantially uniform sheet thickness is rolled out to strip material with variable sheet thickness over the length by changing the roll gap during the process. The sections of different thickness produced by flexible rolling extend transversely to the longitudinal direction or rolling direction of the strip material. After flexible rolling, the strip material can be wound up again into a coil and fed to another point for further processing, or it can be further processed directly, for example by cutting the strip material to length into individual sheet metal elements.
Das Flexible Walzen kann mit Abwalzgraden von mindestens 1 % und/oder maximal 60 % ausgehend von der Anfangsdicke des vorbeschichten Stahlbands durchgeführt werden, insbesondere mit Abwalzgraden zwischen 3 % und 55 %. Durch das Flexible Walzen wird mit dem Stahlsubstrat auch die Dicke der Vorbeschichtung entsprechend reduziert. Zwischen dünnsten Abschnitten und dicksten Abschnitten des Bandmaterials können, je nach gewünschter Bauteilgeometrie, noch beliebig andere Dickenbereiche beziehungsweise Übergangsbereiche dazwischenliegen. Es versteht sich, dass zwischen dem Beschichten und dem Flexiblen Walzen weitere Schritte, wie Erwärmen, zum Coil auf- beziehungsweise vom Coil abwickeln, richten, reinigen oder dergleichen zwischengeschaltet sein können.The flexible rolling can be carried out with reduction ratios of at least 1% and/or at most 60% based on the initial thickness of the precoated steel strip, in particular with reduction ratios between 3% and 55%. Due to the flexible rolling, the thickness of the pre-coating is reduced accordingly with the steel substrate. Depending on the desired component geometry, there can be any other desired thickness ranges or transitional regions between the thinnest sections and the thickest sections of the strip material. It goes without saying that between the coating and the flexible rolling further steps, such as heating, winding to the coil or unwinding from the coil, straightening, cleaning or the like can be interposed.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein warmumgeformtes Stahlprodukt mit einem Grundmaterial und einer Aluminium-Silizium-Beschichtung, das insbesondere gemäß einer der oben genannten Verfahrensführungen hergestellt ist, wobei das Stahlprodukt eine Dicke von 1,5 bis 4 mm aufweist; wobei das Grundmaterial die oben genannten Anteile an Legierungselementen enthält; wobei die Beschichtung Aluminium und Silizium enthält und eine Dicke von mindestens 20 Mikrometern (µm) und höchstens 50 Mikrometern (µm) aufweist; und wobei die Beschichtung im Übergangsbereich zum Grundmaterial eine Diffusionsschicht mit einer Dicke von weniger als 14 Mikrometern (14 µm) aufweist, darüber eine intermetallische Schicht und über der intermetallischen Schicht eine Oberflächenschicht. Die intermetallische Schicht kann einen Siliziumgehalt von 10 bis 18 Gewichtsprozent und die Oberflächenschicht von 5 bis 10 Gewichtsprozent aufweisen.The object is further achieved by a hot-formed steel product with a base material and an aluminium-silicon coating, which is produced in particular according to one of the above-mentioned methods, the steel product having a thickness of 1.5 to 4 mm; wherein the base material contains the above proportions of alloying elements; wherein the coating contains aluminum and silicon and has a thickness of at least 20 micrometers (µm) and at most 50 micrometers (µm); and wherein the coating comprises a diffusion layer less than 14 micrometers (14 µm) thick in the interface to the base material, an intermetallic layer thereover, and a surface layer overlying the intermetallic layer. The intermetallic layer may have a silicon content of 10 to 18% by weight and the
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
-
1 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von beschichtetem Stahlband, insbesondere zum Herstellen von Warmformteilen, in einer ersten Ausführungsform; -
2 einen Ausschnitt des beschichteten Stahlbands nach dem Vorbeschichten in vergrößerter schematischer Darstellung; -
3 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines beschichteten, gehärteten Formteils; -
4 einen Ausschnitt des beschichteten und flexibel gewalzten Stahlsubstrats nach dem Warmumformen in vergrößerter schematischer Darstellung; und -
5 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von beschichtetem Stahlband, insbesondere zum Herstellen von Warmformteilen, in einer zweiten Ausführungsform.
-
1 schematically shows a method according to the invention for producing coated steel strip, in particular for producing hot-formed parts, in a first embodiment; -
2 a section of the coated steel strip after pre-coating in an enlarged schematic representation; -
3 schematically a method according to the invention for producing a coated, cured molded part; -
4 a section of the coated and flexible rolled steel substrate after hot forming in an enlarged schematic representation; and -
5 schematically shows a method according to the invention for producing coated steel strip, in particular for producing hot-formed parts, in a second embodiment.
Die
Das Beschichtungsverfahren S10 umfasst die Teilschritte Erwärmen des Stahlbands 2 auf eine Bandzieltemperatur T3 von weniger als 625°C und Schmelztauchbeschichten des auf die Bandzieltemperatur erwärmten Stahlbands 2 in einer Schmelze 4 aus einer Aluminium-Silizium-Legierung, die auf eine Temperatur T4 von weniger als 620°C eingestellt wird.The coating method S10 comprises the sub-steps of heating the
Als Stahlsubstrat 2 soll im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein härtbares Stahlflachprodukt mit umfasst sein, das beispielsweise die folgenden Anteile an Legierungselementen jeweils in Gewichtsprozent beinhalten kann: Kohlenstoff (C) mit mindestens 0,15 % und höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,4 %; Mangan (Mn) mit mindestens 0,5 % und höchstens 5,0 %, insbesondere mindestens 0,8 % und höchstens 2,5 %; Aluminium (AI) mit höchstens 0,1 %; Silizium (Si) mit mindestens 0,1 % und höchstens 0,9 %, insbesondere höchstens 0,5 %; Chrom (Cr) mit mindestens 0,01 % und höchstens 1,0 %;Titan (Ti) mit höchstens 0,05 %, insbesondere höchstens 0,01 %; Bor (B) mit mindestens 0,0005 und höchstens 0,080 %, insbesondere mindestens 0,002 % und höchstens 0,006 %; Phosphor (P) mit höchstens 0,1 %, insbesondere höchstens 0,01 %; Schwefel (S) mit höchstens 0,05 %, insbesondere höchstens 0,01 %; optional weitere Legierungselemente mit einem Anteil von bis zu 1,55 % (1550 ppm); den Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen.Within the scope of the present disclosure, a hardenable steel flat product is to be included as the
Unter diese Legierungszusammensetzung fallen beispielsweise bor-manganhaltige Stahlwerkstoffe wie 17MnB5, 20MnB5, 20MnB8, 22MnB5, 26MnB5 und 34MnB5. Der Stahlwerkstoff kann im Ausgangszustand eine Streckgrenze von beispielsweise 150 bis 1100 MPa und/oder eine Zugfestigkeit von mindestens 450 MPa aufweisen. Die optionalen weiteren Legierungselemente können ausgewählt sein aus der Gruppe: Kupfer (Cu) mit höchstens 0,1 %; Nickel (Ni) mit höchstens 0,1 %; Niob (Nb) mit höchstens 0,1 %; Molybdän (Mo) mit höchstens 1,0 %; Vanadium (V) mit höchstens 0,25 %; ohne hierauf eingeschränkt zu sein, wobei sich die genannten Prozentangaben jeweils auf Masseprozent des Stahlsubstrats beziehen. Es können ein oder mehrere der genannten optionalen Legierungselemente verwendet werden. Der Masseanteil der optionalen Legierungselemente beträgt in Summe maximal 1,55 %, insbesondere maximal 1,0 %, vorzugsweise maximal 0,8 %.This alloy composition includes, for example, boron-manganese steel materials such as 17MnB5, 20MnB5, 20MnB8, 22MnB5, 26MnB5 and 34MnB5. In its initial state, the steel material can have a yield point of, for example, 150 to 1100 MPa and/or a tensile strength of at least 450 MPa. The optional further alloying elements can be selected from the group: copper (Cu) with a maximum of 0.1%; nickel (Ni) with a maximum of 0.1%; niobium (Nb) with at most 0.1%; molybdenum (Mo) with a maximum of 1.0%; vanadium (V) with a maximum of 0.25%; without being restricted thereto, the stated percentages in each case relating to percentages by mass of the steel substrate. One or more of the mentioned optional alloying elements can be used. The total mass fraction of the optional alloying elements is at most 1.55%, in particular at most 1.0%, preferably at most 0.8%.
Als Stahlsubstrat 2 kann Warmband oder Kaltband verwendet werden, wobei sich Stahlwarmband für einen effizienten Fertigungsprozess besonders gut eignet, da ein zusätzlicher Fertigungsschritt, nämlich das Kaltwalzen vor dem Beschichten entfallen kann. Vorzugsweise hat das verwendete Stahlband vor dem Beschichten eine Rauheit mit zumindest einem der folgenden Werte: Ra von mindestens 0,8 und/oder höchstens 2,0 Mikrometer; eine Rauheit Rz von mindestens 4 und/oder höchstens 12 Mikrometer; eine Rauheit Rmax von mindestens 5 und/oder höchstens 15 Mikrometer. Durch eine verhältnismäßig hohe Rauheit kann die Schmelze beim nachfolgenden Schmelztauchbeschichten besonders gut anhaften, so dass auch Vorbeschichtungen 8 mit größeren Dicken gut aufgebracht werden können.Hot-rolled strip or cold-rolled strip can be used as the
Das Stahlsubstrat 2 kann beispielswiese mittels einer Haspel 5 von einem Coil 6 abgewickelt werden. Anschließend kann das Stahlsubstrat vor dem Beschichten optional in einer Reinigungseinrichtung 7 gereinigt werden. Das Reinigen kann beispielsweise chemisch, mechanisch oder elektrochemisch erfolgen.The
Es ist erkennbar, dass der Beschichtungsprozess S10 kontinuierlich durchgeführt wird, wobei in der vorliegenden Ausführungsform das Erwärmen in einem Induktionsofen 3 erfolgt, ohne darauf eingeschränkt zu sein. In dem Induktionsofen 3 durchläuft das Stahlsubstrat verschiedene Ofenbereiche. Dabei erfolgt das Erwärmen des Stahlsubstrats auf die Bandzieltemperatur T3 mit einer Geschwindigkeit v entlang einer Durchlauflänge L vorzugsweise in einer Atmosphäre mit einem Wasserstoffgehalt (H2) von mindestens 30 vol.-%, vorzugsweise mindestens 50 vol.-%. Dabei wird das Erwärmen insbesondere so durchgeführt, dass das Verhältnis aus dem Produkt von Bandzieltemperatur T3, Durchlauflänge L des Induktionsofens und Wasserstoffgehalt (H2) im Induktionsofen 3, und dem Produkt von Aufheizrate t' und Geschwindigkeit v des Stahlbands 2 größer als 96 s2 und/oder kleiner als 192 s2 ist, das heißt 96 s2 < (T3 * L * H2)/(t' *v ) < 192 s2. Die Durchlauflänge L kann beispielsweise 10 bis 30 m betragen und die Geschwindigkeit v kann beispielsweise zwischen 0,6 bis 2 m/s liegen. Das Stahlband kann bei induktiver Erwärmung mit einer Aufheizgeschwindigkeit von mehr als 30 K/s aufgeheizt werden, insbesondere über 50 K/s. Dies gilt vor allem für den Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 600°C. Die Aufheizdauer auf die Bandzieltemperatur T3 kann in weniger als 60 Sekunden erfolgen.It can be seen that the coating process S10 is continuously performed, and in the present embodiment, heating is performed in an
Die Bandzieltemperatur, auf die das Stahlband 2 vor dem Eintauchen in das Schmelzebad 4 erwärmt wird, liegt beispielsweise über 580°C, insbesondere über 600°C und/oder bei weniger als 620°C, insbesondere weniger als 610°C.The strip target temperature to which the
Unmittelbar nach dem Erwärmen durchläuft das Stahlband 2 das Schmelzebad 4, in dem es mit einer Vorbeschichtung 8 versehen wird. Das Stahlband 2 kann beim Eintauchen zumindest etwa Bandzieltemperatur haben, das heißt die Eintauchtemperatur kann insbesondere über 580°C und/oder unter 620°C liegen. Die Legierungszusammensetzung der Schmelze 4 bestimmt die Zusammensetzung der auf das Stahlsubstrat 2 aufgebrachten Vorbeschichtung 8. Die Schmelze 4 beziehungsweise die Vorbeschichtung 8 enthält Aluminium (AI) mit zumindest 85 Gewichtsprozent und Silizium (Si) mit bis zu 15 Gewichtsprozent. Es versteht sich, dass andere Legierungselemente mit enthalten sein können, beispielsweise Eisen und/oder andere Legierungselemente mit insgesamt bis zu 5 Gewichtsprozent. Beim Schmelztauchverfahren durchläuft das Stahlsubstrat 2 in der Beschichtungsanlage 10 das Schmelzbad aus flüssigem Beschichtungsmaterial, welches an der Oberfläche des Substrats 2 anhaftet, so dass ein vorbeschichtetes Stahlsubstrat 2' erzeugt wird. Die Schmelze des Beschichtungsmaterials kann beispielsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent Silizium, 2 bis 4 Gewichtsprozent Eisen, optional ein oder mehrere weitere Legierungselemente, wie beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe von Mn, Cr, Ti, B, P, S, Sr, Sb, Cu, Ni, Nb, Mo, V, von zusammen bis zu 1,5 Gewichtsprozent, und als Rest Aluminium sowie nicht vermeidbare Verunreinigungen enthalten.Immediately after heating, the
Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Silizium mit einem Anteil von 12 bis 13 Gewichtsprozent besonders vorteilhaft ist. Der niedrigste Schmelzpunkt einer Aluminium-Silizium-Legierung befindet sich bei eutektischer Zusammensetzung bei einem Gehalt von ca. 12,5-12,7 Gewichtsprozent Silizium und liegt bei 577 °C. Wird die Temperatur des Beschichtungsbades im Prozess möglichst niedrig gehalten und gleichzeitig mit einer effektiven Kühlung gearbeitet, kann das Wachstum der Fe-Al-Diffusionszone verlangsamt werden, da die Bildung dieser Phasen auf dem Prinzip der Diffusion beruht, welche einer starken Temperaturabhängigkeit unterliegt. Für eine gute Benetzbarkeit des Stahlbandes 2 mit der Beschichtungslegierung 8 kann eine vorherige Reduzierung der Stahloberfläche von Oxiden sorgen. Die Reduktion der Oberfläche unterliegt einer thermischen Abhängigkeit: Durch eine niedrigere Temperatur im reduzierenden Teil des Ofens 3 bei ca. 300 bis 625 °C und einer relativ kurzen Ofenlänge und damit einhergehend kurzen Verweilzeit bei diesen Temperaturen, verbleibt relativ wenig Zeit, die Oberfläche von Oxiden zu reduzieren. Daher ist es günstig, die Ofenatmosphäre einsprechend einzustellen sowie im Einlaufbereich des Ofens 3 mit sehr hohen Aufheizraten von mehr als 20 K/s, bevorzugt mehr als 50 K/s zu glühen, um eine Oxidation in diesem Bereich des Ofens 3 weitestgehend zu vermeiden. Es wird vorzugsweise eine Ofenatmosphäre mit O2-Gehalten von weniger als 10 ppm, insbesondere weniger als 6 ppm, sowie H2O-Gehalte von weniger als 500 ppm, insbesondere weniger als 200 ppm, eingestellt. Weiterhin können im Ofenrüssel 12 hohe H2-Gehalte eingeblasen werden, um gute Reduktionsbedingungen zu erzielen.It has been shown that the use of silicon with a proportion of 12 to 13 percent by weight is particularly advantageous. The lowest melting point of an aluminium-silicon alloy with a eutectic composition is around 12.5-12.7 percent by weight silicon and is 577 °C. If the temperature of the coating bath in the process is kept as low as possible and at the same time effective cooling is used, the growth of the Fe-Al diffusion zone can be slowed down, since the formation of these phases is based on the principle of diffusion, which is subject to a strong temperature dependence. A prior reduction of oxides on the steel surface can ensure good wettability of the
Die Schmelze 4 hat eine Temperatur T4 von unter 620°C. Durch das Schmelztauchbeschichten unterhalb der genannten Temperatur T4 sind die Diffusionsvorgänge zwischen der Schmelze 4 und dem Stahlband 2 relativ kurz beziehungsweise gering, so dass sich eine verhältnismäßig dünne Vordiffusionsschicht ausbildet.
Die mittels der oben genannten Parameter durchgeführte induktive Erwärmung trägt zur Erzeugung einer sehr gut beschichtbaren Oberfläche bei. Zusammen mit der geringen Beschichtungstemperatur von insbesondere 580 bis 620 °C, bevorzugt 600 bis 610°C, wird eine besonders dünne Diffusionszone erzeugt, die anschließend zu einer Verbesserung bei nachgelagerten Fertigungsprozessen beiträgt.The inductive heating carried out using the above parameters contributes to the creation of a surface that can be coated very well. Together with the low coating temperature of in particular 580 to 620° C., preferably 600 to 610° C., a particularly thin diffusion zone is produced, which then contributes to an improvement in downstream manufacturing processes.
Nach dem Durchlaufen des Schmelzebads 4 durch die Beschichtungseinheit 10 kann das beschichtete Stahlband 2' optional eine Düseneinheit 13 durchlaufen, mit der überschüssiges flüssiges Beschichtungsmaterial von der Oberfläche abgeblasen wird. In einer nachgelagerten Kühleinheit 14 kann das beschichtete Stahlsubstrat in einer sogenannten Luftkühlstrecke gekühlt werden. Anschließend kann das Stahlband 2' zur Verbesserung der Oberfläche gegebenenfalls in einer Dressiereinheit 15 dressiert werden. Die Dressiereinheit umfasst mehrere Dressierwalzen 16, 16'. Ferner kann das beschichtete Stahlsubstrat 2' in einer Richteinheit 17 mittels mehrerer Rollen 18 gerichtet werden. Anschließend kann das beschichtete Stahlband 2' zu einem Coil 5' in einer Haspel 6' aufgehaspelt werden.After running through the
Nach dem Aufbringen der Vorbeschichtung 8 im Verfahrensschritt S10 wird das beschichtete Stahlsubstrat 2' im Schritt S20 mittels einer Walzeinheit 19 flexibel gewalzt. Hierfür wird das beschichtete Stahlband 2', das vor dem Flexiblen Walzen eine weitestgehend konstante Blechdicke über der Länge aufweist, mittels Walzen 20, 21 derart gewalzt, das es längs der Walzrichtung eine variable Blechdicke erhält. Das beschichtete und flexibel gewalzte Stahlsubstrat ist mit dem Bezugszeichen 22 versehen.After the
Während des Walzens wird der Prozess überwacht und gesteuert, wobei die von einer Blechdickenmessung 23 ermittelten Daten als Eingangssignal zur Steuerung der Walzen 20, 21 verwendet werden. Das Flexible Walzen wird entsprechend dem gewünschten Solldickenprofil einer aus dem Bandmaterial 22 zu schneidenden Platine beziehungsweise einem hieraus herzustellenden Bauteil durchgeführt. Dabei kann das Flexible Walzen mit Abwalzgraden von mindestens 1 % und/oder maximal 60 % ausgehend von der Anfangsdicke des vorbeschichten Stahlsubstrats 2' durchgeführt werden, insbesondere mit Abwalzgraden zwischen 3 % und 55 %. Die Vorbeschichtung 8 kann nach dem Flexiblen Walzen in dünneren ersten Abschnitten eine reduzierte erste Dicke von insbesondere weniger als 20 Mikrometern, und in dickeren zweiten Abschnitten eine reduzierte zweite Dicke von insbesondere mehr als 33 Mikrometern, vorzugsweise von mehr als 36 Mikrometern, aufweisen.During rolling, the process is monitored and controlled, with the data determined by a
Nach dem Flexiblen Walzen kann das Bandmaterial 22 wieder zum Coil 5' aufgewickelt werden, so dass es zu einer nachfolgenden Bearbeitungsstation transportiert werden kann. Nach dem Walzprozess kann das Stahlband 22 in einem nachfolgenden Verfahrensschritt geglättet werden, was in einer Bandrichtvorrichtung 26 erfolgt. Der Verfahrensschritt des Glättens ist optional und kann auch weggelassen werden.After the flexible rolling, the
Nach dem Flexiblen Walzen (S20) beziehungsweise Glätten (falls vorgesehen) wird das beschichtete und flexibel gewalzte Stahlband 22 im Verfahrensschritt S30 vereinzelt. Dabei werden aus dem Stahlband 22 einzelne Blechplatinen 32 herausgearbeitet, beispielsweise mittels einer Stanz- und/oder Schneidvorrichtung 24. Je nach Form der zu fertigenden Blechplatinen 32 können diese aus dem Bandmaterial 22 als Formschnitt ausgestanzt werden, wobei ein nicht weiterverwendeter Rand als Schrott wegfällt, oder das Bandmaterial 22 kann einfach in Teilstücke abgelängt werden.After the flexible rolling (S20) or smoothing (if provided), the coated and flexibly rolled
Die Platinen 32 werden in einem nachfolgenden Schritt S40 warmumgeformt, was auch als Presshärten bezeichnet werden kann. Beim Warmumformen beziehungsweise Presshärten wird die Platine 32 auf eine Temperatur erwärmt, die in der Regel oberhalb der AC1 beziehungsweise AC3-Temperatur des Werkstoffs liegt, beispielsweise zwischen 750°C bis 1000°C. Das Erwärmen kann durch geeignete Verfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise mittels induktiver Erwärmung, konduktiver Erwärmung, Erwärmung im Rollenherdofen, Kontakterwärmung durch heiße Platten, Infrarot, oder andere bekannte Verfahren. Die Haltezeit zum Austenitisieren der beschichteten Platine 32 hängt von der gewählten Temperatur ab und kann zwischen 4 und 10 Minuten liegen. Nach dem Erwärmen auf Austenitisierungstemperatur wird die Platine 32 anschließend in ein Warmformwerkzeug 25 eingelegt und hierin umgeformt und derart schnell abgekühlt beziehungsweise abgeschreckt, dass zumindest teilweise ein martensitisches Härtegefüge im so hergestellten Formteil 42 entsteht.The
Das Warmumformen (S40) kann nach einer ersten Möglichkeit als direkter Prozess durchgeführt werden. Dabei wird die Platine 32 direkt auf Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend zur gewünschten Endkontur in einem Schritt warmumgeformt. Ein vorhergehendes (kaltes) Vorformen findet hier nicht statt. Das Warmumformen kann nach einer zweiten Möglichkeit auch als indirekter Prozess durchgeführt werden, der die Teilschritte Kaltvorformen, anschließendes Erwärmen des kalt vorgeformten Bauteils auf Austenitisierungstemperatur sowie anschließendes Warmumformen zur Erzeugung der Endkontur des Formteils umfasst.According to a first option, hot forming (S40) can be carried out as a direct process. In this case, the blank 32 is heated directly to the austenitization temperature and then hot-formed to the desired final contour in one step. A previous (cold) preforming does not take place here. According to a second possibility, hot forming can also be carried out as an indirect process, which includes the partial steps of cold preforming, subsequent heating of the cold preformed component to austenitization temperature and subsequent hot forming to produce the final contour of the molded part.
Aufgrund der im Rahmen des Warmumformens durchgeführten Erwärmung der Platine 32 finden weitere Diffusionsprozesse zwischen dem Grundmaterial des Stahlsubstrats 2 und dem Vorbeschichtungsmaterial 8 statt. Dabei diffundiert Eisen aus dem Stahlsubstrat 2 in das Beschichtungsmaterial 8, so dass die Dicke der Beschichtung 8 gegenüber der nach dem Flexiblen Walzen vorliegenden Dicke insgesamt zunimmt, wobei sich unterschiedliche Schichten 28a, 28b, 28c, 28d ausbilden. Der Schichtaufbau eines fertig hergestellten Formteils 42 ist schematisch in
Vorzugsweise hat die Beschichtung 28 des warmumgeformten Erzeugnisses 42 in den dünneren ersten Abschnitten eine Beschichtungs-Enddicke von mehr als 15 Mikrometern, insbesondere mehr als 20 Mikrometern. In den dickeren zweiten Abschnitten kann die Beschichtung 28 nach dem Erwärmen beziehungsweise Warmumformen eine zweite Enddicke insbesondere von mehr als 30 Mikrometern, vorzugsweise mehr als 35 Mikrometern aufweisen. Die Diffusionsschicht 28d des Formteils 42 hat eine Dicke von vorzugsweise weniger als 14 Mikrometern (14 µm).Preferably, the
Eine Besonderheit bei der Ausführungsform gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Stahlsubstratsteel substrate
- 33
- Ofenoven
- 44
- Schmelzemelt
- 5, 5'5, 5'
- Coilcoil
- 6, 6'6, 6'
- Haspelreel
- 77
- Reinigungseinheitcleaning unit
- 88th
- Vorbeschichtungpre-coating
- 99
- Vordiffusionsschichtpre-diffusion layer
- 1010
- Beschichtungseinheitcoating unit
- 1212
- Ofenrüsselfurnace trunk
- 1313
- Düseneinheitnozzle unit
- 1414
- Kühleinheitcooling unit
- 1515
- Dressiereinheitdressing unit
- 16, 16'16, 16'
- Dressierwalzentemper rolls
- 1717
- Richteinheitstraightening unit
- 1818
- Rollenroll
- 1919
- Walzeinheitrolling unit
- 2020
- Walzenrolls
- 2121
- Walzenrolls
- 2222
- Bandmaterialtape material
- 2323
- Dickenmesseinheitthickness measurement unit
- 2424
- Schneidvorrichtungcutting device
- 2525
- Warmformwerkzeughot forming tool
- 2626
- Richtvorrichtungstraightening device
- 2727
- Kühlungcooling
- 2828
- Beschichtungcoating
- 28a, b, c, d28a,b,c,d
- Schichtenlayers
- 3232
- Platinecircuit board
- 4242
- Formteilmolding
- S10-S40S10-S40
- Schrittesteps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2009/090555 A1 [0003]WO 2009/090555 A1 [0003]
- WO 2020020644 A1 [0004]WO 2020020644 A1 [0004]
- WO 2006/097237 A1 [0005]WO 2006/097237 A1 [0005]
Claims (15)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020120580.5A DE102020120580A1 (en) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | METHOD OF MAKING COATED STEEL STRIP, AND METHOD OF MAKING A HARDENED STEEL PRODUCT |
EP21759035.5A EP4192993A1 (en) | 2020-08-04 | 2021-07-30 | Method for producing coated steel strip, and method for producing a hardened steel product therefrom |
PCT/EP2021/071425 WO2022029033A1 (en) | 2020-08-04 | 2021-07-30 | Method for producing coated steel strip, and method for producing a hardened steel product therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020120580.5A DE102020120580A1 (en) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | METHOD OF MAKING COATED STEEL STRIP, AND METHOD OF MAKING A HARDENED STEEL PRODUCT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020120580A1 true DE102020120580A1 (en) | 2022-02-10 |
Family
ID=77465961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020120580.5A Pending DE102020120580A1 (en) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | METHOD OF MAKING COATED STEEL STRIP, AND METHOD OF MAKING A HARDENED STEEL PRODUCT |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4192993A1 (en) |
DE (1) | DE102020120580A1 (en) |
WO (1) | WO2022029033A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023196146A1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | Cleveland-Cliffs Steel Properties Inc. | Slurry-blasted hot-roll-based hot dip aluminized steel strip |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004059566B3 (en) | 2004-12-09 | 2006-08-03 | Thyssenkrupp Steel Ag | Process for hot dip coating a strip of high strength steel |
WO2006097237A1 (en) | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Controlled thickness reduction in hot-dip coated hot-rolled steel strip and installation used therefor |
WO2007099097A2 (en) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Ocas N.V. - Onderzoekscentrum Voor Aanwending Van Staal | A steel sheet coated with an aluminium based coating. |
WO2009090555A1 (en) | 2008-01-15 | 2009-07-23 | Arcelormittal France | Process for manufacturing stamped products, and stamped products prepared from the same |
US20140044987A1 (en) | 2011-04-27 | 2014-02-13 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet for hot stamping member and method of producing same |
US20190218639A1 (en) | 2016-05-24 | 2019-07-18 | Arcelormittal | Twip steel sheet having an austenitic matrix |
WO2019154680A1 (en) | 2018-02-06 | 2019-08-15 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Method for producing a steel strip with improved bonding of metallic hot-dip coatings |
DE102018118015A1 (en) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Muhr Und Bender Kg | Process for producing a hardened steel product |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0760399B1 (en) * | 1995-02-24 | 2003-05-14 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Hot-dip aluminized sheet, process for producing the sheet, and alloy layer control device |
DE102011051731B4 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-24 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Process for the preparation of a flat steel product provided by hot dip coating with a metallic protective layer |
DE102016107152B4 (en) * | 2016-04-18 | 2017-11-09 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Component of press-hardened aluminum-coated steel sheet and method for producing such a component and its use |
-
2020
- 2020-08-04 DE DE102020120580.5A patent/DE102020120580A1/en active Pending
-
2021
- 2021-07-30 EP EP21759035.5A patent/EP4192993A1/en active Pending
- 2021-07-30 WO PCT/EP2021/071425 patent/WO2022029033A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004059566B3 (en) | 2004-12-09 | 2006-08-03 | Thyssenkrupp Steel Ag | Process for hot dip coating a strip of high strength steel |
WO2006097237A1 (en) | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Controlled thickness reduction in hot-dip coated hot-rolled steel strip and installation used therefor |
WO2007099097A2 (en) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Ocas N.V. - Onderzoekscentrum Voor Aanwending Van Staal | A steel sheet coated with an aluminium based coating. |
WO2009090555A1 (en) | 2008-01-15 | 2009-07-23 | Arcelormittal France | Process for manufacturing stamped products, and stamped products prepared from the same |
US20140044987A1 (en) | 2011-04-27 | 2014-02-13 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet for hot stamping member and method of producing same |
US20190218639A1 (en) | 2016-05-24 | 2019-07-18 | Arcelormittal | Twip steel sheet having an austenitic matrix |
WO2019154680A1 (en) | 2018-02-06 | 2019-08-15 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Method for producing a steel strip with improved bonding of metallic hot-dip coatings |
DE102018118015A1 (en) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Muhr Und Bender Kg | Process for producing a hardened steel product |
WO2020020644A1 (en) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Muhr Und Bender Kg | Method for producing a hardened steel product |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WASSMANN, Karl: Einfluss der Schutzgasatmosphäre auf die Eigenschaften von Sinterstahl. Köln und Opladen: Westdeutscher Verlag, 1959. S. 46‑47. ISBN 978‑3‑663‑03591‑6 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022029033A1 (en) | 2022-02-10 |
EP4192993A1 (en) | 2023-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012110972B3 (en) | A method of making a product from flexibly rolled strip material and product from flexibly rolled strip material | |
DE60116477T2 (en) | WARM, COLD-ROLLED AND MELT-GALVANIZED STEEL PLATE WITH EXCELLENT RECEPTION BEHAVIOR | |
EP2848709B1 (en) | Method for producing a steel component with an anti-corrosive metal coating and steel component | |
EP2393953B1 (en) | Method for producing a coated steel component by means of hot forming and steel component produced by means of hot forming | |
EP2010690B1 (en) | Hot dip coating process for a steel plate product made of high strengthheavy-duty steel | |
EP2045360B1 (en) | Method for manufacturing a steel part by hot forming and steel part manufactured by hot forming | |
EP3489386A1 (en) | Coated steel substrate and method for producing a hardened component from a coated steel substrate | |
EP3642371B1 (en) | Method for producing a steel component provided with a metallic coating protecting against corrosion | |
EP3215656A1 (en) | Method for producing an anti-corrosion coating for hardenable steel sheets and anti-corrosion layer for hardenable steel sheets | |
EP3250727B2 (en) | Method for producing such a component made of press-form-hardened, aluminum-based coated steel sheet | |
DE102018101735A1 (en) | TWO-STAGE HOT-FORMING OF STEEL | |
EP3056591A1 (en) | Method for producing a product from a rolled strip material | |
EP3877564B1 (en) | Hardened component, comprising a steel substrate and an anti-corrosion coating, corresponding component for producing the hardened component, production method, and use | |
EP2987889B1 (en) | Surface finished steel sheet and method for the production thereof | |
WO2020020644A1 (en) | Method for producing a hardened steel product | |
WO2022029033A1 (en) | Method for producing coated steel strip, and method for producing a hardened steel product therefrom | |
EP4038215B1 (en) | Method for producing a press-hardened sheet steel part having an aluminium-based coating, initial sheet metal blank, and a press-hardened sheet steel part made therefrom | |
DE102020130543A1 (en) | Steel material and method for its manufacture | |
DE102020203421A1 (en) | Flat steel product with a ZnCu layer system | |
WO2019011644A1 (en) | Method for producing a press-quenched part |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |