KR20230170043A - 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정 - Google Patents
내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230170043A KR20230170043A KR1020237038798A KR20237038798A KR20230170043A KR 20230170043 A KR20230170043 A KR 20230170043A KR 1020237038798 A KR1020237038798 A KR 1020237038798A KR 20237038798 A KR20237038798 A KR 20237038798A KR 20230170043 A KR20230170043 A KR 20230170043A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- boiling water
- hot
- forming process
- corrosion resistance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 61
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 65
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 22
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 22
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 13
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/106—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by boiling the liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
- B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
-
- 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
- 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
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
-
- 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
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- 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
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- 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
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing 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
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- 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
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/12—Oxidising using elemental oxygen or ozone
- C23C8/14—Oxidising of ferrous surfaces
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
- C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—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
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F17/00—Multi-step processes for surface treatment of metallic material involving at least one process provided for in class C23 and at least one process covered by subclass C21D or C22F or class C25
-
- 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
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
- C23G1/19—Iron or steel
-
- 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
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/24—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with neutral solutions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
본 발명이 제공하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정은 박판의 핫 스탬핑, 판금 부품의 제조 분야에 관한 것이다. 그 공정은 다음의 절차를 포함한다: S1, 층코팅된 열간 성형 강철 시트는 완전히 오스테나이트화 상태가 될 때까지 가열로에서 가열되고, S2, 가열된 층코팅된 열간 성형 강철 시트를 끓는 물 탱크로 옮기고 끓는 물에 담그고 산화물 층을 세척하고, S3, 층코팅된 열간 성형 강철 시트는 끓는 물과 상하 금형의 공동 작용하에 성형되고 압력 유지 담금질하여 부품을 얻고, S4, 부품을 꺼낸 후 드라이하거나 건조로에서 건조 처리하여 부품 도금층의 물기를 제거하는 단계. 본 발명에서 제공되는 공정은 시트를 끓는 물에 넣어 끓는 물과 뜨거운 시트 사이에 생성된 기포에 의해 균일하고 제어 가능하게 산화물 층을 제거하며 시트의 성형 온도는 균일하고 정확하게 제어되며 동시에 끓는 물에서 성형 및 담금질이 진행되어 부품의 생산 퀄리티를 향상시키고 금형의 사용 수명을 향상하며 생산 비용을 절감할 수 있다.
Description
본 출원은 2021년 9월 14일 중국 특허청에 제출된 출원번호가 202111073382.7이며 발명의 명칭이 "내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하고, 그 내용은 전부 인용을 통하여 본 출원에 포함된다.
본 발명은 박판의 핫 스탬핑, 판금 부품의 제조 분야에 관한 것으로, 특히 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정에 관한 것이다.
핫 스탬핑 성형 공정의 주요 프로세스는 블랭크 가열 - 스탬핑 성형 및 담금질 - 레이저 트리밍 - 숏피닝이다. 핫 스탬핑 성형 기술은 작은 성형력, 작은 부품 스프링백 및 성형 후 높은 강도의 장점으로 인해 널리 사용되지만, 누드판과 Al-Si도금층 열성형 부품은 음극 보호가 결여되어, 부품이 사용 과정 중에 잘린 위치는 먼저 부식되어, 특히 문턱 빔과 같은 하차체 부품이 먼저 부식된다.
아연코팅층의 융점이 낮기 때문에(순수 Zn의 융점은 약 400°C에 불과하다), 매트릭스 재료의 오스테나이트화 온도가 높고(850-900°C) 직접 열성형하는 과정에서 아연코팅층 온도는 낮을수록 좋고(650°C 미만), 매트릭스 온도는 높을수록 좋다(750°C 이상). 기존의 22MnB5형 매트릭스 재료의 경우 성형 온도가 낮으면(650°C 이상) 페라이트가 생성되어 강도가 불충분하고, 아연코팅층 재료의 경우 성형 온도가 높으면(예: 780°C) 응력 변형 과정에 코팅에서 액상이 발생하여 오스테나이트 임계로 침투하여 매트릭스 균열, 즉 액화 금속 유도 취화(LMIE) 현상이 발생한다. 따라서 아연도금 열간성형강의 경우 코팅층과 매트릭스는 서로 모순된다. 현재의 설루션은 주로 응력 변형이 없거나 성형 온도를 낮추는 것이다.
사전 성형 공정과 같은 응력 변형이 없는 주요 프로세스는: 우선 냉간 스탬핑으로 부품 성형 - 부품 가열 오스테나이트화 - 압력 유지 담금질 - 숏피닝이다. 해당 공정의 부품은 이미 변형되었기에 가열된 부품은 금형으로 옮겨 담금질만 하기에 인장 응력 변형이 없어 액화 금속 유도 취화(LMIE) 현상이 발생하지 않으나 이 공정의 부품은 사전에 냉간 스탬핑이 필요하고 부품은 용광로에서 가열하여야 하기에 비용이 높고 자동화가 복잡하다.
사전 냉각과 같은 성형 온도를 낮추는 주요 프로세스는: 가열된 시트를 먼저 냉각 (매질 가스, 드라이 아이스 등 사용) - 성형 - 압력 유지 담금질이다. 그러나 이 방법은 자동화하기 어렵고 시트의 냉각 과정과 온도 제어가 어렵고, 부품 표면의 산화막을 균일하게 제거하기 어렵다.
중국 특허 CN106795578A는 "강철 시트의 중간 냉각 방법"을 개시하였다. 이 방법에서 "드라이 아이스, 드라이 스노우 또는 드라이 아이스 입자를 포함하는 기류"를 사용하여 표면에 분사하여 아연 도금 강철 시트 표면의 산화물 층 제거와 판금 온도 감소를 실현하며, 강철 시트 표면의 산화물 층의 세정력은 외부 고압 "분사"의 충격력에서 기인된다. 이 방법은 표면의 산화물 층을 균일하게 제거하기 어렵고, 시트 성형의 온도를 균일하게 제어하기 어려우며, 자동화가 어렵고, 자동화 제어 난이도가 높고, 사전에 미리 "드라이 아이스, 드라이 스노우 및 기타 입자"를 제조하여야 하기에 생산 비용이 높다.
중국 특허 CN101821429A는 "저 수압 분사에 의한 금속 스트립의 2차 탈린 방법 및 장치"를 개시하였고, 이 방법에서의 열간 압연 빌릿의 압연 과정에서 "조압연 공정"과 "정압연 공정" 사이에 빌렛 표면에 고 수압 분사하여 빌렛 표면의 산화물 층을 제거하며, 이 절차에서 빌렛의 두께는 일반적으로 80-200mm로 상대적으로 두껍고 산화물 층의 두께는 일반적으로 100μm-1mm이며, 1μm 좌우의 초박막 아연 도금 산화물 층에는 적합하지 않으며, 코팅 전체를 청소하기 쉽고 실온수는 시트를 실온으로 냉각시켜 (1.5mm의 강철 시트는 실온수에서의 냉각 속도가 500-1000°C/s이다) 시트의 온도를 제어하기 어렵다.
중국 특허 CN107922988A는 "비접촉식 강철 시트 냉각 방법 및 그 방법에 사용되는 장치"를 개시하며, 이 방법에서 매트릭스 튜브를 사용하여 공기 냉각하여 판금의 냉각 온도가 고르지 않으며 자동 제어 난이도가 높고, 가열 후 재료 표면의 산화물 층을 청소하지 못한다.
중국 특허 CN107127238A는 "아연계 코팅 강철 시트 또는 강 스트립의 핫 스탬핑 성형 방법"을 개시하였고, 이 방법에서는 고온 시트 엣지 트리밍을 통해 도금층 시트의 성형 온도를 낮춘다. 그러나 엣지 트리밍은 재료를 균일하게 냉각하기 어렵고, 트리밍 위치의 냉각속도가 낮고, 기타 위치의 온도가 높아 자동화 제어가 어렵다.
따라서 비용이 낮고, 내식성이 높으며, 용접이 용이하고, 균일하게 산화물 층 제거가 가능하며, 균일한 냉각 온도를 제어할 수 있는 열 성형 공정을 개발하는 것이 매우 중요하다.
본 발명의 목적은 기존 기술의 결점, 특히 극히 얇은 표면 산화물 층의 균일하고 제어 가능하게 제거하기 어렵고, 예냉각 온도를 제어하기 어려운 문제를 해결하기 위하여 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정을 제공하여, 코팅층의 성형 온도와 매트릭스의 성형 온도의 균형을 맞추고 시트를 끓는 물에 담그고 끓는 물과 열 시트 사이에 생성된 기포를 이용하여 강철 시트 표면의 산화물 층을 균일하고 제어 가능하게 제거하고 시트의 성형 온도를 균일하고 정확하게 제어한다.
본 발명의 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정은 다음의 절차를 포함한다：
S1, 층코팅된(도금) 열간 성형 강철 시트를 완전히 오스테나이트화 상태가 될 때까지 가열로에서 가열하고,
상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트의 코팅층은 GI형 아연도금층, GA형 아연도금층, Zn-Al-Mg 합금도금층 중 어느 하나를 포함하고,
S2, 가열된 층코팅된 열간 성형 강철 시트를 끓는 물 탱크로 옮기고 끓는 물에 담그고 산화물 층을 세척하고,
S3, 층코팅된 열간 성형 강철 시트는 끓는 물과 상하 금형의 공동 작용하에 성형되고 압력 유지 담금질하여 부품을 얻고,
S4, 부품을 꺼낸 후 드라이하거나 건조로에서 건조 처리하여 부품 도금층의 물기를 제거하는 단계.
바람직하게는, S1 단계에서, 상기 가열로 내부의 산소 함량(체적 백분율)은 5~20%이다. 가열 과정에서 코팅층 표면이 산화되고 코팅층과 매트릭스 사이의 알루미늄 원소가 코팅층 표면으로 확산되어 치밀한 Al2O3층을 형성하여 ZnO의 두께를 억제하나 산소함량이 너무 낮으면 표면에 산화층이 형성되지 않아 대부분의 아연이 휘발되어 층코팅 열성형 강철 시트 표면의 내식층이 손실될 수 있으며, 산소 함량이 너무 높으면 ZnO 층이 너무 두꺼워 용접 성능에 영향을 주게 된다.
가열된 층코팅 열간 성형 강철 시트는 레이저 연결 용접, 패칭판 용접 및 부등 두께 압연판일 수 있다. 매트릭스 재료가 충분히 오스테나이트화 된 전제하에 가열시간은 최대한 짧게하여 코팅층과 매트릭스사이에 과도 확산이 발생하여 Zn과 같은 낮은 내식성 원소가 너무 적어 음극 보호 효과가 감소하는 것을 방지하여야 한다. 가열 온도는 850-900℃이며 플레이트는 보온 온도에 도달한 후 0.5-4분 동안 보온한다.
바람직하게는 상기 S2 단계에서 끓는 물의 온도는 80~100℃이고, 상기 끓는 물이 상기 산화물층 표면에서의 압력은 0~0.1bar이다.
바람직하게는, 상기 층코팅 열간 성형 강철 시트가 끓는 물에서의 깊이는 3-1000mm이다. 시트를 끓는 물에 담그면 표면에 증기 단열층이 형성되어 시트의 온도와 물 사이의 이송 속도가 크게 감소하여 1.5mm 두께 시트의 수직상태 냉각 속도는 30-50°C/s에 불과하며, 깊이가 3-1000mm일 때 단열층의 내압이 수중에서 강철 시트의 정수압보다 커서 기포가 형성되고 단열층이 파괴되면 기포가 형성되는 과정에 표면의 ZnO, Al2O3, MnO 등 산화물을 제거하게 된다. '단열층 기포'는 끊임없이 형성되면서 강철 시트 표면에서 청소효과를 보게 된다. 강철 시트가 끓는 물에 있는 시간은 2~20초이며, 끓는 물에서의 냉각속도는 균일하게 제어 가능하며 자동화 실현이 용이하여 시트가 끓는 물에서의 시간, 자태, 위치만 제어하면 된다.
진일보로, S2단계의 끓는 물은 0~10% 질량분수의 용해제를 더 포함하며, 상기 용해제는 NaOH를 포함한다. 끓는 물에 있는 시트의 시간, 끓는 물 온도 등 파라미터는 산화물 층의 두께와 부품의 성형 성능에 따라 결정되며, 수요에 따라 끊는 물에 일정한 농도의 NaOH등 산화물 층의 용해를 촉진하는 용해제를 추가할 수 있으며, 부품의 건조 처리 전에 NaOH를 씻어 버린다.
바람직하게는, 상기 S3 단계에서, 상기 성형 온도는 400-650℃이다. 금형의 하부 금형은 끓는 수욕에 있고 블랭크는 하부 금형 위에 놓이고 압력기가 아래로 이동하면 상부 금형이 아래로 구동되고 층코팅 열간 성형 강철 시트가 끓는 물과 상하부 금형의 공동 작용으로 성형 및 압력 유지 담금질을 실현한다. 성형과 압력유지 과정에 금형이 강철 시트 표면의 단열층을 파괴하고 금형이 시트와 직접 접촉하며 시트와 금형 사이의 빠른 열 교환은 시트의 담금질을 실현한다.
바람직하게는, 시트가 끓는 수욕에서 가열 단계와 세척 단계를 거친 후 코팅층 표면 상태가 후속 용접 공정을 충족하지 않는 경우, 다음의 방법을 더 포함한다. 부품을 꺼낸 후 드라이하거나 건조로에서 건조하기 전에 부품을 끓는 물 탱크로부터 무산소 실온 수에 옮겨 초음파 세척을 진행한다.
진일보로, 초음파 세척 시간은 0.5~5분이다.
바람직하게는, 상기 코팅된 열간 성형 강철 시트의 원료 성분은 질량백분율로 C 0.05~0.35wt％, Si 0.05~0.2wt％, Mn 0.5~2.5wt％, Cr 0~0.3wt％, Mo 0~0.25wt％, Ti 0.02~0.04wt％, Nb 0~0.2wt％, V 0~0.2wt％, B 0.002~0.006wt％, P 0~0.020wt％, S 0~0.003wt％, Al 0.02~0.06wt％, N 0~0.006wt％를 포함하고, 나머지 원소는 Fe이다.
바람직하게는, 코팅의 두께는 5-30㎛이다.
본 발명의 기술 솔루션은 다음과 같은 이점을 갖는다:
1. 본 발명이 제공하는 기술은 산화층 제거 과정과 시트 온도 냉각 과정을 동시에 균일하게 제어할 수 있으며 전체 제어 공정의 자동 제어를 구현하기 쉽고 물 탱크내의 끓는 물의 유동압력(유속), 수중에서의 강철 시트의 위치, 자태와 시간만 제어하면 된다.
2. 본 발명이 제공하는 공정중의 시트 표층 산화층 제거의 힘은 시트와 끓는 물 사이의 에너지 석방이고, 강철 시트 표층에서 끓는 물이 기화되고 파열되어, 기포가 형성된 충격력을 형성한다. 주변의 물이 빠르게 흐르면서 산화물을 빠르게 제거하고 해당 세척력은 약하여 1μm 좌우의 표면 산화물 층에 매우 적합하며 표면압력이 너무 크면 전체 코팅층을 제거하고 산화물 층의 제거가 균일하지 않기에, 본 발명은 '장시간', '작은 세척력 기포'의 방식으로 산화물 층을 제거한다.
3. 본 발명이 제공하는 공정은 실제 생산에 용이하며 끓는 물에 금형을 넣고 몰딩 시간을 지연시키면 되고, 대량 생산 과정에서 시트의 온도가 지속적으로 물에 전달되어 끊는 연속 생산 과정에서 끓는 소욕의 에너지 소비가 크게 줄어들고, 금형이 끓는 물에 위치하여, 하부 금형이 냉각 수로가 필요 없어 금형의 가공 제조 비용을 크게 감소하였고, 금형 온도가 일정하여 금형의 열 피로를 줄여 금형의 손상을 줄이며 성형시 코팅층이 이미 굳어 더 이상 금형에 달라붙지 않아 금형에 흡수되는 열이 감소하여 금형의 수명을 향상시키는데 유리하며 시트 성형 전에 세척, 냉각등 기능을 실현할 수 있으며, 금형 압력 유지 과정에서 시트의 담금질 냉각 속도를 줄일 수 있어 시트의 구조 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 저융점 부식 방지 코팅층의 표면 산화물 층이 형성될 때 크랙 문제를 효과적으로 개선할 수 있다.
4. 본 공정에서 금형이 끓는 물에서 부식되지 않고, 끓는 물의 산소 함량이 0이기에 금형 재료의 Fe 원소가 산소와 접촉할 수 없어 금형이 녹슬지 않는다.
5. 본 공정의 스탬핑 과정은 끊는 수욕에서 완성되기에, 시트와 산소 사이의 접촉을 격리하여 전이와 성형 과정에 시트의 산화를 방지한다.
본 발명의 구체적인 실시방식 또는 종래 기술의 기술적 솔루션을 보다 명확하게 설명하기 위해, 아래에서 구체적인 실시방식 혹은 종래 기술에서 사용될 첨부 도면을 간략하게 소개할 것이다. 알아야 할 것은, 다음 설명의 도면 도면은 본 발명의 일부 실시방식을 뿐, 당업자는 창의적인 노력이 없이도 이러한 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명이 제공하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정의 개략 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 판금을 끓는 물에서 냉각하는 과정이며, 여기서 A와 B는 각각 판금 중심과 가장자리의 두 곳의 판금 실제 냉각 곡선이며 냉각 과정은 매우 균일하다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 끓는 수욕 처리의 부품 코팅층 표면 형태이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 끓는 수욕에서 처리된 부품의 모서리 외측 코팅층 형태다.
도 5는 대조예 1에서 종래의 공랭식 부품 코팅층의 표면 형태다.
도 6은 대조예 2의 직접 핫 스탬핑된 부품의 모서리 외측 코팅층의 균열 형태다.
도 1은 본 발명이 제공하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정의 개략 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 판금을 끓는 물에서 냉각하는 과정이며, 여기서 A와 B는 각각 판금 중심과 가장자리의 두 곳의 판금 실제 냉각 곡선이며 냉각 과정은 매우 균일하다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 끓는 수욕 처리의 부품 코팅층 표면 형태이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 끓는 수욕에서 처리된 부품의 모서리 외측 코팅층 형태다.
도 5는 대조예 1에서 종래의 공랭식 부품 코팅층의 표면 형태다.
도 6은 대조예 2의 직접 핫 스탬핑된 부품의 모서리 외측 코팅층의 균열 형태다.
실시예1
내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정은 도1과 같이 다음 절차가 포함된다:
S1. 1.5mm 두께의 아연도금 열간 성형 강철 시트(매트릭스 성분은 C 0.18~0.21wt％, Si 0.05~0.2wt％, Mn 1.5~2.2wt％, Cr 0~0.3wt％, Mo 0~0.25wt％, Ti 0.02~0.04wt％, Nb 0~0.1wt％, B 0.002~0.006wt％, P 0~0.020wt％, S 0~0.003wt％, Al 0.02~0.06wt％, N 0~0.006wt％ 포함, 이중 GI형 표면 아연 도금 150g/ m² , 일측 두께 11μm) 을 890℃ 박스형 가열로로 전이하고 5분간 보온하여 오스테나이트화를 완성하며, 가열로 대기의 산소 함량(체적분수) 은 20%이다.
S2. 가열이 완료된 시트를 끓는 물 탱크로 옮기고 끓는 물에 담그어 균일한 세척과 냉각을 하며 깊이는 3~1000mm, 끓는 물의 온도는 100℃로, 강철 시트가 끓는 물내에서의 체류시간은 6s이다.
S3. 금형이 끓는 수욕에서 유압프레스의 몰딩시간만 6초 지연되도록 제어하고, 유압프레스의 성형(프레스 몰딩에 필요한 시간은 3s)및 압력 유지 담금질하고, 여기서 성형 전 시트가 끓는 물에서의 총 시간은 약 9초이므로 성형 전 시트의 온도는 520-560°C이다(도 2 참조). 압력 유지 시간은 10초이고 금형 고정 압력은 100T(부품의 투영 면적 압력은 20MPa)이다.
S4. 물에서 꺼낸 후 부품을 드라이하여 표면의 물기를 제거하여 얻는다.
성형 후 부품의 역학 성능(테스트 기준: GB/T 228.1-2010 "금속 인장 시험 파트 1: 실온 시험 방법"): 인장 강도 1420-1600MPa, 파단 후 연신율 5-9%, 부품표면의 형태는 도3을 참조, 끓는 수욕에 의해 처리된 표면은 과립상이고 매우 균일하며 큰 표면의 연속 산화물 층이 거의 없다. 부품의 최종 용접 공정의 전류는 1.1-1.4KA이고 현재 용접 공정의 요구 사항을 완전히 충족한다. 또한 코팅층에는 액화 균열 현상이 없으며(도 4) 성형 및 담금질 후 아연 도금층의 Zn 함량은 32-55%로 우수한 음극 보호 효과가 있다.
실시예2
내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정은 다음 절차가 포함된다:
S1. 1.5mm 두께의 아연도금 열간 성형 강철 시트(매트릭스 성분은 C 0.05~0.35wt％, Si 0.05~0.2wt％, Mn 0.5~2.5wt％, Cr 0~0.3wt％, Mo 0~0.25wt％, Ti 0.02~0.04wt％, Nb 0~0.2wt％, V 0~0.2wt％, B 0.002~0.006wt％, P 0~0.020wt％, S 0~0.003wt％, Al 0.02~0.06wt％, N 0~0.006wt％ 포함, 나머지 원소는 Fe이고, 이중 GI형 표면 아연 도금 150g/ m² , 일측 두께 11μm) 을 900℃ 박스형 가열로로 전이하고 5분간 보온하여 오스테나이트화를 완성하며, 가열로 대기의 산소 함량(체적분수) 은 20%이다.
S2. 가열이 완료된 시트를 끓는 물 탱크로 옮기고 끓는 물에 담그어 균일한 세척과 냉각을 하며 깊이는 3~1000mm, 끓는 물의 온도는 80℃로, 강철 시트가 끓는 물내에서의 체류시간은 6s이다.
S3. 금형이 끓는 수욕에서 유압프레스의 몰딩시간만 6초 지연되도록 제어하고, 유압기로 금형을 닫고 압력 유지 담금질을 하고, 여기서 성형 전 시트가 끓는 물에서의 총 시간은 약 9초 좌우이므로 성형 전 시트의 온도는 500-600°C이다. 압력 유지 시간은 10초이고 금형 고정 압력은 100T이다.
S4. 물에서 꺼낸 후 부품을 무산소 실온수에로 옮기고 초음파 세척을 진행하여 부품 표면의 산화물 층을 초음파 진동 세척하며, 세척시간은 0.5~5분이고, 꺼낸 후 부품을 드라이하여 표면의 물기를 제거하여 얻는다.
성형 후 부품의 역학 성능, 용접 성능, 코팅층 액화 균열 효과는 실시예 1과 동일하다.
대조예1
전통 공냉 기술(구체적인 공정은 CN107922988A를 참조)을 사용하여 부품을 생산하고, 표면 형태는 도5와 같으며, 표면 형태가 불 균일하고 대량의 산화물 층이 존재한다.
대조예2
직접 열간 성형 공정을 사용하여, "Yi Hongliang, Chang Zhiyuan, Cai Helong, et al. Strength, plasticity and fracture strain of hot stamping forming steel [J]. Acta Metallica Sinica, 2020, v.56(04):51- 65."를 참조, 구체적인 프로세스는: 부품 슬래브를 먼저 가열로에서 약 930°C까지 가열하여 균일한 전체 오스테나이트 구조를 형성하고 머신으로 이를 프레스로 옮기고 몰딩 스탬핑 시의 온도는 700～800℃이고 스탬핑 성형 시 전체 오스테나이트 상태이며, 항 연신 강도는 약 200MPa, 연신율은 40% 이상이다. 금형의 냉각수 시스템은 금형의 표면 온도를 50-100°C로 유지하고 스탬핑 성형 동시에 금형의 열전도 담금질을 통해 완전한 마르텐사이트 조직을 형성한다. 마지막으로 부품의 조립이 완료된 후 자동차 몸체를 도장 소성하여 150-180°C에서 10-20분 동안 보온하며 이 공정에서 얻어지는 코팅은 액화 아연이 매트릭스의 40μm이상 침투하게 된다. 도 6과 같이 서비스 성능 특히 피로도를 충족할 수 없다.
분명히, 상기 실시예들은 예를 명확히 설명하기 위한 것일 뿐 실시방식을 제한하기 위한 것이 아니다. 당업자라면 상기 설명을 기초하여 다른 형태의 변화 또는 변경을 할 수 있다. 여기에 모든 실현방식을 철저하게 나열하는 것은 필요하지 않으며 불가능하다. 또한 여기서 파생된 변화 또는 변경은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 있다.
Claims (15)
- 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정에 있어서,
S1, 층코팅된 열간 성형 강철 시트를 완전히 오스테나이트화 상태가 될 때까지 가열로에서 가열하고, 상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트의 코팅층은 GI형 아연도금층, GA형 아연도금층, Zn-Al-Mg 합금도금층 중 어느 하나를 포함하고,
S2, 가열된 층코팅된 열간 성형 강철 시트를 끓는 물 탱크로 옮기고 끓는 물에 담그고 산화물 층을 세척하고,
S3, 상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트는 끓는 물과 상하 금형의 공동 작용하에 성형되고 압력 유지 담금질하여 부품을 얻고,
S4, 부품을 꺼낸 후 드라이하거나 건조로에서 건조 처리하여 부품 도금층의 물기를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
단계S1에서, 상기 가열로 내부의 기체 대기의 산소 함량은 5~20%인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
단계S1에서, 상기 가열 온도는 850-900°C이며 시트는 보온 온도에 도달한 후 0.5-4분 동안 보온하는 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 S2 단계에서, 상기 끓는 물의 온도는 80~100℃이고, 상기 끓는 물이 상기 산화물 층 표면에서의 압력은 0~0.1bar인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제4항에 있어서,
상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트가 끓는 물 속에서의 깊이가 3-1000mm인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항, 제4항 혹은 제5항에 있어서,
상기 끓는 물이 상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트의 산화물 층 표면에서의 압력은 0~0.1bar인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항, 제4항 혹은 제5항에 있어서,
상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트가 끓는 물에서의 체류시간이 2~20s인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제4항에 있어서,
상기 끓는 물은 0~10% 질량분수의 용해제를 더 포함하며, 상기 용해제는 NaOH를 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 S3 단계에서, 상기 성형 온도는 400-650℃인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 S3 단계에서, 금형의 하부는 끓는 수욕에 있고 층코팅된 열간 성형 강철 시트는 하부 금형 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 공정은, 부품을 꺼낸 후 드라이하거나 건조로에서 건조 처리하기 전에, 부품을 끓는 물 탱크로부터 무산소 실온 수에 옮겨 초음파 세척 진행하는 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제11항에 있어서,
상기 초음파 세척 시간은 0.5~5분인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트의 원료 성분은 질량백분율로, C 0.05~0.35wt％, Si 0.05~0.2wt％, Mn 0.5~2.5wt％, Cr 0~0.3wt％, Mo 0~0.25wt％, Ti 0.02~0.04wt％, Nb 0~0.2wt％, V 0~0.2wt％, B 0.002~0.006wt％, P 0~0.020wt％, S 0~0.003wt％, Al 0.02~0.06wt％, N 0~0.006wt％를 포함하고, 나머지 원소는 Fe인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 5-30㎛인 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정. - 제1항에 있어서,
상기 층코팅된 열간 성형 강철 시트를 레이저 연결 용접 시트, 패칭판 용접 시트 또는 부등 두께 압연판으로 교체하는 것을 특징으로 하는 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111073382.7 | 2021-09-14 | ||
| CN202111073382.7A CN113751410B (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 一种高耐蚀易焊接热压零部件的热浴成形工艺 |
| PCT/CN2022/097757 WO2023040369A1 (zh) | 2021-09-14 | 2022-06-09 | 一种高耐蚀易焊接热压零部件的热浴成形工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230170043A true KR20230170043A (ko) | 2023-12-18 |
Family
ID=78795359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237038798A KR20230170043A (ko) | 2021-09-14 | 2022-06-09 | 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230170043A (ko) |
| CN (1) | CN113751410B (ko) |
| DE (1) | DE112022001581T5 (ko) |
| GB (1) | GB2621778A (ko) |
| WO (1) | WO2023040369A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113751410B (zh) * | 2021-09-14 | 2022-07-22 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种高耐蚀易焊接热压零部件的热浴成形工艺 |
| CN114045382B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-02-28 | 沈阳睿科自动化设备有限公司 | 一种汽车零部件自动淬火生产线 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005028010B3 (de) * | 2005-06-16 | 2006-07-20 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren und Presse zum Warmformen |
| EP2028290A1 (fr) | 2007-08-21 | 2009-02-25 | ArcelorMittal France | Procédé et équipement de décalaminage secondaire des bandes métalliques par projection d'eau à basse pression hydraulique |
| DE102014114394B3 (de) | 2014-10-02 | 2015-11-05 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zum Erzeugen eines gehärteten Stahlblechs |
| KR20180014070A (ko) | 2015-05-29 | 2018-02-07 | 뵈스트알파인 스탈 게엠베하 | 스틸 시트의 비접촉 냉각 방법 및 이를 위한 장치 |
| CN105328047A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-02-17 | 福州大学 | 一种具有新型冷却系统的超高强度钢板热冲压装置及其方法 |
| CN107127238B (zh) | 2016-02-26 | 2019-12-27 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法 |
| JP6633445B2 (ja) * | 2016-04-25 | 2020-01-22 | アイシン・エィ・ダブリュ工業株式会社 | 金型、金型装置およびワークの冷却方法 |
| US20170335418A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Gary M. Cola, JR. | High strength iron-based alloys, processes for making same, and articles resulting therefrom |
| CN108411086B (zh) * | 2018-04-04 | 2019-10-29 | 华北理工大学 | 一种低成本高性能中碳钢的生产工艺 |
| CN210305391U (zh) * | 2019-08-19 | 2020-04-14 | 林志杭 | 一种汽车配件生产用冷却装置 |
| KR102147609B1 (ko) * | 2019-12-12 | 2020-08-24 | 박성룡 | 프레스 금형용 철강 제조 공정을 위한 제어 방법 및 장치 |
| CN112139335B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-02-01 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种高耐蚀易焊接热压零部件的制备方法 |
| CN113751410B (zh) * | 2021-09-14 | 2022-07-22 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种高耐蚀易焊接热压零部件的热浴成形工艺 |
-
2021
- 2021-09-14 CN CN202111073382.7A patent/CN113751410B/zh active Active
-
2022
- 2022-06-09 KR KR1020237038798A patent/KR20230170043A/ko active Search and Examination
- 2022-06-09 DE DE112022001581.0T patent/DE112022001581T5/de active Pending
- 2022-06-09 WO PCT/CN2022/097757 patent/WO2023040369A1/zh active Application Filing
- 2022-06-09 GB GB2318204.1A patent/GB2621778A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023040369A1 (zh) | 2023-03-23 |
| GB2621778A (en) | 2024-02-21 |
| GB202318204D0 (en) | 2024-01-10 |
| GB2621778A8 (en) | 2024-02-28 |
| CN113751410B (zh) | 2022-07-22 |
| CN113751410A (zh) | 2021-12-07 |
| DE112022001581T5 (de) | 2024-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20230170043A (ko) | 내식성이 높고 용접이 용이한 열압 부품의 열욕 성형 공정 | |
| US11441200B2 (en) | Method and device for preparing corrosion-resistant hot stamping part | |
| JP2014505791A (ja) | 硬化構造要素の製造方法 | |
| JP6483709B2 (ja) | 金属防食被覆を備える鋼部品の製造方法 | |
| CN106756614B (zh) | 耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板 | |
| CN111893388B (zh) | 一种耐腐蚀钢筋及其生产工艺 | |
| CN108754299A (zh) | 一种钨变质处理的高铬铸铁轧辊及其制备方法 | |
| CN111434403B (zh) | 耐腐蚀热冲压件的制造方法及装置 | |
| KR100988491B1 (ko) | 용융 알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법 | |
| CN110539140A (zh) | 一种预硬型塑料模具用特厚钢板的生产方法 | |
| JPH0322272B2 (ko) | ||
| KR101719446B1 (ko) | 프레스 성형품 및 그 제조 방법 | |
| CN1174772A (zh) | 铸铁件表面缺陷的修补工艺 | |
| CN106282878A (zh) | 一种热镀锌温成形高强度中锰钢件的制备方法 | |
| CN112139335B (zh) | 一种高耐蚀易焊接热压零部件的制备方法 | |
| JP2024522002A (ja) | 溶接・熱圧しやすい高耐食性部材の熱浴成形プロセス | |
| CN216989559U (zh) | 一种抗氢致延迟开裂的油浴成形装置 | |
| KR100988490B1 (ko) | 용융 알루미늄-아연 도금 스테인레스 강판의 제조방법 | |
| CN108531853B (zh) | 一种适用于模具表面处理的qpq盐浴处理方法 | |
| KR101917442B1 (ko) | 점용접성이 우수한 고망간 합금화 용융아연도금강판 및 그 제조방법 | |
| CN115255016A (zh) | 一种高温成型抗液态金属脆的gi复合镀层钢板的生产方法 | |
| CN107739897A (zh) | 一种高强度铝合金汽车轮毂及其加工工艺 | |
| CN117551852A (zh) | 一种提高Cr-Si合金热成型钢高温抗氧化性能的方法 | |
| CN116043100A (zh) | 一种ebsd分析下的热处理合金辐条 | |
| CN117230288A (zh) | 一种具有低裂纹敏感性锌基镀层的热成形钢板热处理工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |