抗高温氧化热成形钢及其制备方法与应用

专利检索2026-08-13  25


本发明涉及钢领域,具体涉及一种抗高温氧化热成形钢及其制备方法与应用。


背景技术:

1、目前,超高强热成形钢全球市场约为600万吨/年,在汽车领域应用广泛。汽车用超高强钢中,22mnb5系列(1500mpa级)使用量最大,但此钢材(裸板)在零件热成形过程中,钢材板料表面会产生疏松氧化皮,且此氧化皮易部分脱落并黏附于冲压模具中,导致钢材板料与冲压模具间的摩擦系数增大,降低模具的使用寿命,这提高了热成形零件的制造成本;此外,表面带疏松氧化皮的热成形零件一般无法满足表面涂装要求,必须进行后续的表面抛丸处理,这既会增加生产成本、降低生产效率,又会影响零件的尺寸精度,且对于厚度小于1.2mm的零件,则基本不能进行抛丸处理。为解决热成形钢氧化问题,当前一般采用欧洲阿赛洛米塔尔(arcelormittal)公司开发的al-si镀层技术,此技术在世界热成形钢领域已统治超过20年;并且,基于al-si镀层技术生产的热成形钢产品的市场价格一般是非镀层产品(即裸板)的2倍,但其成本仅高出非镀层产品约1000元/吨。因此,有必要开发一种具有良好的抗高温氧化性能且成本低的热成形钢产品。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的超高强度钢导致的热成形模具寿命低、零件不能满足表面免抛丸直接涂装要求、成本高的问题,提供一种抗高温氧化热成形钢及其制备方法与应用。该钢材表面无需涂覆涂层,具有良好的抗高温氧化性能,此钢材的热成形零件可免除表面抛丸工序,进行直接涂装。

2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种热成形钢,其中,所述热成形钢中相比于cr的总含量,以cr元素计的含cr析出物的占比为35%以下,且基于所述热成形钢的总量,b的含量为0.00001wt%以下,ti的含量为0.00001wt%以下。

3、本发明第二方面提供一种热成形钢的制备方法,其中,所述制备方法包括:将热轧所得的钢板依次进行第一次退火处理、冷轧处理和第二次退火处理;其中,所述第一次退火处理后的钢板中析出有含cr析出物,所述第二次退火处理将使得所得钢板中相比于cr元素的总含量,以cr元素计的含cr析出物的占比为35%以下;

4、其中,所述热成形钢中,b的含量为0.00001wt%以下,ti的含量为0.00001wt%以下。

5、本发明第三方面提供一种本发明第二方面制备得到的热成形钢。

6、本发明第四方面提供一种热成形钢在汽车领域中的应用。

7、本发明第五方面提供一种热成形形成的汽车用零部件。

8、本发明第六方面提供一种汽车用零部件的制备方法,该方法包括将本发明第一方面或三方面的热成形钢进行热成形处理。

9、本发明提供的热成形钢与传统22mnb5钢相比,几乎不含硼元素和钛元素,所添加cr元素主要以固溶态形式存在,仅有非常少量的cr元素以析出物形式存在,在钢材板料进行零件热成形过程中,助于形成表面致密且薄的氧化层,该氧化层与钢材板料基体结合紧密,无脱落现象,无需在钢材表面涂覆涂层就能保证钢在热成形工艺下具有良好的抗高温氧化性能,采用本发明提供的热成形钢所生产的热成形零件可免除表面抛丸工序,直接进行涂装;另外,第二次退火处理过程中回溶的cr元素,即以固溶态存在的cr元素还有助于提升钢材板料的淬透性,促进钢材进行零件热成形后基体组织尽量转变为马氏体组织,保证热成形零件的强度。



技术特征:

1.一种热成形钢,其特征在于,所述热成形钢中相比于cr元素的总含量,以cr元素计的含cr析出物的占比为35%以下,且基于所述热成形钢的总量,b的含量为0.00001wt%以下,ti的含量为0.00001wt%以下。

2.根据权利要求1所述的热成形钢,其中,所述热成形钢含有:0.19-0.25wt%的c、1.5-2wt%的si、1-2wt%的cr、0.5-1.5wt%的mn、0.01-0.1wt%的al、≤0.02wt%的p、≤0.008wt%的s、≤0.005wt%的n,余量为fe以及其它不可避免的杂质;

3.一种热成形钢的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将热轧所得的钢板依次进行第一次退火处理、冷轧处理和第二次退火处理;其中,所述第一次退火处理后的钢板中析出有含cr析出物,所述第二次退火处理将使得所得钢板中相比于cr元素的总含量,以cr元素计的含cr析出物的占比为35%以下;

4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,所述第二次退火处理包括依次进行的加热阶段、均热阶段和冷却阶段,其中,所述均热阶段的条件包括:温度为800℃-ac1温度,保持时间为1-10min;其中,所述ac1温度指加热时钢材基体组织由珠光体向奥氏体开始转变的温度;

5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述加热阶段的升温速率为2-5℃/s;

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的制备方法,其中,所述第一次退火处理的条件包括:温度为700-750℃,时间20-40h;

7.由权利要求3-6中任意一项所述的方法制备得到的热成形钢。

8.一种权利要求1-3和7中任意一项所述的热成形钢在汽车领域的应用。

9.由权利要求1-3和7中任意一项所述的热成形钢形成的汽车用零部件。

10.汽车用零部件的制备方法,该方法包括:将权利要求1-3和7中任意一项所述的热成形钢进行热成形处理。


技术总结
本发明涉及钢领域,公开了一种热成形钢及其制备方法与应用,热成形钢中Cr元素以含Cr析出物形式存在的含量占钢中总Cr含量的35%以下,且热成形钢中B的含量为0.00001wt%以下,Ti的含量为0.00001wt%以下,本发明提供的热成形钢几乎不含硼元素和钛元素,采用添加Cr元素,所添加Cr元素基本以固溶态形式存在,在钢材板料进行零件热成形过程中,助于形成表面致密且薄的氧化层,该氧化层与钢材板料基体结合紧密,无需在钢材表面涂覆额外的涂层就能保证钢在热成形工艺下具有良好的抗高温氧化性能,采用本发明提供的热成形钢所生产的热成形零件可免除表面抛丸工序直接进行涂装。

技术研发人员:赵岩,桂林涛,邓向星,李金龙,孙岱,汪健,隆聪
受保护的技术使用者:北京理工大学重庆创新中心
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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