一種高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性能的零件的材料及制造方法，包括有鐵合金和包覆于鐵合金外的鋁合金。通過本申請的材料制造的由鋼帶獲得的具有非常高機(jī)械性能的零件用于制造陸上機(jī)動車輛用的結(jié)構(gòu)或安全零件的用途。
【專利說明】一種高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱軋或冷軋涂覆的鋼零件的制造，該零件具有高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗腐蝕性能。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車工業(yè)中，為了制造明顯更輕的車輛。可以通過采用具有非常高機(jī)械性能的鋼來實(shí)現(xiàn)，需要制造兼有高的機(jī)械強(qiáng)度、大的抗沖擊性能和良好的抗腐蝕性能的鋼零件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種制造用鋁或鋁合金預(yù)涂的熱軋或冷軋鋼零件的材料組成，其允許在合金化處理之前相當(dāng)大的在先冷變形，而不會因此帶來任何與合金化處理有關(guān)的后續(xù)風(fēng)險。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料，包括有鐵合金和包覆于鐵合金外的鋁合金。
[0006]所述鐵合金的材料組成為，按重量百分比包括以下成分:0.18-0.20%的碳、
1.0-1.2% 的錳、0.15-0.25% 的硅、0.001-0.003% 的鈦、低于 0.05% 的磷、低于 0.03% 的硫、0.001-0.005%的硼、0.03-0.05%的釩，余量為鐵。
[0007]所述招合金的材料 組成為，按重量百分比含有7-8%的娃、1.5-1.8%的鐵,余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)組成。
[0008]高機(jī)械強(qiáng)度零件是通過以下方法制造，由熱軋或冷軋鋼帶制造具有高機(jī)械性能的零件的方法，
[0009]準(zhǔn)備鐵合金和用于包覆于鐵合金外的鋁合金；
[0010]用鋁或鋁合金預(yù)涂覆鋼帶；
[0011]通過一個或多個鋁或鋁合金電沉積步驟的預(yù)涂覆；
[0012]通過一個或多個鋁或鋁合金氣相化學(xué)沉積步驟的預(yù)涂覆；
[0013]通過一個或多個鋁或鋁合金氣相物理沉積步驟的預(yù)涂覆；
[0014]通過一個或多個鋼帶與鋁或鋁合金箔間共軋步驟的預(yù)涂覆；
[0015]由于采用了這些預(yù)涂覆方式，鋼帶與預(yù)涂層之間的界面沒有金屬間相；
[0016]將涂覆的鋼帶冷變形；
[0017]為了所述零件的最終幾何形狀而任選地去除多余的鋼板；
[0018]加熱該零件，在爐中，以便由鋼-涂層界面開始在該零件的表面形成金屬間化合物，并奧氏體化該鋼；在此熱處理的加熱階段，分為三個階段進(jìn)行加熱，第一個階段勻速加熱到130°C，恒溫0.5-1小時；第二個階段快速升溫到600°C，升溫速度不低于30°C每分鐘，并維持溫度0.5-1小時，第三個階段升溫到680°C ;通過初始預(yù)涂層與基礎(chǔ)鋼的合金化，在該零件的表面形成金屬間涂層，這種合金化可以在涂層的整個厚度中進(jìn)行；
[0019]加熱后，將該零件轉(zhuǎn)移至工具中；加熱階段和零件與該工具接觸之間的轉(zhuǎn)移時間足夠短以便在這個時間周期中沒有發(fā)生奧氏體的轉(zhuǎn)變。該工具的幾何形狀和設(shè)計依被處理的零件和淬火的激烈程度而調(diào)整。
[0020]在以下的各實(shí)施例中，僅材料的組成有區(qū)別，其余方面相同。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]通過本申請的材料制造的由鋼帶獲得的具有非常高機(jī)械性能的零件用于制造陸上機(jī)動車輛用的結(jié)構(gòu)或安全零件的用途。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在本申請中使用厚度為1.0-1.5mm的鋼零件，它們按重量百分比包括以下成分:
0.18-0.20% 的碳、1.0-1.2% 的錳、0.15-0.25% 的硅、0.001-0.003% 的鈦、低于 0.05% 的磷、低于0.03%的硫、0.001-0.005%的硼、0.03-0.05%的釩，余量為鐵。
[0024]零件采用傳統(tǒng)的熱浸工藝預(yù)涂覆，其中它們被浸在鋁基浴中，該鋁合金按重量百分比含有
[0025]7-8%的硅、1.5-1.8%的鐵，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)組成。
[0026]高機(jī)械強(qiáng)度零件是通過以下方法制造，由熱軋或冷軋鋼帶制造具有高機(jī)械性能的零件的方法，
[0027]用鋁或鋁合金預(yù) 涂覆鋼帶；
[0028]通過一個或多個鋁或鋁合金電沉積步驟的預(yù)涂覆；
[0029]通過一個或多個鋁或鋁合金氣相化學(xué)沉積步驟的預(yù)涂覆；
[0030]通過一個或多個鋁或鋁合金氣相物理沉積步驟的預(yù)涂覆；
[0031]通過一個或多個鋼帶與鋁或鋁合金箔間共軋步驟的預(yù)涂覆；
[0032]由于采用了這些預(yù)涂覆方式，鋼帶與預(yù)涂層之間的界面沒有金屬間相；
[0033]將涂覆的鋼帶冷變形；
[0034]為了所述零件的最終幾何形狀而任選地去除多余的鋼板；
[0035]加熱該零件，在爐中，以便由鋼-涂層界面開始在該零件的表面形成金屬間化合物，并奧氏體化該鋼；在此熱處理的加熱階段，分為三個階段進(jìn)行加熱，第一個階段勻速加熱到130°C，恒溫0.5-1小時；第二個階段快速升溫到600°C，升溫速度不低于30°C每分鐘，并維持溫度0.5-1小時，第三個階段升溫到680°C ;通過初始預(yù)涂層與基礎(chǔ)鋼的合金化，在該零件的表面形成金屬間涂層，這種合金化可以在涂層的整個厚度中進(jìn)行；
[0036]加熱后，將該零件轉(zhuǎn)移至工具中；加熱階段和零件與該工具接觸之間的轉(zhuǎn)移時間足夠短以便在這個時間周期中沒有發(fā)生奧氏體的轉(zhuǎn)變。該工具的幾何形狀和設(shè)計依被處理的零件和淬火的激烈程度而調(diào)整。
[0037]在以下的各實(shí)施例中，僅材料的組成有區(qū)別，其余方面相同。
[0038]實(shí)施例1
[0039]所述鐵合金的材料組成為，按重量百分比包括以下成分:0.18%的碳、1.0%的錳、
0.15%的硅、0.001%的鈦、低于0.05%的磷、低于0.03%的硫、0.001%的硼、0.03%的釩，
余量為鐵。
[0040]所述鋁合金的材料組成為，按重量百分比含有7%的硅、1.5%的鐵，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)組成。[0041]實(shí)施例2
[0042]所述鐵合金的材料組成為，按重量百分比包括以下成分:0.20%的碳、1.2%的錳、
0.25%的硅、0.003%的鈦、低于0.05%的磷、低于0.03%的硫、0.005%的硼、0.05%的釩，
余量為鐵。
[0043]所述鋁合金的材料組成為，按重量百分比含有8%的硅、1.8%的鐵，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)組成。[0044]實(shí)施例3
[0045]所述鐵合金的材料組成為，按重量百分比包括以下成分:0.19%的碳、1.1%的錳、
0.20%的硅、0.0015%的鈦、低于0.05%的磷、低于0.03%的硫、0.003%的硼、0.035%的鑰;，余量為鐵。
[0046]所述鋁合金的材料組成為，按重量百分比含有7.8%的硅、1.65%的鐵，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)組成。
【權(quán)利要求】
1.一種高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料，其特征在于:包括有鐵合金和包覆于鐵合金外的鋁合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料，其特征在于:所述鐵合金的材料組成為，按重量百分比包括以下成分:0.18-0.20%的碳、1.0-1.2%的錳、0.15-0.25%的硅、0.001-0.003 %的鈦、低于0.05 %的磷、低于0.03 %的硫、0.001-0.005 %的硼、0.03-0.05%的釩，余量為鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料，其特征在于:所述鋁合金的材料組成為，按重量百分比含有7-8%的硅、1.5-1.8%的鐵，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)組成。
4.一種高機(jī)械強(qiáng)度零件的材料的制造方法制造，其特征在于:由熱軋或冷軋鋼帶制造具有高機(jī)械性能的零件的方法， 準(zhǔn)備鐵合金和用于包覆于鐵合金外的鋁合金； 用鋁或鋁合金預(yù)涂覆鋼帶； 通過一個或多個鋁或鋁合金電沉積步驟的預(yù)涂覆； 通過一個或多個鋁或鋁合金氣相化學(xué)沉積步驟的預(yù)涂覆； 通過一個或多個鋁或鋁合金氣相物理沉積步驟的預(yù)涂覆； 通過一個或多個鋼帶與鋁或鋁合金箔間共軋步驟的預(yù)涂覆； 由于采用了這些預(yù)涂覆方式，鋼帶與預(yù)涂層之間的界面沒有金屬間相； 將涂覆的鋼帶冷變形；` 為了所述零件的最終幾何形狀而任選地去除多余的鋼板； 加熱該零件，在爐中，以便由鋼-涂層界面開始在該零件的表面形成金屬間化合物，并奧氏體化該鋼；在此熱處理的加熱階段，分為三個階段進(jìn)行加熱，第一個階段勻速加熱到130°C，恒溫0.5-1小時；第二個階段快速升溫到600°C，升溫速度不低于30°C每分鐘，并維持溫度0.5-1小時，第三個階段升溫到680°C ;通過初始預(yù)涂層與基礎(chǔ)鋼的合金化，在該零件的表面形成金屬間涂層，這種合金化可以在涂層的整個厚度中進(jìn)行； 加熱后，將該零件轉(zhuǎn)移至工具中；加熱階段和零件與該工具接觸之間的轉(zhuǎn)移時間足夠短以便在這個時間周期中沒有發(fā)生奧氏體的轉(zhuǎn)變。該工具的幾何形狀和設(shè)計依被處理的零件和淬火的激烈程度而調(diào)整。
【文檔編號】C21D8/02GK103572161SQ201310539336
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】顧建 申請人:顧建