本發明涉及一種沖壓件，具體的說是一種汽車高強沖壓件。

背景技術：

汽車沖壓件就是構成汽車零部件的金屬沖壓件。在汽車沖壓件中，一部分經沖壓后直接成為汽車零部件，另一部分經沖壓后還需經過焊接、或機械加工、或油漆等工藝加工后才能成為汽車零部件。汽車沖壓件品種繁多，如汽車減震器沖壓件彈簧托盤、彈簧座、彈簧托架、端蓋、封蓋、壓縮閥蓋、壓縮閥套、油封座、底蓋、防塵蓋、葉輪、油筒、支耳、支架等都屬于汽車沖壓件。

汽車沖壓件生產中采用了大量的冷沖壓工藝適合汽車沖壓件工業多品種、大批量生產的需要。在中、重型汽車中，大部分覆蓋件如車身外板等，及一些承重和支撐件如車架、車廂等汽車零部件都是汽車沖壓件。用于冷沖壓的沖壓件材主要是沖壓件板和沖壓件帶，占整車沖壓件材消耗量的72.6%，冷沖壓材料與汽車沖壓件生產的關系十分密切，材料的好壞不僅決定產品的性能，更直接影響到汽車沖壓件工藝的過程設計，影響到產品的質量、成本、使用壽命和生產組織，因此合理選用材料是一個重要而復雜的工作。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：如何解決沖壓件厚度方向組織及性能不均現象，沖壓件厚度1/4、1/2處屈服強度≥630MPa，屈強比≤0.76，延伸率≥23%，-80℃低溫沖擊功＞120J。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種汽車高強沖壓件，其化學成分質量百分比為：C：0.051-0.052%，Si：0.14-0.15%，Mn：4.7-4.8%，P ≤0.007%，S ≤0.004%，B：0.031-0.033%，Al：0.015-0.0016%，Mo：0.23-0.24%，Ti：0.021-0.023%，Nb：0.025-0.027%，余量為Fe和不可避免的雜質。

本發明中化學成分含量的限定理由如下：

C元素能夠通過固溶強化或析出強化提高強度，同時能夠穩定奧氏體相，但C含量較高時對沖壓件材低溫韌性及焊接性能不利，為保證沖壓件材使用性能應當盡量降低C含量。因此本發明采用超低C成分設計，將C含量控制在0.051-0.052%的較低水平。

Mn是本發明汽車高強沖壓件的主要合金元素。Mn是鐵素體強化元素，同時也是奧氏體穩定元素。在改善材料低溫韌性方面，提高Mn/C比能夠顯著降低韌-脆轉變溫度，因此Mn能夠在一定程度上取代價格較高的Ni。為了在不添加Ni元素的條件下使材料具備優良低溫韌性，Mn添加量需要高于低合金沖壓件含量范圍，但過高的Mn含量將使偏析程度加重、冶煉難度加大以及材料成本提高。本發明將Mn含量控制在4.7-4.8%。

Si在煉沖壓件過程中為脫氧元素，適量Si能夠抑制Mn和P的偏聚，而O含量過高、Mn和P偏聚都會損害低溫韌性。Si還能夠產生固溶強化，但含量超過0.3%時會引起韌-脆轉變溫度升高，因此含量不能過高。本發明將Si控制在0.14-0.15%。

Al在煉沖壓件過程中為脫氧元素，也能夠降低固溶N原子數量，從而提高韌性和時效應變抗力，而形成的AlN還能夠細化晶粒，從而進一步降低韌-脆轉變溫度。但過量添加會形成大尺寸的Al3O2和AlN并損害低溫韌性。本發明將Al含量（Als）控制在0.015-0.0016%。

Mo為強淬透性元素，能夠抑制滲碳體析出，還能夠提高回火穩定性，從而降低脆性并提高強度，含量過高將增加材料成本。本發明將Mo含量控制在0.23-0.24%。

Nb加熱時阻礙奧氏體晶粒長大，降低奧氏體轉變溫度，軋制時抑制再結晶及再結晶后晶粒長大，同時通過對奧氏體晶界的釘扎作用，使相變后鐵素體晶粒得到細化，但含量過高時將增加成本。本發明將Nb含量控制在0.025-0.027%。

S易與Mn形成MnS，P容易在晶界偏聚并降低晶界抗裂紋擴展能力，為提高材料低溫韌性，需要將S、P控制在最低限度。

硼能在高溫時與自由狀態的氮結合，減少沖壓件中的自由氮，并且在冷卻過程中作為晶粒內部晶核促進鐵素體形成,改善韌性。在焊接熱循環過程中,硼能吸附在晶界上并且降低晶界的能量，從而減小晶粒長大的動力，也可以限制或者推遲晶粒的長大。同時，硼能擴散到鈦的氧化物中，形成貧乏區，還能降低奧氏體向鐵素體轉變的溫度和推遲晶界鐵素體的形成，促進晶內針狀鐵素體的形成。但添加過量硼時在夾雜物周圍偏聚，降低夾雜物的形核能力。本發明控制B含量為0.031～0.033%。

鈦和氧、氮、碳都有極強的親和力，是一種良好的脫氧劑和固定氮和碳的有效元素。鈦的氧化物被認為是沖壓件中最有效的形核夾雜，能有效地促進針狀鐵素體形核。

本發明中可獲得高淬透性、高強韌汽車高強沖壓件機理如下：

錳為擴大奧氏體相區元素，降低了Ac1和Ms點，每添加 1%的 Mn 元素，馬氏體相變轉變點降低約30.4℃，富含 Mn 元素的奧氏體更易在室溫下形成穩定的殘余奧氏體。錳通過提高奧氏體的熱力學穩定性明顯提高沖壓件的淬透性，當沖壓件中添加4.7-4.8%Mn時，在空冷條件下便可獲得馬氏體組織。因此，解決了特厚板厚度方向組織、性能不均勻問題。

錳主要以固溶態存在，起到固溶強化作用，每添加 1%的 Mn 元素強度提高約33MPa，同時在低碳沖壓件中加入Mn元素會使先共析鐵素體析出線右移，使得冷卻過程中鐵素體析出量減少。中錳沖壓件加熱過程中Mn元素的擴散方式為置換擴散，抑制了奧氏體逆相變過程中馬氏體板條的長大，使基體細化進而提高了基體的強度。本發明同時導入Nb元素，利用Nb的釘扎作用，進一步提高沖壓件材強度。

Mn元素顯著降低沖壓件材韌脆轉變溫度，富含 Mn 元素的奧氏體更易在室溫下形成穩定的殘余奧氏體，奧氏體作為軟相釋放微裂紋尖端的應力以及明顯增加相界面而提高沖壓件材韌性。當添加4.7-4.8%Mn時，可滿足-80℃使用要求。

本發明通過中錳成分設計方式，顯著提高沖壓件材淬透性，在空冷狀態下便可獲得馬氏體組織，彌補傳統沖壓件厚度方向性能不均現象。同時，Mn元素可降低沖壓件材韌脆轉變溫度，提高殘余奧氏體穩定性，進而提高沖壓件板低溫韌性。本發明采用低碳成分設計，改善沖壓件材焊接性能。通過Nb微合金化處理，提高沖壓件材強度。同時，本發明沖壓件還具有高屈服強度和低屈強比的顯著特點。

與傳統沖壓件相比，本發明提出的沖壓件顯著改善了厚度方向組織、性能不均現象，低溫韌性達到-60℃使用要求，且在同等屈服強度條件下兼具低屈強比的特點，應用范圍更廣。

本發明的沖壓件厚度1/4、1/2處屈服強度≥630MPa，屈強比≤0.76，延伸率≥23%，-80℃低溫沖擊功＞120J。

本發明解決的另一個技術問題是，如何解決提高汽車高強沖壓件用于寒冷環境時的防抗覆冰性能。

本發明解決這個技術問題的技術方案是：沖壓件板表面噴涂有防抗覆冰附著乳液，所述防抗覆冰附著乳液的質量百分比組分為：4-甲基環己基異氰酸酯：12.7-12.8%，氨基甲酸乙酯：15.5-15.6%，α-亞麻酸：2.3-2.4%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：2.3-2.5%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：8.5-8.6%，過氧化苯甲酰：3.2-3.3%，丙烯酸丁酯：5.3-5.4%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：4.7-4.8%，銻摻雜氧化錫納米晶：2.8-2.9%，納米二氧化鈦：1.3-1.4%，納米碳化硅：2.1-2.2%，乙烯-醋酸乙烯：4.5-4.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：4.7-4.9%，聚二甲基硅氧烷：3.1-3.2%，聚醚改性硅油：1.7-1.8%，助溶劑：6.4-6.6%，附著力促進劑：5.6-5.7%，有機氟防水劑：余量。以上成分均為市售產品。

本發明的防抗覆冰附著乳液通過其科學的配方，在沖壓件板表面上噴灑附著乳液后，附著乳液在室外紫外光線的作用下，其中聚合物會發生二次共聚和交聯反應，生成網狀結構的保護膜，大幅度提高了附著乳液與沖壓件板表面的粘結強度、強剝離強度和撕裂強度，從而解決了防抗覆冰附著乳液與沖壓件板表面不易結合的技術問題，使沖壓件板表面具有優良的拒水性、防水防凍和防抗覆冰性能，使其用于雨天寒冷環境時仍保持優良性能；根據試驗，將本發明的外管置于暴雨中，拒水性能是普通船板沖壓件的2-3倍；將本發明的外管外置于零下3-15℃的環境中，雨水后沖壓件板表面不易結冰。另外，本發明附著乳液中，銻摻雜氧化錫納米晶、納米二氧化鈦、納米碳化硅能等成分的加入使沖壓件板表面具有很好的抗靜電性和吸收隔熱性，且具有防霉殺菌和防污性，還能提高其耐磨損性，獲得了意想不到的技術效果。

具體實施方式

實施例1

本實施例是一種汽車高強沖壓件，其化學成分質量百分比為：C：0.051%，Si：0.14%，Mn：4.7%，P：0.007%，S：0.004%，B：0.031%，Al：0.015%，Mo：0.23%，Ti：0.021%，Nb：0.025%，余量為Fe和不可避免的雜質。金相組織為回火馬氏體+逆轉變奧氏體的復相組織，厚度1/4處屈服強度705MPa，屈強比0.74，延伸率31%，-80℃夏比沖擊試驗縱向沖擊吸收能量為131J、137J、135J；厚度1/2處屈服強度701MPa，屈強比0.74，延伸率30%，-80℃夏比沖擊試驗縱向沖擊吸收能量為123J、124J、126J。

本實施例沖壓件板表面噴涂有防抗覆冰附著乳液，防抗覆冰附著乳液的質量百分比組分為：4-甲基環己基異氰酸酯：12.7%，氨基甲酸乙酯：15.5%，α-亞麻酸：2.3%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：2.3%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：8.5%，過氧化苯甲酰：3.2%，丙烯酸丁酯：5.3%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：4.7%，銻摻雜氧化錫納米晶：2.8%，納米二氧化鈦：1.3%，納米碳化硅：2.1%，乙烯-醋酸乙烯：4.5%，聚氧乙烯脂肪醇醚：4.7%，聚二甲基硅氧烷：3.1%，聚醚改性硅油：1.7%，助溶劑：6.4%，附著力促進劑：5.6%，有機氟防水劑：余量。

實施例2

本實施例是一種汽車高強沖壓件，其化學成分質量百分比為：C：0.052%，Si：0.15%、Mn：4.8%，P ：0.002%，S ：0.001%，B：0.033%，Al：0.0016%，Mo： 0.24%，Ti：0.023%，Nb：0.027%，余量為Fe和不可避免的雜質。金相組織為回火馬氏體+逆轉變奧氏體的復相組織，厚度1/4處屈服強度715MPa，屈強比0.72，延伸率29%，-80℃夏比沖擊試驗縱向沖擊吸收能量為132J、138J、134J；厚度1/2處屈服強度712MPa，屈強比0.73，延伸率28%，-80℃夏比沖擊試驗縱向沖擊吸收能量為123J、128J、126J。

本實施例沖壓件板表面噴涂有防抗覆冰附著乳液，所述防抗覆冰附著乳液的質量百分比組分為：4-甲基環己基異氰酸酯：12.8%，氨基甲酸乙酯：15.6%，α-亞麻酸：2.4%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：2.5%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：8.6%，過氧化苯甲酰：3.3%，丙烯酸丁酯：5.4%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮： 4.8%，銻摻雜氧化錫納米晶：2.9%，納米二氧化鈦：1.4%，納米碳化硅：2.2%，乙烯-醋酸乙烯：4.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：4.9%，聚二甲基硅氧烷：3.2%，聚醚改性硅油：1.8%，助溶劑：6.6%，附著力促進劑：5.7%，有機氟防水劑：余量。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。