用于從撓性軋制帶材生產產品的方法
【專利說明】用于從撓性軋制帶材生產產品的方法
[0001]本發明涉及從乳制帶材生產產品的方法以及由乳制帶材制得的產品，特別是作為機動車輛的結構組件。
[0002]從DE 10 2004 037 206 Al已知一種用于機動車輛的車身，其是由單一元件制造的。為此，使用由撓性乳制鋼板制造的單一元件，所述撓性乳制鋼板的板厚度沿著一個方向是可變的，其中通過選擇板厚度分布來降低單個元件上的具體負荷的分布寬度。此類具有可變厚度的板元件也稱作連續變截面輥乳板(Tailor Rolled Blanks) (TRB)。
[0003]機動車輛工業中存在的對于輕量化設計和乘客保護的趨勢導致使用高強度和超高強度車身鋼材的增加。在該發展過程中，特別地使用多相鋼材和馬氏體相鋼材。通常通過間接或直接熱成形方法將后一種鋼材加工成結構組件。
[0004]通常來說，用于機動車輛的結構組件具有涂層，其為鋼板提供耐腐蝕保護。但是，特別是對于熱成形的鋼材而言，實現可靠的耐腐蝕保護是困難的。已知各種涂層和涂覆方法，它們是在熱成形之前或之后施涂涂層的，相互不同。
[0005]從EP 2 327 805 Al已知一種用于生產具有耐腐蝕保護涂層的板材金屬部件的方法和生產設備。該方法包括以下步驟:用起始材料形成成形板材金屬部件，對成形板材金屬部件進行電解涂覆用于產生耐腐蝕保護涂層，以及后續對經涂覆的成形板材金屬部件進行熱處理。
[0006]從EP 2 412 848 Al已知一種類似方法，其中，在形成的板材金屬部件上施加鋅-鎳涂層作為耐腐蝕保護涂層。以此，在涂覆過程的開始時初始地沉積薄鎳層，其會防止板材鋼材料的后續氫脆變。
[0007]—種用于涂覆鋼組件的方法是例如電鍍鋅(電解鍍鋅)。在鍍鋅過程中，將工件浸入鋅電解質中。鋅電極作為“犧牲陽極”，因為它們的金屬相比于工件較為廉價。待進行鍍鋅的工件作為陰極，因而也將涂層稱作陰極耐腐蝕保護。
[0008]其他已知的涂覆方法是熱浸鍍鋅，通過熱噴涂進行鋅噴涂、火焰噴涂、高速火焰噴涂、電弧噴涂或等離子體噴涂、粉末鍍鋅、電鍍鋅、金屬粉末在組件表面上的靜電沉積或者來自氣相的其他沉積方法(CVD)。
[0009]對于用于超高強度結構組件的工業規模涂覆方法而言，這是有問題的，因為由于在熱成形之前和熱成形過程中作用在涂層體系上的溫度導致在熱成形之前施加的耐腐蝕保護涂層消極地改變了組件和涂層的特性。這會導致焊料開裂和組件中的微裂紋，這對于工件的材料性質具有負面影響。類似于火焰噴涂和粉末鍍鋅之類的在熱成形之后施加的涂層體系和方法具有很大的劣勢，即層厚度顯示出大的起伏，并且方法總體而言是非常麻煩的。
[0010]對于從液相對組件進行整個表面分批次鍍鋅(熱浸鍍鋅)，高于420°C的鍍鋅溫度降低了組件的強度。對于電解熱浸鍍鋅，存在如下危險:由于之前的清潔過程和電鍍過程，氫被引入到組件中。引入的氫會導致高強度組件中的材料失效。
[0011]由此，本發明的目的是提供一種從乳制帶材生產產品的方法，其提供特別好的耐腐蝕保護。
[0012]—種解決方案是以如下步驟從乳制帶材生產產品的方法:從板材金屬乳制帶材；從乳制的帶材加工得到坯材；將坯材形成為成形部件；對成形部件進行清潔，使得通過清潔引入到成形部件中的可擴散氫的量最多為0.7ppm ;以及用金屬涂料對成形部件進行涂覆，用于產生耐腐蝕保護涂層。
[0013]—個優點在于，在清潔過程中，沒有將可擴散的氫引入到材料中，或者最多僅引入了非常少量的可擴散的氫。以這種方式，可以防止或者至少可以降低不合乎希望的鋼材氫脆變。分批涂覆(即相應地對用于生產成形部件的已經切割的坯料進行涂覆)的優點在于，涂覆不受到后續熱處理過程的負面影響。這對于涂層質量也具有有利的影響，因而對于生產的成形部件的耐腐蝕性也具有有利的影響。
[0014]優選地，以如下方式進行清潔，使得在清潔過程之前和之后即刻測得的可擴散氫的比例小于0.7ppm(每百萬份)，特別地小于0.3ppm，優選小于0.1ppm,或者甚至小于0.05ppm。在清潔之前和之后的即刻可以包括在之前或之后分別高至10分鐘的時間范圍，在該時間范圍內，測量材料中可擴散氫的含量。
[0015]為了生產產品，優選使用可硬化的鋼材(具體地，含錳鋼材)。這還可含有其他微合金元素，例如鈮和/或鈦，其中，這些微合金元素的比例優選最多占總質量的lOOOppm。可以小質量比例加入類似硼和/或釩之類的其他微合金元素。可使用的鋼材例子是17MnB5、22MnB5、26MnB5或者34MnB5。起始材料(帶材)優選具有至少450MPa和/或至多850MPa的拉伸強度。至少在部分區域中，制成的成形部件可以具有至少llOOMPa、優選至少1300MPa、特別優選甚至1500MPa的最終拉伸強度。
[0016]根據一個可能的實施方式，以柔性乳制的方式進行乳制，其中，沿著帶材的長度產生可變厚度。對于柔性乳制，指的是這樣一種乳制過程，其中，將沿著長度具有均勻厚度的鋼帶乳制成沿著長度具有可變厚度的帶材。在柔性乳制之前的起始厚度可以高至8_。作為柔性乳制的帶材，可使用熱(乳制)帶材或冷(乳制)帶材，其中，這些術語應理解為技術術語。熱(乳制)帶材是乳制的鋼產品(鋼帶)，其是通過先前加熱之后的乳制生產的。冷(乳制)帶材是冷乳制鋼帶(平坦鋼材)，其中，通過沒有先前加熱的乳制進行最后的厚度降低。在柔性乳制之后，帶材在最厚點的厚度可以是例如高至6.0_。
[0017]優選地，以如下方式進行柔性乳制，使得產生具有不同厚度的至少兩個部分，其中，較薄第一部分的第一厚度與第二部分的第二厚度之比小于0.8，特別地，小于0.7，優選小于0.6。但是，應理解的是，取決于制成的產品的要求，原則上可以產生任意有意數量的具有不同厚度的部分。具體來說，沿著長度調節厚度，使得組件的負荷是至少基本上均勻的，相應地，防止或者至少降低了負荷峰值。
[0018]加工得到的步驟從概念上來說，表示任意類型的從帶材生產坯料或成形切割件。這可以通過機械切割，例如沖壓或切割，或者通過激光切割完成。具體來說，坯料指的是從帶材分離的矩形板面板。成形切割件應理解為從帶材加工得到的板材元件，其外部輪廓已適用于所述最終產品的形式。在成形切割件或坯料的生產過程中，可以在帶材上保留一個邊緣，其沒有被進一步加工，其中，也可以將帶材簡單切割成片材，其中沒有保留邊緣。在本發明中，術語坯料統一用于成形切割件以及矩形坯料。
[0019]顯而易見的是，還可在上述方法步驟之前、過程中或者之后額外地進行其他步驟。例如，可以在柔性乳制之前對帶材進行熱處理。在柔性乳制之后，可以提供帶材增強。此外，可以在涂覆過程之前，為工件提供預處理，如清洗和/或酸洗(表面活化)。在涂覆過程之后，可以進行進一步的熱處理。
[0020]根據一個可能的方法實施方式，提供機械方式進行的成形部件的清潔。這表示，從表面機械地去除了在成形過程之后存在的不合乎希望的污染物的任意處理。機械清潔的優點在于，沒有向工件中引入不合乎希望的氫。優選地，對成形部件進行噴砂或刷洗。噴丸、噴金剛砂或噴干冰(CO2)可用作噴砂方法。對于噴丸，可以使用球直徑優選為0.7-0.9_的鋼球。通過噴砂法可以產生比未噴砂條件下較為粗糙的表面，這對于后續施加涂層的粘附性是有利的。但是，原則上來說，也可以不同方式對成形部件進行清潔，使得通過清潔過程引入到成形部件中的可擴散氫(H)的比例最大為0.7ppm、具體為0.lppm、特別地最大為0.05ppmo例如，可以通過酸洗作為替代方法步驟進行清潔。第一個方法變化形式是陽極酸洗，其中，將成形部件進入浸浴中，其中，在直接電流的作用下發生污垢和其他雜質的去除。根據一個替代方法，可以通過例如受抑制的酸洗，以純化學的方式發生污垢和其他雜質的去除。
[0021]根據第一個方法實施方式，形成工件包括熱成形。對于熱成形，成