本發明專利技術為一種具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝。該工藝包括如下步驟：將熱鍍鋅22MnB5熱成形鋼板置于900～910℃下加熱爐中，使其以20～50℃/分鐘的加熱速率快速升高至奧氏體化溫度區間(即900～910℃)，保溫時間5～7分鐘，再將熱處理后鋼板從爐中取出，并在2～5秒內將其轉移至熱成形模具，并以模具中通水水冷方式淬火至室溫，完成熱成形工藝。本發明專利技術可縮短熱處理工藝周期，提高生產效率，降低能源消耗，提升鋼板的耐蝕性能及其使用壽命。命。命。
【技術實現步驟摘要】
一種具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝
[0001]本專利技術涉及一種具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝，屬于熱鍍鋅熱成形鋼生產
技術介紹
[0002]隨著對汽車輕量化和安全性能要求的不斷提升，超高強度鋼獲得了廣泛應用，也是當前車用鋼鐵結構材料的主要發展趨勢。22MnB5熱成形鋼強度在1500MPa以上，大量應用于車門、防撞梁等關鍵安全結構件中。為提高構件耐蝕性，熱成形鋼構件通常由熱鍍鋅熱成形鋼基板通過熱成形工藝制備而來。
[0003]熱成形加工需要對鋼板進行奧氏體化熱處理，熱鍍鋅熱成形鋼基板不可避免會發生鋅層熔化與表面氧化，影響表面鍍鋅結構與質量，最終影響后續涂鍍等性能。因此，需要提出優化的熱處理工藝制度降低表面氧化程度、保證鍍鋅層質量。
[0004]中國專利申請號為202211267789.8的文獻公開了《一種降低熱鍍鋅熱成形鋼表面色差的熱成形工藝》，其將熱鍍鋅鋼板在870～890℃溫度區間進行奧氏體化熱處理溫度，保溫2～10分鐘后采用風冷將鍍鋅板冷卻至室溫。雖然該文獻報道的熱成形工藝可有效降低熱鍍鋅熱成形鋼板表面色差，但并未涉及熱處理后鍍鋅層精細微觀結構處理。由于鍍層微觀結構直接決定了鋼板耐蝕性，因而，開發可制備具有優良鍍層結構的熱處理工藝，對提升熱鍍鋅鋼板表面質量及其實際應用效果具有意義。
技術實現思路
[0005]本專利技術的目的在于針對當前技術中存在的不足，提供一種具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝。該工藝通過提出快速加熱+高溫奧氏體化處理的熱處理工藝制度，獲得了具有最佳厚度的鋅層，并在其表面形成了連續致密的Al2O3保護層，降低鍍層中鋅的揮發和避免鍍鋅層氧化的氧化，同時有效避免了大尺寸有害氧化物生成。本專利技術提出快速加熱+高溫奧氏體化處理的工藝制度，可縮短熱處理工藝周期，提高生產效率，降低能源消耗。制備出鋅層+Al2O3保護層的高質量鍍鋅層結構，顯著改善鋅基鍍層對22MnB5鋼板的保護效果，提升鋼板的耐蝕性能及其使用壽命。
[0006]本專利技術的技術方案為：
[0007]一種具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝，該工藝包括如下步驟：
[0008](1)提前將加熱爐溫度升高至奧氏體化溫度，即900～910℃，保溫5～10分鐘，使得爐內溫度分布均勻；
[0009](2)將熱鍍鋅22MnB5熱成形鋼板置于加熱爐中，使其以20～50℃/分鐘的加熱速率快速升高至奧氏體化溫度區間(即900～910℃)，保溫時間5～7分鐘，確保顯微組織全部轉變為奧氏體；
[0010](3)將熱處理后鋼板從爐中取出，并在2～5秒內將其轉移至熱成形模具，并以模具中通水水冷方式淬火至室溫，完成熱成形工藝。
[0011]最終得到的熱鍍鋅22MnB5鋼板表面具有Al2O3氧化層，厚度為3～4μm。
[0012]所述的22MnB5鋼所含化學元素及其含量為：C：0.10～0.30wt.％，Si：0～0.3wt.％，Mn：1.00～1.50wt.％，Al：0.02～0.04wt.％，Ti：0.03～0.05wt.％，Ni：0.01～0.03wt.％，B：0.002～0.004wt.％，P<0.02wt.％，S<0.002wt.％，余量為Fe和不可避免的雜質；
[0013]熱鍍鋅所用鋅液所含化學元素及其含量為：Al：0.15～0.18wt.％，Fe：0.03～0.05wt％，余量為Zn和不可避免雜質；
[0014]所述的熱鍍鋅22MnB5熱成形鋼板的制備包括如下步驟：通過熔煉得到滿足上述化學成分要求的22MnB5鋼鑄坯，將鑄坯加熱至1150～1250℃，保溫1～2h，開軋溫度為1100～1150℃，終軋溫度不低于900℃，熱軋壓下率不低于75％，卷取溫度為600～750℃；
[0015]上述熱軋板經酸洗后進行冷軋，冷軋壓下量不低于70％，冷軋后板厚1～2mm。隨后進行連續退火處理，退火溫度為750～800℃，保溫時間5～8分鐘；
[0016]退火后鋼板隨即進行熱鍍鋅處理，鋅鍋溫度為450～470℃，熱浸鍍時間為2～5秒；
[0017]通過上述工藝流程，最終制備得到鍍鋅層厚度約為20～30μm的熱鍍鋅22MnB5鋼板；
[0018]本專利技術的實質性特點為：
[0019]當前技術中，常規熱成形工藝中熱處理的加熱速率較慢，增加工件在爐時長，增加鋼板鍍層表面氧化物含量；此外，加熱溫度較低(850～890℃)，不利于Al等合金元素擴散，制約了鍍層表面形成Al2O3保護層的致密性與連續性；基于上述不足，本專利技術中提升了熱處理的加熱速率(20～50℃/分鐘)和奧氏體化溫度(900～910℃)，加熱速率快可降低鋼板在爐中時間，降低高溫氧化時長，進而降低表面有害氧化物形成；采用高奧氏體化溫度可以通過提高溫度增加合金元素擴散能力，利于鐵鋅合金層形成，也利于Al元素擴散通過鋅層在其表面形成Al2O3層，起到對鋅層保護作用。
[0020]本專利技術的有益效果為：
[0021]通過上述技術方案實施22MnB5鋼熱成形工藝，通過合理地提升加熱速率與奧氏體化溫度，有效降低了鋼板在爐時長，并提升了熱處理過程中合金元素擴散能力，制備出具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼，其鍍層精細結構如下：
[0022](1)鋅層主要由α
?
Fe(Zn)相和少量Fe3Zn
10
相組成，厚度20～30μm；
[0023](2)鋅層表面形成連續致密的Al2O3膜，厚度3～4μm，并未生成大尺寸Mn氧化物及鋅層內部氧化物；
[0024]上述優異的鍍層結構可有效阻隔鋼板基體與空氣等介質接觸，提升耐蝕性能，并大幅延長使用壽命。此外，相比于傳統工藝(奧氏體化溫度2～10分鐘)，本專利采用快速加熱+短時(5～7分鐘)高溫奧氏體化熱處理，可以縮短熱成形工藝周期，降低能源消耗和制造成本，便于工業化生產。相比于中國專利申請號為202211267789.8文獻公開的《一種降低熱鍍鋅熱成形鋼表面色差的熱成形工藝》，本專利技術中熱成形工藝制備了厚度達3～4μm且致密性更好的Al2O3氧化層，且結構中未發現Mn氧化物顆粒，優化了鍍層微觀結構。
附圖說明
[0025]圖1為本專利技術的熱處理工藝示意圖；
[0026]圖2為實施例1中熱成形鋼完全奧氏體化溫度計算結果；
[0027]圖3為實施例1中得到的熱鍍鋅層SEM
?
EDS圖；
[0028]圖4為實施例1中得到的鋅層與表面氧化層的TEM
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EDS圖；
[0029]圖5為實施例1中得到的鋅層位置的TEM
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EDS圖及其衍射標定；
[0030]圖6為實施例1所述奧鋼聯產品的熱鍍鋅層SEM
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EDS圖；
[0031]圖7為實施例2中得到的熱鍍鋅層SEM
?
EDS圖；
[0032]圖8為實施例3中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝，其特征為該工藝包括如下步驟：(1)提前將加熱爐溫度升高至奧氏體化溫度，即900～910℃，保溫5～10分鐘，使得爐內溫度分布均勻；(2)將熱鍍鋅22MnB5熱成形鋼板置于加熱爐中，使其以20～50℃/分鐘的加熱速率快速升高至奧氏體化溫度區間(即900～910℃)，保溫時間5～7分鐘；(3)將熱處理后鋼板從爐中取出，并在2～5秒內將其轉移至熱成形模具，并以模具中通水水冷方式淬火至室溫，完成熱成形工藝。2.如權利要求1所述的具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝，其特征為最終得到的熱鍍鋅22MnB5鋼板表面具有Al2O3氧化層，厚度為3～4μm。3.如權利要求1所述的具有高質量鋅基鍍層的22MnB5鋼熱成形工藝，其特征為所述的22MnB5鋼所含化學元素及其含量為：C：0.10～0.30wt.％，Si：0～0.3wt.％，Mn：1.00～1.50wt.％，Al：0.02～0.04wt.％，Ti：0.03～0.05wt.％，Ni：0.01～0.03wt.％，B：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭士建，沈春光，齊建軍，熊自柳，張玲玲，苗斌，梁健，劉宏強，董伊康，趙景軒，
申請(專利權)人：河鋼股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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