[科普中國]-烤漆硬化

簡介

具有供烤硬化特性的鋼主要有4類:氮化鑰，含磷的鋁鎮(zhèn)靜，雙相鋼和特生產的超低碳鋼。烘烤硬化主要是鋼中殘留的固溶碳和氮原子所引起的時效的結果。在鋼板的鐵原子點陣中有向隙固溶碳和氮原子。經過變形，固溶體點陣中產生了位錯線。

低溫烘烤處理，促進了碳、氮原子間位錯線的張力區(qū)擴散，形成氣團，釘扎住位錯，增加了進一步開動位錯的應力，這在宏觀上就表現為鋼板強度的提高。生產上主要是通過控制鋼的碳含量，控制冷軋后的退火溫度、時間和冷卻速度而調整碳原子在鐵原子點陣中的固溶量，達到使鋼無常溫時效但有高溫時效的效果，進而得到供烤硬化性。烘烤硬化性能對現代汽車車身覆蓋件的制造十分有利。應用具有烘烤硬化性的鋼板沖制車身零件，可以降低沖壓負荷，減薄車身鋼板的厚度，而車身的強度和剛度并不下降，這對于車身上的一些淺沖壓件的沖制更為重要。由于因加工硬化產生的強度增加十分有限。在這些淺沖壓件的中心，塑性變形程度通常不到5%。供烤硬化恰好彌補了這一不足，使車身整體能夠達到較高的強度水平1。

低碳鋼烤漆硬化性（BH）的影響因素根據鋼物理冶金國際會議論文集澳大利亞技術中心George Mu sung報導烤漆硬化薄板。因在沖玉成形過程中低的屈服強度保證了良好的成形性。在其后的烤漆過程中。由時效又可使屈服強度升高而獲得高的抗凹陷性，因此近年來深受汽車制造業(yè)的歡迎?？酒嵊不摪逵址致惆搴湾冧\板。裸板采用鋁鎮(zhèn)靜低碳鋼箱式爐退火生產。而熱鍍鋅板采用加鈦超低碳鋼連續(xù)退火生產。本研究用總碳和過剩碳含量作為評價與控制BH的參數2。

裸板箱式爐退火的BH值與碳含量成反比。并于碳化物尺寸有關，當含低碳（0.01%）水平時.碳化物尺寸及碳化物面間距都非常大。冷軋時碳原子需遷越相當大的距離才可析出，因此固溶碳和BH值都較小尺寸碳化物時高。

當碳略高于0. 02%時，由于熱軋時形成的小碳化物，在680℃退火時不能全部析出，而隨后冷卻時，由于緊密碳化物間距，促使大量碳化物析出，從而減少了固溶碳及BH值。

當碳為0. 02%時，將退火溫度提高到720℃使原先析出的碳化物全部溶解。隨后冷卻形成大顆粒的碳化物，可使BH值從18ppm增加到26ppm。高溫退火使晶粒尺寸增大會限制 BH值增加。

BH值必須在30-60MPa范圍才能最佳平衡BH性與阻止常溫時效。為使BH值在此范圍，總碳必須小于0. 01%3。

鍍鋅板含鈦鍍鋅板的BH值與過剩碳C關系C與BH值線性關系雖然有些分散，但總趨勢BH值隨C增加而增加。可看出C必須在15 -30ppm才能得到所需的BH值范圍（30-60MPa）該結果與Tanioku等提出的C需在15-25ppm是一致的。過剩碳C是計算出的參數，并不是真正決定BH的固溶碳量。本研究，C最佳范圍是15-30ppm大于由內耗方法確定的最佳固溶碳為10ppm范圍，說明計算出的C并非全部固溶了，可認為有一些碳沉積在晶界了，或者以沉淀粒子存在，而這些碳對BH值是無效的2。

卷取溫度和退火工藝的影響鋼含有5ppm的C，首先研究卷取溫度的影響，熱軋后卷取溫度從680℃到590℃變化，企圖通過阻止TiC析出增加固溶碳。隨后經熱鍍鋅在線退火。結果發(fā)現對BH值沒什么影響。

接著研究退火溫度的影響，退火溫度從800℃增加到850℃，目的是使一些TiC重新熔解以增加固溶碳。試驗室結果表明對BH值也沒有影響。而影響B(tài)H最大的卻是退火與鍍鋅在線（CGL）退火。BH從22MPa，增加到42MPa。而兩者的差別則只是前者是空冷到室溫。后者是隨現場生產在線快速冷到450℃。顯然后者快速冷卻抑制了碳的析出及固溶碳間晶界遷移，說明冷卻速度對低C鋼的BH性至關重要1。

總結1.由箱式爐退火的鋁鎮(zhèn)靜鋼裸板，最佳BH值的碳含量為0. 05%-0.012%。

2.連續(xù)退火的含欽熱鍍鋅板，最佳BH值的過剩碳C為15-30ppm。

3.低C含欽鋼BH值受退火冷卻速度的影響2。