具有锌扩散退火保护镀层的扁钢产品及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种扁钢产品，其具有最优的成型性和在冷成型工具中进行冷成型时更加改善的行为。这里，根据本发明专利技术的扁钢产品具有钢制基板和通过热浸镀施加在该基板上和通过随后的扩散退火而产生的保护镀层，该保护镀层的主要组分为锌，其中该保护镀层在其自由表面上具有向该保护镀层内延伸的孔。根据本发明专利技术，这种扁钢产品的特征在于，在表面形态研究中所测得的右偏的测量轨迹的份额在测量方向中以及测量方向的横向中都相对于非右偏的测量轨迹份额占大多数，其中右偏测量轨迹如此确定，在边长为1mm的方形表面区域中，分别为400个平行的测量轨迹测得分别具有至少10000个测量值的测量值集合，为每个所得到的测量值集合在测量方向和测量方向的横向上确定平均值和中位数，对于每个测量轨迹，比较为其所确定的平均值和为其确定的中位数，并且平均值大于中位数的测量轨迹被归为右偏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有锌扩散退火保护镀层的扁钢产品及其生产方法
本专利技术涉及一种扁钢产品，其具有钢制基板和通过热浸镀施加在该钢基板上和通过随后进行的扩散退火而产生的保护镀层，该保护镀层的主要组分为锌。这里，该扁钢产品的锌扩散退火镀层在其表面上具有向该镀层内延伸的孔。此外本专利技术涉及一种用于生产这种扁钢产品的方法。另外，本专利技术还涉及一种用于评判通过热浸镀施加在扁钢产品上的Zn镀层的多孔性的方法。
技术介绍
这里，当提及扁钢产品时，则意指以板材、带材、由其所得到的裁切件或扁坯形式的辊轧产品。这里，如果给出合金数据，只要没有明确给出其它说明，那么这些数据总是关于重量。于此相反，只要没有给出其它说明，气氛和这类的组成的数据则总是关于所涉及的气氛的体积。此处所讨论种类的扁钢产品用于生产用于汽车的车身构件。出于此应用目的，不仅对机械特性，成型行为，焊接性能和喷漆性能提出了高要求，也对由这种扁钢产品形成的构件的表面视觉外观提出了高要求。为了提供所要求的特性组合，开发了所谓的IF钢(“IF”＝“无间隙原子钢”(InterstitialFree))，起具有特别良好的成型特性，然而在其作为车身构件在实际使用中所要遭受的侵蚀性环境中易受腐蚀。IF钢是指柔软的且有延展性的钢，其仅具有非常小的填隙合金份额，如碳或者氮。其小的碳含量在钢制造中调整得到。为了结合依旧存在于钢中的碳，IF钢可含有钛或铌作为碳化物形成元素。通过目的性地添加锰，硅或者磷可以获得明显提高的抗拉强度。IF钢中硅的存在对保护镀层在钢制基板上的附着有影响。为了保证针对腐蚀的足够保护，在由IF钢构成的扁钢产品上设置金属保护覆盖层，其形成针对环境中氧的钝化层并由此保护钢制基板。在大规模
，保护镀层可通过所谓的“热浸镀层”经济有效地施加到钢制基板上。为此，作为扁平产品以带材或板材形式所供货的钢制基板经过热处理，以如此预处理该钢制基板，使得随后施加的保护覆盖层最优地附着在其上。然后将这样准备过的钢制基板在连续过程中引导通过热浸镀浴。其组成如此确定，使得通过该热浸镀形成于钢制基板上的镀层可以进行在生产构件时扁钢产品所经受的变形。在此目的为，将产生裂纹，剥落或类似的危险最小化。为了改善保护覆盖层的焊接性能和附着强度，可以使设置有Zn保护镀层的扁钢产品在热浸镀层之后进行热处理，在该热处理中通过锌和铁的相互扩散，将锌镀层通过热处理转化为锌铁合金层，简称“ZF”覆盖层或“ZF”保护镀层。这种热处理在专业术语中也叫做“扩散退火”(Galvannealing)并且所获得的扁钢产品叫做“经扩散退火的”(Galvannealed)扁钢产品。该经扩散退火的扁钢产品的保护镀层中的铁含量在焊接时对电极使用寿命有正面影响。此外，ZF保护镀层粗糙的、结晶质的表面有利于喷漆性能。然而经扩散退火的扁钢产品的成型性受到了限制，因为ZF保护镀层含有脆的金属间相，其可能会形成裂纹和剥落的起始点。特别大的问题是，当需将经扩散退火的扁钢产品在压力机中成型为构型复杂的构件时，由于脆的、存在于ZF覆盖层中的金属间相，经扩散退火的扁钢产品倾向于形成细磨粒。这里存在针状颗粒从ZF覆盖层中脱出(“粉化”Powdering)或者出现覆盖层片状脱落(“剥落”flaking)的危险。这里，这些区片可完全从覆盖层上脱落或者出现层内部的连着性脱落。已知不同的改善Zn基保护覆盖层在相应钢制基板上附着的尝试。可做到这一点的一个方法由JP11-140587A中已知。在该已知的方法中首先准备钢制基板，该钢制基板在JP11-140587A中给出的三个实例中含有(重量％为单位的)0.002％，0.003％和0.01％的C含量，0.1％，0.2％和1.0％的Mn含量，0.03％0.03％和0.1％的Si含量，0.03％，0.03％和0.04％的Al含量，0.01％，0.05％，0.07％的P含量，0.008％，0.008％和0.003％的S含量，0.03％，0.04％和0.06％的Ti含量，0.003％，0.007％和0.01％的Nb含量以及0.004％，0.006％和0.010％的B含量，其余分别为铁和不可避免的杂质。将该钢制基板在具有5体积％H2和最高-20℃的露点温度的H2-N2气氛中在800-850℃的退火温度下进行退火。随后将其冷却到475℃的浴进入温度然后将其引导通过浸镀浴，该浸镀浴含有0.14重量％的Al，并且其余为锌和不可避免的杂质。从热浸镀浴中移出的，设有锌热浸镀层的扁钢产品此时经过热处理，在该热处理中将该扁钢产品在480-540℃下退火以形成ZF合金层。在如此制造出的、设置有ZF保护镀层的扁钢产品中，镀层在相应钢制基板上的附着得到了改善，由此避免了镀层的脱落和裂纹。
技术实现思路
在所说明的现有技术的背景下，本专利技术的目的在于，给出一种扁钢产品，其具有最优的成型性和在冷成型工具中进行冷成型时更加改善的行为。此外给出用于生产这种扁钢产品的方法。最后，也给出一种方法，其实现了在锌扩散退火镀层的粉化行为方面对于扁钢产品的锌扩散退火镀层表面的多孔性的简单有效的评判。涉及扁钢产品方面，该目的通过使得这种扁钢产品具有在权利要求1中给出的特征来解决。解决先前提到的目的的方法在权利要求8中给出。在用于评判扁钢产品上锌扩散退火镀层多孔性的方法方面，上述目的根据本专利技术通过在权利要求10中给出的方法解决。本专利技术有利的设计方案在从属权利要求中给出并与总体专利技术构思一起在下面详细说明。根据本专利技术的扁钢产品包括与开头所说明的现有技术一致的钢制基板和保护镀层，该保护镀层通过热浸镀施加到该钢制基板上并且随后进行扩散退火处理。该保护覆盖层的主要组分为锌。这里，该保护镀层在其自由表面上具有向该保护镀层内延伸的孔。根据本专利技术，在表面形态研究中所测得的右偏的测量轨迹的份额在测量方向中以及测量方向的横向中都相对于非右偏的测量轨迹份额占大多数，其中右偏测量轨迹如此确定，在边长为1mm的方形表面区域中，分别为至少400个平行的测量轨迹测得分别具有至少10000个测量值的测量值集合，为每个所得到的测量值集合在测量方向和测量方向的横向上确定平均值和中位数，对于每个测量轨迹，比较为其所确定的平均值和为其确定的中位数，并且平均值大于中位数的测量轨迹被归为右偏。令人惊奇地发现，在孔占覆盖层总面积的份额足够高时，通过会从在扩散退火处理之后存在于钢制基板上的根据本专利技术的扁钢产品的ZF保护镀层上脱落的精细颗粒产生的形成粉尘(“粉化”Powdering)的倾向和ZF保护镀层大块脱落(“剥落”Flaking)的倾向得到明显抑制。与此相应地，在根据本专利技术的扁钢产品中，当该根据本专利技术的扁钢产品在冷成型过程中复杂成型时，产生裂纹的危险也较小。由此，根据本专利技术得到的保护镀层也可以进行围绕非常小的半径的变形，而不会在之后遭受镀层的损伤。这样来达到这一点，即根据本专利技术在保护镀层中设置如此多的孔，使得在将扁钢产品绕窄的半径弯曲时，位于弯曲内侧、孔之间的保护镀层材料可占据通过这些孔所提供的自由空腔，由此在弯曲的内侧上只出现了由于此处不可避免的材料应变而引起的很微小的压应力。与此相对，在弯曲的外侧上，由于通过孔而引起的中断，保护镀层的材料呈扇形张开，由此，此处由于材料拉伸而不可避免地出现的拉应力同样得以最小化。在实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
扁钢产品，所述扁钢产品具有钢制基板和通过热浸镀施加在该钢制基板上并通过随后的扩散退火处理而产生的保护镀层，该保护镀层的主要组分为锌，其中该保护镀层在其自由表面上具有向该保护镀层内延伸的孔，其特征在于，在表面形态研究中测得的右偏测量轨迹的份额在测量方向中以及测量方向的横向中都超过非右偏测量轨迹的份额而占大多数，其中右偏测量轨迹如此确定，在边长为1mm的方形表面区域中，分别为至少400个平行的测量轨迹测得相应至少10000个测量值的测量值集合，为每个所得到的测量值集合在测量方向和测量方向的横向上确定平均值和中位数，对于每个测量轨迹，比较为其所确定的平均值和为其确定的中位数，并且平均值大于中位数的那些测量轨迹被归为右偏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.扁钢产品，所述扁钢产品具有钢制基板和通过热浸镀施加在该钢制基板上并通过随后的扩散退火处理而产生的保护镀层，该保护镀层的主要组分为锌，其中该保护镀层在其自由表面上具有向该保护镀层内延伸的孔，其特征在于，在表面形态研究中测得的右偏测量轨迹的份额在测量方向中以及测量方向的横向中都超过非右偏测量轨迹的份额而占大多数，其中右偏测量轨迹如此确定，在边长为1mm的方形表面区域中，分别为至少400个平行的测量轨迹测得相应至少10000个测量值的测量值集合，为每个所得到的测量值集合在测量方向和测量方向的横向上确定平均值和中位数，对于每个测量轨迹，比较为其所确定的平均值和为其确定的中位数，并且平均值大于中位数的那些测量轨迹被归为右偏。2.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，在测量方向上的评估中，右偏轨迹的比例占所有轨迹的至少60％。3.根据前述权利要求中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，在测量方向横向上的评估中，右偏轨迹的比例占所有轨迹的至少60％。4.根据前述权利要求中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，所述钢制基板由IF软钢生产。5.根据前述权利要求中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，所述钢制基板的钢组成如下，单位为重量％：最大0.05％的C，最大0.2％的Si，0.5-0.18％的Mn，最大0.02％的P，最大0.02％的S，0.01-0.06％的Al，最大0.005％的N，0.02-0.1％的Ti，最大0.0005％的B，其余为铁和技术上不可避免的杂质。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，所述钢制基板的钢组成为，单位为重量％：最大0.2％的C，最大0.5％的Si，最大1.5％的Mn，最大0.02％的P，最大0.01％的S，最大0.1％的Al，0.01-0.03％的Nb，最大0.005％的N，0.02-0.08％的Ti，最大0.0007％的B，其余为铁和不可避免的杂质。7.根据前述权利要求中任意一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·马哈利察，弗里德黑尔姆·马赫赖，克劳斯·乌兰，罗伯特·亚尼克，米夏埃尔·雷克策，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE