本發(fā)明涉及車輛技術領域，具體而言，涉及一種鍍鋅鋼板的加工方法、淬火鍍鋅裝置及加工系統(tǒng)。

背景技術：

當今，安全、節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)成為汽車制造業(yè)發(fā)展的主題，(超)高強度鋼板不僅可以有效減少車身重量，還可以提高車型的舒適性及提高碰撞安全性。為提高(超)高強度鋼板的成形性及耐蝕性能，目前鋅基鍍層熱成形汽車鋼的加工工藝是將鍍鋅板經(jīng)過加熱爐加熱到高于950℃完全奧氏體化后，需再保溫至少280s，后在沖壓機上沖壓到希望得到的形狀后再進行淬火冷卻，得到馬氏體組織，從而同時提高了鋼板的抗拉強度、耐蝕性及成形性能。上述工藝存在以下問題：

鋅基鍍層鋼板加熱到高于950℃完全奧氏體化后，需再保溫至少280s。然而，鋅的熔點在420℃，鋅的揮發(fā)溫度為900℃，對于合金化鋼板，當溫度超過670℃鋼板表面就會出現(xiàn)液態(tài)鋅，存在嚴重的鋅基鍍層熔化、揮發(fā)及氧化的問題，同時液態(tài)鋅的存在極易在熱成形過程中導致鋼板本身脆化而斷裂。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題之一。為此，本發(fā)明在于提出一種可防止鋅基鍍層熔化、揮發(fā)及氧化的鍍鋅鋼板的加工方法。

本發(fā)明還提出了一種鍍鋅鋼板的淬火鍍鋅裝置。

本發(fā)明還提出了一種具有上述淬火鍍鋅裝置的加工系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的鍍鋅鋼板的加工方法，包括以下步驟：加熱步驟：對鋼板進行加熱以使所述鋼板奧氏體化；成型步驟：對奧氏體化的鋼板進行沖壓成型；以及淬火鍍鋅步驟：將沖壓成型后的所述鋼板在淬火時進行電解鍍鋅。

根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅鋼板的加工方法，通過將經(jīng)過高溫奧氏體化合沖壓成型后的鋼板進行淬火并同時鍍鋅處理，可防止鋼板在加熱過程中鋅基鍍層熔化、揮發(fā)及氧化所導致的系列問題，同時能減少零件生產(chǎn)的工藝步驟，提高生產(chǎn)效率。

在本發(fā)明一些優(yōu)選的實施例中，所述加熱步驟的加熱溫度不低于950℃。

進一步地，所述加熱步驟持續(xù)至少280s。

在本發(fā)明一些優(yōu)選的實施例中，所述淬火鍍鋅步驟中保持電解液的溫度不超過25℃。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的鍍鋅鋼板的淬火鍍鋅裝置，包括：電解槽，所述電解槽內盛裝有電解液；電解裝置，所述電解裝置包括直流電源和與所述直流電源相連的電解陽極和電解陰極，所述電解陽極為鋅板，所述電解陰極為經(jīng)高溫奧氏體化和沖壓成型后的鋼板。

進一步地，鍍鋅鋼板的淬火鍍鋅裝置還包括：用于對所述電解液進行冷卻的冷卻裝置。

進一步地，所述冷卻裝置包括：液氮冷卻裝置，所述液氮冷卻裝置設置在所述電解槽的外壁面上。

優(yōu)選地，所述液氮冷卻裝置包括：貼設在所述電解槽的外壁面上的冷卻板，所述冷卻板具有進口和出口，所述進口和出口之間設置有循環(huán)回路，所述循環(huán)回路上設置有液氮轉換裝置。

優(yōu)選地，所述循環(huán)回路上還設置有氣泵。

根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅鋼板的淬火鍍鋅裝置，通過設置冷卻裝置，使淬火池中的鹽溶液保持在一定的溫度范圍內，從而保證熱沖壓零件完全淬火，同時可保證零件內馬氏體組織的百分比，提高零件的抗拉強度和耐蝕性能。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的鍍鋅鋼板的加工系統(tǒng)，設置有如第二方面任一種所述的淬火鍍鋅裝置。所述加工系統(tǒng)與上述的淬火鍍鋅裝置相對于現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

同時，該加工系統(tǒng)還包括加熱爐和沖壓裝置，其中所述加熱爐用于對鋼板進行加熱，所述沖壓裝置用于對加熱奧氏體化的鋼板進行沖壓成型。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板的加工方法流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板的淬火鍍鋅裝置的結構示意圖；

圖3a-圖3c是根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板的沖壓成型過程示意圖。

附圖標記：

加熱步驟S1，成型步驟S2，淬火鍍鋅步驟S3，淬火鍍鋅裝置100，電解槽1，電解液11，直流電源21，電解陽極22，電解陰極23，鋼板3，冷卻板41，進口42，出口43，循環(huán)回路44，液氮轉換裝置45，氣泵46，沖壓裝置5，凸模51，凸模固定板52，凹模53，凹模固定板54，導柱55，導套56，鍍鋅鋼板6。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或可以互相通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

下面參照圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板3的加工方法、淬火鍍鋅裝置100及加工系統(tǒng)。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板6的加工方法包括：加熱步驟S1、成型步驟S2和淬火鍍鋅步驟S3。

加熱步驟S1包括：對鋼板3進行加熱以使鋼板3奧氏體化。成型步驟S2包括：將對奧氏體化的鋼板3進行沖壓成型。淬火鍍鋅步驟S3包括：將沖壓成型后的鋼板3在淬火時進行電解鍍鋅。

作為一種實施方式，例如先將鋼板3放入加熱爐中進行加熱并保溫一定的時間，待鋼板3完全奧氏體化后，用機械手將加熱后的鋼板3放入沖壓裝置5，從而對鋼板3進行沖壓成型，由于加熱后鋼板3的塑性提高，因而使得沖壓過程更易進行，再將變形后的沖壓件放入淬火池對其進行淬火冷卻，以提高鋼板3的硬度，淬火的同時對電解裝置進行通電，從而對鋼板3進行電解鍍鋅處理，最終完成鋼板3的淬火和鍍鋅。這里，需要說明的是，該鍍鋅鋼板6的加工方法并不限于采用上述裝置實現(xiàn)，這里以上述裝置如加熱爐、電解裝置等進行描述僅是示意性的，并非暗示該加工方法必需采用上述裝置來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板6的加工方法，通過將經(jīng)過高溫奧氏體化和沖壓成型后的鋼板3進行淬火并同時鍍鋅處理，可防止鋼板3在加熱過程中鋅基鍍層熔化、揮發(fā)及氧化所導致的系列問題的發(fā)生，同時能減少零件生產(chǎn)的工藝步驟，提高生產(chǎn)效率。

進一步地，加熱步驟S1中的加熱溫度不低于950℃，以使鋼板3能夠達到奧氏體化溫度，發(fā)生奧氏體轉變，且加熱到950℃時保溫至少280s，以使參與奧氏體溶解并實現(xiàn)奧氏體的均勻化，從而提高鋼板3的成型性能。

優(yōu)選地，淬火鍍鋅步驟S3中保持電解液11的溫度不超過25℃，這樣可有效保證淬火池中溶液的溫度在Ms(馬氏體轉變的初始溫度)-Mf(馬氏體轉變的終了溫度)溫度范圍內，且該溫度下馬氏體組織的百分比較大，從而有利于提高鋼板3的強度。

進一步地，淬火鍍鋅步驟S3中鋼板3的淬火電解時間不低于8s，也就是說，鋼板3在金屬鹽溶液中停留8s后，鋼板3可以實現(xiàn)完全淬火，從奧氏體轉變?yōu)轳R氏體組織，從而可提高鋼板3的性能。

需要指出的是，上述加工方法中，加熱及沖壓過程中的鋼板3為無鋅板，即在鋼板3電解鍍鋅之前鋼板3不含鋅元素，從而可有效防止鋅基鍍層熔化、揮發(fā)及氧化所導致的系列問題，防止成型過程中液態(tài)鋅的存在而導致鋼板3脆化斷裂的問題，從而提高鋼板3的成形性能。

下面結合圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的淬火鍍鋅裝置100。

在一些優(yōu)選的實施例中，如圖2所示，鍍鋅鋼板6的淬火鍍鋅裝置100可以包括：電解槽1和電解裝置，其中，電解槽1內盛裝有電解液11，進一步地，電解液11可以為金屬鹽溶液，以滿足電解所需的條件，電解裝置包括直流電源21、電解陽極22和電解陰極23，電解陽極22和電解陰極23分別與直流電源21相連，進一步地，電解陽極22為鋅板，優(yōu)選地，電解陽極22可以為純鋅板，從而有利于提高電解裝置的電解效率，電解陰極23為經(jīng)高溫奧氏體化和沖壓成型后的鋼板3。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板6的淬火鍍鋅裝置100還可以包括：冷卻裝置，冷卻裝置用于對電解液11進行冷卻，進一步地，冷卻裝置包括：液氮冷卻裝置，液氮冷卻裝置設置在電解槽1的外壁面上，以對電解液11進行冷卻，使其保持在恒定的溫度范圍內，例如使電解液11的溫度控制在25℃以下，從而提高鋼板3中馬氏體組織的含量，提高鋼板3的強度和耐蝕性。

同時，金屬鹽溶液在低溫下可以循環(huán)使用，從而可降低生產(chǎn)成本，且節(jié)能環(huán)保。

優(yōu)選地，液氮冷卻裝置可以包括：冷卻板41，冷卻板41貼設在電解槽1的外壁面上，優(yōu)選地，冷卻板41為環(huán)形且套在電解槽1的整個外壁面上，由此電解液11的冷卻效果較好。

進一步地，如圖2所示，冷卻板41具有進口42和出口43，進口42和出口43之間設置有循環(huán)回路44，循環(huán)回路44中可以填充有液氮等，從而實現(xiàn)對電解液11的冷卻，優(yōu)選地，循環(huán)回路44上可以設置有液氮轉換裝置45以及氣泵46，液氮轉換裝置45和氣泵46可起到平衡循環(huán)回路44中的液氮和氮氣的作用，從而提高冷卻裝置的工作穩(wěn)定性和可靠性。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板6的淬火鍍鋅裝置100，通過設置冷卻裝置，使淬火池中的鹽溶液保持在一定的溫度范圍內，從而保證熱沖壓零件完全淬火，同時可保證零件內馬氏體組織的百分比，提高零件的抗拉強度和耐蝕性能。

根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板6的加工系統(tǒng)可以包括：加熱爐、沖壓裝置5和淬火鍍鋅裝置100，其中加熱爐用于對鋼板3進行加熱，沖壓裝置5用于對加熱奧氏體化的鋼板3進行沖壓成型，淬火鍍鋅裝置100為上述的淬火鍍鋅裝置100。

進一步地，如圖3a-圖3c所示，沖壓裝置5可以包括凸模51、凸模固定板52、凹模53、凹模固定板54以及導向機構，具體地，凸模51安裝在凸模固定板52上，凹模53安裝在凹模固定板54上，凸模51與凹模53上下相對以完成對鋼板3的沖壓成型。

導向機構可以包括導柱55和導套56，導柱55固定在凹模固定板54上，導套56固定在凸模固定板52上，導柱55和導套56配合以起到對沖壓裝置5的導向作用，從而提高沖壓裝置5的定位精度。

鋼板3的沖壓過程如圖3a、圖3b、圖3c所示，沖壓前，沖壓機床內的凸模51及凹模53處于開放狀態(tài)，鋼板3在加熱爐內加熱完成后用機械手夾出并放入沖壓機，定位完成后進行沖壓，待鋼板3沖壓成型后，用機械手將沖壓后的鋼板3抓取放入至金屬鹽溶液槽內進行淬火和電解鍍鋅。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的鍍鋅鋼板6的加工方法、淬火鍍鋅裝置100及加工系統(tǒng)，通過改變鍍鋅鋼板6的加工路線，減少了在加熱爐加熱前給鋼板3鍍鋅的工序，可有效解決鋅基鍍層熔化、揮發(fā)及氧化所導致的系列問題，降低坯料在運送過程中的氧化及熱量損失問題，同時可減少零件生產(chǎn)的工藝步驟，縮短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。