改善先進的高強度鋼的成型性的激光熱處理的方法
改善先進的高強度鋼的成型性的激光熱處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于改善成型性的高強度鋼的激光熱處理方法。該方法包括通過用激光照射包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼坯件的表面來進行熱處理，從而減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分。另外，緩慢地冷卻高強度鋼坯件以便回火或退火該熱處理后的坯件，并對冷卻的坯件進行冷壓成型。
【專利說明】改善先進的高強度鋼的成型性的激光熱處理的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請根據(jù)U.S.C第35條第119款，要求于2013年9月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請?zhí)?0-2013-0111533的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容包括在此以作參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于改善由先進的高強度鋼制造的并且較難成型的部件的成型性的方法，并且更具體地，涉及一種通過熱處理等，例如，通過輻照由先進的高強度鋼制造的并且較難成型的部件來改善成型性的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近來，鋼鐵工業(yè)和汽車工業(yè)的研究興趣一直專注于提高強度和減輕重量，并且，由于汽車設(shè)計已經(jīng)變得復(fù)雜并且消費者的需求已經(jīng)多樣化，需要具有高強度和良好的加工性以及成型性的先進的高強度鋼等。具體地，對于在汽車上使用的先進的高強度鋼，基于該趨勢的強度提高所帶來的安全性等已經(jīng)被認(rèn)為是重要的，而且伴隨輕量化的節(jié)能減排也被認(rèn)為是重要的。此外，由于消費者對設(shè)計的需求已經(jīng)變得多樣化和復(fù)雜化，需要具有高度成型性能的高品質(zhì)鋼板，但是現(xiàn)有技術(shù)中的先進的高強度鋼由于其較差的成型性，限制了它應(yīng)用在需要復(fù)雜成型的部件中。
[0005]更具體地，用于車輛的先進高強度鋼是指具有約590MPa或更高的抗拉強度的材料，該材料被分類為由鐵素體和貝氏體組成的雙相鋼，由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體結(jié)構(gòu)組成的TRIP鋼，由馬氏體、殘余奧氏體、鐵素體、貝氏體的復(fù)合結(jié)構(gòu)組成的多相復(fù)合鋼等，并且根據(jù)用于每個車輛部件的目的選擇性地應(yīng)用。然而，先進高強度鋼的最大缺點之一是由于其較低的成型性或低的延伸性限制了其被廣泛地應(yīng)用到難以成型的部件或類似物中。因此，將先進高強度鋼應(yīng)用在車輛中是存在問題的。
[0006]已經(jīng)嘗試使用感應(yīng)熱處理等方法改進先進高強度鋼的成型性，但因為難以對先進的高強度鋼進行局部熱處理，對整體先進的高強度鋼進行熱處理，這樣，由先進的高強度鋼的成型性提高而導(dǎo)致有可能降低整體強度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明提供一種使用激光熱處理溫度，激光熱處理速度，冷卻速度等改善先進的高強度鋼的成型性的方法。
[0008]本發(fā)明的示例性實施方式提供一種用于改善先進的高強度鋼的成型性的方法，其可包括，通過用激光照射由包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼制造的坯件的表面來進行熱處理，從而減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分；緩慢地冷卻以回火或退火該熱處理后的坯件；以及對緩慢冷卻的坯件進行冷壓成型。
[0009]可通過與移動的，同時以預(yù)定的距離間隔的工業(yè)機器人互相配合的激光束頭照射激光。具體地，先進的高強度鋼可以是雙相鋼(DP)，相變誘生塑性鋼(TRIP)，鐵素體-貝氏體鋼(FB),多相復(fù)合鋼(complex phase steel) (CP)或馬氏體鋼(MS)等。熱處理的溫度可為約500°C至約800°C。激光熱處理的速率可以是約5mm/s至約20mm/s。緩慢冷卻坯件的速率可為約20°C /s或更小。此外，該激光熱處理方法可以應(yīng)用于車用先進的高強度鋼。
[0010]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于可通過激光熱處理溫度，激光熱處理速率，冷卻速率等的范圍改善先進高強度鋼的成型性，先進高強度鋼可容易地應(yīng)用在難以成型的部件中。由于先進高強度鋼可被應(yīng)用在車輛內(nèi)難以型的部件中，可實現(xiàn)重量減輕，燃料效率提高，并且沖擊性能可以得到改善。由于先進的高強度鋼的成型性的改善，因可減少裂紋、縮頸、回彈等并且模具在冷壓加工過程中的磨損降低，因而生產(chǎn)成本可降低，并且模具的使用壽命可增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的對難以成型的坯件的一部分照射激光的激光束頭的位置的示例性示意圖；
[0012]圖2是比較本發(fā)明的示范性實施方式的延伸性和根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的對比例的延伸性的示例性圖示；
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的對比例的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像；以及
[0014]圖4是本發(fā)明的示例性實施方式的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像。
【具體實施方式】
[0015]應(yīng)理解，本文中使用的術(shù)語”車輛”或”車輛的”或其他類似的術(shù)語一般包括機動車輛，如包括運動型多功能車(SUV)，公交車，貨車，各類商用車輛的客車；包括各種船和艇的水運工具；飛機等，并包括混合動力汽車，純電動汽車，插電式混合動力電動汽車，氫動力汽車燃料電池汽車和其它替代燃料汽車(例如，從除石油以外的資源得到的燃料)。
[0016]本文使用的術(shù)語僅僅是為了說明具體實施例的目的而不意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個、一種(a、an)”和“該(the)”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，在說明書中使用的術(shù)語“包括(compr i s e s和/或compr i s i ng ) ”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任何和所有組合。
[0017]除非詳細說明或者可以從上下文中明顯地看出，本文中使用的術(shù)語“約”應(yīng)當(dāng)理解為是在本領(lǐng)域的正常公差范圍之內(nèi)，比如在均值的2個標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)。“約”可理解為在所述值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、或 0.01% 之內(nèi)。除非在上下文中另外明確地說明，本文中所有的數(shù)量值通過術(shù)語“約”進行修飾。
[0018]本說明書和權(quán)利要求中存在的術(shù)語和詞語不應(yīng)該被解釋為限于一般或字典含義，而應(yīng)被解釋為具有符合本發(fā)明的技術(shù)思想的含義和概念，這基于
【發(fā)明者】可以適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語的概念從而以最佳的方式來描述本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明涉及一種改善先進的高強度鋼的成型性的激光熱處理方法，在下文中將詳細說明本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明是這樣一種方法，即通過使用激光進行局部熱處理軟化由先進的高強度鋼制造的且難以成型的部件，例如，在成型的過程中常常產(chǎn)生裂紋等的彎曲部件，進料口部件，拉伸部件和裝飾部件，以賦予改善的成型性的方法。由于激光束的快速加熱和各種尺寸使得熱處理的程度可以自由地調(diào)節(jié)，因此激光是有利的。
[0021]先進的高強度鋼可以是車用高強度鋼(high tensile steel)，并且通常是指一種強度約為590MPa或更高的并且屈服強度約為300MPa或更高的鋼，該高強度鋼可以是雙相鋼(DP)，相變誘生塑性鋼(TRIP)，鐵素體-貝氏體鋼(FB)，多相復(fù)合鋼(CP)或馬氏體鋼(MS)等。
[0022]更具體地，根據(jù)本發(fā)明的激光熱處理方法可以包括:通過用激光照射由包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼制造的坯件的表面來進行熱處理，從而減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分；緩慢地冷卻(例如，以較慢的速度進行冷卻)以回火或退火該熱處理后的坯件；和對緩慢冷卻后的坯件進行冷壓成型。
[0023]為了在熱處理過程中在精確位置對坯件表面進行熱處理，可以將坯件固定在一個夾具上。另外，在熱處理過程中被激光照射的作為高強度鋼的坯件的熱處理溫度可以為約500°C至約800°C。由于在該溫度下對作為先進高強度鋼的坯件進行回火和退火處理的作用，坯件的內(nèi)應(yīng)力可減小并且其韌性增加，并且在達到奧氏體化溫度之后，作為高強度鋼的坯件的馬氏體結(jié)構(gòu)，經(jīng)受相變過程，然后被冷卻以保持延展性等。換句話說，通過在該溫度下進行熱處理，具有高強度的馬氏體結(jié)構(gòu)可形成回火馬氏體結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)應(yīng)力減小并且延展性提高，由于高強度而使得具有較低成型性的馬氏體結(jié)構(gòu)的部分減少，與此同時，由于相對較低的強度而使得具有較高成型性的鐵素體結(jié)構(gòu)的部分增加，因此提高了延伸性，成型性等。
[0024]另一方面，當(dāng)熱處理溫度低于約500°C時，作為高強度鋼的坯件的內(nèi)部應(yīng)力可能不能充分地去除，并且馬氏體結(jié)構(gòu)難以相轉(zhuǎn)化為鐵素體結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)熱處理溫度大于約800°C時，作為高強度鋼的坯件的強度由于內(nèi)應(yīng)力等的產(chǎn)生進一步提高，其中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生是由于與正常溫度(從約15°C至約20°C)較為顯著的溫差導(dǎo)致的快速冷卻造成的。
[0025]另外，圖1是示出激光束頭300的位置的示例性示意圖，其中激光束頭300對難以成型的坯件100的部件200照射激光。用于熱處理的激光可通過激光束頭300照射，該激光束頭300與移動的、同時以預(yù)定的距離間隔的工業(yè)機器人相互配合，并且激光可從激光束頭300照射用于對難以成型的部件200而進行熱處理。與工業(yè)機器人互相配合的激光實現(xiàn)更精確的溫度和更精確的控制，因而可以在預(yù)期部位進行預(yù)期的熱處理。
[0026]更具體地，激光熱處理的速率，即，激光束頭300的進給速率可以是約5mm/s至約20mm/s0當(dāng)進給速率小于約5mm/s時,還件的強度可進一步由于內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生而增加，該內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生是作為先進高強度鋼的坯件的溫度過量升高引起的，并且因此可能降低成型性，而當(dāng)進給速率為大于約20mm/s時，由于不能在足夠的溫度下進行熱處理，導(dǎo)致馬氏體結(jié)構(gòu)難以進行相轉(zhuǎn)變，因此難以改善的成型性。
[0027]另外，緩慢冷卻可以是在正常溫度下空冷作為先進的高強度鋼的坯件以便進行回火或退火，并且冷卻速率可為約20°C /s或更小。具體地，當(dāng)冷卻速度大于20°C /s時，由于誘導(dǎo)快速冷卻，碳不能充分地擴散到作為先進高強度鋼的坯件的基體結(jié)構(gòu)中，作為先進高強度鋼的坯件的強度可進一步增加，并且可能降低延伸性，因此可能降低成型性。
[0028]實施例
[0029]以下，將通過實施例對本發(fā)明進行更詳細地所述。這些實施例僅用于說明本發(fā)明的示例性實施方式，并且，顯而易見，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的范圍并不解釋為由這些實施例限制。
[0030]將根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方式的激光熱處理方法應(yīng)用于抗拉強度為980MPa的先進高強度鋼(其通常被用作車輛碰撞元件)的實施例的延伸率與未應(yīng)用激光熱處理方法的對比例的延伸率進行比較。更具體地，圖2是比較實施例和對比例的延伸率的示例性圖表，該實施例中的熱處理溫度為650°C，并且熱處理的速度，也就是激光束頭的進給速率為約 10mm/s。
[0031]如圖2所示，應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的激光熱處理方法的實施例的延伸率約18%，大于對比例的約14%的延伸率。延伸率的差異可能是由于熱處理導(dǎo)致該實施例的高強度鋼的內(nèi)應(yīng)力減小且發(fā)生了馬氏體結(jié)構(gòu)的相轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的，并且較高的延伸率可表不聞強度鋼的成型性提聞。
[0032]圖3是對比例的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像，且圖4是實施例的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像。在圖3的對比例中，均勻分布著深色的馬氏體結(jié)構(gòu)和包括鐵素體結(jié)構(gòu)的較亮的珠光體結(jié)構(gòu)，但是在圖4中，由于根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方式的激光熱處理使得深色的馬氏體結(jié)構(gòu)減少而包括鐵素體結(jié)構(gòu)的較亮的珠光體結(jié)構(gòu)增多，成型性較低的馬氏體結(jié)構(gòu)的部分減少,并且成型性較好的鐵素體結(jié)構(gòu)增加。
[0033]因此，當(dāng)對根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的熱處理方法得到的先進高強度鋼進行冷壓加工時，可減少由于較低的成型性導(dǎo)致的缺陷，例如，可能出現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)中由先進的高強度鋼制造的并且難以成型的部件中的裂紋和縮頸，并且因為屈服強度降低，也可以減小能夠影響尺寸穩(wěn)定性的回彈效果等，并因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的熱處理方法可以改善由先進的高強度鋼制造的并且難以成型的部件的成型性。
[0034]如上所述，本發(fā)明已經(jīng)相對于本發(fā)明示例性的實施方式進行了描述，但是這僅僅是為了說明，并且本發(fā)明并不限于此。所描述的示例性實施方式可以由發(fā)明的本領(lǐng)域的技術(shù)人員改變或修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，在本發(fā)明的技術(shù)精神和權(quán)利要求的等效范圍內(nèi)的各種變化和修改都是可能的，權(quán)利要求書將在下面描述。
[0035]【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖2
[0037]Example,實施例
[0038]Comparative example,對比例
[0039]Strength,強度
[0040]Elongat1n rat1,延伸率
【權(quán)利要求】
1.一種用于鋼的激光熱處理的方法，所述方法包括: 通過用激光照射包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼坯件的表面來進行熱處理以減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分； 緩慢地冷卻所述高強度鋼坯件以回火或退火該熱處理的坯件；和 對冷卻的坯件進行冷壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過與移動的同時以預(yù)定的距離間隔的工業(yè)機器人互相配合的激光束頭照射所述激光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高強度鋼選自雙相鋼(DP)、相變誘生塑性鋼(TRIP)、鐵素體-貝氏體鋼(FB)、多相復(fù)合鋼(CP)和馬氏體鋼(MS)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理的溫度為約500°C?800°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理的速率為約5mm/s至20mm/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中緩慢冷卻的速度為約20°C/s或更低。
7.一種用于車輛的高強度鋼，其應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的激光熱處理方法。
【文檔編號】C21D1/09GK104451041SQ201310746438
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】金庚保 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于改善成型性的高強度鋼的激光熱處理方法。該方法包括通過用激光照射包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼坯件的表面來進行熱處理，從而減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分。另外，緩慢地冷卻高強度鋼坯件以便回火或退火該熱處理后的坯件，并對冷卻的坯件進行冷壓成型。
【專利說明】改善先進的高強度鋼的成型性的激光熱處理的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請根據(jù)U.S.C第35條第119款，要求于2013年9月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請?zhí)?0-2013-0111533的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容包括在此以作參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于改善由先進的高強度鋼制造的并且較難成型的部件的成型性的方法，并且更具體地，涉及一種通過熱處理等，例如，通過輻照由先進的高強度鋼制造的并且較難成型的部件來改善成型性的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近來，鋼鐵工業(yè)和汽車工業(yè)的研究興趣一直專注于提高強度和減輕重量，并且，由于汽車設(shè)計已經(jīng)變得復(fù)雜并且消費者的需求已經(jīng)多樣化，需要具有高強度和良好的加工性以及成型性的先進的高強度鋼等。具體地，對于在汽車上使用的先進的高強度鋼，基于該趨勢的強度提高所帶來的安全性等已經(jīng)被認(rèn)為是重要的，而且伴隨輕量化的節(jié)能減排也被認(rèn)為是重要的。此外，由于消費者對設(shè)計的需求已經(jīng)變得多樣化和復(fù)雜化，需要具有高度成型性能的高品質(zhì)鋼板，但是現(xiàn)有技術(shù)中的先進的高強度鋼由于其較差的成型性，限制了它應(yīng)用在需要復(fù)雜成型的部件中。
[0005]更具體地，用于車輛的先進高強度鋼是指具有約590MPa或更高的抗拉強度的材料，該材料被分類為由鐵素體和貝氏體組成的雙相鋼，由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體結(jié)構(gòu)組成的TRIP鋼，由馬氏體、殘余奧氏體、鐵素體、貝氏體的復(fù)合結(jié)構(gòu)組成的多相復(fù)合鋼等，并且根據(jù)用于每個車輛部件的目的選擇性地應(yīng)用。然而，先進高強度鋼的最大缺點之一是由于其較低的成型性或低的延伸性限制了其被廣泛地應(yīng)用到難以成型的部件或類似物中。因此，將先進高強度鋼應(yīng)用在車輛中是存在問題的。
[0006]已經(jīng)嘗試使用感應(yīng)熱處理等方法改進先進高強度鋼的成型性，但因為難以對先進的高強度鋼進行局部熱處理，對整體先進的高強度鋼進行熱處理，這樣，由先進的高強度鋼的成型性提高而導(dǎo)致有可能降低整體強度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明提供一種使用激光熱處理溫度，激光熱處理速度，冷卻速度等改善先進的高強度鋼的成型性的方法。
[0008]本發(fā)明的示例性實施方式提供一種用于改善先進的高強度鋼的成型性的方法，其可包括，通過用激光照射由包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼制造的坯件的表面來進行熱處理，從而減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分；緩慢地冷卻以回火或退火該熱處理后的坯件；以及對緩慢冷卻的坯件進行冷壓成型。
[0009]可通過與移動的，同時以預(yù)定的距離間隔的工業(yè)機器人互相配合的激光束頭照射激光。具體地，先進的高強度鋼可以是雙相鋼(DP)，相變誘生塑性鋼(TRIP)，鐵素體-貝氏體鋼(FB),多相復(fù)合鋼(complex phase steel) (CP)或馬氏體鋼(MS)等。熱處理的溫度可為約500°C至約800°C。激光熱處理的速率可以是約5mm/s至約20mm/s。緩慢冷卻坯件的速率可為約20°C /s或更小。此外，該激光熱處理方法可以應(yīng)用于車用先進的高強度鋼。
[0010]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于可通過激光熱處理溫度，激光熱處理速率，冷卻速率等的范圍改善先進高強度鋼的成型性，先進高強度鋼可容易地應(yīng)用在難以成型的部件中。由于先進高強度鋼可被應(yīng)用在車輛內(nèi)難以型的部件中，可實現(xiàn)重量減輕，燃料效率提高，并且沖擊性能可以得到改善。由于先進的高強度鋼的成型性的改善，因可減少裂紋、縮頸、回彈等并且模具在冷壓加工過程中的磨損降低，因而生產(chǎn)成本可降低，并且模具的使用壽命可增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的對難以成型的坯件的一部分照射激光的激光束頭的位置的示例性示意圖；
[0012]圖2是比較本發(fā)明的示范性實施方式的延伸性和根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的對比例的延伸性的示例性圖示；
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的對比例的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像；以及
[0014]圖4是本發(fā)明的示例性實施方式的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像。
【具體實施方式】
[0015]應(yīng)理解，本文中使用的術(shù)語”車輛”或”車輛的”或其他類似的術(shù)語一般包括機動車輛，如包括運動型多功能車(SUV)，公交車，貨車，各類商用車輛的客車；包括各種船和艇的水運工具；飛機等，并包括混合動力汽車，純電動汽車，插電式混合動力電動汽車，氫動力汽車燃料電池汽車和其它替代燃料汽車(例如，從除石油以外的資源得到的燃料)。
[0016]本文使用的術(shù)語僅僅是為了說明具體實施例的目的而不意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個、一種(a、an)”和“該(the)”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，在說明書中使用的術(shù)語“包括(compr i s e s和/或compr i s i ng ) ”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任何和所有組合。
[0017]除非詳細說明或者可以從上下文中明顯地看出，本文中使用的術(shù)語“約”應(yīng)當(dāng)理解為是在本領(lǐng)域的正常公差范圍之內(nèi)，比如在均值的2個標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)。“約”可理解為在所述值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、或 0.01% 之內(nèi)。除非在上下文中另外明確地說明，本文中所有的數(shù)量值通過術(shù)語“約”進行修飾。
[0018]本說明書和權(quán)利要求中存在的術(shù)語和詞語不應(yīng)該被解釋為限于一般或字典含義，而應(yīng)被解釋為具有符合本發(fā)明的技術(shù)思想的含義和概念，這基于
【發(fā)明者】可以適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語的概念從而以最佳的方式來描述本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明涉及一種改善先進的高強度鋼的成型性的激光熱處理方法，在下文中將詳細說明本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明是這樣一種方法，即通過使用激光進行局部熱處理軟化由先進的高強度鋼制造的且難以成型的部件，例如，在成型的過程中常常產(chǎn)生裂紋等的彎曲部件，進料口部件，拉伸部件和裝飾部件，以賦予改善的成型性的方法。由于激光束的快速加熱和各種尺寸使得熱處理的程度可以自由地調(diào)節(jié)，因此激光是有利的。
[0021]先進的高強度鋼可以是車用高強度鋼(high tensile steel)，并且通常是指一種強度約為590MPa或更高的并且屈服強度約為300MPa或更高的鋼，該高強度鋼可以是雙相鋼(DP)，相變誘生塑性鋼(TRIP)，鐵素體-貝氏體鋼(FB)，多相復(fù)合鋼(CP)或馬氏體鋼(MS)等。
[0022]更具體地，根據(jù)本發(fā)明的激光熱處理方法可以包括:通過用激光照射由包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼制造的坯件的表面來進行熱處理，從而減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分；緩慢地冷卻(例如，以較慢的速度進行冷卻)以回火或退火該熱處理后的坯件；和對緩慢冷卻后的坯件進行冷壓成型。
[0023]為了在熱處理過程中在精確位置對坯件表面進行熱處理，可以將坯件固定在一個夾具上。另外，在熱處理過程中被激光照射的作為高強度鋼的坯件的熱處理溫度可以為約500°C至約800°C。由于在該溫度下對作為先進高強度鋼的坯件進行回火和退火處理的作用，坯件的內(nèi)應(yīng)力可減小并且其韌性增加，并且在達到奧氏體化溫度之后，作為高強度鋼的坯件的馬氏體結(jié)構(gòu)，經(jīng)受相變過程，然后被冷卻以保持延展性等。換句話說，通過在該溫度下進行熱處理，具有高強度的馬氏體結(jié)構(gòu)可形成回火馬氏體結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)應(yīng)力減小并且延展性提高，由于高強度而使得具有較低成型性的馬氏體結(jié)構(gòu)的部分減少，與此同時，由于相對較低的強度而使得具有較高成型性的鐵素體結(jié)構(gòu)的部分增加，因此提高了延伸性，成型性等。
[0024]另一方面，當(dāng)熱處理溫度低于約500°C時，作為高強度鋼的坯件的內(nèi)部應(yīng)力可能不能充分地去除，并且馬氏體結(jié)構(gòu)難以相轉(zhuǎn)化為鐵素體結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)熱處理溫度大于約800°C時，作為高強度鋼的坯件的強度由于內(nèi)應(yīng)力等的產(chǎn)生進一步提高，其中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生是由于與正常溫度(從約15°C至約20°C)較為顯著的溫差導(dǎo)致的快速冷卻造成的。
[0025]另外，圖1是示出激光束頭300的位置的示例性示意圖，其中激光束頭300對難以成型的坯件100的部件200照射激光。用于熱處理的激光可通過激光束頭300照射，該激光束頭300與移動的、同時以預(yù)定的距離間隔的工業(yè)機器人相互配合，并且激光可從激光束頭300照射用于對難以成型的部件200而進行熱處理。與工業(yè)機器人互相配合的激光實現(xiàn)更精確的溫度和更精確的控制，因而可以在預(yù)期部位進行預(yù)期的熱處理。
[0026]更具體地，激光熱處理的速率，即，激光束頭300的進給速率可以是約5mm/s至約20mm/s0當(dāng)進給速率小于約5mm/s時,還件的強度可進一步由于內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生而增加，該內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生是作為先進高強度鋼的坯件的溫度過量升高引起的，并且因此可能降低成型性，而當(dāng)進給速率為大于約20mm/s時，由于不能在足夠的溫度下進行熱處理，導(dǎo)致馬氏體結(jié)構(gòu)難以進行相轉(zhuǎn)變，因此難以改善的成型性。
[0027]另外，緩慢冷卻可以是在正常溫度下空冷作為先進的高強度鋼的坯件以便進行回火或退火，并且冷卻速率可為約20°C /s或更小。具體地，當(dāng)冷卻速度大于20°C /s時，由于誘導(dǎo)快速冷卻，碳不能充分地擴散到作為先進高強度鋼的坯件的基體結(jié)構(gòu)中，作為先進高強度鋼的坯件的強度可進一步增加，并且可能降低延伸性，因此可能降低成型性。
[0028]實施例
[0029]以下，將通過實施例對本發(fā)明進行更詳細地所述。這些實施例僅用于說明本發(fā)明的示例性實施方式，并且，顯而易見，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的范圍并不解釋為由這些實施例限制。
[0030]將根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方式的激光熱處理方法應(yīng)用于抗拉強度為980MPa的先進高強度鋼(其通常被用作車輛碰撞元件)的實施例的延伸率與未應(yīng)用激光熱處理方法的對比例的延伸率進行比較。更具體地，圖2是比較實施例和對比例的延伸率的示例性圖表，該實施例中的熱處理溫度為650°C，并且熱處理的速度，也就是激光束頭的進給速率為約 10mm/s。
[0031]如圖2所示，應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的激光熱處理方法的實施例的延伸率約18%，大于對比例的約14%的延伸率。延伸率的差異可能是由于熱處理導(dǎo)致該實施例的高強度鋼的內(nèi)應(yīng)力減小且發(fā)生了馬氏體結(jié)構(gòu)的相轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的，并且較高的延伸率可表不聞強度鋼的成型性提聞。
[0032]圖3是對比例的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像，且圖4是實施例的微細結(jié)構(gòu)的示例性圖像。在圖3的對比例中，均勻分布著深色的馬氏體結(jié)構(gòu)和包括鐵素體結(jié)構(gòu)的較亮的珠光體結(jié)構(gòu)，但是在圖4中，由于根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方式的激光熱處理使得深色的馬氏體結(jié)構(gòu)減少而包括鐵素體結(jié)構(gòu)的較亮的珠光體結(jié)構(gòu)增多，成型性較低的馬氏體結(jié)構(gòu)的部分減少,并且成型性較好的鐵素體結(jié)構(gòu)增加。
[0033]因此，當(dāng)對根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的熱處理方法得到的先進高強度鋼進行冷壓加工時，可減少由于較低的成型性導(dǎo)致的缺陷，例如，可能出現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)中由先進的高強度鋼制造的并且難以成型的部件中的裂紋和縮頸，并且因為屈服強度降低，也可以減小能夠影響尺寸穩(wěn)定性的回彈效果等，并因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的熱處理方法可以改善由先進的高強度鋼制造的并且難以成型的部件的成型性。
[0034]如上所述，本發(fā)明已經(jīng)相對于本發(fā)明示例性的實施方式進行了描述，但是這僅僅是為了說明，并且本發(fā)明并不限于此。所描述的示例性實施方式可以由發(fā)明的本領(lǐng)域的技術(shù)人員改變或修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，在本發(fā)明的技術(shù)精神和權(quán)利要求的等效范圍內(nèi)的各種變化和修改都是可能的，權(quán)利要求書將在下面描述。
[0035]【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖2
[0037]Example,實施例
[0038]Comparative example,對比例
[0039]Strength,強度
[0040]Elongat1n rat1,延伸率
【權(quán)利要求】
1.一種用于鋼的激光熱處理的方法，所述方法包括: 通過用激光照射包括馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵素體結(jié)構(gòu)的高強度鋼坯件的表面來進行熱處理以減少馬氏體結(jié)構(gòu)的部分并增加鐵素體結(jié)構(gòu)的部分； 緩慢地冷卻所述高強度鋼坯件以回火或退火該熱處理的坯件；和 對冷卻的坯件進行冷壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過與移動的同時以預(yù)定的距離間隔的工業(yè)機器人互相配合的激光束頭照射所述激光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高強度鋼選自雙相鋼(DP)、相變誘生塑性鋼(TRIP)、鐵素體-貝氏體鋼(FB)、多相復(fù)合鋼(CP)和馬氏體鋼(MS)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理的溫度為約500°C?800°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理的速率為約5mm/s至20mm/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中緩慢冷卻的速度為約20°C/s或更低。
7.一種用于車輛的高強度鋼，其應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的激光熱處理方法。
【文檔編號】C21D1/09GK104451041SQ201310746438
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】金庚保 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社
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