本發(fā)明涉及一種金屬材料的鍍層，尤其是一種用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料及其冶煉方法。
背景技術(shù)：
：熱沖壓成形鋼屬于抗拉強度超過1500mpa級別的超高強鋼，采用熱沖壓的方式直接加工成形，主要應(yīng)用于汽車高強度、難成形零部件的生產(chǎn)。但該鋼板在加熱或熱成形時工況條件苛刻，加熱時容易產(chǎn)生氧化鐵皮，沖壓時氧化鐵皮遇冷容易損傷模具，同時未脫落的氧化鐵皮也需要采用噴丸去除，增加設(shè)備維護(hù)成本，影響生產(chǎn)效率。因此需要采用抗高溫氧化、高潤滑性、導(dǎo)熱性功能于一體的涂層對熱成形鋼表面進(jìn)行保護(hù)。中國專利申請201410156753.1公開了一種熱沖壓成形鋼用抗高溫氧化鍍層材料以及熱浸渡工藝，該鍍層材料為al-si-ni-稀土材料，具有良好的抗高溫氧化與腐蝕性能；但是該鍍層材料需要添加價格較貴的稀土元素鑭（la）或鈰（ce），存在成本較高的不足之處。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低的用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料；本發(fā)明還提供了一種用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料的冶煉方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明成分的質(zhì)量百分比含量為：si1.0～20.0%、cu0.5～15.0%、cr0.1～2.0%，其余為al及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所述雜質(zhì)的總量≤1%。本發(fā)明方法的步驟為：（1）將稱量好的原料放入冶煉爐內(nèi)，抽真空至真空度≤10pa后開始送電加熱；（2）當(dāng)冶煉爐內(nèi)開始出現(xiàn)金屬液時，停止抽真空，充入惰性氣體至氣壓達(dá)到0.04～0.07mpa；（3）原料完全熔化后，保持熔化狀態(tài)5min及以上；（4）最后進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在液相線以上50℃～100℃。本發(fā)明方法所述步驟（3）中，控制熔化狀態(tài)時的溫度≥700℃。本發(fā)明方法所述步驟（1）中，原料選自純金屬、鋁硅合金、鋁銅合金或其他中間合金。本發(fā)明方法所述步驟（1）中，冶煉爐采用氧化鋁材質(zhì)。本發(fā)明方法所述步驟（2）中，惰性氣體為氮氣或氬氣。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明不需添加較貴的合金成分，在滿足熱沖壓成形鋼鍍層材料要求的同時，具有成本低的特點。本發(fā)明方法工藝簡單、生產(chǎn)成本低，所得鍍層材料具有抗高溫氧化、高潤滑性、導(dǎo)熱性等功能，且成本較低，適于熱沖壓成形鋼的熱沖壓接加工成形。具體實施方式本用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料的冶煉方法采用下述工藝步驟：（1）按成分配比稱量純鋁、純硅、純銅、純鉻、鋁硅合金、鋁銅合金或其他合金原料。各成分的質(zhì)量百分比含量為：si1.0～20.0%、cu0.5～15.0%、cr0.1～2.0%，其余為al及不可避免的雜質(zhì)；雜質(zhì)元素總量最好≤1%。將稱量好的原料放入冶煉爐內(nèi)；對冶煉爐的真空熔煉室進(jìn)行抽真空，真空度≤10pa后開始送電加熱。所述冶煉爐最好采用氧化鋁材質(zhì)。（2）當(dāng)冶煉爐內(nèi)開始出現(xiàn)金屬液時，停止抽真空，向真空熔煉室充入惰性氣體，使真空熔煉室內(nèi)氣壓達(dá)到0.04～0.07mpa。所述惰性氣體可選擇所有惰性氣體，但出于經(jīng)濟考慮，氮氣和氬氣為最優(yōu)選擇。（3）根據(jù)合金含量不同，熔化溫度在580℃～700℃；為保證各合金完全熔化，控制金屬液溫度≥700℃，并保持5min及以上；（4）最后進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在液相線以上50℃～100℃；澆鑄后即可得到所述的鋁基鍍層材料。（5）以本鋁基鍍層材料為鍍液，采用熱浸鍍的工藝，在熱沖壓成形鋼的表面形成一層薄鍍層，利用al、si、cr、cu、fe之間形成的金屬間化合物，鍍層凝固后經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砭哂休^強抗高溫氧化能力和抗高溫腐蝕性能。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實施例1：本用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料采用下述方法冶煉而成。本實施例的設(shè)備采用真空感應(yīng)爐：極限真空度為6.67×10-2pa，電源功率為100kw，頻率為2500hz，額定容量6.8l。所采用原料的配比見表1。表1：本實施例的原料加入量具體工藝：各原料加入冶煉爐后，抽真空至7pa時開始送電加熱；開始出現(xiàn)金屬液時，停止抽真空，充入氮氣至0.06mpa；當(dāng)合金全部熔化后，控制金屬液溫度到710℃，并保持5min；最后在液相線以上50℃進(jìn)行澆鑄。本實施例所得鋁基鍍層材料化學(xué)成分的質(zhì)量含量為：si10.37%、cu2.91%、cr0.41%，其余為al及不可避免的雜質(zhì)。實施例2：本用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料采用下述方法冶煉而成。本實施例的設(shè)備采用真空感應(yīng)爐：極限真空度為6.67×10-2pa，電源功率為100kw，頻率為2500hz，額定容量6.8l。所采用原料的配比見表2。表2：本實施例的原料加入量具體工藝：各原料加入冶煉爐后，抽真空至9pa時開始送電加熱；開始出現(xiàn)金屬液時，停止抽真空，充入氮氣至0.07mpa；當(dāng)合金全部熔化后，控制金屬液溫度到716℃，并保持5min；最后在液相線以上70℃進(jìn)行澆鑄。本實施例所得鋁基鍍層材料的化學(xué)成分的質(zhì)量含量為：si1.02%、cu14.87%、cr1.99%，其余為al及不可避免的雜質(zhì)。實施例3：本用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料采用下述方法冶煉而成。本實施例的設(shè)備采用真空感應(yīng)爐：極限真空度為6.67×10-2pa，電源功率為100kw，頻率為2500hz，額定容量6.8l。所采用原料的配比見表3。表3：本實施例的原料加入量具體工藝：各原料加入冶煉爐后，抽真空至10pa時開始送電加熱；開始出現(xiàn)金屬液時，停止抽真空，充入氬氣至0.04mpa；當(dāng)合金全部熔化后，控制金屬液溫度到763℃，并保持10min；最后在液相線以上100℃進(jìn)行澆鑄。本實施例所得鋁基鍍層材料的化學(xué)成分的質(zhì)量含量為：si19.99%、cu0.50%、cr0.10%，其余為al及不可避免的雜質(zhì)。實施例4：本用于熱沖壓成形的鋁基鍍層材料采用下述方法冶煉而成。本實施例的設(shè)備采用真空感應(yīng)爐：極限真空度為6.67×10-2pa，電源功率為100kw，頻率為2500hz，額定容量6.8l。所采用原料的配比見表4。表4：本實施例的原料加入量合金種類純鋁鋁硅合金zalsi12純銅純鉻純度99.8%al87.5%al，12.2%si99.5%cu99.4%cr加入量8.635kg6.14kg0.15kg0.075kg具體工藝：各原料加入冶煉爐后，抽真空至7pa時開始送電加熱；開始出現(xiàn)金屬液時，停止抽真空，充入氮氣至0.05mpa；當(dāng)合金全部熔化后，控制金屬液溫度到700℃，并保持7min；最后在液相線以上85℃進(jìn)行澆鑄。本實施例所得鋁基鍍層材料的化學(xué)成分的質(zhì)量含量為：si5.19%、cu0.99%、cr0.51%，其余為al及不可避免的雜質(zhì)。鍍鋅試驗：采用實施例1～4的鍍層材料進(jìn)行熱鍍鋅，所得鍍層主要性能指標(biāo)見表5。當(dāng)前第1頁12