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WO2009047183A1 - Method for the production of a steel component by thermoforming, and steel component produced by thermoforming - Google Patents

Method for the production of a steel component by thermoforming, and steel component produced by thermoforming Download PDF

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WO2009047183A1
WO2009047183A1 PCT/EP2008/063139 EP2008063139W WO2009047183A1 WO 2009047183 A1 WO2009047183 A1 WO 2009047183A1 EP 2008063139 W EP2008063139 W EP 2008063139W WO 2009047183 A1 WO2009047183 A1 WO 2009047183A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coating
weight
steel
flat
thermoforming
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/063139
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Barbara Lupp
Sabine Hasenfuss
Ansgar Albers
Manfred Meurer
Wilhelm Warnecke
Original Assignee
Thyssenkrupp Steel Ag
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Filing date
Publication date
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Application filed by Thyssenkrupp Steel Ag filed Critical Thyssenkrupp Steel Ag
Priority to US12/681,286 priority Critical patent/US20100294400A1/en
Publication of WO2009047183A1 publication Critical patent/WO2009047183A1/en

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    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12Aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a steel component provided with a metallic coating which protects against corrosion, in particular by a cathodic protective effect, by thermoforming a flat steel product produced from a low-alloy tempered steel. Moreover, the invention relates to a steel component produced by thermoforming a flat steel product and provided with a corrosion protection coating which protects against corrosion, in particular by a cathodic protective action.
  • a process that allows the production of correspondingly high-strength and at the same time thin-walled steel components is hot-press hardening.
  • a circuit board is first cut from a steel strip. This board is then heated to a thermoforming temperature that is typically above the Ar3 temperature of the particular steel material being processed. The thus heated board is then placed in the warm state in a ümformwerkmaschinemaschine and brought into the desired component shape. Subsequently, or meanwhile, there is a cooling of the molded component, in which a Vergutungs- or Hartegefuge arises in the processed steel.
  • low alloyed steels are suitable for compression molding.
  • these steels are sensitive to corrosive attacks to which they are exposed, especially when they are used for the construction of vehicle bodies.
  • the thus assembled steel strip is provided according to EP 0 971 044 Bl with a coating based on aluminum or an aluminum alloy.
  • this coating is an AlSi coating which has Fe contents.
  • the thus coated steel strip is heated to a temperature of more than 750 0 C, formed into a component and then cooled at a Abkuhl Anlagen under which forms a Hartegefuge.
  • the steel component produced in the manner known from EP 0 971 044 B1 has, in addition to good strength properties, a fundamentally good resistance to corrosion.
  • steel components made available in accordance with this prior art can be used to produce steel components in just one hot stamping step without damaging the Al coating.
  • the Al-based coated steel used in the known manner lacks an essential property which damages the steel upon injury cathodic protects against corrosion. This sensitivity proves to be particularly problematic when using the processed by the known method steels in the field of bodywork for automobiles.
  • the object of the invention was to provide an economical process for the production of high-strength steel components, which have optimized corrosion protection and are particularly suitable for use in automobile bodies.
  • a suitably procured steel component should be created.
  • a metallic coating is produced on a flat steel product produced from a low-alloy tempered steel, which consists of two successively applied in two process steps Layers is formed.
  • the tempering steel may be, for example, a Mn-B steel, as it is already widely used in the prior art.
  • the flat steel product produced from the suitably composed tempered steel is present with an Al coating containing at least 85% by weight of Al, with additional contents of up to 15% by weight being present in the Al coating applied according to the invention could be.
  • Typical variants of the Al coating applied according to the invention are a coating consisting almost entirely of Al or an AlSi variant in which the Si content of the applied AlSi coating amounts to 8-12% by weight of Si.
  • a Zn coating is applied to this Al coating, which consists of at least 90 wt .-% of zinc.
  • the two-layer coated steel flat product is then heated to a hot forming temperature of at least 750 ° C.
  • a hot forming temperature typically at least 750 ° C.
  • the heated to the hot forming temperature flat steel product is thermoformed in a further step in a conventional manner to the respective component and in one for the desired training of Vergutungs- or Hartegefuges accelerated cooled.
  • thermoforming temperature to temperature may be preceded by dividing the flat product which has previously been present as a strip in the manner of the invention in two layers into sheets.
  • each of the individual coating steps can be preceded by a cleaning of the surface of the flat steel product or of the coating applied thereto.
  • coated flat steel product proved both for a direct, d. h as a one-step work step without previous cold forming performed thermoforming, as well as for an indirect, d. H. at least two-stage shaping characterized by a succession of cold working and hot working.
  • each thermoforming carried out in a steel component according to the invention is a zinc alloy Surface having a zinc content of at least 60 wt .-%, in particular of at least 80 wt .-%, before.
  • the accelerated corrosion test salt spray fog test
  • coatings produced according to the invention have a resistance to corrosion which is at least comparable to pure zinc excesses.
  • the high level of Al having, disposed between the Zn-dominated top layer and the respective steel substrate base layer of the inventive metallic Automatuberzugs protects this against excessive zinc and iron diffusion during the heat treatment in accordance with the invention preferably in the range of 750 to 900 0 C in particular 850 to 900 0 C chosen
  • the barrier effect of the base layer is the delayed formation of red rust on the surface.
  • the base coat prevents zinc from reaching the grain boundaries of the steel substrate, which has the potential to cause hot working cracking.
  • the Al-Fe-Zn-Si-containing base layer of the overall coating produced according to the invention protects the steel substrate particularly effectively against oxidation with the oxygen of the environment. With the procedure according to the invention, a particularly economically viable option of producing optimized corrosion-protected components made of high-strength hot-press-formable steel is thus available.
  • a steel component obtained in accordance with the invention carries a metallic coating which is formed by a base layer resting on the flat steel product and a cover layer lying on the base layer, the base layer containing at least 30% by weight Al, at least 20% by weight.
  • % Fe and at least 3 wt .-% Si and the top layer at least 60 wt .-% Zn, in particular at least 80 wt .-%, and at least 5 wt% Al and up to 10 wt .-% Fe and up to 10 wt .-% Si has.
  • the Al coating can be applied to the respective flat steel product as a first coating layer by fireruminating in a particularly economical manner while at the same time providing optimum coating results.
  • the Zn coating can also be applied to the previously applied to the flat steel product AI layer by a hot dip galvanizing particularly economically in a comparable manner known per se and preserved in practice.
  • the Zn coating is deposited electrolytically on the Al coating as an alternative to hot-dip galvanizing.
  • electrolytic galvanizing is preferably a layer with a Zn content of at least 99 wt .-% deposited.
  • the Zn coating is deposited on the Al coating in a PVD process.
  • PVD physical vapor reduction
  • hot-dip galvanizing and when applying by PVD method can be at least one other element of Al, Mg or Fe contained in addition to Zn.
  • the contents should not exceed 5% by weight Al, 5% by weight Mg and / or 0.5% by weight Si.
  • the contents of other accompanying elements in the Zn coating should not exceed 1 wt .-% in total.
  • the flat products coated according to the invention are passed through an acid bath which unwinds the oxide layer from them, without attacking the surface of the flat steel product itself.
  • the Oxidabtrag is controlled so that you get a favorable set for the electrolytic strip galvanizing surface.
  • the process according to the invention can be carried out in a particularly economical manner when the Al coating and then the Zn coating and all the work steps required between the respective coating steps are completed in a sequence of operations continuously following each other.
  • coated steel strip according to the invention proves to be particularly insensitive to those in hot forming in one Traces occurring even if the respective component is given a complex shape.
  • the flat steel product may undergo at least one cold forming step before being heated to the hot forming temperature.
  • the deformation can take place almost completely during the cold forming, so that in this case the hot forming step carried out after the cold forming represents rather a warm calibration with subsequent quenching in the tool.
  • the Al coating applied to the flat steel product before heating to the thermoforming temperature has a thickness of 5 to 25 ⁇ m, in particular 5 to 15 ⁇ m
  • the Zn coating applied to the AlSi coating Heating to the thermoforming temperature has a thickness of 2 - 10 microns.
  • investigations have shown that especially when the AlSi coating is applied by fire aluminizing, prior to heating to the thermoforming temperature between the flat steel product and the correspondingly applied AlSi coating a 2-5 .mu.m thick, Al, Si and Fe containing alloy boundary layer available is.
  • one according to the invention has two work procedures deforming flat product applied metallic coating typically has a total thickness of 7 - 35 microns on.
  • a base layer lying directly on the flat steel product and consisting predominantly of Al and additional Fe, Zn and Si is present, on which predominantly Zn and additional contents are present Al, Si and Fe existing cover layer is located.
  • the base layer has at least 30 wt .-% Al, at least 20 wt .-% Fe, at least 3 wt .-% Si and at most 30 wt .-% Zn, while in the top layer at least 60 wt .-%, in particular at least 80 wt .-%, Zn at least 5 wt .-% Al and at most 10 wt .-% Fe and at most 10 wt .-% Si are present.
  • the thickness of the base layer of the finished molded component according to the invention is typically 10 to 50 ⁇ m, in particular 15 to 25 ⁇ m, while the thickness of the cover layer is typically in the range of 5 to 20 ⁇ m, in particular 3 to 10 ⁇ m.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first inventive workflow in the coating of a flat steel product
  • 2 is a schematic representation of a second inventive workflow in the coating of a flat steel product.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third process according to the invention in the coating of a flat steel product
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth workflow according to the invention in the coating of a flat steel product
  • FIG. 5 is a schematic representation of a fifth inventive workflow in the coating of a flat steel product.
  • FIG. 6 shows a comparison of the layer structure on a flat steel product coated according to the invention before and after heating to thermoforming temperature
  • FIG. 8 shows a detail of a microsection of a steel flat product coated according to the invention before heating to forming temperature
  • FIG. 9 shows a detail of a micrograph of a steel flat product coated according to the invention after heating to deformation temperature.
  • the figures 1 to 5 various possibilities of practical implementation of the erfmdungsgespecializeden method are exemplified. In each case, the respective examples are based on a cold-rolled steel strip which is produced, for example, from the known 22MnB5 steel.
  • Fig. 2 shows an example in which the operations indicated in Fig. 1 are run through, but not in a continuous, but m a broken sequence.
  • the strip is wound into a coil, transferred to an electrolytically working coating machine, cleaned and de-capped there and then electrolytically provided with the Zn coating applied to the AlSi coating ,
  • Fig. 5 gives an example of a procedure in which the steel strip is first cleaned, then fire-aluminized (ie, annealed and passed through an AlSi melt bath), then finish rolled, then cleaned, and finally by application of a PVD Process is coated with the Zn layer.
  • Fig. 6 shows in its left half the layer structure of a coating, as it is present in accordance with the invention procedure before heating to thermoforming temperature.
  • the overlying AlSi layer typically containing 90 wt% and 10 wt% Si, is one
  • Alloy layer formed containing Al, Si and Fe Alloy layer formed containing Al, Si and Fe.
  • the layer structure of Bacabszugs is shown, which is at a temperature of more than five minutes extending heating of the layer structure shown in the left half of 900 0 C. Accordingly, after this heating on the steel substrate, a base layer consisting of 40% by weight of Al, 30% by weight of Fe, 20% by weight of Zn and 5% by weight of Si, on which a covering layer consisting of 80% by weight of Zn, 16% by weight of Al, 2% by weight of Si and 2% by weight of Fe. Covering layer and base layer together form the overall coating there as well.
  • a steel strip made of a hardenable steel having a carbon content of 0.22%, a Mn content of 1.2%, a Cr content of 0.20% and a B content of 0.003% is used as a cold-rolled strip in annealed in a continuous hot dip coating line and coated with an AlSi melt.
  • the tape was first cleaned in a cleaning of the Schmutzrucklines from the cold rolling process and then went through an annealing furnace by it has been heated to 750 0 C.
  • the strip has been annealed recrystallizing in the annealing furnace in a protective gas atmosphere with 10% H 2 and balance N 2 .
  • the band After cooling to a temperature of 680 0 C (also still under inert gas 10% H 2 , balance N 2 ), the band has entered an aluminum bath with a temperature of 660 0 C.
  • the aluminum bath additionally contained about 10% by weight of silicon.
  • the strip After cooling the strip to ⁇ 50 0 C is performed by skin-pass rolling in a Dressiergerust the adjustment of the surface roughness of the tape provided with the AlSi-coating. In a subsequent section of the production line, the strip was then first chemically treated in an aqueous solution with 80 g / l HCl (hydrochloric acid) for 10 s at 40 0 C.
  • thermoforming temperature 880 0 C for 5 min.
  • the layer structure present before heating to the hot forming temperature is shown in FIG. 8.
  • FIG. 9 shows the overall coating present on the component produced in this way.
  • a steel strip made of a hardenable steel is as a cold-rolled strip in a continuous Hot dip coating line annealed and coated.
  • the tape has first been cleaned and annealed as in Example 1. Subsequently, it has undergone an aluminum-silicon bath (Si content 10%) whose temperature was 660 0 C. The subsequently set by Abstreifdusen thickness of the resulting AlSi coating was 15 microns. After a Kuhltier, over which the tape has been cooled to 480 0 C, the tape is immersed in a second molten bath of zinc, which was provided with an addition of 0.2% Al. With the subsequent Abstreifdusen a zinc coating thickness of 5 microns has been set. After cooling the strip to ⁇ 50 0 C, the setting of the surface roughness was carried out in a temper mill. Finally, the tape has been wound into a finished coil.
  • a steel strip of a hardenable steel has been annealed and coated as a cold-rolled strip in a continuous hot dip coating line.
  • the tape is first cleaned as in Example 1, annealed and provided with an AlSi coating.
  • the coating thickness set by the stripping nozzles amounts to 20 ⁇ m in this case.
  • After cooling the strip to ⁇ 50 0 C was carried out by temper rolling in a temper rolling the adjustment of the surface roughness.
  • the tape was first cleaned alkaline, then to be coated in a PVD module with a zinc coating of 3 microns. Finally, the tape has been wound into a finished coil.
  • Blanks were cut from the coated strip for the hot forming process and heated in an oven at 900 0 C for 5 min. Subsequently, the boards are converted by means of manipulator in a forming press and here converted into a component and cooled in the tool accelerated.

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Abstract

The present invention relates to a method for the production of a steel component provided with a metallic coating which protects against corrosion, having the following work steps: coating a sheet steel product produced from low-alloy heat-treated steel with an Al coating containing at least 85% by weight Al and optionally up to 15% by weight Si; coating the sheet steel product provided with the Al coating with a Zn coating containing at least 90% by weight Zn; heating the sheet steel product to a thermoforming temperature of at least 750°C; thermoforming the heated steel component from the sheet steel product, and cooling sufficiently quickly to form a heat-treated or hardened structure of the thermoformed steel component.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Stahlbauteils durch Warmformen und durch Warmformen hergestelltes Process for producing a steel component by thermoforming and thermoforming
Stahlbauteilsteel component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einer metallischen, vor Korrosion, insbesondere durch eine kathodische Schutzwirkung, schützenden Überzug versehenen Stahlbauteils durch Warmformen eines aus einem niedrig legierten Vergütungsstahl erzeugten Stahlflachprodukts. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein durch Warmformen eines Stahlflachproduktes erzeugtes, mit einer metallischen, vor Korrosion, insbesondere durch eine kathodische Schutzwirkung, schützenden Korrosionsschutzbeschichtung versehenes Stahlbauteil.The invention relates to a method for producing a steel component provided with a metallic coating which protects against corrosion, in particular by a cathodic protective effect, by thermoforming a flat steel product produced from a low-alloy tempered steel. Moreover, the invention relates to a steel component produced by thermoforming a flat steel product and provided with a corrosion protection coating which protects against corrosion, in particular by a cathodic protective action.
Wenn hier von Stahlflachprodukten die Rede ist, so sind damit Stahlbänder, Stahlbleche oder daraus gewonnene Platinen sowie das Stahlsubstrat des aus solchen Bändern, Blechen oder Platinen gewonnenen Stahlbauteils gemeint.When it comes to flat-rolled steel products, it refers to steel strips, steel sheets or blanks obtained therefrom and the steel substrate of the steel component obtained from such strips, sheets or blanks.
An die Steifigkeit und Festigkeit von Bauteilen werden gerade im Fahrzeugbau zunehmend hohe Anforderungen gestellt. Gleichzeitig werden jedoch im Interesse einer Optimierung des für den Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs benötigten Energieverbrauchs ein möglichst geringes Karosseriegewicht und entsprechend geringe Materialdicken angestrebt. Erfüllt werden können diese auf den ersten Blick widerspruchlichen Anforderungen durch hochfeste und hochstfeste Stahlwerkstoffe, welche unter Anwendung geeigneter Verfahrensschritte die Herstellung von Bauteilen mit sehr hoher Festigkeit bei geringer Mateπaldicke erlauben.The rigidity and strength of components are becoming increasingly demanding, especially in vehicle construction. At the same time, however, in the interest of optimizing the energy consumption required for the drive of the respective vehicle, it is desirable to have the lowest possible body weight and correspondingly low material thicknesses. These can be fulfilled at first View contradictory requirements by high-strength and high-strength steel materials, which allow the use of suitable process steps, the production of components with very high strength at low Mateπaldicke.
Ein Verfahren, dass die Herstellung entsprechend hochfester und gleichzeitig dünnwandiger Stahlbauteile erlaubt, ist das Warmpressharten . Beim Warmpressharten wird zunächst aus einem Stahlband eine Platine geschnitten. Diese Platine wird dann auf eine Warmformtemperatur erwärmt, die in der Regel oberhalb der Ar3-Temperatur des jeweils verarbeiteten Stahlwerkstoffs liegt. Die so erwärmte Platine wird dann im warmen Zustand in ein ümformwerkzeug gelegt und darin in die gewünschte Bauteilform gebracht. Anschließend bzw. unterdessen erfolgt eine Abkühlung des geformten Bauteils, bei der im verarbeiteten Stahl ein Vergutungs- bzw. Hartegefuge entsteht.A process that allows the production of correspondingly high-strength and at the same time thin-walled steel components is hot-press hardening. In hot pressing, a circuit board is first cut from a steel strip. This board is then heated to a thermoforming temperature that is typically above the Ar3 temperature of the particular steel material being processed. The thus heated board is then placed in the warm state in a ümformwerkzeug and brought into the desired component shape. Subsequently, or meanwhile, there is a cooling of the molded component, in which a Vergutungs- or Hartegefuge arises in the processed steel.
Für das Pressformharten kommen niedrig legierte Stahle in Frage. Allerdings sind diese Stahle empfindlich gegen korrosive Angriffe, denen sie insbesondere dann ausgesetzt sind, wenn sie für den Bau von Fahrzeugkarosserien verwendet werden.For compression molding, low alloyed steels are suitable. However, these steels are sensitive to corrosive attacks to which they are exposed, especially when they are used for the construction of vehicle bodies.
In jüngerer Zeit sind verschiedene Versuche gemacht worden, die Vorteile des Warmumformens von hochfesten, für das Warmpressharten geeigneten Stahlen gerade auch für diese Einsatzbereiche nutzbar machen. Als Vorreiter dieser Entwicklung ist der in der EP 0 971 044 Bl beschriebene Stand der Technik zu nennen. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird ein warmgewalztes Stahlblech verarbeitet, welches neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen in (Gew.-%) zwischen 0,15 - 0,5 % C, zwischen 0,5 - 3 % Mn, zwischen 0,1 - 0,5 % Si, zwischen 0,01 - 1 % Cr, weniger als 0,2 % Ti, jeweils weniger als 0,1 % Al und P, weniger als 0,05 S sowie zwischen 0,0005 - 0,08 % B enthalt. Der entsprechend dieser Vorschrift zusammengesetzte Stahl ist in der Praxis unter der Bezeichnung 22MnB5 bekannt.More recently, various attempts have been made to harness the benefits of hot working high strength steel suitable for hot press hardening, especially for these applications. A pioneer in this development is the prior art described in EP 0 971 044 B1. According to this known processes, a hot rolled steel sheet is processed, which in addition to iron and unavoidable impurities in (wt .-%) between 0.15 - 0.5% C, between 0.5 - 3% Mn, between 0.1 - 0.5% Si, between 0.01-1% Cr, less than 0.2% Ti, less than 0.1% each of Al and P, less than 0.05 S and between 0.0005-0.08% B. The steel assembled in accordance with this requirement is known in practice as 22MnB5.
Das derart zusammengesetzte Stahlband wird gemäß der EP 0 971 044 Bl mit einer Beschichtung versehen, die auf Aluminium oder einer Aluminiumlegierung basiert. Insbesondere handelt es sich bei dieser Beschichtung um einen AlSi-Uberzug, der Gehalte an Fe aufweist. Das derart beschichtete Stahlband wird auf eine Temperatur von mehr als 750 0C erwärmt, zu einem Bauteil geformt und anschließend mit einer Abkuhlgeschwindigkeit abgekühlt, unter der sich ein Hartegefuge ausbildet.The thus assembled steel strip is provided according to EP 0 971 044 Bl with a coating based on aluminum or an aluminum alloy. In particular, this coating is an AlSi coating which has Fe contents. The thus coated steel strip is heated to a temperature of more than 750 0 C, formed into a component and then cooled at a Abkuhlgeschwindigkeit under which forms a Hartegefuge.
Das in der aus der EP 0 971 044 Bl bekannten Weise erzeugte Stahlbauteil weist neben guten Festigkeitseigenschaften eine grundsatzlich gute Beständigkeit gegen Korrosion auf. Gleichzeitig lassen sich aus den gemäß diesem Stand der Technik zur Verfugung gestellten Stahlblechen in nur einem einzigen Warmumformschritt Stahlbauteile erzeugen, ohne dass es zu einer Beschädigung der Al-Beschichtung kommt.The steel component produced in the manner known from EP 0 971 044 B1 has, in addition to good strength properties, a fundamentally good resistance to corrosion. At the same time, steel components made available in accordance with this prior art can be used to produce steel components in just one hot stamping step without damaging the Al coating.
Den in der bekannten Weise verarbeiteten, mit einem Al- basierten Überzug versehenen Stahlen fehlt eine wesentliche Eigenschaft, die den Stahl bei Verletzung kathodisch gegen Korrosion schützt. Diese Empfindlichkeit erweist sich insbesondere beim Einsatz der nach dem bekannten Verfahren verarbeiteten Stahle im Bereich von Karosserie für Automobile als problematisch.The Al-based coated steel used in the known manner lacks an essential property which damages the steel upon injury cathodic protects against corrosion. This sensitivity proves to be particularly problematic when using the processed by the known method steels in the field of bodywork for automobiles.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist in der WO 2005/021820 Al, der WO 2005/021821 Al und der WO 2005/021822 Al vorgeschlagen worden, anstelle eines Al- basierten Überzugs eine auf Zink basierende Beschichtung auf das Stahlsubstrat aufzubringen. Aus derart beschichteten Stahlflachprodukten erzeugte Blechbauteile weisen zwar einen kathodischen Korrosionsschutz auf. Dazu muss allerdings in Kauf genommen werden, dass die Verformung des jeweiligen Stahlflachprodukts zu dem Bauteil in mindestens zwei Stufen erfolgen muss, wobei die erste Stufe eine Kaltverformung ist, in der der weitaus größte Teil der Formgebung erfolgt, und im Zuge der Warmverformungsstufe lediglich noch eine Kalibrierung des Bauteils mit anschließender Abschreckung möglich ist. Dies führt zu einer nur begrenzten wirtschaftlichen Nutzbarkeit dieses bekannten Prozesses.In order to avoid this disadvantage, it has been proposed in WO 2005/021820 A1, WO 2005/021821 A1 and WO 2005/021822 A1 to apply a zinc-based coating to the steel substrate instead of an Al-based coating. Although sheet metal components produced from such coated flat steel products have cathodic corrosion protection. It must be accepted, however, that the deformation of the respective flat steel product to the component must be carried out in at least two stages, the first stage is a cold deformation, in which by far the largest part of the shaping takes place, and in the course of the hot deformation stage only one Calibration of the component with subsequent deterrence is possible. This leads to a limited economic usability of this known process.
Ein alternativer Versuch, aus Stählen der in der EP 0 971 044 Bl beschriebenen Art erzeugte Bauteile effektiver für den Einsatz im Fahrzeugkarosseriebau verwenden zu können, ist aus der DE 103 33 166 Al beschrieben. Gemäß dem aus dieser Offenlegungsschrift bekannten Verfahren wird ein Stahlbauteil in einer aus der EP 0 971 044 Bl bekannten Weise erzeugt und anschließend mit einer zusätzlichen Zinkschicht überzogen. Durch diese nachträgliche Stückverzinkung ist zwar das Problem des kathodischen Korrosionsschutzes gelost, jedoch muss dazu ein zusatzlicher nachtraglicher Beschichtungsschritt in Kauf genommen werden, der nicht nur zu einem erhöhten Zeitaufwand bei der Herstellung von Karosseriebauteilen, sondern auch zu einem erhöhten Kostenaufwand fuhrt.An alternative attempt to use components produced from steels of the type described in EP 0 971 044 Bl more effectively for use in vehicle body construction is described in DE 103 33 166 A1. According to the method known from this publication, a steel component is produced in a manner known from EP 0 971 044 B1 and subsequently coated with an additional zinc layer. By this subsequent piece galvanizing is indeed the problem of cathodic corrosion protection solved, but this must be taken into account additional Nachtraglicher coating step, which leads not only to an increased expenditure of time in the manufacture of body parts, but also at an increased cost.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von hochfesten Stahlbauteilen anzugeben, die einen optimierten Korrosionsschutz besitzen und insbesondere für den Einsatz in Automobilkarosserien geeignet sind. Darüber hinaus sollte ein entsprechend beschaffenes Stahlbauteil geschaffen werden.Against the background of the prior art explained above, the object of the invention was to provide an economical process for the production of high-strength steel components, which have optimized corrosion protection and are particularly suitable for use in automobile bodies. In addition, a suitably procured steel component should be created.
In Bezug auf das Verfahren ist diese Aufgabe erfindungsgemaße dadurch gelost worden, dass bei der Herstellung eines Stahlbauteils die in Anspruch 1 angegebenen Arbeitsschritte durchlaufen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den auf Anspruch 1 ruckbezogenen Ansprüchen angegeben.With regard to the method, this object has been achieved according to the invention in that in the production of a steel component, the operations specified in claim 1 are performed. Advantageous embodiments of this method are given in the claims based on claim 1.
In Bezug auf das Stahlbauteil ist diese Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelost worden, dass ein solches Stahlbauteil gemäß Anspruch 27 ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Bauteils sind in den von Anspruch 27 abhangigen Ansprüchen genannt.With regard to the steel component, this object has been achieved according to the invention in that such a steel component is designed according to claim 27. Advantageous embodiments of this component are mentioned in the dependent from claim 27 claims.
Gemäß der Erfindung wird auf einem aus einem niedrig legierten Vergütungsstahl erzeugten Stahlflachprodukt eine metallische Beschichtung erzeugt, die aus zwei in zwei Verfahrensschritten nacheinander aufgebrachten Schichten gebildet ist. Bei dem Vergütungsstahl kann es sich beispielsweise um einen Mn-B-Stahl handeln, wie er bereits im Stand der Technik vielfach eingesetzt wird.According to the invention, a metallic coating is produced on a flat steel product produced from a low-alloy tempered steel, which consists of two successively applied in two process steps Layers is formed. The tempering steel may be, for example, a Mn-B steel, as it is already widely used in the prior art.
Gemäß der Erfindung wird im ersten Arbeitsschritt das aus dem geeignet zusammengesetzten Vergütungsstahl erzeugte Stahlflachprodukt mit einem Al-Uberzug, der mindestens 85 Gew.-% Al enthalt, wobei zusatzlich Gehalte von bis zu 15 Gew.-% in dem erfindungsgemaß aufgetragenen Al-Uberzug vorhanden sein können. Typische Varianten der erfindungsgemaß aufgetragenen Al-Beschichtung sind ein fast vollständig aus Al bestehender Überzug oder eine AlSi-Variante, bei der der Si-Gehalt des aufgetragenen AlSi-Uberzugs 8 - 12 Gew.-% Si betragt.According to the invention, in the first step, the flat steel product produced from the suitably composed tempered steel is present with an Al coating containing at least 85% by weight of Al, with additional contents of up to 15% by weight being present in the Al coating applied according to the invention could be. Typical variants of the Al coating applied according to the invention are a coating consisting almost entirely of Al or an AlSi variant in which the Si content of the applied AlSi coating amounts to 8-12% by weight of Si.
Anschließend wird auf diesen Al-Uberzug ein Zn-Uberzug aufgetragen, der zu mindestens 90 Gew.-% aus Zink besteht .Subsequently, a Zn coating is applied to this Al coating, which consists of at least 90 wt .-% of zinc.
Vor der Umformung zum jeweiligen Bauteil wird das derart zweischichtig beschichtete Stahlflachprodukt dann auf eine mindestens 750 0C betragende Warmformtemperatur erwärmt. Dabei kommt es zur Ausbildung einer aus Al, Fe, Zn und Si legierten Grundschicht, an der Al den größten Anteil hat, jedoch auch Fe, Zn und Si als wesentliche Bestandteile hervortreten. In der Praxis werden erfindungsgemaß typischerweise Warmformtemperaturen von 850 bis 950 0C, insbesondere 850 - 900 0C, eingestellt.Before the forming of the respective component, the two-layer coated steel flat product is then heated to a hot forming temperature of at least 750 ° C. This results in the formation of an alloyed Al, Fe, Zn and Si base layer in which Al has the largest share, but Fe, Zn and Si emerge as essential ingredients. In practice, according to the invention typically thermoforming temperatures of 850 to 950 0 C, in particular 850 - 900 0 C, set.
Das auf die Warmformtemperatur erwärmte Stahlflachprodukt wird in einem weiteren Arbeitsschritt in an sich bekannter Weise zum jeweiligen Bauteil warmgeformt und in einer für die gewünschte Ausbildung des Vergutungs- bzw. Hartegefuges beschleunigt abgekühlt.The heated to the hot forming temperature flat steel product is thermoformed in a further step in a conventional manner to the respective component and in one for the desired training of Vergutungs- or Hartegefuges accelerated cooled.
Bei den voranstehend aufgezählten Arbeitsschritten handelt es sich um die Maßnahmen, die mindestens notwendig sind, um den erfindungsgemaß erzielten Erfolg zu erreichen. Selbstverständlich können zusatzliche Schritte vorgesehen werden, wenn dies sich aus produktionstechnischer Sicht für notwendig erweist.The above-enumerated operations are the measures which are at least necessary to achieve the success achieved according to the invention. Of course, additional steps can be provided if this proves necessary from a production point of view.
So kann dem Erwarmen auf die Warmformtemperatur beispielsweise ein Zerteilen des zuvor als Band vorliegenden in der erfindungsgemaßen Weise zweischichtig überzogenen Flachprodukts zu Platinen vorausgehen. Darüber hinaus kann den einzelnen Beschichtungsschritten jeweils eine Reinigung der Oberflache des Stahlflachproduktes bzw. der darauf aufgetragenen Beschichtung vorangehen.For example, heating the thermoforming temperature to temperature may be preceded by dividing the flat product which has previously been present as a strip in the manner of the invention in two layers into sheets. In addition, each of the individual coating steps can be preceded by a cleaning of the surface of the flat steel product or of the coating applied thereto.
überraschend hat sich zunächst gezeigt, dass das in erfindungsgemaßer Weise beschichtete Stahlflachprodukt sich problemlos zu einem Stahlbauteil umformen lasst. So erwies sich erfindungsgemaß beschichtetes Stahlflachprodukt sowohl für eine direkte, d. h als einstufiger Arbeitsschritt ohne vorhergehende Kaltverformung durchgeführte Warmformgebung, als auch für eine indirekte, d. h. mindestens zweistufige, durch eine Aufeinanderfolge von Kaltverformung und Warmverformung gekennzeichnete Formgebung geeignet.Surprisingly, it has initially been shown that the steel flat product coated in the manner according to the invention can be easily converted into a steel component. Thus, according to the invention coated flat steel product proved both for a direct, d. h as a one-step work step without previous cold forming performed thermoforming, as well as for an indirect, d. H. at least two-stage shaping characterized by a succession of cold working and hot working.
Nach der jeweils durchgeführten Warmformgebung liegt bei einem erfindungsgemaßen Stahlbauteil eine zinklegierte Oberflache mit einem Zink-Gehalt von mindesten 60 Gew.-%, insbesondere von mindestens 80 Gew.-%, vor. Daraus resultiert ein kathodischer Korrosionsschutz, der elektrochemisch eindeutig nachweisbar ist. So konnte im beschleunigten Korrosionstest (Salzspruhnebeltest) nachgewiesen werden, dass erfindungsgemaß erzeugte Überzüge eine Beständigkeit gegen Korrosion besitzen, die mit reinen Zinkuberzugen mindestens vergleichbar sind.After each thermoforming carried out in a steel component according to the invention is a zinc alloy Surface having a zinc content of at least 60 wt .-%, in particular of at least 80 wt .-%, before. This results in a cathodic corrosion protection, which is clearly detectable electrochemically. Thus, it could be demonstrated in the accelerated corrosion test (salt spray fog test) that coatings produced according to the invention have a resistance to corrosion which is at least comparable to pure zinc excesses.
Aus dem Umstand, dass bis zu 30 % Al in der Deckschicht des erfindungsgemaß erhaltenen Stahlbauteils vorhanden sein können, ergeben sich zusatzliche Vorteile in Bezug auf den Korrosionsschutz.From the fact that up to 30% Al may be present in the top layer of the steel component obtained according to the invention, additional advantages with regard to corrosion protection result.
Die einen hohen Anteil an Al aufweisende, zwischen der Zn-dominierten Deckschicht und dem jeweiligen Stahlsubstrat angeordnete Grundschicht des erfindungsgemaß erzeugten metallischen Gesamtuberzugs schützt diesen vor einer übermäßigen Zink- und Eisendiffusion wahrend der Wärmebehandlung bei den erfindungsgemaß bevorzugt im Bereich von 750 bis 900 0C, insbesondere 850 bis 900 0C gewähltenThe high level of Al having, disposed between the Zn-dominated top layer and the respective steel substrate base layer of the inventive metallic Gesamtuberzugs protects this against excessive zinc and iron diffusion during the heat treatment in accordance with the invention preferably in the range of 750 to 900 0 C in particular 850 to 900 0 C chosen
Warmformtemperaturen. Als Vorteile der Sperrwirkung der Grundschicht ist zum einen eine verzögerte Rotrostbildung an der Oberflache zu nennen. Zum anderen verhindert die Grundschicht, dass Zink auf die Korngrenzen des Stahlsubstrats gelangen kann, was die Gefahr einer Rissbildung bei der Warmumformung zur Folge hatte. Die Al-Fe-Zn-Si-haltige Grundschicht des erfindungsgemaß erzeugten Gesamtuberzuges schützt das Stahlsubstrat darüber hinaus besonders wirksam gegen eine Oxidation mit dem Sauerstoff der Umgebung. Mit der erfindungsgemaßen Vorgehensweise steht somit eine besonders wirtschaftlich durchfuhrbare Möglichkeit der Herstellung von optimiert korrosionsgeschutzten Bauteilen aus hochfesten warmpressformbaren Stahlen zur Verfugung.Thermoforming temperatures. One of the advantages of the barrier effect of the base layer is the delayed formation of red rust on the surface. On the other hand, the base coat prevents zinc from reaching the grain boundaries of the steel substrate, which has the potential to cause hot working cracking. In addition, the Al-Fe-Zn-Si-containing base layer of the overall coating produced according to the invention protects the steel substrate particularly effectively against oxidation with the oxygen of the environment. With the procedure according to the invention, a particularly economically viable option of producing optimized corrosion-protected components made of high-strength hot-press-formable steel is thus available.
Ein in erfindungsgemaßer Weise beschaffenes Stahlbauteil tragt den voranstehend zusammengefassten Erkenntnissen folgend eine metallische Beschichtung, die durch eine auf dem Stahlflachprodukt aufliegenden Grundschicht und einer auf der Grundschicht liegenden Deckschicht gebildet ist, wobei die Grundschicht mindestens 30 Gew.-% Al, mindestens 20 Gew.-% Fe und mindestens 3 Gew.-% Si enthalt und die Deckschicht mindestens 60 Gew.-% Zn, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, und mindestens 5 Gew.- % Al sowie bis zu 10 Gew.-% Fe und bis zu 10 Gew.-% Si aufweist .According to the findings summarized above, a steel component obtained in accordance with the invention carries a metallic coating which is formed by a base layer resting on the flat steel product and a cover layer lying on the base layer, the base layer containing at least 30% by weight Al, at least 20% by weight. % Fe and at least 3 wt .-% Si and the top layer at least 60 wt .-% Zn, in particular at least 80 wt .-%, and at least 5 wt% Al and up to 10 wt .-% Fe and up to 10 wt .-% Si has.
Besonders wirtschaftlich bei gleichzeitig optimalem Beschichtungsergebnis kann der Al-Uberzug durch Feueraluminieren als erste Uberzugsschicht auf das jeweilige Stahlflachprodukt aufgebracht werden.The Al coating can be applied to the respective flat steel product as a first coating layer by fireruminating in a particularly economical manner while at the same time providing optimum coating results.
Der Zn-Uberzug kann dann ebenfalls besonders wirtschaftlich in vergleichbarer, an sich bekannter und in der Praxis bewahrten Weise durch ein Feuerverzinken auf die zuvor auf das Stahlflachprodukt aufgebrachte AI-Schicht aufgetragen werden.The Zn coating can also be applied to the previously applied to the flat steel product AI layer by a hot dip galvanizing particularly economically in a comparable manner known per se and preserved in practice.
Besonders gute Beschichtungserfolge lassen sich darüber hinaus dadurch erzielen, wenn der Zn-überzug alternativ zu einem Feuerverzinken elektrolytisch auf dem Al-Uberzug abgeschieden wird. Beim elektrolytischen Verzinken wird bevorzugt eine Schicht mit einem Zn-Gehalt von mindestens 99 Gew.-% abgeschieden.In addition, particularly good coating results can be achieved if the Zn coating is deposited electrolytically on the Al coating as an alternative to hot-dip galvanizing. When electrolytic galvanizing is preferably a layer with a Zn content of at least 99 wt .-% deposited.
Eine weitere alternative Möglichkeit des Auftrags der Zn- Schicht besteht darin, dass der Zn-Uberzug in einem PVD- Verfahren auf dem Al-Uberzug abgeschieden wird. Die Nutzung des PVD-Verfahrens (PVD = Physical Vapor Reposition) für den Auftrag der Zn-Schicht erlaubt eine besonders exakte Einstellung der Schichtdicke.Another alternative possibility of applying the Zn layer is that the Zn coating is deposited on the Al coating in a PVD process. The use of the PVD method (PVD = physical vapor reduction) for the application of the Zn layer allows a particularly exact adjustment of the layer thickness.
Beim Feuerverzinken und beim Auftrag mittels PVD- Verfahren können neben Zn mindestens ein weiteres Element aus Al, Mg oder Fe enthalten sein. Vorteilhafterweise sollten die Gehalte 5 Gew.-% Al, 5 Gew.-% Mg und/oder 0,5 Gew.-% Si nicht überschreiten.When hot-dip galvanizing and when applying by PVD method can be at least one other element of Al, Mg or Fe contained in addition to Zn. Advantageously, the contents should not exceed 5% by weight Al, 5% by weight Mg and / or 0.5% by weight Si.
Die Gehalte an weiteren Begleitelementen im Zn-Uberzug, wie z.B. Pb, Bi, Cd, Ti, Cu, Cr oder Ni, sollten in Summe 1 Gew.-% nicht überschreiten.The contents of other accompanying elements in the Zn coating, e.g. Pb, Bi, Cd, Ti, Cu, Cr or Ni, should not exceed 1 wt .-% in total.
Zur Einstellung einer die Benetzbarkeit und Anbindung der anschließend aufgetragenen Zn-Schicht verbessernden Oberflachenrauhigkeit kann es zweckmäßig sein, das mit dem Al-Uberzug versehene Stahlflachprodukt vor dem Auftrag des Zn-Uberzugs einem Dressierwalzen zu unterziehen .To set a surface roughness which improves the wettability and bonding of the subsequently applied Zn layer, it may be expedient to subject the flat steel product provided with the Al coating to temper rolling before application of the Zn coating.
Für denselben Zweck kann es vorteilhaft sein, das mit dem Al-Uberzug versehene Stahlflachprodukt vor dem Auftrag des Zn-Uberzugs zu dekapieren. Beim Dekapieren werden die erfindungsgemaß beschichteten Flachprodukte durch ein Säurebad geleitet, das die Oxidschicht von ihnen abspult, ohne die Oberfläche des Stahlflachprodukts selbst anzugreifen. Durch den gezielt durchgeführten Schritt der Dekapierung wird der Oxidabtrag so gesteuert, dass man eine für die elektrolytische Bandverzinkung günstig eingestellte Oberfläche erhält.For the same purpose, it may be advantageous to decap the steel flat product provided with the Al coating before applying the Zn coating. During pickling, the flat products coated according to the invention are passed through an acid bath which unwinds the oxide layer from them, without attacking the surface of the flat steel product itself. By the deliberately carried out step of pickling the Oxidabtrag is controlled so that you get a favorable set for the electrolytic strip galvanizing surface.
In manchen Fällen, insbesondere bei einer nicht kontinuierlichen Durchführung der Verfahrensschritte, ist es vorteilhaft, zusätzlich vor dem Dekapieren eine alkalische Reinigung durchzuführen.In some cases, in particular in a non-continuous implementation of the method steps, it is advantageous to additionally perform an alkaline cleaning before picking.
Besonders wirtschaftlich lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren dann durchführen, wenn der Al-Überzug und anschließend der Zn-Überzug sowie alle zwischen den jeweiligen Beschichtungsschritten erforderlichen Arbeitsschritte in einer kontinuierlich aufeinand folgend durchlaufenen Arbeitsfolge absolviert werden.The process according to the invention can be carried out in a particularly economical manner when the Al coating and then the Zn coating and all the work steps required between the respective coating steps are completed in a sequence of operations continuously following each other.
Steht eine entsprechende Anlagentechnik nicht zur Verfügung oder erweist es sich aus sonstigen Gründen als zweckmäßig, so ist es jedoch auch problemlos möglich, den Al-Überzug und anschließend den Zn-Überzug in einer gebrochenen, diskontinuierlichen Arbeitsweise aufzubringen .If a corresponding system technology is not available or if it proves to be expedient for other reasons, it is also easily possible to apply the Al coating and then the Zn coating in a fractional, discontinuous mode of operation.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht, wie bereits erläutert, darin, dass die Umformung desThe particular advantage of the invention, as already explained, is that the deformation of the
Stahlflachprodukts zu dem Stahlbauteil in einem einzigen Warmformschritt erfolgen kann. So erweist sich erfindungsgemäß beschichtetes Stahlband als besonders unempfindlich gegen die bei der Warmumformung in einem Zuge auftretenden Belastungen auch dann, wenn das jeweilige Bauteil eine komplexe Form erhalt.Flat steel product can be made to the steel component in a single thermoforming step. Thus, coated steel strip according to the invention proves to be particularly insensitive to those in hot forming in one Traces occurring even if the respective component is given a complex shape.
Genauso ist es jedoch auch möglich, die Umformung des erfindungsgemaß beschichteten Flachprodukts mehrstufig durchzufuhren, wobei jeweils mindestens eine Umformstufe als auf die Erwärmung auf Warmformtemperatur folgender Warmformschritt ausgeführt wird. Dementsprechend kann, wenn sich dies aus produktionstechnischer Sicht als vorteilhaft erweist, das Stahlflachprodukt vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur mindestens einen Kaltumformschritt durchlaufen. Dabei kann die Verformung fast vollständig bei der Kaltumformung erfolgen, so dass in diesem Fall der nach der Kaltverformung durchgeführte Warmformschritt eher ein Warmkalibrieren mit anschließendem Abschrecken im Werkzeug darstellt.Equally, however, it is also possible to carry out the forming of the flat product coated according to the invention in several stages, wherein in each case at least one forming stage is carried out as the thermoforming step following the heating to the thermoforming temperature. Accordingly, if this proves to be advantageous from a production point of view, the flat steel product may undergo at least one cold forming step before being heated to the hot forming temperature. In this case, the deformation can take place almost completely during the cold forming, so that in this case the hot forming step carried out after the cold forming represents rather a warm calibration with subsequent quenching in the tool.
Besonders gute Arbeitsergebnisse stellen sich ein, wenn der auf das Stahlflachprodukt aufgetragene Al-Uberzug vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur eine Dicke von 5 - 25 μm, insbesondere von 5 - 15 μm, und der auf den AlSi-Uberzug aufgetragene Zn-Uberzug vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur eine Dicke von 2 - 10 μm aufweist. Dabei haben Untersuchungen ergeben, dass insbesondere dann, wenn der AlSi-Uberzug durch Feueraluminieren aufgetragen wird, vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur zwischen dem Stahlflachprodukt und dem entsprechend aufgetragenen AlSi-Uberzug eine 2 - 5 μm dicke, Al, Si und Fe enthaltende Legierungsgrenzschicht vorhanden ist. Unter Berücksichtigung der voranstehend genannten Dicken seiner einzelnen Schichten weist eine erfindungsgemaß in zwei Arbeitsgangen auf das zu verformende Flachprodukt aufgebrachte metallische Beschichtung typischerweise eine Gesamtdicke von 7 - 35 μm auf.Particularly good results are obtained when the Al coating applied to the flat steel product before heating to the thermoforming temperature has a thickness of 5 to 25 μm, in particular 5 to 15 μm, and the Zn coating applied to the AlSi coating Heating to the thermoforming temperature has a thickness of 2 - 10 microns. In this case, investigations have shown that especially when the AlSi coating is applied by fire aluminizing, prior to heating to the thermoforming temperature between the flat steel product and the correspondingly applied AlSi coating a 2-5 .mu.m thick, Al, Si and Fe containing alloy boundary layer available is. Taking into account the above-mentioned thicknesses of its individual layers, one according to the invention has two work procedures deforming flat product applied metallic coating typically has a total thickness of 7 - 35 microns on.
Wie erläutert, ist bei einem erfindungsgemaß fertig geformten bzw. beschaffenen Bauteil eine unmittelbar auf dem Stahlflachprodukt aufliegende zum überwiegenden Teil aus Al und zusatzlichen Gehalten an Fe, Zn und Si bestehende Grundschicht vorhanden ist, auf der eine zum überwiegenden Teil aus Zn und zusatzlichen Gehalten aus Al, Si und Fe bestehende Deckschicht liegt. Die Grundschicht weist dabei mindestens 30 Gew.-% Al, mindestens 20 Gew.-% Fe, mindestens 3 Gew.-% Si und höchstens 30 Gew.-% Zn auf, wahrend in der Deckschicht mindestens 60 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, Zn mindestens 5 Gew.-% Al sowie maximal 10 Gew.-% Fe und maximal 10 Gew.-% Si vorhanden sind.As explained, in a finished part according to the invention, a base layer lying directly on the flat steel product and consisting predominantly of Al and additional Fe, Zn and Si is present, on which predominantly Zn and additional contents are present Al, Si and Fe existing cover layer is located. The base layer has at least 30 wt .-% Al, at least 20 wt .-% Fe, at least 3 wt .-% Si and at most 30 wt .-% Zn, while in the top layer at least 60 wt .-%, in particular at least 80 wt .-%, Zn at least 5 wt .-% Al and at most 10 wt .-% Fe and at most 10 wt .-% Si are present.
Die Dicke der Grundschicht des erfindungsgemaß fertig geformten Bauteils betragt typischerweise 10 - 50 μm, insbesondere 15 - 25 μm, wahrend die Dicke der Deckschicht typischerweise im Bereich von 5 - 20 μm, insbesondere 3 - 10 μm, liegt.The thickness of the base layer of the finished molded component according to the invention is typically 10 to 50 μm, in particular 15 to 25 μm, while the thickness of the cover layer is typically in the range of 5 to 20 μm, in particular 3 to 10 μm.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemaßen Arbeitsablaufs bei der Beschichtung eines Stahlflachproduktes; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemaßen Arbeitsablaufs bei der Beschichtung eines Stahlflachproduktes;Fig. 1 is a schematic representation of a first inventive workflow in the coating of a flat steel product; 2 is a schematic representation of a second inventive workflow in the coating of a flat steel product.
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten erfindungsgemäßen Arbeitsablaufs bei der Beschichtung eines Stahlflachproduktes;Fig. 3 is a schematic representation of a third process according to the invention in the coating of a flat steel product;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten erfindungsgemaßen Arbeitsablaufs bei der Beschichtung eines Stahlflachproduktes;4 shows a schematic illustration of a fourth workflow according to the invention in the coating of a flat steel product;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines fünften erfindungsgemaßen Arbeitsablaufs bei der Beschichtung eines Stahlflachproduktes;5 is a schematic representation of a fifth inventive workflow in the coating of a flat steel product.
Fig. 6 einen Vergleich des Schichtaufbaus auf einem erfindungsgemaß beschichteten Stahlflachprodukt vor und nach der Erwärmung auf Warmformtemperatur;FIG. 6 shows a comparison of the layer structure on a flat steel product coated according to the invention before and after heating to thermoforming temperature; FIG.
Fig. 7 das Ergebnis einer Ruhepotenzialmessung an verschiedenen Proben;7 shows the result of a quiescent potential measurement on different samples;
Fig. 8 einen Ausschnitt eines Schliffbilds eines erfindungsgemaß beschichteten Stahlflachprodukts vor dem Erwarmen auf Umformtemperatur;8 shows a detail of a microsection of a steel flat product coated according to the invention before heating to forming temperature;
Fig. 9 einen Ausschnitt eines Schliffbilds eines erfindungsgemaß beschichteten Stahlflachprodukts nach dem Erwärmen auf Umformtemperatur. In den Figuren 1 bis 5 sind verschiedene Möglichkeiten der praktischen Umsetzung des erfmdungsgemaßen Verfahrens beispielhaft angegeben. Dabei gehen die betreffenden Beispiele jeweils aus von einem kaltgewalzten Stahlband, das beispielsweise aus dem bekannten 22MnB5-Stahl erzeugt ist.9 shows a detail of a micrograph of a steel flat product coated according to the invention after heating to deformation temperature. In the figures 1 to 5 various possibilities of practical implementation of the erfmdungsgemaßen method are exemplified. In each case, the respective examples are based on a cold-rolled steel strip which is produced, for example, from the known 22MnB5 steel.
Bei der in Fig. 1 angegebenen Verfahrensweise werden die Arbeitsschritte Reinigen, Feueraluminieren (d. h.: Glühen, Durchleiten durch ein AlSi-Schmelztauchbad) , Dressieren und elektrolytisches Beschichten in einer kontinuierlich durchlaufenen Arbeitsfolge absolviert.In the procedure indicated in Fig. 1, the operations of cleaning, fire aluminizing (i.e., annealing, passing through an AlSi hot-dip bath), tempering and electrolytic coating are completed in a continuous operation.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel, bei der die in Fig. 1 angegebenen Arbeitsschritte durchlaufen werden, jedoch nicht in einer kontinuierlichen, sondern m einer gebrochenen Arbeitsfolge. So wird bei dem in Fig. 2 angegebenen Beispiel nach dem Dressieren des zuvor feueraluminierten Stahlbands das Band zu einem Coil gewickelt, zu einer elektrolytisch arbeitenden Beschichtungsemπchtung verbracht, dort gereinigt und dekapiert und sodann elektrolytisch mit der auf die AlSi- Beschichtung aufgetragenen Zn-Beschichtung versehen.Fig. 2 shows an example in which the operations indicated in Fig. 1 are run through, but not in a continuous, but m a broken sequence. Thus, in the example given in FIG. 2, after the formerly aluminum-coated steel strip has been tempered, the strip is wound into a coil, transferred to an electrolytically working coating machine, cleaned and de-capped there and then electrolytically provided with the Zn coating applied to the AlSi coating ,
Beim m Fig. 3 angegebenen Beispiel werden die Arbeitsschritte Reinigen des Kaltbands, Feueraluminieren (d. h.: Glühen und Durchleiten durch ein AlSi- Schmelzenbad) , Feuerverzinken (d. h . : Kuhlen auf die Badeintrittstemperatur und Durchleiten durch ein Zn- Schmelzenbad) sowie Dressieren in einem kontinuierlichen Arbeitsabiauf durchlaufen, wahrend beim in Fig. 4 dargestellten Beispiel dieselben Arbeitsschritte insofern diskontinuierlich absolviert werden, als dort nach dem Feueraluminieren das mit der AlSi-Beschichtung versehene Band auf Raumtemperatur abgekühlt und zu einer Feuerverzinkungsanlage verbracht wird, bevor es dort wieder geglüht und durch das Schmelzenbad geleitet wird.In the example given in Fig. 3, the operations of cold strip cleaning, fire aluminizing (ie, annealing and passing through an AlSi melt bath), hot dip galvanizing (i.e., cooling to the bath inlet temperature and passing through a Zn melt bath) are carried out go through a continuous Arbeitabiauf, while in the example shown in Fig. 4, the same steps so far be completed discontinuously, as there after the fire aluminizing provided with the AlSi coating tape is cooled to room temperature and placed in a hot-dip galvanizing plant before being annealed there and passed through the melt bath.
Fig. 5 gibt schließlich ein Beispiel für eine Verfahrensweise an, bei der das Stahlband zunächst gereinigt wird, dann feueraluminiert wird (d. h.: geglüht und durch ein AlSi-Schmelzenbad geleitet wird) , anschließend dressiergewalzt wird, daraufhin gereinigt wird und schließlich durch Anwendung eines PVD-Verfahrens mit der Zn-Schicht beschichtet wird.Finally, Fig. 5 gives an example of a procedure in which the steel strip is first cleaned, then fire-aluminized (ie, annealed and passed through an AlSi melt bath), then finish rolled, then cleaned, and finally by application of a PVD Process is coated with the Zn layer.
Fig. 6 zeigt in ihrer linken Hälfte den Schichtaufbau eines Überzugs, wie er bei erfindungsgemaßer Vorgehensweise vor der Erwärmung auf Warmformtemperatur vorhanden ist. Demnach ist zwischen dem Stahlsubstrat und der darüber liegenden, typischerweise 90 Gew.-% und 10 Gew.-% Si enthaltenden AlSi-Schicht eineFig. 6 shows in its left half the layer structure of a coating, as it is present in accordance with the invention procedure before heating to thermoforming temperature. Thus, between the steel substrate and the overlying AlSi layer, typically containing 90 wt% and 10 wt% Si, is one
Legierungsschicht ausgebildet, die Al, Si und Fe enthalt. Die AlSi-Schicht ("erste Schicht") und die Legierungsschicht bilden gemeinsam die "Grundschicht" des Gesamtuberzugs . Auf der "Grundschicht" ist als "Deckschicht" die Zn-Schicht ("zweite Schicht") aufgetragen, die typischerweise zu 99 Gew.-% aus Zn und weniger als 1 Gew.-% aus Al besteht.Alloy layer formed containing Al, Si and Fe. The AlSi layer ("first layer") and the alloy layer together form the "base layer" of the overall coating. The Zn layer ("second layer"), which typically consists of 99% by weight of Zn and less than 1% by weight of Al, is applied to the "base layer" as the "top layer".
In der rechten Hälfte von Fig. 6 ist der Schichtaufbau des Gesamtuberzugs dargestellt, der sich bei einer über fünf Minuten erstreckenden Erwärmung des in der linken Hälfte dargestellten Schichtaufbaus auf eine Temperatur von 900 0C einstellt. Demnach ist nach dieser Erwärmung auf dem Stahlsubstrat eine zu 40 Gew.-% aus Al, zu 30 Gew.-% aus Fe, zu 20 Gew.-% aus Zn und zu 5 Gew.-% aus Si bestehende Grundschicht vorhanden, auf der eine zu 80 Gew.-% aus Zn, zu 16 Gew.-% aus Al, zu 2 Gew.-% aus Si und zu 2 Gew.-% aus Fe bestehende Deckschicht liegt. Deckschicht und Grundschicht bilden auch dort gemeinsam den Gesamtuberzug .In the right half of Fig. 6, the layer structure of Gesamtabszugs is shown, which is at a temperature of more than five minutes extending heating of the layer structure shown in the left half of 900 0 C. Accordingly, after this heating on the steel substrate, a base layer consisting of 40% by weight of Al, 30% by weight of Fe, 20% by weight of Zn and 5% by weight of Si, on which a covering layer consisting of 80% by weight of Zn, 16% by weight of Al, 2% by weight of Si and 2% by weight of Fe. Covering layer and base layer together form the overall coating there as well.
Anhand von Ruhepotenzialmessungen, deren Ergebnisse in Fig. 7 zusammengefasst sind, ist die kathodische Schutzwirkung des erfindungsgemaß erzeugten, nach einer Erwärmung auf eine Warmformtemperatur von 880 0C erhaltenen Überzugs nachgewiesen worden (Kurve "AS+Zn, geglüht 880 0C") . Es zeigte sich, dass die kathodische Schutzwirkung des erfindungsgemaß erzeugten Überzugs besser ist als die Wirkung eines konventionellen Zn- Uberzugs nach einer Erwärmung auf 880 0C (Kurve "Z geglüht 880 0C") und der Schutzwirkung eines ungegluhten Zn-Uberzugs (Kurve "Z ungegluht") annähernd gleich kommt. Auch haben die Ruhepotenzialmessungen bestätigt, dass ein konventioneller AlSi-Uberzug (Kurve "AS geglüht 950 0C") nach einer Erwärmung auf die in diesem Fall für das Warmformen geforderte Warmformtemperatur von 950 0C keine Verbesserung des kathodischen Schutzes gegenüber einem nicht beschichteten, ungegluhten Feinblech (Kurve "Feinblech ungegluht") ergibt.Based on quiescent potential measurements, the results of which are summarized in Fig. 7, the cathodic protective effect of the inventively generated, after heating to a thermoforming temperature of 880 0 C obtained coating has been detected (curve "AS + Zn, annealed 880 0 C"). It was found that the cathodic protective effect of the coating inventively produced is better than the effect of a conventional Zn Uberzugs after heating at 880 0 C (curve "Z annealed 880 0 C") and the protective effect of a ungegluhten Zn Uberzugs (curve " Z ungegluht ") comes approximately the same. Also, the resting potential measurements have confirmed that a conventional AlSi Uberzug (curve "AS annealed 950 0 C") is not coated on the in this case required for thermoforming hot-forming temperature of 950 0 C no improvement in the cathodic protection over a after heating, ungegluhten Sheet (curve "sheet unglazed") yields.
Zur Erprobung des erfindungsgemaßen Verfahrens sind eine Vielzahl von Versuchen durchgeführt worden, von denen nachstehend drei beispielhaft erläutert werden: Versuch 1 :To test the method according to the invention, a large number of experiments have been carried out, of which three are explained by way of example below: Trial 1:
Ein Stahlband aus einem hartbaren Stahl mit einem Kohlenstoff-Gehalt von 0,22 %, einem Mn-Gehalt von 1,2 %, einem Cr-Gehalt von 0,20 % und einem B-Gehalt von 0,003 % ist als kaltgewalztes Band in an sich bekannter Weise in einer kontinuierlichen Schmelztauchbeschichtungslinie geglüht und mit einer AlSi-Schmelze beschichtet worden. Dazu ist das Band zunächst in einem Reinigungstell von den Schmutzruckstanden aus dem Kaltwalzprozess gereinigt worden und hat dann einen Glühofen durchlaufen, indem es auf 750 0C erwärmt worden ist.A steel strip made of a hardenable steel having a carbon content of 0.22%, a Mn content of 1.2%, a Cr content of 0.20% and a B content of 0.003% is used as a cold-rolled strip in annealed in a continuous hot dip coating line and coated with an AlSi melt. For this purpose, the tape was first cleaned in a cleaning of the Schmutzruckstände from the cold rolling process and then went through an annealing furnace by it has been heated to 750 0 C.
Bei dieser Temperatur ist das Band im Glühofen in einer Schutzgasatmosphare mit 10 % H2 und Rest N2 rekristallisierend geglüht worden.At this temperature, the strip has been annealed recrystallizing in the annealing furnace in a protective gas atmosphere with 10% H 2 and balance N 2 .
Nach Abkühlen auf eine Temperatur von 680 0C (ebenfalls noch unter Schutzgas 10 % H2, Rest N2) ist das Band m ein Aluminiumbad mit einer Temperatur von 660 0C eingetreten. Neben Al enthielt das Aluminiumbad zusatzlich ca. 10 Gew.-% Silizium.After cooling to a temperature of 680 0 C (also still under inert gas 10% H 2 , balance N 2 ), the band has entered an aluminum bath with a temperature of 660 0 C. In addition to Al, the aluminum bath additionally contained about 10% by weight of silicon.
Nach dem Herausziehen des Bandes aus dem Schmelzbad ist mittels DusenabstreifSystem eine Uberzugsdicke von 18 μm eingestellt worden.After the tape has been pulled out of the molten bath, a coating thickness of 18 μm has been set by means of the Dusen scraping system.
Nach Abkühlung des Bandes auf < 50 0C erfolgt durch Dressierwalzen in einem Dressiergerust die Einstellung der Oberflachenrauheit des mit der AlSi-Beschichtung versehenen Bandes. In einem folgenden Abschnitt der Produktionslinie ist das Band dann zunächst in einer wassrigen Losung mit 80 g/l HCl (Salzsaure) für 10 s bei 40 0C chemisch behandelt worden .After cooling the strip to <50 0 C is performed by skin-pass rolling in a Dressiergerust the adjustment of the surface roughness of the tape provided with the AlSi-coating. In a subsequent section of the production line, the strip was then first chemically treated in an aqueous solution with 80 g / l HCl (hydrochloric acid) for 10 s at 40 0 C.
Danach erfolgte in Elektrolysezellen die elektrolytische Äbscheidung von 7 μm Zink aus einem Zinksulfat- Elektrolyten bei einer Stromdichte von rd. 50 A/dm2 und einer Elektrolyttemperatur von rd. 60 0C auf der Oberflache des AlSi-Uberzuges .This was followed in electrolysis cells, the electrolytic Äbscheidung of 7 microns zinc from a zinc sulfate electrolyte at a current density of approx. 50 A / dm 2 and an electrolyte temperature of approx. 60 0 C on the surface of the AlSi coating.
Abschließend ist das Band zu einem fertigen Coil aufgehaspelt worden.Finally, the tape has been wound into a finished coil.
Aus dem beschichteten Band sind Platinen zugeschnitten und zunächst in einer Umformpresse kalt vorgeformt worden. Die vorgeformten Teile sind dann in einem Ofen auf eine Warmformtemperatur von 880 0C für 5 min erwärmt worden. Der vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur vorhandene Schichtaufbau ist in Fig. 8 dargestellt.From the coated tape boards have been cut and first cold preformed in a forming press. The preformed parts were then heated in an oven to a thermoforming temperature of 880 0 C for 5 min. The layer structure present before heating to the hot forming temperature is shown in FIG. 8.
Anschließend sind die erwärmten Platinen mittels eines Manipulators in eine Warmumformpresse überfuhrt und dort zu einem fertigen Bauteil umgeformt und im Werkzeug in bekannter Weise schnell abgekühlt worden. In Fig. 9 ist die für die auf dem so erzeugten Bauteil vorhandene Gesamtbeschichtung dargestellt.Subsequently, the heated blanks are transferred by means of a manipulator in a hot forming press and formed there to a finished component and cooled quickly in the tool in a known manner. FIG. 9 shows the overall coating present on the component produced in this way.
Versuch 2 :Trial 2:
Ein Stahlband aus einem hartbaren Stahl ist als kaltgewalztes Band in einer kontinuierlichen Schmelztauchbeschichtungslinie geglüht und beschichtet worden. Dabei ist das Band zunächst wie im Beispiel 1 gereinigt und geglüht worden. Anschließend hat es ein Aluminium-Siliziumbad (Si-Anteil 10 %) durchlaufen, dessen Temperatur 660 0C betrug. Die anschließend mittels Abstreifdusen eingestellte Dicke des erhaltenen AlSi-Uberzugs betrug 15 μm. Nach einer Kuhlstrecke, über die das Band auf 480 0C abkühlt worden ist, ist das Band in ein zweites Schmelzbad aus Zink eingetaucht, das mit einem Zusatz von 0,2 % Al versehen war. Mit den anschließenden Abstreifdusen ist eine Zinkuberzugsdicke von 5 μm eingestellt worden. Nach Abkühlung des Bandes auf < 50 0C erfolgte in einem Dressiergerust die Einstellung der Oberflachenrauheit. Abschließend ist das Band zu einem fertigen Coil aufgehaspelt worden.A steel strip made of a hardenable steel is as a cold-rolled strip in a continuous Hot dip coating line annealed and coated. The tape has first been cleaned and annealed as in Example 1. Subsequently, it has undergone an aluminum-silicon bath (Si content 10%) whose temperature was 660 0 C. The subsequently set by Abstreifdusen thickness of the resulting AlSi coating was 15 microns. After a Kuhlstrecke, over which the tape has been cooled to 480 0 C, the tape is immersed in a second molten bath of zinc, which was provided with an addition of 0.2% Al. With the subsequent Abstreifdusen a zinc coating thickness of 5 microns has been set. After cooling the strip to <50 0 C, the setting of the surface roughness was carried out in a temper mill. Finally, the tape has been wound into a finished coil.
Aus dem so mit einer ersten AlSi-Schicht und einer darauf aufgetragenen zweiten Zn-Schicht beschichteten Band sind Platinen für den Warmumformprozess zugeschnitten und in einem Ofen auf 900 0C für 5 min erwärmt worden. Anschließend sind die Platinen mittels Manipulator in eine Umformpresse überfuhrt und hier zu einem Bauteil umgeformt und im Werkzeug abgekühlt worden.From the strip thus coated with a first AlSi layer and a second Zn layer coated thereon, blanks were cut for the hot forming process and heated in an oven at 900 ° C. for 5 minutes. Subsequently, the boards are transferred by means of a manipulator in a forming press and here converted into a component and cooled in the tool.
Auch für das derart erhaltene Bauteil konnten Korrosionsschutzeigenschaften nachgewiesen werden, die den Eigenschaften entsprachen, die für das gemäß Versuch 1 erzeugte Bauteil ermittelt worden sind. Versuch 3 :Also for the thus obtained component corrosion protection properties could be detected, which corresponded to the properties that have been determined for the component produced in accordance with Experiment 1. Trial 3:
Ein Stahlband aus einem hartbaren Stahl ist als kaltgewalztes Band in einer kontinuierlichen Schmelztauchbeschichtungslinie geglüht und beschichtet worden. Dabei ist das Band zunächst wie im Beispiel 1 gereinigt, geglüht und mit einem AlSi-Uberzug versehen worden. Die durch die Abstreifdusen eingestellte Uberzugsdicke betragt in diesem Fall 20 μm. Nach Abkühlung des Bandes auf < 50 0C erfolgte durch Dressierwalzen in einem Dressiergerust die Einstellung der Oberflachenrauheit.A steel strip of a hardenable steel has been annealed and coated as a cold-rolled strip in a continuous hot dip coating line. The tape is first cleaned as in Example 1, annealed and provided with an AlSi coating. The coating thickness set by the stripping nozzles amounts to 20 μm in this case. After cooling the strip to <50 0 C was carried out by temper rolling in a temper rolling the adjustment of the surface roughness.
In einem darauf folgend durchlaufenen Abschnitt ist das Band zunächst alkalisch gereinigt worden, um anschließend in einem PVD-Modul mit einem Zinkuberzug von 3 μm beschichtet zu werden. Abschließend ist das Band zu einem fertigen Coil aufgehaspelt worden.In a subsequently run through section, the tape was first cleaned alkaline, then to be coated in a PVD module with a zinc coating of 3 microns. Finally, the tape has been wound into a finished coil.
Aus dem so beschichteten Band sind Platinen für den Warmumformprozess zugeschnitten und in einem Ofen auf 900 0C für 5 min erwärmt worden. Anschließend sind die Platinen mittels Manipulator in eine Umformpresse überfuhrt und hier zu einem Bauteil umgeformt und im Werkzeug beschleunigt abgekühlt worden.Blanks were cut from the coated strip for the hot forming process and heated in an oven at 900 0 C for 5 min. Subsequently, the boards are converted by means of manipulator in a forming press and here converted into a component and cooled in the tool accelerated.
Auch für das derart erhaltene Bauteil konnten Korrosionsschutzeigenschaften nachgewiesen werden, die den Eigenschaften entsprachen, die für das gemäß Versuch 1 erzeugte Bauteil ermittelt worden sind. Also for the thus obtained component corrosion protection properties could be detected, which corresponded to the properties that have been determined for the component produced in accordance with Experiment 1.

Claims

P A T E N T AN S P R Ü C H E PATENT AT SPRU
1. Verfahren zum Herstellen eines mit einem metallischen, vor Korrosion schutzenden Überzug versehenen Stahlbauteils, umfassend folgende Arbeitsschritte :1. A method for producing a steel component provided with a metallic coating which protects against corrosion, comprising the following steps:
- Beschichten eines aus einem niedrig legierten Vergütungsstahl erzeugten Stahlflachprodukts mit einem Al-Uberzug, der mindestens 85 Gew.-% Al und optional bis zu 15 Gew.-% Si enthalt;Coating a flat steel product made from a low alloy tempered steel with an Al coating containing at least 85% by weight of Al and optionally up to 15% by weight of Si;
- Beschichten des mit dem Al-Uberzug versehenen Stahlflachproduktes mit einem Zn-Uberzug, der mindestens 90 Gew.-% Zn enthalt,Coating of the aluminum flat product provided with the Al coating with a Zn coating containing at least 90% by weight of Zn,
- Erwarmen des Stahlflachproduktes auf eine mindestens 750 0C betragende Warmformtemperatur,- warming of the flat steel product on a forming amount of at least 750 0 C hot-forming temperature,
- Warmformen des erwärmten Stahlbauteils aus dem Stahlflachprodukt, und- thermoforming of the heated steel component from the flat steel product, and
- zur Ausbildung von Vergutungs- oder Hartegefuge ausreichend schnell erfolgendes Abkühlen des warmgeformten Stahlbauteils. - To form Vergutungs- or Hartegefuge sufficiently fast cooling cooling of the thermoformed steel component.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Warmformtemperatur 850 bis 950 0C, insbesondere 850 -900 0C, beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the thermoforming temperature is 850 to 950 0 C, in particular 850-900 0 C.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der AI-Überzug durch Feueraluminieren aufgebracht wird .3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the Al coating is applied by fire aluminizing.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der AI-Überzug 5-12 Gew.-% Si enthält.4. A process according to any one of the preceding claims, wherein the Al coating comprises 5-12% by weight of Si.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zn-Überzug durch ein Feuerverzinken auf die zuvor auf das Stahlflachprodukt aufgebrachte AI-Schicht aufgetragen wird.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Zn coating is applied by hot-dip galvanizing to the Al layer previously applied to the flat steel product.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zn-Überzug elektrolytisch auf dem AI-Überzug abgeschieden wird.6. The method of claim 1, wherein the Zn coating is deposited electrolytically on the Al coating.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zn-Überzug mindestens 99 Gew.-% Zn enthält. 7. The method according to claim 6, characterized in that the Zn coating contains at least 99 wt .-% Zn.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zn-Uberzug in einem PVD-Verfahren auf dem Al-Uberzug abgeschieden wird.8. The method of claim 1, wherein the Zn coating is deposited on the Al coating in a PVD process.
9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s im Zn-Uberzug neben Zn mindestens ein Element aus der Gruppe "Al, Mg, Si" enthalten ist.9. The process according to claim 5 or 8, wherein in the Zn coating, in addition to Zn, at least one element from the group "Al, Mg, Si" is contained in the Zn coating.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das mit dem Al-Uberzug versehene Stahlflachprodukt vor dem Auftrag des Zn-Uberzugs einem Dressierwalzen unterzogen wird.10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flat steel product provided with the Al coating is subjected to skin pass rolling before application of the Zn coating.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das mit dem Al-Uberzug versehene Stahlflachprodukt vor dem Auftrag des Zn-Uberzugs einem Dekapieren unterzogen wird.11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flat steel product provided with the Al coating is subjected to pickling before the Zn coating is applied.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Al-Uberzug und anschließend der Zn-Uberzug in kontinuierlich aufeinander folgenden Arbeitsschritten aufgebracht werden. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Al coating and then the Zn coating are applied in continuously successive steps.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Al-Uberzug und anschließend der Zn-Uberzug in diskontinuierlich aufeinander folgenden Arbeitsschritten aufgebracht werden.13. The process as claimed in claim 1, wherein the Al coating is applied and then the Zn coating is applied in discontinuously successive working steps.
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Umformung des Stahlflachprodukts zu dem Stahlbauteil in einem einzigen Warmformschritt erfolgt .14. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion of the flat steel product to the steel component takes place in a single thermoforming step.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Umformung mehrstufig erfolgt, wobei mindestens eine Umformstufe als auf die Erwärmung auf Warmformtemperatur folgender Warmformschritt ausgeführt wird.15. The method according to any one of claims 1 to 13, d a d u r c h e c e n e c e s e, in which the forming is carried out in several stages, wherein at least one forming step is performed as following the heating to thermoforming temperature thermoforming step.
16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Stahlflachprodukt vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur mindestens einen Kaltumformschritt durchlauft.16. The method of claim 15, wherein the flat steel product passes through at least one cold forming step prior to heating to the thermoforming temperature.
17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der auf das Stahlflachprodukt aufgetragene Al-Uberzug vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur eine Dicke von 5 - 25 μm aufweist .17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the applied to the flat steel product Al coating before heating to the Mold temperature has a thickness of 5 - 25 microns.
18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der auf den Al-Uberzug aufgetragene Zn-Uberzug vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur eine Dicke von 2 - 10 μm aufweist.18. The method according to claim 1, wherein the Zn coating applied to the Al coating before heating to the thermoforming temperature has a thickness of 2-10 μm.
19. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen dem Stahlflachprodukt und dem Al-Uberzug vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur eine19. Method according to one of the preceding claims, characterized in that between the flat steel product and the Al coating before heating to the thermoforming temperature a
2 - 5 μm dicke, Al, Si und Fe enthaltende Legierungsgrenzschicht vorhanden ist.2 - 5 microns thick, Al, Si and Fe containing alloy boundary layer is present.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Gesamtdicke der auf dem Stahlflachprodukt vor der Erwärmung auf die Warmformtemperatur vorhandenen metallischen Beschichtung 7 - 35 μm betragt.20. Method according to one of claims 17 to 19, wherein the total thickness of the metallic coating present on the flat steel product before heating to the hot forming temperature amounts to 7 to 35 [mu] m.
21. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das fertig geformte Stahlbauteil eine unmittelbar auf dem Stahlflachprodukt, aus dem das Stahlbauteil geformt ist, aufliegende zum überwiegenden Teil aus Al und zusatzlichen Gehalten an Fe, Zn und Si bestehende Grundschicht aufweist, auf der eine zum überwiegenden Teil aus Zn und zusatzlichen Gehalten aus Al, Si und Fe bestehende Deckschicht liegt.21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the finished molded steel component has a directly on the flat steel product from which the steel component is formed, lying mainly consisting of Al and additional Fe, Zn and Si existing base layer, on the one to consists predominantly of Zn and additional contents of Al, Si and Fe existing cover layer.
22. Verfahren nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Grundschicht mindestens 30 Gew.-% Al, mindestens 20 Gew.-% Fe und mindestens 3 Gew.-% Si aufweist.22. The method of claim 21, wherein the base layer has at least 30 wt% Al, at least 20 wt% Fe, and at least 3 wt% Si.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Deckschicht mindestens 60 Gew.-% Zn, mindestens23. The method according to claim 21, wherein the cover layer contains at least 60% by weight of Zn, at least one of claims 21 or 22, wherein said cover layer is at least 60% by weight Zn
5 Gew.-% Al sowie bis zu 10 Gew.-I Fe und bis zu 10 Gew.-% Si aufweist.5% by weight of Al and up to 10% by weight of Fe and up to 10% by weight of Si.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der Grundschicht 15 - 25 μm betragt.24. The method according to claim 21, wherein the thickness of the base layer is 15-25 μm.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der Deckschicht 3 - 10 μm betragt.25. The method according to claim 21, wherein the thickness of the cover layer is 3-10 μm.
26. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Stahlflachprodukt aus einem Mangan-Bor-Stahl erzeugt ist. 26. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flat steel product is produced from a manganese-boron steel.
27. Stahlbauteil hergestellt durch ein mindestens einen Warmumformschritt umfassendes Umformen eines aus einem niedrig legierten Vergütungsstahl erzeugten, mit einer vor Korrosion schutzenden metallischen Beschichtung beschichteten Stahlflachprodukts, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die metallische Beschichtung durch eine auf dem Stahlflachprodukt aufliegende Grundschicht und einer auf der Grundschicht liegenden Deckschicht gebildet ist, d a s s die Grundschicht mindestens 30 Gew.- % Al, mindestens 20 Gew.-% Fe, mindestens 3 Gew.-% Si und höchstens 30 Gew.-% Zn enthalt, und d a s s die Deckschicht mindestens 60 Gew.-% Zn, mindestens 5 Gew.-% Al, bis zu 10 Gew.-% Fe und bis zu 10 Gew.- % Si aufweist.27 steel component produced by at least one hot forming step forming a low alloy tempered steel produced, coated with a corrosion-resistant metallic coating steel flat product, characterized in that the metallic coating formed by a resting on the steel flat product base layer and lying on the base layer in that the base layer contains at least 30% by weight of Al, at least 20% by weight of Fe, at least 3% by weight of Si and at most 30% by weight of Zn, and in that the outer layer contains at least 60% by weight of Zn, at least 5% by weight Al, up to 10% by weight Fe and up to 10% by weight Si.
28. Stahlbauteil nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der Grundschicht 10 - 50 μm, insbesondere 15 - 25 μm, betragt.28. Steel component according to claim 27, wherein the thickness of the base layer amounts to 10-50 μm, in particular 15-25 μm.
29. Stahlbauteil nach Anspruch 27 oder 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der Deckschicht 5 - 20 μm, insbesondere 3 - 10 μm, betragt.29. Steel component according to claim 27 or 28, wherein a thickness of the cover layer is 5-20 μm, in particular 3-10 μm.
30. Stahlbauteil nach einem der Ansprüche 27 bis 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Stahlflachprodukt aus einem Mangan-Bor-Stahl erzeugt ist. 30. The steel component according to claim 27, wherein the flat steel product of a manganese-boron steel is produced.
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