大众热成型标准中文翻译TL4225EN.docx

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大众热成型标准中文翻译TL4225EN

无涂层和预涂层的合金淬火回火钢22MnB5

对半成品及零部件的材料要求

TL4225（2006-05-01）

关键词：

淬火回火钢，22MnB5，冲压淬火，感应淬火，预涂，铝硅热浸镀涂层，板材，冷轧，热轧，管

变化

以下变化是与技术供应规范TL4225（1995-09）相比做出的，标准全面修订

1.范围

此标准对基体为22MnB5，通过冲压淬火或者感应淬火做出的无涂层或者预涂层热轧或者冷轧钢板、钢管（厚度0.65~6.00mm）进行了要求。

2.说明

冲压淬火金属板的说明案例是由冷轧制造的厚度1.5mm的无涂层原材料：

材质：

TL4225+C

半成品：

EN10131-1,5

冲压淬火Al-Si涂层钢板的说明案例是一种厚度为2.0mm，涂层重量为150g/m2（DINEN10292标准涂层）：

材质：

TL4225+AS150

半成品：

EN10143-2,0

焊接钢管的说明案例是一种外径为30mm厚度为3.0mm，一种无涂层通过感应淬火（水淬）墙强化的材料：

材质：

TL4225

钢管：

30×3.0-EN10305-3

3.制造方法

见表1。

表1

原材料

冷轧、热轧，无涂层、预涂层

型材，壳体，冲压淬火

根据钢板厚度，900℃~950℃奥氏体化5~10min，模具中淬火，冷却速率大于等于30K/s1）。

钢管，感应淬火（水淬）

930℃~1050℃奥氏体化，连续水淬，冷却速率大于等于30K/s1）。

1）更长的奥氏体化时间或者不同的奥氏体化温度要求负责质量保证部门的批准。

4.要求

4.1基本要求

首要供应的批准和变化是根据大众标准VW01155。

禁止的有害物质是根据大众标准VW91101。

4.2化学成分（wt%）

见表2。

表2

C

（板材）

C

（管材）

Si

Mn

Cr

Mo

P

S

Ti

Al

B

0.20

~

0.25

0.23

~

0.27

0.15

~

0.40

1.10~

1.40

≤0.35

≤0.35

≤0.025

≤0.005

0.020

~

0.050

0.020~

0.060

0.002~

0.005

4.3对未强化板材和管材的要去

4.3.1机械性能

根据标准DINEN10002-1确定垂直于轧制方向的机械性能，根据标准DIN50125试样尺寸H20×80，这和不带涂层的试样横截面有关。

见表3-板材原材料机械性能。

表3板材原材料机械性能

代码

条件

Rp0.2

MPa

Rm

MPa

A80mm

%

min

无预涂层

+C

冷轧

310~400

480~560

20

+H

热轧

≥320

≥500

10

无机/有机涂层钢卷

+XT

冷轧

310~430

480~560

19

Al-Si热浸镀涂层

+AS

冷轧或热轧

350~550

500~700

10

4.3.2基体

在冷轧条件下，基体组织为铁素体、珠光体和碳化物沉淀，并且偶尔含有小部分的贝氏体。

典型晶粒大小＞10ASTM，见图1.

除非批准，否则有明显边界的锰硫化物并且沿纵向排列长度大于50 µm 是不允许的，见图2。

偏离基体要求需要获得负责质量保证部门的批准。

图1在未硬化条件下基体组织（横向微区，放大倍数500倍）

图2拉长的锰硫化物＞50 µm（横向微区，未腐蚀，500倍）

4.3.3表面和涂层的要求

1

2

3

4

4.1

4.2

4.3

4.3.1

4.3.2

4.3.3

4.3.3.1未腐蚀板

冷轧产品初始条件下表面状态根据DINEN10268。

冷成型用冷轧产品在冲压淬火前的粗糙度、峰值必须与加工方达成一致。

除非另有约定，在测试的过程中，以下适用于SEP1940：

Ra（μm）：

1.1-1.70；

Rpc（1/cm）：

＞50

在热轧条件下表面状态根据DINEN10111。

4.3.3.2有机或无机涂层钢卷（+XT）

一种无机或有机涂层（溶胶-凝胶清漆系统）可以作为一种成型辅助或者缩放保护。

燃烧过程约200°C250°C，稍有影响的机械技术特征值（见表3-原材料机械性能）。

根据特殊协议规定涂层性能。

4.3.3.3AlSi预涂层钢板

铝硅涂层和涂层重量的测试要求根据DINEN10292。

常规涂层重量为150g/m2（AS150），参照表4-AlSi涂层重量150g/m2。

偏差涂层重量需要特殊的协议。

表4AS150铝硅涂层重量（150g/m2）

特征值

单面最小涂层重量

g/m2

单面涂层厚度参考值

µm

密度

g/cm3

三点

单点

典型值

范围

AS150

70-90

60-100

25

20-30

大约3.0

见图3横向显微涂层-未强化AlSi涂层（1000倍）。

图3未强化AlSi涂层（1000倍）

4.3.3.4管材

焊接管材表面特性和内在特性根据DINEN10305-3，符合DINEN10305-1无缝钢管。

4.3.4极限偏差和形状公差

标准DINEN10131适用于冷轧板材，DINEN10051适用于热轧板材，DINEN10143适用于热浸镀涂层板材。

焊管的尺寸和极限偏差依据DINEN10305-3，无缝钢管依据DINEN10305-1。

4.4对冲压淬火零部件及感应强化钢管的要求

加工方负责冲压淬火或感应淬火条件的要求。

4.4.1机械性能

见表5-在强化条件下的机械性能。

根据DINEN10002-1测定。

冲压淬火零件试样尺寸依据DIN50125为H12.5×50或者小试样k=5.65（例如a.b.L0=2.0.6.20或者2.0×20×35）。

对于感应强化管材，于管轴纵向，裤子试样或圆试样根据DINEN10002-1（附录E）。

表5强化条件下机械性能

条件

Rp0.2

MPa

Rm

MPa

延伸率

硬度

HV/HV30

A80mm

%

min

A50mm

%

min

A

%

min

冲压淬火（板）

1000-1250

1300-1650

4.5

5

6

400-520

感应淬火（管）

1100-1400

1400-1900

6

7

8

435-575

在设计零件时，在阴极电泳过程中由于烘烤硬化效应导致屈服强度增加约100MPa，这点需要考虑在内。

依据DINENISO18265-A.1基于零件硬度值对零件抗拉强度进行估计。

在取得负责质量保证部门的同意后，其负责过程监控，非破坏性试验方法确定组件上的硬度是允许的（如微磁方法）。

4.4.2基体

基体组织为自回火马氏体，并含有残留贝氏体。

锰硫化物通常是不允许的，当在淬火条件下，在腐蚀显微区，锰硫化物沿着轧制纵向（见4.3.2）排列清晰可见，见图4。

当加载垂直于轧制方向的力时，这些夹杂物破碎，导致一种所谓的木质纤维结构（图5），并且耐冲击能力明显降低。

可以通过较好的脱硫处理或者冶金球化处理来降低硫含量，这样尽可能地降低锰硫化物形成这种结构。

图4在淬火条件下拉长的锰硫化物＞50µm

（横向微区，腐蚀，500倍）

图5由于拉长的锰硫化物形成的木质纤维断裂形貌

（立体显微，32倍）

4.4.3在强化条件下对表面和涂层的要求

4.4

4.4.1

4.4.2

4.4.3

4.4.3.1无涂层零件

冲压淬火后，这些产品在完全防锈的条件下交付。

在特殊协议下，产品也可以在不处理的条件下交付。

对于除锈，用金属喷丸材料（依据DINENISO11124冷铸和钢铸件）喷丸清理被推荐使用。

可选的其他除锈方法（例如超声波清理）需要获得负责质量保证部门的认可。

4.4.3.2表面脱碳

依据DINENISO3887最大允许表面脱碳：

DD=0.1mm。

完全脱碳是不允许的。

4.4.3.3AlSi涂层零件

横向显微区域涂层见图6。

当涉及模具设计及模具磨损时，表面附近涂层区域的极限硬度必须考虑在内。

涂层厚度：

30-40µm（见4.6.1）。

在硬化状态下镀层厚度应在横向目测。

为此目的，必须用硝酸溶液腐蚀微区，并且微区中明亮的合金层必须计算在总涂层厚度之内。

由于制造方法不同，涂层厚度会产生变化，所以需要来自不同零件区域的足够数量的样本来进行评估。

按淬火部件确定的涂层厚度的可选方法应与负责质量保证部商定。

对比其他涂层测量方法与金相确定涂层厚度必须记录下来。

图6冲压淬火后AlSi涂层（500倍）

成型过程产生的AlSi涂层球化是不允许的（见图7）。

除非同意，否则AlSi涂层零件预先冷成型是不允许的。

一定程度的变形会导致大面积涂层脱落或者来源于涂层和基体氧化残留物的明显脱落（见图8）。

图7不允许的冲压淬火零件AlSi涂层球化（100倍）

图8含有氧化物残留AlSi涂层不允许有大面积涂层脱落（200倍）

4.5表面处理、磷化、喷涂

涂油依据表6。

涂油过程必须与后续工艺（烘箱工艺、连接、清洗、喷涂）相匹配。

当通过船只运送货物时，推荐适合海运的包装。

表6涂油

种类

初始条件

强化

强化和喷丸

无涂层

QPA001

可选择

QPA001

无机/有机涂层

可选择

可选择

QPA001

AlSi涂层

可选择

可选择

-

确保按照QPA020进行磷化处理。

对于喷丸处理冲压淬火零件（+C,+H,+XT），必须适应磷化参数（例如自由酸）。

当磷化AlSi涂层冲压淬火零件时，铝必须加入到磷化槽中，且保证铝含量限定值50mg/l。

当铝元素不充分从磷化槽中析出时，需要以氟铝酸钠冰晶石Na3AlF6形式析出，并且需要确保通过污泥清除系统排出。

否则，有冰晶石污泥析出在零件水平表面而被磷化的危险。

涂装后性能参照TL260。

4.6连接冲压淬火零件

一般来说，冲压淬火组件连接概念必须早期与负责专家协商同意。

4.6.1焊接

由于其特殊的属性，冲压淬火和感应淬火钢是有条件地适用于焊接。

热影响区的硬度不均匀性在设计时连接时必须予以考虑。

一般情况下，该区域焊接接头强度达不到基材强度。

在焊接AlSi涂层板时，Fe-Al合金相出现在熔合线（腐蚀微区标亮）附近，此过程取决于焊接步骤及连接种类（cf.PV6702）。

当冲压淬火后最大允许涂层厚度超过40µm时，在电阻电焊AlSi涂层板时出现飞溅，并且需要的点焊直径可能下降（+AS，cf，4.4.3.3）。

一种无机或有机涂层板料在喷丸、不喷丸条件下的焊接可行性必须在相应涂层体系下测试。

4.6.2高强度结构胶黏剂的粘接

参照DINEN1465对板料强化条件下搭接接头拉伸剪切强度进行测试。

非老化和老化试样的拉伸剪切强度所需的最小值必须与相应的质量保证和处理部门达成一致。

对于AlSi涂层，冲压淬火钢，使用对应粘合剂能够达到剪切强度＞20MPa。

通常情况下，涂层失效于较软合金层与上部脆性层之间。

5.参考标准

PV6702、QPA001、QPA002、TL260、VW01155、VW91101、DIN50125、DINEN1465、DINEN10002-1、DINEN10051、DINEN10111、DINEN10131、DINEN10143、DINEN10268、DINEN10292、DINEN10305-1、DINEN10305-3、DINENISO3887、DINENISO11124-1、DINENISO11124-2、DINENISO11124-3、DINENISO11124-4、DINENISO18265、SEP1940