CN117364081A - 一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，可为单层或双层形式；单层镀层以Zn元素为主，同时包含束缚组元；对于双层镀层，在高强钢表面进行预镀一层中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，束缚组元是与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素；还含有其它不可避免的杂质；使热成形过程中容易沿基体高强钢晶界渗透的Zn原子被束缚组元束缚在镀层内，形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感。本发明通过合理调控镀层的元素配比，可实现有效降低不同类型高强钢在热成形过程产生裂纹倾向的目的。

Description

一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层

技术领域

本发明涉及一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层设计，应用于汽车用高强钢技术领域。

背景技术

近年来，全球汽车市场平稳持续发展。汽车为人们带来便利的同时，也成为资源消耗和污染物排放的主要来源。而随着人们对于环境和资源的愈发重视，汽车轻量化成为汽车产业升级的热点。汽车轻量化是指通过统筹优化汽车车身的材料和结构，从而减轻车身质量，实现节能减排。轻量化材料的研发不仅关系到车辆的节能、减排、安全、成本等诸多方面，钢材占汽车质量的50％以上，以高强钢(High strength steel,HSS)和先进高强钢(Advancedhigh strength steel,AHSS)为代表的高强度材料已经充分体现出以降低汽车重量而实现节能目的的巨大潜力。

随着汽车轻量化进程的推进，车企对超高强度钢的需求越来越大。热成形技术在解决高强钢板材冷加工时易出现形状不良、加工成形载荷高等问题方面具有明显的优势。为防止加热过程中钢板表面的氧化，同时获得较好的耐腐蚀性能，包括Zn基镀层、Al-Si镀层被广为采用。然而，带镀层的高强钢在后续热加工过程中易产生裂纹，成为高强钢在汽车领域应用的重要障碍。DP(Dual phase)、TWIP(Twinning induced plasticity)、QP(Quenching&partitioning)、TRIP(Transformation inducedplasticity)、DH(Dual-phasehigh-ductility)、CP(Complexphase)钢等典型的高强钢在热成形或电阻点焊过程中均可能产生裂纹，研究高强钢热成形或电阻点焊过程的裂纹形成机制及应对措施已刻不容缓。

为了降低高强钢热成形裂纹倾向，传统镀层的镀层进行设计的镀层通常为单层，成分为纯Zn或者为了提高可镀性在纯Zn里加入Al元素，但降低高强钢热成形裂纹倾向的效果不够明显。而本发明通过合理调控镀层的元素配比，提出了一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层设计，结合化学成分、元素相互作用等因素，提出了降低高强钢热成形裂纹倾向的单层或双层镀层，能有效降低高强钢在热成形或电阻点焊过程中的裂纹倾向。

采用高强钢(High strength steel)+镀层(Coating)+裂纹(Crack)作为关键词在美国的《工程文摘索引》(EI)、Sciencedirect科技论文数据库、ISIWeb ofScience等国外科技数据库、《中国期刊网》和《维普中文期刊数据库》等科技文献索引，均未查到完全相关文献。进一步检索美国专利商标局(USPTO)、欧洲专利局(EPO)、世界知识产权组织(WIPO)、《中国专利信息网》以及《中华人民共和国国家知识产权局专利检索》，也未发现同类专利技术。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，本发明要解决的是现有技术和手段无法有效解决高强钢热成形或电阻点焊过程中易产生裂纹的技术问题。为解决上述问题，本发明提供了一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层设计，结合化学成分、元素相互作用等因素，合理调控镀层的元素配比，使原本热成形或电阻点焊过程中容易沿晶界渗透的Zn原子被其它添加组元束缚在镀层内，阻止其向晶界的渗入，降低乃至避免热成形裂纹的形成，可实现有效降低不同类型高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹倾向的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，为单层镀层或双层镀层；

对于单层镀层，镀层以Zn元素为主，同时包含与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素作为束缚组元，还含有其它不可避免的杂质；使热成形或电阻点焊过程中容易沿基体高强钢晶界渗透的Zn原子被束缚组元束缚在镀层内，束缚组元形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感；

对于双层镀层，在高强钢表面进行预镀一层中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，在中间镀层中与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素作为束缚组元，中间镀层或Zn镀层还含有其它不可避免的杂质；中间镀层形成Zn镀层的扩散阻隔层，使热成形或电阻点焊过程中从Zn镀层向基体高强钢晶界渗透的Zn原子被中间镀层阻隔，中间镀层形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感；

所述与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素为Si、Mg、Mn、Ni、Ti、Ca、Sc、Y、Zr、Sr、Rh、Ge、Li、As、Co、Ru、Tc、V、Nb、C、N、P、H中的任意一种或任意多种元素；在单层镀层以镀层中以元素总的质量百分比含量为100wt.％计算，与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素的单一元素质量百分比含量≤20wt.％；在双层镀层中，每层镀层厚度≥1μm。本发明降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感。

优选地，单层镀层或双层镀层的中间镀层中的任意一种束缚组元与Zn元素的混合焓≤-9kJ/mol。

优选地，对含有所述单层或双层镀层的高强钢进行热成形的温度为700-950℃，保温时间≤30min。

优选地，对含有所述双层镀层的高强钢进行电阻点焊，电阻点焊时间为10ms-10s，焊接电流为2kA-20kA，焊接脉冲为1-20个，焊接脉冲的间歇时间为0ms-1s，保载时间为0s-5s。凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下对电阻点焊过程做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

优选地，单层镀层厚度为1-40μm。进一步优选地，双层镀层的每层镀层厚度为1-40μm。

优选地，双层镀层的每层镀层厚度为1-30μm，进一步优选地，双层镀层的每层镀层厚度为1-30μm。

优选地，对于单层镀层，形成Zn-Ni镀层，以镀层中元素总的质量百分比含量为100wt.％计算，其中Ni元素的质量分数≤0.5wt.％。

优选地，对于双层镀层，形成Zn镀层和Ni镀层，其中Ni镀层作为中间镀层，Ni镀层的厚度≥1μmZn镀层厚度≥1μm。

优选地，各镀层的形成方式包含但不限于热浸镀、电镀、镀锌退火中任意至少一种在高强钢表面形成镀层的方式。

优选地，所述高强钢为DP(Dual phase)、TWIP(Twinning inducedplasticity)、QP(Quenching&partitioning)、TRIP(Transformation inducedplasticity)、DH(Dual-phasehigh-ductility)及CP(Complexphase)钢中至少一种高强钢。

优选地，通过调控镀层的元素配比，调控镀层不同元素之间的相互作用；所述元素间的相互作用通过调控混合焓、自由能、电子浓度中至少一种物理量来实现。

优选地，本发明所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，所述的热成形以现有的工艺参数为基础。所述的裂纹评估参数包含裂纹位置、裂纹长度。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明结合化学成分、元素相互作用系数等因素，提出了一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层设计，通过合理调控镀层的元素配比，可得到有效降低不同类型高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹倾向的目的；

2.本发明镀层制备工艺简单、高效；

3.本发明降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层设计，确定高强钢类型，并基于高强钢的成分，确定镀层的成分配比；对含有单层或双层镀层的高强钢进行热成形，并依据实际情况进行热成形参数调控；然后对比现有带镀层的高强钢热成形或电阻点焊过程裂纹形成情况，得到定量评估结果；所述的单层或双层镀层，由于Si、Mg、Mn、Ni、Ti、Ca、Sc、Y、Zr、Sr、Rh、Ge、Li、As、Co、Ru、Tc、V、Nb、C、N、P、H等原子对Zn原子具有较强的吸引作用，使原本热成形或电阻点焊过程中容易沿晶界渗透的Zn原子被其它添加组元束缚在镀层内，本发明的单层或双层镀层能有效降低高强钢在热成形或电阻点焊过程中的裂纹倾向；

4.本发明所涉及到的高强钢包含但不限于QP、TWIP、DP、TRIP、DH及CP钢等目前在热成形或电阻点焊过程存在裂纹倾向的汽车用高强钢，应用广泛。

附图说明

图1为本发明优选实施例单层和双层镀层降低高强钢热成形或电阻点焊过程裂纹倾向原理示意图。

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，如图1所示，采用单层镀层，设计一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层如下：

(1)选取QP高强钢，其化学成分如表1所示，Zn元素与相关元素的混合焓如表2所示，Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，混合焓越负说明原子之间的吸引越强；

表1.QP高强钢化学成分表(wt.％)

如表2.Zn与相关元素的混合焓

(2)基于QP高强钢的成分，确定所使用的Zn基镀层为Zn-Ni镀层，其中Ni元素的质量分数为0.5wt.％；Zn-Ni镀层厚度为10μm；

(3)对含有新镀层的QP高强钢进行热成形，热成形温度为930℃，保温时间4min；

(4)对热成形后的试样进行裂纹表征，未发现明显的裂纹存在。

如图1所示，本实施例采用的单层Zn基镀层2，由于Ni原子与Zn原子之间的相互作用，Ni原子7对Zn原子5具有较强的吸引作用，使原本热成形或电阻点焊过程中容易沿基体4的高强钢晶界6渗透的Zn原子5被较为均匀地束缚在新Zn基镀层2内；相较传统Zn基镀层1，本实施例实现了对Zn原子5渗透行为的有效束缚，使高强钢在热成形或电阻点焊过程中的裂纹数量减少、裂纹长度显著降低。本实施例单层镀层，镀层以Zn元素为主，同时包含与Zn元素的混合焓为负的Ni元素作为束缚组元，还含有其它不可避免的杂质；使热成形或电阻点焊过程中容易沿基体高强钢晶界渗透的Zn原子被束缚组元束缚在镀层内，Ni束缚组元形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感，达到高强钢的裂纹倾向性检测标准。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，如图1所示，采用双层镀层的复合镀层，设计一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层如下：

(1)选取QP高强钢，其化学成分如表1所示，Zn元素与相关元素的混合焓如表2所示，Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，混合焓越负说明原子之间的吸引越强；

(2)对QP高强钢进行预镀Ni，预镀Ni层的厚度为1μm，之后采用热浸镀锌的方式在预镀Ni层镀Zn，镀Zn层厚度也为1μm；

(3)对含有复合镀层的QP高强钢进行热成形，热成形温度为930℃，保温时间4min；

(4)对热成形后的QP高强钢进行裂纹表征，未发现明显的裂纹存在。

如图1所示，双层镀层的复合镀层3，本实施例结合化学成分、元素之间相互作用等因素，预先在高强钢表面镀一层Ni，一方面阻碍热成形或电阻点焊过程中液态Zn与高强钢的直接接触，另一方面Ni和Zn之间存在负的混合焓，为-9kJ/mol，Zn原子被阻隔束缚在外层Zn镀层内，可有效降低高强钢在热成形或电阻点焊过程中的裂纹倾向。本实施例双层镀层，在高强钢表面进行预镀一层Ni中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，在Ni中间镀层中与Zn元素的混合焓为负，作为Ni束缚组元，Ni中间镀层或Zn镀层还含有其它不可避免的杂质；Ni中间镀层形成Zn镀层的扩散阻隔层，使热成形或电阻点焊过程中从Zn镀层向基体高强钢晶界渗透的Zn原子被Ni中间镀层阻隔，Ni中间镀层形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感。

实施例三：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，如图1所示，采用双层镀层的复合镀层，设计一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层如下：

(1)选取QP高强钢，其化学成分如表1所示，Zn元素与相关元素的混合焓如表2所示，Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，混合焓越负说明原子之间的吸引越强；

(2)对QP高强钢进行预镀Ni，预镀Ni层的厚度为30μm，之后采用热浸镀锌的方式在预镀Ni层镀Zn，镀Zn层厚度也为30μm；

(3)对含有复合镀层的QP高强钢进行热成形，热成形温度为930℃，保温时间4min；

(4)对热成形后的QP高强钢进行裂纹表征，未发现明显的裂纹存在。

如图1所示，双层镀层的复合镀层，本实施例结合化学成分、元素之间相互作用等因素，预先在高强钢表面镀一层Ni层，预镀Ni层的厚度和镀Zn层厚度分别采用30μm。综合上述实施例，在QP高强钢表面结合预镀一层Ni中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，优选双层镀层的每层镀层厚度为1-30μm，进一步优选双层镀层的每层镀层厚度为5-30μm，其性能价格比符合产业需求的合理阈值，在产业上具有应用价值。当Ni中间镀层低于1μm时，Ni中间镀层厚度过低，Ni中间镀层中的Ni原子不足以对倾向于通过Ni中间镀层向基体QP高强钢渗透或扩散的Zn原子形成有效的束缚和阻隔，并且当Ni中间镀层低于1μm时，在QP高强钢进行热成形变形量较大时，如热成形变形量大于15％时，由于过薄的Ni-Si中间镀层受到拉伸延展变形量较大，出现裂纹的概率大于50％。而当Ni-Si中间镀层厚度大于30μm时，Ni中间镀层较厚，能对镀Zn层中Zn原子向基体的扩散形成有效的束缚和阻隔，但过厚的Ni中间镀层大幅增加了镀层的综合成本，镀层性能价格比下降；因此，综合上述实施例可知，双层镀层的每层镀层厚度为5-30μm，其性能价格比符合产业需求的合理阈值，在产业上具有应用价值。

实施例四：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，采用单层镀层，设计一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层如下：

(1)选取QP高强钢，其化学成分如表1所示，Zn元素与相关元素的混合焓如表2所示，Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，Si元素和Zn元素的混合焓为-18kJ/mol，混合焓越负说明原子之间的吸引越强；

(2)基于QP高强钢的成分，确定所使用的Zn基镀层为Zn-Ni-Si镀层，其中Ni元素的质量分数为0.5wt.％；Si元素的质量分数为0.5wt.％；Zn-Ni-Si镀层厚度为10μm；

(3)对含有新镀层的QP高强钢进行热成形，热成形温度为930℃，保温时间4min；

(4)对热成形后的试样进行裂纹表征，未发现明显的裂纹存在。

本实施例采用的单层Zn基镀层，由于Ni原子与Zn原子之间、Ni原子与Si原子之间的相互作用，Ni原子对Zn原子具有较强的吸引作用，Si原子对Zn原子具有更强的吸引作用，使原本热成形或电阻点焊过程中容易沿基体的高强钢晶界渗透的Zn原子被较为均匀地束缚在新Zn基镀层内；相较传统Zn基镀层，本实施例实现了对Zn原子渗透行为的有效束缚，使高强钢在热成形或电阻点焊过程中的裂纹数量减少、裂纹长度显著降低。本实施例单层镀层，镀层以Zn元素为主，同时包含与Zn元素的混合焓为负的Ni元素和Si元素共同作为束缚组元，还含有其它不可避免的杂质；使热成形或电阻点焊过程中容易沿基体高强钢晶界渗透的Zn原子被束缚组元束缚在镀层内，Ni和Si束缚组元形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感，达到高强钢的裂纹倾向性检测标准。此外，由上述实施例可知，对于单层Zn基镀层，综合考虑，单层镀层厚度为1-40μm，无论单层镀层为Zn-Ni镀层、Zn-Ni-Si镀层、Zn-Mg镀层、Zn-Mg-Si镀层、Zn-Mg-Ni镀层和Zn-Mg-Ni-Si镀层中的任意一种，当单层Zn基镀层低于1μm时，单层Zn基镀层厚度过低，单层Zn基镀层中的与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素的单一元素的原子原子不足以对倾向向基体QP高强钢渗透或扩散的Zn原子形成有效的束缚和阻隔，并且当单层Zn基镀层低于1μm时，在QP高强钢进行热成形变形量较大时，如热成形变形量大于15％时，由于过薄的单层Zn基镀层受到拉伸延展变形量较大，出现裂纹的概率大于50％；

而当单层Zn基镀层厚度大于40μm时，单层Zn基镀层较厚，对单层Zn基镀层中Zn原子向基体的扩散形成有效的束缚和阻隔，但过厚的单层Zn基镀层增加了镀层的综合成本，性能价格比下降；因此，综合上述实施例可知，单层Zn基镀层厚度为1-40μm，尤其是优选单层Zn基镀层厚度为10-40μm时，其性能价格比符合产业需求的合理阈值，在产业上具有应用价值。对于上述实施例中单层Zn基镀层为多种元素的合金时，考虑不同元素的质量比、不同元素分别与Zn元素的混合焓和不同元素的价格，因此采用更高比例的与Zn元素的混合焓更负的金属元素或者成本更低的金属，有利单层Zn基镀层倾向于更加负的混合焓和降低镀层的成本，更有利于产业上的应用。

实施例五：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，采用双层镀层的复合镀层，设计一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层如下：

(1)选取QP高强钢，其化学成分如表1所示，Zn元素与相关元素的混合焓如表2所示，Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，Si元素和Zn元素的混合焓为-18kJ/mol，混合焓越负说明原子之间的吸引越强；

(2)对QP高强钢进行预镀Ni-Si层，预镀Ni-Si层的厚度为1μm，之后采用热浸镀锌的方式在预镀Ni-Si层镀Zn，镀Zn层厚度也为1μm；

(3)对含有复合镀层的QP高强钢进行热成形，热成形温度为930℃，保温时间4min；

(4)对热成形后的QP高强钢进行裂纹表征，未发现明显的裂纹存在。

如图1所示，双层镀层的复合镀层，本实施例结合化学成分、元素之间相互作用等因素，预先在高强钢表面镀一层Ni-Si层，一方面阻碍热成形或电阻点焊过程中液态Zn与高强钢的直接接触，另一方面Ni和Zn之间、Ni和Si之间存在负的混合焓，Zn原子被阻隔束缚在外层Ni-Si镀层内，可有效降低高强钢在热成形或电阻点焊过程中的裂纹倾向。本实施例双层镀层，在高强钢表面进行预镀一层Ni-Si中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，在Ni-Si中间镀层中与Zn元素的混合焓为负，作为Ni、Si束缚组元，Ni-Si中间镀层或Zn镀层还含有其它不可避免的杂质；Ni-Si中间镀层形成Zn镀层的扩散阻隔层，使热成形或电阻点焊过程中从Zn镀层向基体高强钢晶界渗透的Zn原子被Ni-Si中间镀层阻隔，Ni-Si中间镀层形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感。

实施例六：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，采用双层镀层的复合镀层，设计一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层如下：

(1)选取QP高强钢，其化学成分如表1所示，Zn元素与相关元素的混合焓如表2所示，Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，Si元素和Zn元素的混合焓为-18kJ/mol，混合焓越负说明原子之间的吸引越强；

(2)对QP高强钢进行预镀Ni-Si层，预镀Ni-Si层的厚度为30μm，之后采用热浸镀锌的方式在预镀Ni-Si层镀Zn，镀Zn层厚度也为30μm；

(3)对含有复合镀层的QP高强钢进行热成形，热成形温度为930℃，保温时间4min；

(4)对热成形后的QP高强钢进行裂纹表征，未发现明显的裂纹存在。

如图1所示，双层镀层的复合镀层，本实施例结合化学成分、元素之间相互作用等因素，预先在高强钢表面镀一层Ni-Si层，预镀Ni-Si层的厚度和镀Zn层厚度分别采用30μm。综合上述实施例，在QP高强钢表面结合预镀一层Ni-Si中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，优选双层镀层的每层镀层厚度为1-30μm，进一步优选双层镀层的每层镀层厚度为5-30μm，其性能价格比符合产业需求的合理阈值，在产业上具有应用价值；当Ni-Si中间镀层低于1μm时，Ni-Si中间镀层厚度过低，Ni-Si中间镀层中的Ni原子和Si原子不足以对倾向于通过Ni-Si中间镀层向基体QP高强钢渗透或扩散的Zn原子形成有效的束缚和阻隔，并且当Ni-Si中间镀层低于1μm时，在QP高强钢进行热成形变形量较大时，如热成形变形量大于15％时，由于过薄的Ni-Si中间镀层受到拉伸延展变形量较大，出现裂纹的概率大于50％；而当Ni-Si中间镀层厚度大于30μm时，Ni-Si中间镀层较厚，能对镀Zn层中Zn原子向基体的扩散形成有效的束缚和阻隔，但过厚的Ni-Si中间镀层增加了镀层的综合成本，性能价格比下降；因此，综合上述实施例可知，双层镀层的每层镀层厚度为5-30μm，其性能价格比符合产业需求的合理阈值，在产业上具有应用价值。对于上述实施例中Ni-Si中间镀层中的Ni和Si的质量比，考虑到Ni元素和Zn元素的混合焓为-9kJ/mol，Si元素和Zn元素的混合焓为-18kJ/mol，因此采用更高比例的Si元素元素，不仅有利于Ni-Si合金的混合焓倾向于更加负的混合焓，还利于降低Ni-Si中间镀层的成本，因此，Ni-Si中间镀层的Ni的添加量不高于50％，更有利于产业上的应用。

实施例七：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，高强钢采用单层的Zn-Ni镀层或Zn-Ni-Si镀层，或者采用复合镀层的Ni中间镀层或Ni-Si中间镀层，本实施例通过调控镀层的元素配比，调控Ni、Si中任意元素间的相互作用。所述Zn基镀层采用电镀、热浸镀、化学气相沉积或者磁控溅射工艺制备。实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感，达到高强钢的裂纹倾向性检测标准。所涉及到的高强钢包含但不限于QP、TWIP、DP、TRIP、DH和CP钢等目前在热成形或电阻点焊过程存在裂纹倾向的汽车用高强钢。本实施例还可通过合理调控镀层的元素配比，可实现有效降低不同类型高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹倾向的目的。所述与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素为Si、Mg、Mn、Ni、Ti、Ca、Sc、Y、Zr、Sr、Rh、Ge、Li、As、Co、Ru、Tc、V、Nb、C、N、P、H中的任意一种或任意多种元素；在单层镀层以镀层中以元素总的质量百分比含量为100wt.％计算或在双层镀层中以双层镀层所有元素总的质量百分比含量为100wt.％计算，与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素的单一元素质量百分比含量≤20wt.％。本发明降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层设计，结合化学成分、元素相互作用等因素，使原本热成形或电阻点焊过程中容易沿晶界渗透的Zn原子被其它添加组元束缚在镀层内，阻止其向晶界的渗入，降低乃至避免热成形裂纹的形成。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：为单层镀层或双层镀层；

对于单层镀层，镀层以Zn元素为主，同时包含与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素作为束缚组元，还含有其它不可避免的杂质；使热成形或电阻点焊过程中容易沿基体高强钢晶界渗透的Zn原子被束缚组元束缚在镀层内，束缚组元形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感；

对于双层镀层，在高强钢表面进行预镀一层中间镀层，之后再镀Zn镀层，形成双层镀层形式，在中间镀层中与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素作为束缚组元，中间镀层或Zn镀层还含有其它不可避免的杂质；中间镀层形成Zn镀层的扩散阻隔层，使热成形或电阻点焊过程中从Zn镀层向基体高强钢晶界渗透的Zn原子被中间镀层阻隔，中间镀层形成Zn原子的阻隔迁移体系，实现高强钢在热成形或电阻点焊过程产生裂纹的倾向不敏感；

所述与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素为Si、Mg、Mn、Ni、Ti、Ca、Sc、Y、Zr、Sr、Rh、Ge、Li、As、Co、Ru、Tc、V、Nb、C、N、P、H中的任意一种或任意多种元素；在单层镀层以镀层中，以元素总的质量百分比含量为100wt.％计算，与Zn元素的混合焓为负的任意一种或任意多种元素的单一元素质量百分比含量≤20wt.％；在双层镀层中，每层镀层厚度≥1μm。

2.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：单层镀层或双层镀层的中间镀层中的任意一种束缚组元与Zn元素的混合焓≤-9kJ/mol。

3.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：对含有所述单层或双层镀层的高强钢进行热成形的温度为700-950℃，保温时间≤30min。

4.对含有所述双层镀层的高强钢进行电阻点焊，电阻点焊时间为10ms-10s，焊接电流为2kA-20kA，焊接脉冲为1-20个，焊接脉冲的间歇时间为0ms-1s，保载时间为0s-5s。凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下对电阻点焊过程做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

5.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：单层镀层厚度为1-40μm。

6.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：双层镀层的每层镀层厚度为1-30μm。

7.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：对于单层镀层，形成Zn-Ni镀层，以镀层中元素总的质量百分比含量为100wt.％计算，其中Ni元素的质量分数≤0.5wt.％。

8.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：对于双层镀层，形成Zn镀层和Ni镀层，其中Ni镀层作为中间镀层，Ni镀层的厚度≥1μm，Zn镀层厚度≥1μm。

9.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：各镀层的形成方式包含但不限于热浸镀、电镀、镀锌退火中任意至少一种在高强钢表面形成镀层的方式。

10.根据权利要求1所述降低高强钢热成形裂纹倾向的镀层，其特征在于：所述高强钢为DP、TWIP、QP、TRIP、DH及CP钢中至少一种高强钢；

或者，通过调控镀层的元素配比，调控镀层不同元素之间的相互作用；所述元素间的相互作用通过调控混合焓、自由能、电子浓度中至少一种物理量来实现。