烤漆硬化（The lacquer that bake hardening）是指薄鋼板經過衝壓加工、塗漆和低溫烤漆後屈服強度能有所提高的性能，又稱烤漆硬化性，簡稱BH性。具有烘烤硬化性的薄鋼板的原始屈服強度可以較低，以利於進行衝壓加工，經衝壓、塗漆和溫度為17~200℃，時間為20~30min的低溫烘烤後，屈服強度通常可提高40~80MPa。
基本介紹
- 中文名：烤漆硬化
- 外文名：The lacquer that bake hardening
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 別稱：烤漆硬化性
- 簡稱：BH性
簡介,低碳鋼烤漆硬化性（BH）的影響因素,裸板,鍍鋅板,卷取溫度和退火工藝的影響,總結,
簡介
具有供烤硬化特性的鋼主要有4類:氮化鑰，含磷的鋁鎮靜，雙相鋼和特生產的超低碳鋼。烘烤硬化主要是鋼中殘留的固溶碳和氮原子所引起的時效的結果。在鋼板的鐵原子點陣中有向隙固溶碳和氮原子。經過變形，固溶體點陣中產生了位錯線。
低溫烘烤處理，促進了碳、氮原子間位錯線的張力區擴散，形成氣團，釘扎住位錯，增加了進一步開動位錯的應力，這在巨觀上就表現為鋼板強度的提高。生產上主要是通過控制鋼的碳含量，控制冷軋後的退火溫度、時間和冷卻速度而調整碳原子在鐵原子點陣中的固溶量，達到使鋼無常溫時效但有高溫時效的效果，進而得到供烤硬化性。烘烤硬化性能對現代汽車車身覆蓋件的製造十分有利。套用具有烘烤硬化性的鋼板沖制車身零件，可以降低衝壓負荷，減薄車身鋼板的厚度，而車身的強度和剛度並不下降，這對於車身上的一些淺衝壓件的沖制更為重要。由於因加工硬化產生的強度增加十分有限。在這些淺衝壓件的中心，塑性變形程度通常不到5%。供烤硬化恰好彌補了這一不足，使車身整體能夠達到較高的強度水平。
低碳鋼烤漆硬化性（BH）的影響因素
根據鋼物理冶金國際會議論文集澳大利亞技術中心George Mu sung報導烤漆硬化薄板。因在沖玉成形過程中低的屈服強度保證了良好的成形性。在其後的烤漆過程中。由時效又可使屈服強度升高而獲得高的抗凹陷性，因此近年來深受汽車製造業的歡迎。烤漆硬化鋼板又分裸板和鍍鋅板。裸板採用鋁鎮靜低碳鋼箱式爐退火生產。而熱鍍鋅板採用加鈦超低碳鋼連續退火生產。本研究用總碳和過剩碳含量作為評價與控制BH的參數。
裸板
箱式爐退火的BH值與碳含量成反比。並於碳化物尺寸有關，當含低碳（0.01%）水平時.碳化物尺寸及碳化物面間距都非常大。冷軋時碳原子需遷越相當大的距離才可析出，因此固溶碳和BH值都較小尺寸碳化物時高。
當碳略高於0. 02%時，由於熱軋時形成的小碳化物，在680℃退火時不能全部析出，而隨後冷卻時，由於緊密碳化物間距，促使大量碳化物析出，從而減少了固溶碳及BH值。
當碳為0. 02%時，將退火溫度提高到720℃使原先析出的碳化物全部溶解。隨後冷卻形成大顆粒的碳化物，可使BH值從18ppm增加到26ppm。高溫退火使晶粒尺寸增大會限制 BH值增加。
BH值必須在30-60MPa範圍才能最佳平衡BH性與阻止常溫時效。為使BH值在此範圍，總碳必須小於0. 01%。
鍍鋅板
含鈦鍍鋅板的BH值與過剩碳C關係C與BH值線性關係雖然有些分散，但總趨勢BH值隨C增加而增加。可看出C必須在15 -30ppm才能得到所需的BH值範圍（30-60MPa）該結果與Tanioku等提出的C需在15-25ppm是一致的。過剩碳C是計算出的參數，並不是真正決定BH的固溶碳量。本研究，C最佳範圍是15-30ppm大於由內耗方法確定的最佳固溶碳為10ppm範圍，說明計算出的C並非全部固溶了，可認為有一些碳沉積在晶界了，或者以沉澱粒子存在，而這些碳對BH值是無效的。
卷取溫度和退火工藝的影響
鋼含有5ppm的C，首先研究卷取溫度的影響，熱軋後卷取溫度從680℃到590℃變化，企圖通過阻止TiC析出增加固溶碳。隨後經熱鍍鋅線上退火。結果發現對BH值沒什麼影響。
接著研究退火溫度的影響，退火溫度從800℃增加到850℃，目的是使一些TiC重新熔解以增加固溶碳。試驗室結果表明對BH值也沒有影響。而影響BH最大的卻是退火與鍍鋅線上（CGL）退火。BH從22MPa，增加到42MPa。而兩者的差別則只是前者是空冷到室溫。後者是隨現場生產線上快速冷到450℃。顯然後者快速冷卻抑制了碳的析出及固溶碳間晶界遷移，說明冷卻速度對低C鋼的BH性至關重要。
總結
1.由箱式爐退火的鋁鎮靜鋼裸板，最佳BH值的碳含量為0. 05%-0.012%。
2.連續退火的含欽熱鍍鋅板，最佳BH值的過剩碳C為15-30ppm。
3.低C含欽鋼BH值受退火冷卻速度的影響。
