本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于汽車的構(gòu)件、特別是結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以及一種根據(jù)權(quán)利要求5的前序部分所述的制造構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)：

DE 10 2009 007 909 A1已揭示過這種構(gòu)件和這種方法。該構(gòu)件包括由可熱成型的鋼材構(gòu)成的本體，其至少在一個分區(qū)內(nèi)配設(shè)有涂層，該涂層包括具有鋁硅合金的第一層和一第二層，其中這個第一層布置在本體與第二層之間。

制造構(gòu)件時，將本體連同涂層一起熱成型。亦即，在實施熱成型前為本體配設(shè)涂層。制造涂層時，將第一層布置在本體與第二層之間。

該本體例如是可熱成型的金屬板，其中該本體例如由硼鋼制成。在熱成型過程中，對本體連同涂層一起施加高溫。通常也將具有至少兩個層的涂層稱為“涂層系統(tǒng)”。

一般性現(xiàn)有技術(shù)中公開過兩種用于可熱成型的鋼板的涂層系統(tǒng)：這兩種涂層系統(tǒng)中的第一涂層系統(tǒng)是熱鍍鋅，第二涂層系統(tǒng)是熱鍍鋁。亦即，本體的鋼材要么被熱鍍鋅，要么被熱鍍鋁。這類熱鍍鋅或熱鍍鋁的鋼材例如用來批量生產(chǎn)特別是用于汽車的經(jīng)沖壓硬化的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

與鋼襯底(陰極腐蝕防護(hù))相比，熱鍍鋅的鋼材因其電化學(xué)應(yīng)力較小而具有良好的防腐性。采用這類涂層時會造成以下有害現(xiàn)象：熱成型過程中在高溫下產(chǎn)生液態(tài)金屬脆化。液態(tài)鋅會擴(kuò)散至鋼襯底的晶界，并在單級沖壓硬化過程中因機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力而在襯底中形成裂紋?？梢酝ㄟ^二級成型來避免這種現(xiàn)象。其中在室溫下實施傳統(tǒng)成型。隨后以較小的成型程度實施沖壓硬化。在此過程中將鍍鋅蒸發(fā)，此舉會造成腐蝕防護(hù)材料的損失。此外還將鍍鋅氧化。這樣就能在成型工藝完畢后對這些構(gòu)件進(jìn)行清潔或射流，以便(例如)實施涂漆操作。鐵在熱成型過程中因處理溫度而擴(kuò)散至涂層，這種現(xiàn)象會增大表面上的鐵含量并降低陰極防護(hù)效果。導(dǎo)致在構(gòu)件表面上出現(xiàn)銹斑。

熱鍍鋁的鋼材在單級沖壓硬化時具有良好的成型特性，不會發(fā)生液態(tài)金屬脆化，且不會在鋼襯底中形成裂紋。這種涂層會引起穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物，且無需對熱成型后的產(chǎn)品進(jìn)行清潔。但采用這類涂層時會造成以下有害現(xiàn)象：熱鍍鋁不提供任何電鍍防護(hù)效果。換言之，無法通過犧牲陽極原理來為該構(gòu)件提供抗腐蝕防護(hù)。鐵在熱成型過程中因處理溫度而擴(kuò)散至涂層，這種現(xiàn)象會增大表面上的鐵含量。導(dǎo)致在構(gòu)件表面上出現(xiàn)銹斑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供本文開篇所述類型的一種構(gòu)件和一種方法，以便克服上述難題。

本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的解決方案為具有權(quán)利要求1的特征的一種構(gòu)件以及具有權(quán)利要求5的特征的一種方法。本發(fā)明的有利設(shè)計方案以及有益且創(chuàng)造性的改良方案參閱從屬權(quán)利要求。

為提供一種能夠克服本文開篇所述的難題的具有涂層系統(tǒng)的構(gòu)件，根據(jù)本發(fā)明，所述第二層由鋅鈷(ZnCo)或鋅錳(ZnMn)或者由錳(Mn)制成。

通過涂布鋅鈷或鋅錳或錳作為第二層，就能提供一種用來至少減輕液態(tài)金屬脆化的金屬間AlSiFe阻擋層。此外還能通過形式為第一層的鋁硅涂料來減輕鐵擴(kuò)散至涂層，從而防止產(chǎn)生銹斑或者至少將其保持在較低水平。此外，通過這些相互擴(kuò)散層還能增強(qiáng)涂層的附著性。與純鋅層相比，即與主要由純鋅(Zn)制成的層相比，通過形式為第二層的這個鋅合金鍍層特別有利于實現(xiàn)陰極腐蝕防護(hù)(純鋅層指的是具有至少99重量百分比(wt％)的鋅(Zn)且剩余部分例如為雜質(zhì)的層)。

此外由于使用鋁硅層，本發(fā)明的構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)具有較小的分解速度的穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。具有較小的分解速度的穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物還能通過鋅合金實現(xiàn)。此外由于鋅合金的熔點較高，還能至少減輕鋅蒸發(fā)。

替代地，所述第二層可以由錳構(gòu)成。通過這種方式也能實現(xiàn)陰極腐蝕防護(hù)，因為錳與鐵相比具有相對較低的電化學(xué)電位。此外在對構(gòu)件進(jìn)行熱處理時，在沖壓硬化過程中會在第一與第二層間發(fā)生相互擴(kuò)散，其引起由這兩個層制成的陰極系統(tǒng)的電耦合，從而增強(qiáng)第二層在第一層上的附著性。因此，也可以對具有這種涂層系統(tǒng)的構(gòu)件進(jìn)行單級沖壓硬化。

在所述第二層由錳構(gòu)成的情況下，所述第二層有利地具有小于5μm的厚度。這個相對較小的層厚的優(yōu)點是，上述腐蝕防護(hù)效果與采用較厚層時相同，其中與具有較厚涂層的工件不同，借助熱接合法就能非常簡單地對通過上述方式涂布的構(gòu)件進(jìn)行接合。所述第二層采用相對較小的厚度后，特別是能夠顯著增強(qiáng)通過上述方式涂布的構(gòu)件的熱焊接性。優(yōu)選借助物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積來涂覆這種較薄的第二層，因為通過上述工藝能夠非常簡單且尤其是薄膜式地鍍覆錳。替代地，也可以借助電解法涂覆由錳制成的所述第二層。

根據(jù)本發(fā)明的另一有利實施方式，硅在所述第一層的鋁硅合金中的重量比例為最大百分之12。

本發(fā)明也包含一種制造構(gòu)件的方法，其中在對所述本體進(jìn)行熱成型前，形成由鋅鈷或鋅錳制成的所述第二層。

在制造構(gòu)件(特別是用于汽車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的本發(fā)明的方法中，在由可熱成型的鋼材制成的本體的至少一個分區(qū)內(nèi)，涂覆涂層，其包括具有鋁硅合金的第一層和一第二層，隨后將所述本體連同所述涂層一起熱成型，其中將所述第一層布置在所述本體與所述第二層之間。根據(jù)本發(fā)明，將鋅鈷(ZnCo)或鋅錳(ZnMn)或錳(Mn)作為所述第二層進(jìn)行涂覆。

本發(fā)明的更多優(yōu)點、特征和細(xì)節(jié)參閱下文對優(yōu)選實施例的說明以及附圖。此前在發(fā)明內(nèi)容中列出的特征和特征組合以及下文在附圖描述中列出和/或在唯一一個附圖中單獨示出的特征和特征組合，不僅可按本申請所給出的方式進(jìn)行組合，也可按其他方式組合應(yīng)用或單獨應(yīng)用，而不脫離本發(fā)明的范圍。

附圖說明

下面結(jié)合唯一一個附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，這個附圖為一構(gòu)件的側(cè)視圖，該構(gòu)件具有本體，其配設(shè)有雙層式涂層。

具體實施方式

附圖以截面圖的形式示出一整體用10表示的構(gòu)件。構(gòu)件10例如為汽車(特別是乘用車)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。構(gòu)件10可構(gòu)建為汽車的車身構(gòu)件。多數(shù)汽車制造商的車身結(jié)構(gòu)中安裝有沖壓硬化的鋼材，從而與傳統(tǒng)鋼材相比達(dá)到減重效果。這類構(gòu)件需要滿足各種要求，特別是在腐蝕防護(hù)、漆料附著性、潤濕性、磷化、熱成型性和減重方面的要求。特定而言，在實施沖壓硬化時應(yīng)防止在這類構(gòu)件上形成裂紋。

構(gòu)件10具有本體12，其由可熱成型的鋼材制成。本體12在至少一個分區(qū)內(nèi)配設(shè)有涂層14。因此，本體12為由可硬化的鋼材或深拉鋼材構(gòu)成的鋼襯底。特別是硼鋼或錳硼鋼以及微合金鋼材適合用作這種鋼襯底。

在構(gòu)件10的制造過程中，將本體12連同涂層14一起熱成型，特別是沖壓硬化。亦即，在實施熱成型前為本體12配設(shè)涂層14，從而在將涂層14鍍覆在本體12上后，將本體12連同涂層14一起熱成型。

如圖所示，在涂層14的制造過程中，制造該涂層14的第一層16和(另一)第二層18。亦即，涂層14具有第一層16和第二層18，其中第一層16布置在本體12與第二層18之間。在此，第一層16直接鍍覆在本體12上。亦即，第一層16接觸本體12。第二層18直接鍍覆在第一層16上。

例如通過以下方式來制造涂層14、即層16和18：PVD法(PVD-Physical Vapor Deposition-物理氣相沉積)、CVD法(CVD-Chemical Vapor Deposition-化學(xué)氣相沉積)、浸漬法、料漿法、電鍍或電解法或者熱噴涂。

第一層16由鋁硅(AlSi)制成。而第二層18由錳(Mn)、鋅錳(ZnMn)或者由鋅鈷(ZnCo)制成。借助涂層14就能防止液態(tài)金屬脆化和產(chǎn)生銹斑或者至少將其保持在較低水平。此外還能實現(xiàn)陰極腐蝕防護(hù)。還能為涂層14提供良好的附著性并實現(xiàn)穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。此外還能至少減輕鋅蒸發(fā)。

在所述第二層由錳構(gòu)成的情況下，這個第二層18優(yōu)選具有較小的厚度，該厚度有利地小于5μm。

硅在第一層16的該鋁硅合金中的重量比例為最大百分之12。在沖壓硬化時應(yīng)用這個第一鍍鋁層會對構(gòu)件10起積極作用。

有鑒于此，借助涂層14就能實現(xiàn)構(gòu)件10的特別有利的機(jī)械特性。還能提供非常有效的防腐效果。