本发明涉及氢脆风险检测,具体涉及用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法。
背景技术:
1、超高强度热成型钢是一种在高温状态下进行成型的高强度钢材,其具有高强度、高韧性、良好的可塑性、可焊性和抗腐蚀性,相比于普通钢材,它在较小的截面尺寸下能够承受更大的荷载,因此性能表现更为优秀,被广泛应用于建筑、车辆制造等多个领域。超高强度热成型钢是通过特殊的热成型技术制造而成,这种技术首先将钢材加热至奥氏体化状态,然后快速冲压成型,并利用模具的冷却系统实现淬火,从而使零件达到超高强度。为了提高超高强度热成型钢的使用寿命和应用环境,会再对钢材表面进行涂层处理,如电镀、酸洗等,导致涂层板钢材容易出现氢脆风险,使钢材性能下降,甚至发生断裂的现象,而强度越高其氢脆风险越高。
2、而因为在涂层处理过程中,氢分子随机产生,且会在材料内部进行分子运动,导致氢脆区域难以确定,因此现有技术中为去除涂层板中含有的氢分子,避免氢脆风险,有自然放置或进行加热两种方式,其中自然放置至少需要将涂层板放置一周至一个月不等,时间周期长且非常占用库存,不利于生产效率。因此,更多的会采用对涂层板进行单独回火加热的方式去除氢分子,但因为无法确定氢脆风险区域,在进行加热处理时,会将整个材料一起回火处理,而再次回火处理又会导致材料变形,影响材料结构和性能,并且还需要单独增加一道回火工序,增加生产周期和人力成本。并且设置烤箱占用面积大,烘烤时会采用批量烘烤的方式,导致烘烤时间长,烘烤效率低,且非常耗用能源,而在烘烤后还需要再次进行检测,增加人力成本和时间成本。
3、因此,针对现有技术中对氢脆风险区域难以确定,需要单独增加一道回火工序去除氢,导致材料易变形,影响材料性能,增加生产工序和成本的问题,亟需设计一种用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,通过在激光切割时同步进行激光加热处理,通过判定裂纹区域直接识别出氢脆风险区域,并根据氢脆风险区域优化前序工艺,以此减少氢脆风险区域,替代烘烤加热的方式,达到去除氢的效果同时省去还需要单独回火的过程,简化加工工艺,减少设备占用空间,降低劳动强度,避免再次回火材料变形,降低材料性能的风险,保证材料强度。
2、为达到上述目的,本发明采用如下技术方案,用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,包括以下步骤:
3、步骤1,在涂层板工件进行激光切割时同步采用激光加热设备对涂层板进行加热;
4、步骤2,获取涂层板表面图像信息,对图像信息进行对比分析,找出存在裂纹的区域,并标记为氢脆风险区域;
5、步骤3,根据标记的氢脆风险区域特征优化前序工序,减少风险区域,直至风险区域为零;
6、步骤4,采用激光加热方式再次对氢脆风险区域进行监控,确保工件流出无氢脆开裂风险。
7、本方案的原理及优点是:
8、为减少钢材表面在应用环境中受到腐蚀、划伤、冲刷等损害,在生产时会进行涂层处理工艺,如电镀、酸洗等,过程中涂层板表面会与含氧的溶液或气体接触,其中的氢离子可能通过化学反应或物理吸附进涂层板表面,尤其是在电镀过程中,氢离子可能会在电场的作用下被还原为氢原子,并渗入涂层板的金属晶格中。进入涂层板内部的氢原子在金属晶格中扩散,由于氢原子较小,它们能够轻易地穿过金属晶格,并在晶界、缺陷或应力集中区域积累,这些区域由于结构上的不连续性,更容易成为氢原子的聚集点。
9、随着氢在涂层板中的积累,导致涂层板性能可能发生变化,甚至使金属晶格膨胀和应力分布不均,出现裂纹或断裂,尤其是在高强度或高应力的条件下,其氢脆的风险更为显著。因此工艺上会采用加热的方式将内部的氢去除,但因为氢原子在不停运动,所形成的聚集点无法明确,使氢脆风险区域难以确定,因此在回火时直接将涂层板一并加热,导致涂层板易变形,影响涂层板性能。
10、也因为氢脆风险区域难以直接确定,而激光加热工艺局部性强,导致在本领域中存在激光加热无法直接应用的技术壁垒。而本方案在激光切割时同步进行激光加热,加热过程中,若存在氢脆风险区域则会对应出现开裂或裂纹情况,由此可确定氢脆风险区域,再根据区域优化前序工艺,以此减少氢脆风险区域,达到优化工艺且去氢的目的。实施本方案具有以下几点优势:
11、1.省去单独回火的工艺步骤,避免在回火过程中涂层板变形的风险,保证涂层板性能,同时简化工艺流程,省去烤箱的设置,减少生产场地占用面积,极大节约生产能源,缩短生产周期,提高生产效率,降低操作劳动强度。
12、2.能够同步明确氢脆风险区域,并根据确定的氢脆风险区域反向分析工艺流程中的不足,并针对性的提出整改措施,以完善生产工艺,减少氢脆风险区域的形成。
13、3.可针对确定的氢脆风险区域采用局部激光加热的方式进行监控,确保无氢脆开裂风险,突破技术壁垒,将激光加热技术应用于热成型工艺中,去氢过程更精准可控,去氢效果更显著且保证涂层板整体性能。
1.用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:在步骤2中,还包括以下子步骤:
3.根据权利要求1所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:在步骤1中还包括根据切割路径对涂层板表面按照扫描方式以设定的加热参数进行全面加热。
4.根据权利要求3所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:设定的加热参数为按照加热温度为100℃-500℃以0-500mm/s的速度匀速加热。
5.根据权利要求2所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:在步骤2.1中,将图像信息划分为30mm*30mm的方形区域。
6.根据权利要求1所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:在步骤3中,根据对氢脆风险区域内的裂纹特征进行分析,以此推断前序工艺中存在的问题,并提出优化建议。
7.根据权利要求6所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:所述裂纹特征包括裂纹的形状和相对位置,相对位置包括边缘位置和中间位置。
8.根据权利要求7所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:在步骤4中,还包括根据裂纹特征设定激光加热方式,加热方式包括设定加热的温度范围、加热速度以及加热次数。
9.根据权利要求1所述的用于热冲压成型超高强钢氢脆风险检测方法,其特征在于:在步骤4中,根据划定的氢脆风险区域大小自定义划分监控区域大小。
