Спосіб одержання загартованих у пресі сталевих деталей з покриттям з високою продуктивністю

Реферат: Винахід належить до листа або заготовки з попереднім покриттям, які містять сталеву підкладку для термічної обробки, яка покривається поверх щонайменше однієї ділянки, щонайменше однієї з її основних поверхонь попереднім покриттям, яке містить щонайменше один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, який покривається поверх щонайменше однієї ділянки вищезгаданого попереднього покриття, полімеризованим шаром, який має товщину між 2 і 30 мкм і складається з полімеру, який не містить кремній і вміст азоту, в якому не перевищує 1 мас. % відносно до маси вищезгаданого шару, при тому, що вищезгаданий полімеризований шар містить вуглецевмісні пігменти у кількості між 3 і 30 мас. % відносно до маси зазначеного шару. UA 114875 C2 (12) UA 114875 C2 UA 114875 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до способу виготовлення деталей із сталевих листів з попередньо нанесеним покриттям, які нагріваються, піддаються штампуванню і потім гартуванню в процесі охолодження, виконуваного шляхом витримки у пресовому інструменті; ці деталі призначаються для застосування, серед іншого, в якості елементів конструкції автотранспортних засобів з метою реалізації функцій перешкоджання проникненню або поглинання енергії. Комплектуючі такого типу можуть також застосовуватися, наприклад, для виготовлення механізмів або частин сільськогосподарських машин. Завдання винаходу полягає у забезпеченні виробництва сталевих деталей, які поєднують високу механічну міцність, гарну корозійну стійкість і хорошу зварюваність. Також повинна бути можливість виготовлення таких гарячештампованих деталей з використанням високопродуктивних способів. Ці вимоги застосовуються, зокрема, в автомобільній промисловості, де метою є значне зниження маси транспортних засобів. Вищевказані якості потрібні для антіінтрузивних вузлів або деталей, які відіграють роль у забезпеченні безпеки автомобільних транспортних засобів, як-то, бампери, підсилювачі дверей або середні стійки. Ці властивості можуть бути досягнуті, зокрема, завдяки сталевим деталям, мікроструктура яких є мартенситною або бейнітно-мартенситною. Виготовлення комплектуючих такого типу відомо, зокрема, з публікацій FR2780984 і FR2807447, згідно з якими призначена для термічної обробки заготовка вирубується зі сталевого листа, попередньо покритого металом або металевим сплавом і нагрівається в печі, а потім піддається гарячому штампуванню. Попереднє покриття може складатися з алюмінію або алюмінієвого сплаву, цинку або цинкового сплаву. У процесі нагрівання в печі, це попереднє покриття сплавляється зі сталевою підкладкою для утворення сполуки, яка забезпечує захист поверхні сталі від зневуглецювання і утворення окалини. Ця сполука є придатною для гарячого формування. Утримання деталі в інструменті після формування дозволяє виконувати швидке охолодження, яке призводить до одержання у сталевій підкладці загартованих мікроструктур, які асоціюються з хорошими механічними властивостями міцності і твердості. Цей спосіб відомий як "загартування у пресі". При способі такого типу, заготовки, зазвичай нагріваються в методичних печах, при чому, заготовки просуваються по цих печах на валиках. Ця стадія містить етап нагрівання, супроводжуваний термічною витримкою у печі, зазвичай в межах температур 900-950 °C. Температура витримки і час витримки є, серед іншого, функцією товщини заготовок і типу попереднього покриття на заготовках. З міркувань підвищення продуктивності, бажане використання способів, які дозволяють скоротити етап нагрівання в печі у максимально можливій мірі. У зв'язку з цим публікація EP2312005 розкриває спосіб, в якому забезпечується рулон сталі з попереднім алюмінієвим покриттям, який потім відпалюється при 600-750 °C протягом часу в межах від 1 години до 200 годин. При цьому відбувається дифузія заліза з підкладки у попереднє покриття до такого рівня, на якому утворюється легований продукт. Після вирубки ці леговані заготовки можуть нагріватися швидше, зокрема, через модифікації випромінювальної здатності, викликаною такою легуючою обробкою. Однак цей спосіб вимагає попереднього, тривалого у часі відпалу рулону. Документ EP2463395 також пропонує прискорити кінетику етапу нагрівання за допомогою локального зниження відбивної здатності заготовки з використанням різних способів: попереднього нанесення чорної фарби, модифікації мікрогеометрії поверхні дрібоструменевою обробкою, прокаткою, лазерним або імерсійним травленням у кислому розчині. Цей документ також описує приклади, в яких на цинкових попередніх покриттях осідають пігменти, які знаходяться у водній фазі або чорний барвник на поліефірній/меламіновій основі, наявної у фазі розчинника. Стосовно стандартної норми змішування: 90-92 % поліефіру і 8-10 % меламіну (C15H30N6O6) у шарі фарби після висихання з максимальною об'ємною концентрацією пігменту 30 %, вміст азоту у шарі використовуваної в цих випробуваннях фарби після висихання має порядок від 1,7 до 2,4 %. Однак цей спосіб зовсім не враховує деякі суттєві проблеми, пов'язані з подальшою експлуатацією таких деталей. Деталі після гарячого штампування мають бути придатними для фарбування методом катафорезу і до зварювання та бути корозійностійкими. Однак, як буде показано нижче, нанесення стійкої до високих температур стандартної чорної фарби до виконання гарячого штампування не дозволяє забезпечити ці властивості. Тому були зроблені спроби визначення способу, що дозволяє одночасно збільшити продуктивність процесу гарячого штампування і керувати цим процесом так, щоб гарячештамповані і загартовані деталі, отримані з його допомогою, були сумісними зі стандартними умовами виробництва, тобто щоб вони не вимагали, наприклад, модифікації існуючих налаштувань машин для точкового зварювання, яке застосовуються при складанні цих комплектуючих. Цей спосіб також має бути сумісним з виготовленням зварних заготовок, з 1 UA 114875 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 попереднє нанесеним алюмінієвим покриттям, яке вимагає завчасної абляції ділянки попереднього покриття на периферії заготовки, як описано в документі EP2007545. Також були зроблені спроби визначення способу, який був би відносно нечутливим до деяких можливих змін умов виробництва. Зокрема, були зроблені спроби розробки способу, результати якого були б відносно нечутливими до умов одержання заготовки з попереднім покриттям. Крім того, ведеться пошук способу, що дозволяє забезпечувати високу стійкість до уповільненого утворення тріщин. Відомо, що гартування у пресі дозволяє отримувати деталі з надзвичайно високою механічною міцністю, мікроструктура яких через присутність водню може бути чутливою до розтріскування під дією напружень, які виникають, наприклад, при різанні таких деталей. Тому були зроблені спроби визначення способу, який не мав би будь-якого підвищеного ризику уповільненого утворення тріщин або навіть дозволяв би знизити чутливість до такого ризику. Робилися додаткові спроби визначення способу, що дозволяє виготовляти зварні заготовки з листів різної товщини, який би не призводив до значних розбіжностей у швидкостях нагрівання на різних ділянках цих зварних заготовок. Нарешті, робилися спроби розробки способу, складові етапи і фізичні елементи якого, уможливлювали реалізацію такого способу без непомірно високих витрат. Автори даного винаходу несподівано показали, що згадані вище проблеми можуть бути вирішені економічним способом завдяки осадженню перед гарячим штампуванням полімеризованого шару на попередньому покритті, яке містить, щонайменше, один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, при чому, такий полімерний шар складається з особливого полімеру, що містить вуглецеві пігменти у кількості між 3 і 30 мас. %. У зв'язку з цим, перша мета винаходу надає лист або заготовку з попереднім покриттям, який містить сталеву підкладку для термічної обробки 1, яка має покриту, щонайменше, одну ділянку, щонайменше, однією з її основних поверхонь попереднім покриттям 2, яке містить, щонайменше, один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, який покриває, щонайменше, одну ділянку попереднього покриття полімеризованим шаром 3, який має товщину між 2 і 30 мкм і складається з полімеру, який не містить кремній, а вміст азоту в якому, становить менше 1 мас. % у відношенні до маси даного шару, при тому, що полімерний шар містить вуглецевмісні пігменти у кількості між 3 і 30 мас. % у відношенні до маси шару. Переважно елементи полімеру вибираються зі списку, що складається з C, H, O, N. В одному переважному втіленні полімеризований шар отримують із смоли у формі дисперсії або емульсії у водній фазі. Згідно з іншим переважним втіленням, полімеризований шар є утвореним з смоли в формі розчину у неводному розчиннику. У ще одному переважному втіленні полімеризований шар складається з плівки, яка з'єднується з підкладкою шляхом прокатки. Переважно цей полімерний шар є одержуваним із смоли акрилового типу. Згідно до одного переважного втілення, полімеризований шар є одержуваним із смоли епоксидного або акрилового типу в формі розчинуу неводному розчиннику. В іншому переважному втіленні полімеризований шар складається з поліетилентерефталатної або поліетиленової, або поліпропіленової, або полібутілентерефталатної плівки. Пігменти переважно, щонайменше частково, складаються з активованого вугілля. В одному переважному втіленні пігменти, щонайменше частково, складаються з графіту. Кількість активованого вугілля у полімеризованому шарі переважно становить менше 5 % по відношенню до маси шару. Переважно шар алюмінію або алюмінієвого сплаву складає більше 50 % товщини попереднього покриття. Додаткова мета винаходу надає лист або заготовку відповідно до одного з описаних вище втілень, які відрізняються тим, що попереднє покриття містить шар інтерметалічного сплаву 4, який знаходиться у контакті з підкладкою 1, яка покривається шаром металевого, алюмінієвого сплаву 5 і тим, що на, щонайменше, одному попереднє нанесеному покритті поверхні листа в зоні 6, розташованій на периферії листа або заготовки відсутні полімеризований шар і шар металевого сплаву. Додаткова мета винаходу надає зварну заготовку, яку одержують зварюванням, щонайменше, двох заготовок, при чому, щонайменше, одна із заготовок 7 є заготовкою, яка відповідає кожній із зазначених вище характеристик: має товщину e 7 і, щонайменше, одна із заготовок є заготовкою 8, яка має товщину e 8, складену сталевою 2 UA 114875 C2 підкладкою, яка покрита шаром алюмінію або алюмінієвого сплаву, ідентичного шару на заготовці 7, при тому, що товщини заготовок 7 і 8 є такими, що задовольняють умові e7 1. e8 Заготовка (7) переважно є заготовкою, покритою по всьому попередньому покриттю полімеризованим шаром 3, а товщини e7 і e8 є такими що 2,6  5 10 15 20 25 30 35 40 45 Додатковою метою винаходу є деталь 9, одержувана із застосуванням аустенізації, супроводжуваної гарячим штампуванням і загартуванням при витримці у штампувальному інструменті листа або заготовки, які мають попереднє покриття, яке містить, щонайменше, один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, при тому, що мікроструктура підкладки 10 цієї деталі містить мартенсит і/або бейніт, при тому, що ця підкладка покривається, щонайменше, однією з її основних поверхонь покриття 11, яке утворюється в результаті взаємної дифузії між сталевою підкладкою і попереднім покриттям, при тому, що покриття 11 покривається оксидною плівкою 12 і при тому, що середня масова процентна частка вмісту кисню на відстані між 0 і 0,01 мкм нижче поверхні деталі становить менше 25 %, а середня масова процентна частка кисню на відстані між 0,1 і 0,2 мкм нижче поверхні становить менше 10 %. Додатковою метою винаходу є спосіб виготовлення загартованих у пресі деталей, які послідовно включають наступні етапи: - забезпечення призначеної для термічної обробки підкладки, яка є сталевим листом або заготовкою, - нанесення попереднього покриття, яке має, щонайменше, один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву у контакті зі сталевою підкладкою, на щонайменше, одну з основних поверхонь листа або заготовки, далі - осадження на даному попередньому покритті полімеризованого шару 3, який має товщину між 2 і 30 мкм і складеного з полімеру, який не містить кремнію, а вміст азоту в якому, становить менше 1 мас. % по відношенню до даного шару, при тому, що даний полімеризований шар містить вуглецевмісні пігменти у кількості між 3 і 30 мас. % по відношенню до маси шару, - наступне нагрівання заготовки або листа для забезпечення взаємної дифузії між сталевою підкладкою і попереднім покриттям з одержанням в сталі частково або повністю аустенітної структури, далі - піддавання заготовки або листа гарячому штампуванню для одержання деталі і далі, - охолодження деталі в штампувальному інструменті таким чином, щоб мікроструктура сталевої підкладки містила, щонайменше, на одній ділянці деталі мартенсит і/або бейніт. В одному переважному втіленні товщина листа або заготовки становить між 1 і 2 мм і швидкість нагрівання заготовки або листа в діапазоні між 50 і 500 °C становить між 15 і 35 °C/с. Переважно шар алюмінію або алюмінієвого сплаву займає більше 50 % товщини попереднього покриття. В одному переважному втіленні елементи полімеру вибираються зі списку, що складається з C, H, O, N. Додатковою метою винаходу є спосіб виготовлення зварної заготовки, яку піддають гарячому штампуванню і загартуванню у пресі, який послідовно містить наступні етапи: - забезпечення зварної заготовки, створюваної зварюванням, щонайменше, двох заготовок, які містять, - щонайменше, одну заготовку 7, яка відповідає одній із зазначених вище характеристик і, якамає товщину e7, - щонайменше одну заготовку 8, яка має товщину e8, яка складається зі сталевої підкладки, покритої шаром алюмінію або алюмінієвого сплаву попереднього покриття, ідентичного покриттю заготовки 7, - при чому, товщина заготовок 7 і 8 відповідає умові 50 e7  2,2 . e8 e7 1, e8 - нагрівання зварної заготовки до ефекту взаємної дифузії між сталевою підкладкою і попереднім покриттям і надання сталі частково або повністю аустенітної структури, далі - піддавання зварної заготовки штампуванню для одержання гарячештампованої зварної заготовки, і далі - охолодження гарячештампованої зварної заготовки шляхом витримки [її] в штампувальному інструменті для одержання, щонайменше, на одній ділянці підкладки гарячештампованої зварної заготовки мартенситу і/або бейніту. 3 UA 114875 C2 Переважно зварна заготовка, яка піддана гарячому штампуванню і загартуванню згідно [до даного винаходу], відрізняється тим, що заготовка 7 по всьому попередньому покриттю покривається полімеризованим шаром 3 і при цьому 2,6  5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 e7  2,2 . e8 Додаткові особливості та переваги даного винаходу будуть очевидні з наступного опису, який надається як приклад з посиланням до супутніх фігур, на яких: Фіг. 1 схематично ілюструє приклад листа або заготовки з попереднім покриттям відповідно до винаходу перед гарячим штампуванням; Фіг. 2 схематично ілюструє приклад заготовки, звареної відповідно до винаходу, при чому, товщина цих двох зварених заготовок не є однаковою; Фіг. 3 схематично ілюструє приклад заготовки відповідно до винаходу, призначеної для зварювання лазером з подальшим гарячим штампуванням; Фіг. 4 є схематичним зображенням прикладу структури шарів, яка спостерігається на гарячештампованій деталі відповідно до винаходу. Слід зауважити, що ці схеми не намагаються відтворити відносні розміри різних структурних елементів в масштабі. Фіг. 5 ілюструє результати дослідження вмісту кисню за профілем поверхні після нагрівання до 900 °C, супроводжуваного гарячим штампуванням і загартуванням у пресі. Фіг. 6 ілюструє результати дослідження вмісту вуглецю за профілем поверхні після нагрівання до 900 °C, супроводжуваного гарячим штампуванням і загартуванням у пресі. Фіг. 7 ілюструє результати дослідження вмісту вуглецю, кисню і кремнію за профілем поверхні заготовки з попереднім покриттям, яка не відповідає даному винаходу і обробленої при 900 °C, супроводжуваної гарячим штампуванням і загартуванням у пресі. Фіг. 8 показує зовнішній вигляд поверхні гарячештампованої деталі згідно винаходу у порівнянні з гарячештампованою деталлю, яка не має попередньо осадженого полімерного шару з вуглецевмісними пігментами, при тому, що остання ілюструється Фіг. 9. Товщина листової сталі, використовуваної при способі відповідно до винаходу переважно становить приблизно між 0,5 і 4 мм, що відповідає діапазону товщини, який застосовується, зокрема, при виготовленні конструкційних або підсилювальних елементів в автомобільній промисловості. Сталь підкладки представлена сталлю для термічної обробки, тобто сталлю, здатною приймати загартування після аустенізації і швидкого охолодження. Як приклад, сталь переважно містить наступні елементи, при чому, її композиція виражається у масових відсотках: - вміст вуглецю між 0,07 і 0,5 мас. %, переважно між 0,09 і 0,38 мас. % і більш переважно між 0,15 і 0,25 мас. %. Цей елемент відіграє основну роль у здатності приймати загартування і у механічній міцності, яка досягається після охолодження, наступною за аустенізуючою обробкою. При його вмісті нижче 0,07 мас. % придатність до загартування знижується, а механічна міцність на розтяг після загартування у пресі виявляється недостатньою. Вміст C у 0,15 % дозволяє гарантувати достатню здатність приймати загартування у найбільш сильно деформованих в гарячому стані зонах. Вище вмісту у 0,5 мас. % зростає ризик утворення дефектів в ході загартування, зокрема, у випадку деталей з найбільшою товщиною. Також стає важко гарантувати пластичність в процесі згинання деталей після гарту у пресі. Вміст вуглецю між 0,09 і 0,38 % дозволяє отримувати міцність на розтяг Rm між приблизно 1000 та 2050 МПа, коли мікроструктура деталі виявляється повністю мартенситною. - на додаток до своєї ролі розкислювача марганець також демонструє значний ефект впливу на здатність приймати загартування, зокрема, коли він присутній в кількостях більших 0,5 мас. % і переважно більше 0,8 мас. %. Однак для перешкоджання надмірної сегрегації переважно обмежувати його добавки 3 мас. % і особливо переважно його обмеження 1,5 мас. %.- Вміст у сталі кремнію має становити між 0,02 і 0,5 мас. % і переважно між 0,1 і 0,35 мас. %. На додаток до його участі в розкислюванні рідкої сталі цей елемент дає внесок в загартування сталі, хоча його концентрація має обмежуватися, щоб не допускати надмірного утворення оксидів і перешкоджати будь-яким несприятливим ефектам відносно здатності до сприйняття покриттів при їх нанесенні способом гарячого занурення. - При концентрації понад 0,01 % хром збільшує здатність приймати загартування і дає внесок у досягнення високої міцності після операції гарячої обробки. Вище концентрації в 1 %, переважно 0,3 % вплив хрому на однорідність механічних властивостей деталі виходить на насичення. 4 UA 114875 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - Алюміній є елементом, який сприяє окисленню і виділенню азоту. При його надмірних кількостях в процесі виробництва сталі утворюються грубозернисті алюмінати, які виявляють тенденцію до зниження пластичності, внаслідок чого вміст алюмінію обмежується 0,25 мас. %. Мінімальна концентрація 0,001 % дозволяє окислювати сталь у рідкому стані в процесі обробки. - У надмірних кількостях сірка і фосфор призводять до підвищеної крихкості. Тому переважно обмежувати рівні вмісту цих елементів 0,05 і 0,1 мас. %, відповідно. - Бор, вміст якого має перебувати між 0,0005 і 0,010 мас. % і переважно між 0,002 і 0,005 мас. %, є елементом, який відіграє важливу роль відносно здатності приймати загартування. При вмісті нижче 0,0005 % достатнього впливу на здатність приймати загартування не досягається. Повний ефект забезпечується при вмісті в 0,002 %. Щоб уникнути несприятливого впливу на ударну в'язкість, максимальний вміст бору має бути меншим 0,010 % і переважно 0,005 %. - Титан має сильну спорідненість з азотом. Він захищає бор таким чином, що цей елемент знаходиться у вільній формі, яка дозволяє повністю реалізувати його ефект впливу на здатність приймати загартування. Однак при концентраціях вище 0,2 % існує ризик утворення в рідкій сталі крупнозернистих нітридів титану, які виявляють негативний вплив на ударну в'язкість. Переважно вміст титану знаходиться між 0,02 і 0,1 %. - Необов'язково, сталь може також містити вольфрам у кількості між 0,001 і 0,3 мас. %. У зазначених кількостях цей елемент збільшує здатність приймати загартування і придатність до загартування внаслідок утворення карбідів. - Необов'язково, сталь може також містити кальцій у кількості між 0,0005 і 0,005 мас. %. завдяки з'єднанню з киснем і сіркою кальцій перешкоджає утворенню великих включень, які мають небажаний вплив на пластичність листів або виготовлених з них деталей. Решта в композиції сталі складається з заліза і неминучих домішок, які виникають в результаті обробки. Переважно може застосовуватися сталь 22MnB5, яка містить у масових відсотках 0,200,25 % C, 1,1-1,35 % Mn, 0,15-0,35 % Si, 0,02-0,06 % Al, 0,02-0,05 % Ti, 0,02-0,25 % Cr, 0,0020,004 % B решта складається з заліза і неминучих домішок. Сталева підкладка має попереднє покриття з алюмінію або алюмінієвого сплаву. При цьому в останньому випадку покриття містить алюміній у концентрації, яка перевищує 50 мас. %. Це попереднє покриття, яке переважно наноситься безперервним способом занурення у розплав, який переважно є алюмінієво-кремнієвим сплавом, який містить 7-15 мас. % кремнію, від 2 до 4 мас. % заліза, необов'язково, між 15 і 30 ч./млн. кальцію решта складається з алюмінію і неминучих домішок, які з'являються при обробці. Таке попереднє покриття також може бути алюмінієвим сплавом, який містить 40-45 % Zn, 310 % Fe, 1-3 % Si решта складається з алюмінію і неминучих домішок, що з'являються внаслідок обробки. Попереднє покриття може також складатися з накладення шарів, осаджених у ході послідовних етапів, при тому, що щонайменше, один з таких шарів є алюмінієм або алюмінієвим сплавом. Шар алюмінію або алюмінієвого сплаву (або у разі множини шарів такого типу, сума товщини цих шарів) переважно займає більше 50 % товщини попереднього покриття. Це попереднє покриття, щонайменше однієї з основних поверхонь листа перекривається полімеризованим шаром, що містить вуглецевмісні пігменти. Цей шар може бути осаджений на поверхні всього металевого попереднього покриття або тільки на одній його ділянці. У цьому останньому випадку надавані цим шаром і описувані нижче ефекти забезпечуються у зонах, де наявний шар. Стосовно, зокрема, теплових впливів цього шару, то вони також застосовні, хоча і меншою мірою, до зон, на локальному рівні суміжних з тими, на яких виконувалося осадження шару. Цей полімерний шар, зокрема, може бути одержаний за такими послідовними етапами: - підготовані смоли в формі дисперсії або емульсії в водній фазі. Зокрема, може застосовуватися смола акрилового типу. - підготуванні смоли в формі розчину в неводному розчиннику. Зокрема, може застосовуватися смола епоксидного типу, наприклад, епоксіфенольна або акрилова смола. - нанесення термопластичної полімерної плівки, зачіплюваної з листом підкладки за допомогою прокатки. Зокрема, можуть застосовуватися поліетилентерефталатна або поліетиленова, або полібутілентерефталатна, або поліпропіленова плівка. З метою забезпечення продуктивності і постійності товщини цей шар може переважно наноситися за допомогою валиків. Після полімеризації і/або сушіння одержується полімеризований шар, товщина якого становить між 2 і 30 мкм. Товщина менше 2 мкм не дозволяє досягти ступеня покриваності, достатнього для реалізації даного способу. Товщина 5 UA 114875 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 більше 30 мкм призводить до підвищеного ризику забруднення печей в ході подальшого нагрівання. Лист або заготовка з попереднім покриттям схематично ілюструються на Фіг. 1. Фіг. 1 відображає сталеву підкладку для термічної обробки 1, покриту металевим попереднім покриттям 2, яка сама покривається зверху полімеризованим шаром 3, який містить вуглецевмісні пігменти. На даному етапі сталева підкладка ще не загартована, тобто не містить компонентів або, щонайменше, містить лише декілька компонентів, що утворюються в результаті загартування, наприклад, менше 10 % мартенситу. Лист або заготовка має по суті плоску форму. При способі загартування у пресі сталева підкладка нагрівається до температури Tγ, що призводить до її аустенізації із, щонайменше частковим досягненням мартенситного або бейнітного перетворення під час наступного охолодження. Якщо покритий фарбою лист має нагріватися до такої температури, то природним був би вибір фарби, стійкої до температури T більшої Tγ, тобто такої, у якої зв'язувальний матеріал зберігає свою функцію відносно до пігментів у фарбі. Відомо, що пігменти, які є стійкими до високих температур, зазвичай наявні кремнійорганічними або полісилоксановими смолами, які, відповідно, містять кремній. Фактично вони ґрунтуються на ланцюгових ланках Si-O-Si, які мають дуже стійкі зв'язки і виявляють стійкість до високих температур. Однак автори даного винаходу з подивом виявили, що необхідно використовувати полімери, які не містять кремній. Корисні ефекти, які пояснюються нижче, досягаються, коли складові елементи полімерів вибираються з числа вуглецю, водню, кисню або азоту. Протягом нагрівання ці полімери руйнуються при температурі нижче Tγ і частково з'єднуються з киснем атмосфери печі. Можна було б очікувати, що після цього пігменти фарби, позбавленої зв'язувального матеріалу, більше не стали б утримуватися на підкладці і почали б відділятися від неї. Також може бути привід побоюватися того, що після нагрівання внаслідок розкладання фарби утвориться шар, що перешкоджає подальшому виконанню катафорезу або електрозварювання. Однак автори даного винаходу показали, що, як не дивно, ці небажані наслідки за умов винаходу не відбуваються. Внаслідок небезпеки утворення сполук типу HCN або надмірної кількості аміаку в ході нагрівання до температури, необхідної для штампування, вміст азоту у полімеризованому шарі 3 повинен бути обмежений 1 %, переважно 0,5 % і більш переважно 0,2 %. Масова частка вмісту вуглецевмісних пігментів в вираженні по відношенню до маси полімеризованого шару 3 складає між 3 і 30 %. Нижче 3 % виявляється недостатнім зменшення часу нагріву. Вище 30 % в'язкість суміші виявляється непридатною для застосування. Нижче буде показано, що в цьому діапазоні концентрацій одержувана після гарячого штампування деталь фактично не має ніякого поверхневого збагачення вуглецем. Вуглецевмісні пігменти можуть бути наявні у формі графіту або активованого вугілля. Останній, який одержується в ході етапу високотемпературної карбонізації і має аморфну структуру, і велику питому поверхню, яка надає йому високої адсорбційної здатності. Масова концентрація активованого вугілля, щоб бути придатною для змішування з полімером, виражена по відношенню до маси осаджуваного шару має становити менше 5 %. Заготовки, що містять металеве попереднє покриття і шар полімеру, який містить частинки вуглецю, нагріваються в печі у звичайній атмосфері від температури навколишнього середовища до температури Tγ, зазвичай близької до 900 °C, що забезпечує можливість подальшого гарячого штампування. Під час нагрівання вуглець продовжує бути присутнім у шарі на поверхні заготовки протягом більшої частини етапу нагрівання, тобто протягом більшої частини цього етапу проявляється його вплив на відбивну здатність і тому є значний внесок у скорочення тривалості даного етапу. Автори винаходу виявили, що за умов винаходу він поступово з'єднується з киснем у печі під час нагрівання і зникає майже повністю, коли заготовка досягає температури Tγ. Автори винаходу також виявили, що нанесення фарби відповідно до винаходу не вимагає подальшої піскоструминної обробки для видалення потенційного оксидного шару, здатного впливати на подальше катафорезне фарбування. Нанесення фарби відповідно до винаходу не змінює придатність до електрозварювання деталей після гарячого штампування, внаслідок чого не виникає необхідності в модифікуванні налаштувань зварювальних машин. Крім того, як буде показано нижче, спосіб відповідно до винаходу дозволяє збільшити стійкість гарячештампованих деталей до сповільненого утворення тріщин завдяки зниження вмісту дифундуючого водню. Нанесення фарби відповідно до винаходу не зменшує корозійну стійкість гарячештампованих деталей. Винахід може бути здійснено одним конкретним способом, який ілюструється на Фіг. 2, де схематично показана зварна заготовка, яка містить дві заготовки 7 і 8 з відповідною товщиною 6 UA 114875 C2 e7 і e8, такими, що 5 10 15 20 e7  1 . Ці дві заготовки містять сталеву підкладку з нанесеним на неї e8 попереднім покриттям з алюмінію або алюмінієвого сплаву, при тому, що дане попереднє покриття ідентичне на обох заготовках. Зварене з'єднання може бути виконане будь-яким придатним способом, зокрема, дуговим або лазерним зварюванням. Якщо зварний шов цього типу нагрівається для гарячого штампування, різні товщини складових частин призводять до різної кінетики нагрівання цих двох частин, коли заготовка 7 нагрівається менш швидко, ніж більш тонка заготовка 8. Це, в свою чергу, може привести до різних мікроструктур і до відмінностей у властивостях підкладки та покриття частин 7 та 8 після гарячого штампування. У деяких випадках уможливлено визначення задовільних робочих режимів, як-то, температура нагрівання і час витримки, для одержання бажаних властивостей в різних складових зонах зварного з'єднання. Цей винахід вказує, що шар описаного вище полімеру осідає для одержання полімеризованого шару, який містить у більш товстій заготовці 7 від 3 до 30 % вуглецевмісних пігментів. Більш тонка заготовка 8 не має такого шару на попередньому покритті з алюмінієвого сплаву або алюмінію. Залежно від бажаної однорідності властивостей по гарячештампованій деталі, можливо осадження шару по всій заготовці 7 або лише на одній її ділянці. Потім зварна заготовка вміщується у піч. Попереднє нанесення шару фарби дозволяє збільшити коефіцієнт випромінювання заготовки 7 і знизити відмінності у швидкості нагрівання між цими двома заготовками 7 і 8, які виникають в результаті відмінностей в їх товщині. Автори даного винаходу показали, що, коли заготовки забезпечуються в такій формі, що виконується умова 2,6  25 30 35 40 45 50 55 e7  2,2 , тривалість нагрівання в частинах 7 та 8 заготовок фактично e8 виявляється однаковою, оскільки нанесення шару фарби згідно винаходу модифікує радіаційну здатність із забезпеченням майже повного компенсування ефекту відмінностей між товщиною заготовок 7 і 8 при нагріванні, що гарантує чудову однорідність властивостей деталі після гарячого штампування і загартування у пресі. На заготовки 7 і 8 може бути попереднє нанесено покриття з, наприклад, алюмінієвокремнієвого сплаву, що містить 7-15 мас. % кремнію, від 2 до 4 мас. % заліза і, необов'язково, між 15 і 30 ч./млн. кальцію решта складається з алюмінію і неминучих домішок, що з'являються при обробці. За цих умов, що схематично ілюструються Фіг. 3, попереднє покриття 2 містить шар інтерметалічного сплаву 4 товщиною кілька мікрометрів, який містить в основному Fe2Al3, Fe2Al5 і FexAlySiz в контакті зі сталевою підкладкою 1. Цей інтерметалічний шар 4 покривається зверху шаром металевого сплаву Al-Si-Fe 5. На товщій заготовці 7 цей шар 5 в свою чергу сам покривається описаним вище шаром полімеру 3, який містить 3 % вуглецевмісних пігментів. Для перешкоджання утворенню крихких інтерметалічних з'єднань в зоні розплавлення при зварюванні, шар металевого сплаву 5 видаляється на периферії заготовок. Причому, там залишається тонкий шар інтерметалічного сплаву 4. Ця місцева абляція може бути здійснена будь-яким способом, зокрема, розплавленням і випаровуванням за допомогою імпульсного лазера. Автори даного винаходу показали, що присутність полімерного шару з вуглевмісними пігментами не перешкоджає абляції, яка може виконуватися за задовільних з точки зору продуктивності умов. Як приклад, бажані результати можуть бути одержані при використанні потужності лазера від 50 Вт до 1,5 кВт, швидкості абляції близько 3-6 м/хв. і на довжині хвилі від 300 до 1500 нм. Фіг. 3 ілюструє один приклад, в якому шар фарби 3 і шар металевого сплаву 5 були видалені на одному краю пофарбованої заготовки, яка має попереднє покриття. Тому після такої абляції на поверхні 6 наявне очищене інтерметалічне покриття 4. Фіг. 3 ілюструє приклад, в якому абляція була проведена на одній поверхні заготовки. Також можливе виконання такої абляції на обох поверхнях, коли бажано мінімізувати кількість алюмінію, який вводиться в розплавлений наплавний метал при переплавленні. Заготовки зварюються вздовж краю, на якому була здійснена абляція. Потім заготовки нагріваються, піддаються гарячому штампуванню і загартуванню у пресі. Автори даного винаходу показали, що спосіб відповідно до винаходу дозволяє виготовляти гарячештамповані деталі, які мають хорошу придатність для точкового зварювання і фарбування катафорезом, хорошою стійкістю до корозії і сповільненого утворення тріщин. За допомогою не обмежувальних прикладів, наступними втіленнями ілюструються переваги, які досягаються відповідно до даного винаходу. Приклад 1 7 UA 114875 C2 5 10 Були забезпечені заготовки товщиною 1 мкм, виготовлені зі сталі, яка має таку композицію в масових відсотках: 0,228 % C, 1,189 % Mn, 0,014 % P, 0,001 % S, 0,275 % Si, 0,028 % Al, 0,034 % Ti, 0,003 % B, 0,177 % Cr інше залізо і домішки, які утворюються в результаті обробки. Ці заготовки на кожній поверхні мають попереднє покриття товщиною 24 мкм, яке містить 9 мас. % кремнію, 3 мас. % заліза інше алюміній і неминучі домішки. Потім за різних умов, зазначених в таблиці нижче, на деяких з цих заготовках, за допомогою валика повністю по обох їх поверхнях був нанесений шар, що складається з водної фази полімеру і вуглецевмісних пігментів. Акрилова феноксисмола містить у осаджуваному шарі менш 0,2 % азоту. Масові процентні частки вуглецевмісних пігментів у цих нанесених за допомогою валика шарах показані у таблиці 1 нижче. Нанесені шари висушувалися пропусканням їх через випалювальну піч з температурою 70 °C протягом 5 хвилин. Таблиця 1 Умови випробувань (I - винахід, R - порівняння) Тест I1 I2 I3 I4 I5 R1 R2 15 20 25 Тип полімеру шару, нанесеного на попереднє покриття Феноксиакрилова смола Феноксиакрилова смола Феноксиакрилова смола Феноксиакрилова смола Феноксиакрилова смола Полісилоксан Без полімерного покриття, без вуглецевмісних пігментів Масовий процент Масовий процент вуглецевих Товщина пігментів активованого пігментів у формі нанесеного шару вугілля відносно маси графіту по після сушки шару після сушки (%) відношенню до (мікрометри) маси шару після сушки (%) 5 15 15 15 1 12 15 1 12 11 1 12 26 0 0 30 Дані термогравіметричного аналізу показують, що більша частина акрилової смоли розпадається приблизно при 400 °C. Сталеві заготовки, приготовані за зазначених, у наведеній вище таблиці умов, нагрівалися від температури навколишнього середовища до 900 °C в печі у звичайній атмосфері, витримувалися при цій температурі протягом однієї хвилини і далі піддавалися гарячому штампуванню і загартуванню з відпусткою шляхом витримки їх в штампувальному інструменті. Забезпечуване таким чином швидке охолодження призводить до мартенситного перетворення структури сталевої підкладки. Механічна міцність Rm становить близько 1500 МПа. Термічний цикл викликає сплавлення заліза підкладки з покриттям, утворюючи интерметалічні сплави, які містять по суті алюміній, залізо і кремній. При кожному із зазначених вище режимів застосовувалися термопари для вимірювання тривалості нагрівання t20 , тобто часу, який минає між моментом, коли заготовка має температуру навколишнього середовища і коли вона досягає 900 °C. Результати наведені в таблиці 2. 900 8 UA 114875 C2 Таблиця 2 Тривалість нагрівання від 20 до 900 °C Випробування I1 I2 I3 I4 I5 R1 R2 5 900 t20 (с) 70 70 70 70 70 68 165 Нанесення полімеризованого шару, що містить вуглецевмісні пігменти (випробування з I1 по I5 і R1) дозволяє зменшити час нагрівання більше ніж на 50 % в порівнянні з одним металевим попереднім покриттям (випробування R2). Була також виміряна середня швидкість, що забезпечується при нагріванні від 50 до 500 °C на заготовках, приготованих за умов I3 і R2 і, які мають товщину між 1 і 2 мм. Одержані результати наведені в таблиці 3. Таблиця 3 Швидкість нагрівання між 50 і 500 °C Випробування I3 R2 Товщина (мм) 1 1,5 2 1 1,5 2 V20-500 °C (°C/с) 31 22 16 12 10 7 10 15 20 25 30 Таким чином, показано, що за умов винаходу можливе одержання швидкості нагрівання від 50 до 500 °C, що становить між 15 і 40 °C/с для всього діапазону товщини, в той час як при стандартних умовах R2 ця швидкість залишається нижчою 12 °C/с. Фіг. 5 ілюструє результати аналізів на кисень, виконаних методом оптичної спектроскопії в тлійному розряді на заготовках, нагрітих до 900 °C і потім загартованих. Дані цих аналізів показують зміни вмісту кисню у масових відсотках у вигляді функції товщини, починаючи від поверхні загартованих у пресі деталей. У порівнянні зі стандартними контрольними випробуваннями R1 (покриття на основі полісілоксана) і R2 (металеве попереднє покриття без нанесення фарби) нанесення смоли і вуглецевмісних пігментів відповідно до винаходу (I3) призводить до зниження оксидного шару на зовнішніх поверхнях. У разі випробування I3 середній вміст кисню при вимірах на відстані між 0 і 0,01 мкм нижче поверхні, становить 16,7 %, в той час як для випробування R2 воно дорівнює 30,3 %. Це зниження середнього вмісту поверхневого кисню дозволяє зменшити контактний опір, що покращує придатність до точкового електрозварювання. Безвідносно до будь-якої конкретної теорії, передбачається, що осадження полімерного шару відповідно до винаходу до деякої міри захищає основний шар алюмінієвого сплаву і зменшує утворення оксиду алюмінію на поверхні. В інших випробуваннях I4 і I5 було виявлено, що зміна вмісту кисню в залежності від глибини дуже близька до ілюстрованої на фіг. 5 для I3. У разі випробування R1 застосування полімеру на полісилоксановій основі призводить до утворення товстого оксидного шару. Середній вміст кисню при вимірах між 0,1 і 0,2 мкм нижче поверхні дорівнює 18 %, в той час як за умов винаходу він становить менше 10 %: 3,8 % у випробуванні I3, 3 % для випробування I4, 4,8 % для випробування I5. У разі випробування R1 для виконання подальшого фарбування способом катафорезу необхідно видалення оксидного шару із застосуванням коштовної піскоструминної або дробеструминної обробки, при тому, що у 9 UA 114875 C2 5 разі даного винаходу такі обробки не вимагаються, оскільки оксидний шар має значно нижчу товщину. Як показано в таблиці, у випробуваннях I3-I5 відповідно до винаходу поверхневий вміст кисню після загартування у пресі є відносно незалежним від товщини полімеризованого шару, осадженого на попередньому покритті. Таблиця 4 Показники вмісту кисню на поверхні як функції товщини полімерних відкладень на попередньому покритті Випробування I4 I3 I5 10 15 20 25 30 35 40 45 Товщина нанесеного шару після сушки (мікрометри) 11 15 26 Середній вміст кисню на рівні від 0 до 0.01 мкм нижче поверхні (%) 17,5 16,6 14,4 Середній вміст кисню від 0,1 до 0,2 мкм нижче поверхні (%) 3 3,8 4,8 Це означає, що вихідний етап осадження полімерного шару з частками вуглецю може виконуватися з деякими допустимими відхиленнями щодо товщини і тому не вимагає застосування спеціальних коштовних способів нанесення. З Фіг. 6 видно, що осадження вуглецевмісних пігментів з полімером за умов винаходу (випробування I3 і I5) не викликає значного збагачення поверхонь вуглецем у порівнянні з ситуацією порівняння R2. Автори даного винаходу показали, що, всупереч очікуваному, додавання вуглецевмісних пігментів навіть зменшує вміст вуглецю на зовнішній поверхні після обробки загартуванням у пресі. Це показує, що в ході етапу нагрівання заготовки в печі реакція вуглецю з киснем атмосфери протікає майже повністю. За умов винаходу випробування переривалися при різних температурах в ході нагрівання і показували наявність на поверхні заготовки залишкового вуглецю протягом більшої частини цього етапу, тобто те, що його вплив на відбивну здатність проявляється безпосередньо протягом досить значної частини процесу нагрівання. Але, як показано вище, поступове з'єднання атмосферного кисню з вуглецем призводить до майже повного зникнення останнього елемента, коли заготовка досягає температури 900 °C. Фіг. 7 показує зміни масового вмісту вуглецю, кисню і кремнію, виміряні на деталях, отриманих нагріванням до 900 °C, витримкою при цій температурі протягом однієї хвилини з подальшим гарячим штампуванням і загартуванням у пресі, в разі осаду, що осідає за стандартних умов (R1). На додаток до більш високого, ніж у випробуваннях відповідно до винаходу I3-I5, вмісту кисню, є значні збільшення поверхневого вмісту кремнію, присутнього в формі оксиду, який модифікує придатність до електрозварювання через різке збільшення контактного опору, яке перевищує 1,5 міліОм. Була оцінена придатність для точкового електрозварювання частин, одержаних згідно умов I2 та R2, шляхом виконання зварних швів при зусиллі на електродах у 350 дН. Ширина діапазону зварюваності була оцінена за відмінністю між мінімальною інтенсивністю I min, що дозволяє одержати діаметр плями 6 мкм, що асоціюється з задовільною механічною міцністю, і максимальною інтенсивністю Imin, за межами якої відбувається виплеск рідкого металу під час зварювання. Ширина діапазону зварюваності (I max-Imin) становить приблизно 1500 A, що еквівалентно умовам I2 і R2. Аналогічно, було виявлено, що результати випробувань точкового шва на розтяг у поперечному напрямку також є ідентичними. Для інтенсивності зварювання I min механічна міцність дорівнює 3370 Н (за умов R2) і 3300 Н (за умов I2). Для інтенсивності зварювання Imax механічна міцність дорівнює 4290 Н (за умов R2) і 4127 Н (за умов I2). Тому нанесення полімерів і вуглецевих частинок відповідно до винаходу не змінює придатність для точкового зварювання. Винахід може бути здійснено без модифікування налаштувань зварювальних машин. Можливе зварювання листа, який має попереднє покриття з алюмінію або алюмінієвого сплаву з осадженням полімеру і вуглецю відповідно до винаходу, і листа, на який було нанесено лише попереднє покриття, з упевненістю в тому, що режим зварювання буде абсолютно адекватний для цих двох типів листів. Поверхні деталей, підданих гарячому штампуванню і загартуванню за умов I1-3 і R2, розглядалися в зенітальній проекції під електронним сканувальним мікроскопом. За умов порівняння (R2, фіг. 8) видна значна шорсткість поверхні, яка гарантує хорошу здатність до фарбування при подальшому катафорезі. 10 UA 114875 C2 5 10 15 Фіг. 9 показує, що шорсткість поверхні деталі, виготовленої за умов винаходу (I2), є подібною. Ідентичні спостереження були отримані за умов I1 і I3. Оскільки раніше було відзначено, що поверхня деталей, виготовлених відповідно до винаходу, не збагачується вуглецем, це є гарантією того, що не зменшується придатність для катафорезу в результаті попереднього нанесення полімеру і вуглецевмісних пігментів. Приклад 2 Стійкість гарячештампованих і загартованих у пресі деталей до різних типів корозії була оцінена згідно з умовами I2 (попереднє покриття AlSi і фарбування відповідно до винаходу) і R2 (одне попереднє покриття AlSi) з таблиці 1. Була визначена стійкість до косметичної корозії за таких умов: були пророблені подряпини різної глибини, впливаючи лише на покриття (умова A) або додатково торкаючи підкладку (умова B) гарячештампованої деталей. Ці частини були піддані циклам термічного впливу і впливу вологості у соляному тумані протягом шести тижнів за умов, описаних у "New VDA Test 233-102", який відомий як такий. Потім вимірювалася ширина подряпини, яка утворюються на рівні підіймання. Результати наведені в таблиці 5. Таблиця 5 Дані з косметичної корозії I2 R2 20 Ширина утворених підіймань (мм); умова A 2,7 2,6 Ширина утворених підіймань (мм); умова B 4 4,2 У порівнянні з порівняльним випробуванням R2 було знайдено, що нанесення фарби відповідно до винаходу не знижує стійкість до косметичної корозії. Стійкість до перфорувальної корозії була оцінена за допомогою випробувань, що проводилися протягом 12 тижнів відповідно до зазначених вище режимів випробувань "New VDA". Втрати маси виявлені для деталей, виготовлених за умов I2 та R2, були такі: Таблиця 6 Дані з косметичної корозії 2 I2 R2 25 30 35 40 Втрата маси (г/м ) 170 180 У порівнянні з порівняльним випробуванням R2 нанесення фарби відповідно до винаходу не знижує стійкість до перфорувальної корозії. 1 мм деталі, піддані гарячому штампуванню і виготовлені відповідно до умов I2 і R2, були пофарбовані за допомогою катафорезу. Була оцінена адгезія цього катафорезного шару після нанесення подряпин у формі клітин з наступним зануренням на 10 днів у воду при 50 °C. Було знайдено, що нанесення фарби відповідно до винаходу не знижує адгезію катафорезного шару. Приклад 3 Були забезпечені заготовки, виготовлені зі сталі 22MnB5 товщиною 1,5 і 2 мм, що містять з обох боків попереднє покриття товщиною 23 мкм, яке містить 9 % Si і 3 % Fe інше алюміній і неминучі домішки. На деяких з заготовок за допомогою валика і за умов I2 відповідно до винаходу, наведеними в таблиці 1, за двома основними їх поверхнями був нанесений шар, який складається з полімеру і вуглецевмісних пігментів. Інші заготовки не були пофарбовані (умови R). Заготовки нагрівалися до 900 °C, витримувалися при цій температурі протягом однієї хвилини, потім піддавалися гарячому штампуванню і загартуванню шляхом витримки в штампувальному інструменті. Був виміряний вміст дифундованого водню з використанням методу термодесорбційного аналізу, який відомий як такий. Данні за вмістом дифундованого водню в цих заготовках наведені в таблиці 7. 11 UA 114875 C2 Таблиця 7 Вміст дифундованого водню Покриття I2 R I2 R 5 10 15 20 25 30 35 40 Товщина пирога (мм) 1,5 1,5 2 2 Вміст дифундованого водню (ч./млн.) 0,15 0,21 0,17 0,25 Нанесення спеціальної фарби відповідно до винаходу дозволяє досить значно знизити вміст дифундованого водню. Безвідносно до будь-якої конкретної теорії, автори даного винаходу вважають, що нанесення осаду відповідно до винаходу зменшує проміжок часу, протягом якого водень може бути адсорбований в ході етапу нагрівання перед штампуванням. Тому винахід дозволяє значно зменшити чутливість до сповільненого утворення тріщин гарячештампованих і загартованих деталей. Тому дане втілення винаходу дозволяє використовувати сталі, які мають більш високі рівні вмісту легуючих елементів, і призводить до більш високої механічної міцності після гарячого штампування, все це без зростання ризику уповільненого утворення тріщин. Приклад 4 Були забезпечені заготовки, виготовлені зі сталі 22MnB5 товщиною 1, 2 і 2,5 мм, які містять з обох боків попереднє покриття товщиною 23 мкм, яке містить 9 % Si і 3 % Fe з іншим, що є алюмінієм і неминучими домішками. Попереднє покриття було наявне тонким шаром, який знаходиться у контакті зі сталевою підкладкою інтерметалічного сплаву, більша частина якого складалася з Fe2Al3, Fe2Al5 і FexAlySiz, товщиною приблизно 4 мкм. Цей інтерметалічний шар покривається зверху шаром металевого сплаву Al-Si товщиною 19 мкм. На деяких заготовках за допомогою валика і за умов I2, наведеними в таблиці 1, на двох основних їх поверхнях був нанесений шар, який складається з полімеру і вуглецевмісних пігментів. Заготовки були нагріті до 900 °C. Виконані за допомогою термопар вимірювання теплових циклів дозволили визначити величини коефіцієнта теплового випромінювання. Для листів, пофарбованих відповідно до винаходу, коефіцієнт теплового випромінювання знижується протягом нагрівання приблизно від 0,6 до 0,3. Для нефарбованих порівняльних листів коефіцієнт випромінювання в ході нагрівання знижується приблизно від 0,2 до 0,1. Як схематично показано на Фіг. 2, заготовки були скріплені лазерним зварюванням, при тому, що ці заготовки були наявні двома заготовками різної товщини. Більш тонка з заготовок, позначена позицією 8, з товщиною e8, складена листом, який має попереднє покриття із зазначеного вище алюмінієвого сплаву. Більш товста заготовка, позначена як 7, з товщиною e 7, складена листом, який має таке ж попереднє покриття з алюмінієвого сплаву і полімеризований шар згідно з вищенаведеними умовами I2. Для попередження утворення в зоні розплаву при зварюванні інтерметалічних з'єднань застосовувався імпульсний лазер з метою видалення металевого покриття зі сплаву Al-Si-Fe абляцією з обох поверхонь по ширині 1,1 мм від периферії заготовок із залишенням на місці тонкого шару інтерметалічного сплаву. У разі нефарбованих заготовок з попереднім покриттям віддалявся лише шар металевого сплаву; у разі наявного попереднього покриття заготовок з полімеризованого шару по зазначеній вище ширині віддалялися як шар металевого сплаву, так і полімеризований шар. Швидкість абляції 3 м/хв. дозволяє отримувати бажані результати. Ці зварні заготовки потім нагрівалися до 900 °C при вимірі температури за допомогою термопар, розміщених у кожній з двох частин 7 та 8 зварних заготовок (заготовки з товщиною e 7 t 900 20 в кожній з частин 7 та 8, а також різниця і e8). Таким чином було визначено час нагрівання температур між цими двома частинами в кожен момент часу нагрівання. Максимальні  8 t 900 7 , а також величини 20 температурні відмінності в ході циклу нагрівання наведені в таблиці 8. Потім зварні заготовки піддавалися гарячому штампуванню і загартуванню у пресі. 45 12 UA 114875 C2 Таблиця 8 Найменування випробування I4 I5 5 e7 (мм) заготовки без полімеризованого шару 2 2,5 e8 (мм) заготовки з полімеризованим шаром 1 1 e7 e8 2 2,5 900 900 t20 (7) t20 (8)  8 7 (с) 160 175 (с) 170 170 (°C) 44 2 Для порівняння, таблиця 9 надає результати, одержані в ході нагрівання зварної заготовки, наявної двома заготовками з попереднім покриттям зі сплаву Al-Si, нефарбованих, з відповідною товщиною 2 мм і 1 мм. Таблиця 9 Найменування випробування R3 10 15 20 25 30 35 40 e7 (мм), e8 (мм), заготовка без заготовка без фарбування фарбування 2 1 e7 e8 2 900 t20 (7) (с) 360 900 t20 (8) (с) 170  8 7 (°C) 155 За умов винаходу (випробування I4 і I5) час нагрівання двох частин 7 та 8, які складають зварене з'єднання, виявляються дуже близькими. Це може служити гарантією того, що мікроструктури сталевої підкладки після аустенізації і забезпечення одержуваної взаємної дифузії покриття в частинах 7 та 8 зварного з'єднання будуть дуже подібними. Для порівняння, порівняльне випробування R3 призводить до ситуації, при якій більше товста частина звареної заготовки нагрівається до 900 °C набагато повільніше, ніж тонка частина. Тому виявляється необхідним витримування тонкої частини зварного з'єднання при 900 °C протягом 190с для того, щоб товста частина досягла температури 900 °C, наслідком чого може стати небажане збільшення аустенітного зерна у сталевій підкладці більш тонкої частини або надлишкова взаємна дифузія між попереднім покриттям і підкладкою в цій частині. Спосіб відповідно до винаходу дозволяє уникнути цих проблем. У випробуванні I5, де співвідношення e7 дорівнює 2,5, температурна різниця між двома e8 частинами зварного з'єднання у будь-який момент циклу нагрівання є більш нижчою, менше 2 °C, в той час, як у випробуванні I4 ( e7 = 2) вона становить 44 °C. Цей переважний спосіб, при e8 якому співвідношення товщини знаходиться в діапазоні між 2,2 і 2,6 вибирається, коли потрібна найбільша теплова однорідність в ході нагрівання зварюваних заготовок. Тому даний винахід дозволяє виготовляти гарячештамповані деталі в умовах підвищеної продуктивності, демонструючи хорошу придатність для точкового зварювання і фарбування катафорезом, високу стійкість до корозії і сповільненого утворення тріщин. Ці деталі можуть переважно застосовуватися в якості конструкційних або підсилювальних елементів в галузі автомобілебудування. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Лист або заготовка з попереднім покриттям, які містять сталеву підкладку для термічної обробки (1), покриту щонайменше на частині щонайменше однієї з її основних поверхонь попереднім покриттям (2), яке містить щонайменше один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, покритого щонайменше на частині зазначеного попереднього покриття полімеризованим шаром (3), який має товщину 2-30 мкм і складається з полімеру, який не містить кремнію, а вміст азоту не перевищує 1 мас. % відносно маси зазначеного шару, при цьому вказаний полімерний шар містить вуглецевмісні пігменти у кількості 3-30 мас. % відносно маси зазначеного шару. 2. Лист або заготовка за п. 1, які відрізняються тим, що елементи зазначеного полімеру вибрані зі списку, що складається з С, Н, О, N. 3. Лист або заготовка за п. 1 або 2, які відрізняються тим, що полімерний шар одержаний із смоли у формі дисперсії або емульсії у водній фазі. 13 UA 114875 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4. Лист або заготовка за п. 1 або 2, які відрізняються тим, що полімерний шар одержаний із смоли у формі розчину у неводному розчиннику. 5. Лист або заготовка за п. 1 або 2, які відрізняються тим, що полімерний шар утворений плівкою, яка нанесена на підкладку за допомогою прокатки. 6. Лист або заготовка за п. 3, які відрізняються тим, що полімерний шар одержаний із смоли акрилового типу. 7. Лист або заготовка за п. 4, які відрізняються тим, що полімерний шар одержаний із смоли епоксидного або акрилового типу. 8. Лист або заготовка за п. 5, які відрізняються тим, що полімерний шар утворений плівкою з поліетилентерефталату або поліетилену, або полібутилентерефталату, або поліпропілену. 9. Лист або заготовка за будь-яким з пп. 1-8, які відрізняються тим, що пігменти щонайменше частково утворені активованим вугіллям. 10. Лист або заготовка за будь-яким з пп. 1-9, які відрізняються тим, що пігменти щонайменше частково утворені графітом. 11. Лист або заготовка за будь-яким з пп. 1-10, які відрізняються тим, що кількість активованого вугілля в полімеризованому шарі становить менше ніж 5 мас. % відносно маси шару. 12. Лист або заготовка будь-яким з пп. 1-11, які відрізняються тим, що шар алюмінію або алюмінієвого сплаву складає більше 50 % товщини попереднього покриття. 13. Лист або заготовка за будь-яким з пп. 1-12, які відрізняються тим, що попереднє покриття містить шар інтерметалічного сплаву (4), який знаходиться у контакті з підкладкою (1), покритого шаром металевого алюмінієвого сплаву (5), при цьому на щонайменше одній поверхні листа, наявне попереднє покриття, полімеризований шар і металевий шар сплаву відсутні в зоні (6), розташованій на периферії листа або заготовки. 14. Зварна заготовка, отримана зварюванням щонайменше двох заготовок, яка відрізняється тим, що щонайменше одна із заготовок (7) є заготовкою за будь-яким з пп. 1-13, що має товщину e7, при цьому щонайменше одна із заготовок є заготовкою (8), яка має товщину е 8 і утворена сталевою підкладкою, покритою шаром алюмінію або алюмінієвого сплаву, ідентичного наявному на заготовці (7), при цьому товщини зазначених заготовок (7) і (8) e знаходяться у співвідношенні 7  1 . e8 15. Зварна заготовка за п. 14, яка відрізняється тим, що заготовка (7) є заготовкою, яка має e поверх свого попереднього покриття полімеризоване покриття (3), при цьому 2,6  7  2,2 . e8 16. Деталь (9), одержана аустенізацією, що супроводжується гарячим штампуванням і гартуванням при витримуванні у штампувальному інструменті листа або заготовки, які мають попереднє покриття, яке містить щонайменше один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, покритого щонайменше на частині зазначеного попереднього покриття полімеризованим шаром (3), який має товщину 2-30 мкм і складається з полімеру, який не містить кремнію, а вміст азоту не перевищує 1 мас. % відносно маси зазначеного шару, при цьому вказаний полімерний шар містить вуглецевмісні пігменти у кількості 3-30 мас. % відносно маси зазначеного шару, при цьому мікроструктура підкладки (10) деталі містить мартенсит і/або бейніт, причому підкладка покрита на щонайменше одній із своїх основних поверхонь покриттям (11), утвореним в результаті взаємної дифузії між зазначеною сталевою підкладкою і зазначеним попереднім покриттям, при цьому покриття (11) покрите оксидним шаром (12), яка відрізняється тим, що середня масова процентна частка вмісту кисню на відстані 0-0,01 мкм нижче поверхні зазначеної деталі становить менше 25 %, а середня масова процентна частка вмісту кисню на відстані 0,1-0,2 мкм нижче поверхні становить менше 10 %. 17. Спосіб виготовлення загартованої у пресі деталі, послідовно включає наступні етапи: забезпечення наявності призначеної для термічної обробки листової заготовки або заготовки зі сталевою підкладкою, нанесення попереднього покриття, яке містить щонайменше один шар алюмінію або алюмінієвого сплаву, який знаходиться у контакті зі сталевою підкладкою на щонайменше одній з основних поверхонь листа або заготовки, осадження на зазначеному попередньому покритті полімеризованого шару (3), який має товщину 2-30 мкм, утвореного із полімеру, який не містить кремнію і який містить азот у кількості менше 1 мас. % відносно маси зазначеного шару, при цьому полімеризований шар містить вуглецевмісні пігменти у кількості 3-30 мас. % відносно маси такого шару, 14 UA 114875 C2 5 10 15 20 25 нагрівання заготовки або листа для досягнення взаємної дифузії між сталевою підкладкою і попереднім покриттям і для надання сталі частково або повністю аустенітної структури, гаряче штампування заготовки або листа для одержання деталі і охолодження деталі у штампувальному інструменті так, щоб мікроструктура сталевої підкладки мала на щонайменше одній з ділянок деталі мартенсит і/або бейніт. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що товщина листа або заготовки становить 1-2 мм, а швидкість нагрівання заготовки або листа до температури 50-500 °C становить 15-35 °C/с. 19. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що шар алюмінію або алюмінієвого сплаву займає більше 50 % товщини попереднього покриття. 20. Спосіб за пп. 17-19, який відрізняється тим, що елементи полімеру вибрані зі списку, що складається з С, Н, O, N. 21. Спосіб виготовлення гарячештампованої і підданої загартуванню у пресі зварної заготовки, який послідовно включає наступні етапи: забезпечення наявності зварної заготовки, отриманої зварюванням щонайменше двох заготовок, який використовує щонайменше одну заготовку (7) за будь-яким з пп. 1-13, яка має товщину e7, щонайменше одну заготовку (8), яка має товщину е8, утворену сталевою підкладкою, покритою шаром алюмінію або алюмінієвого сплаву попереднього покриття, ідентичного покриттю зазначеної заготовки (7), e причому товщини заготовок (7) і (8) знаходяться в співвідношенні 7  1 , e8 нагрівання зварної заготовки для досягнення взаємної дифузії між сталевою підкладкою і попереднім покриттям і для надання сталі частково або повністю аустенітної структури, штампування зварної заготовки для одержання гарячештампованої зварної заготовки, охолодження заготовки витримкою її у штампувальному інструменті для одержання на щонайменше одній з ділянок підкладки гарячештампованої зварної заготовки мартенситу і/або бейніту. 22. Спосіб виготовлення зварної, гарячештампованої і загартованої заготовки за п. 21, який відрізняється тим, що заготовку (7) поверх попереднього покриття покривають e полімеризованим шаром (3), при цьому 2,6  7  2,2 . e8 15 UA 114875 C2 16 UA 114875 C2 17 UA 114875 C2 18 UA 114875 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м.Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19