文档介绍：汽车技术
汽车用高强度钢热成型技术*
【摘要】高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题。介绍了汽车用
高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的争辩现状。以用于热冲压成型汽车技术
汽车用高强度钢热成型技术*
【摘要】高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题。介绍了汽车用
高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的争辩现状。以用于热冲压成型的
高强度钢——硼钢为例,对我国热成型技术的应用状况及将来热成型技术需要解决的问题进展了阐述。
主题词:高强度钢板热成型硼钢
1汽车用热成型高强度钢
长期以来,钢铁始终是汽车工业的根底,虽然汽
车制造中铝合金、镁合金、塑料及复合材料的用量不断增加,但高强度钢以其具有的高减重潜力、高碰撞吸取能、高疲乏强度、高成型性及低平面各向异性等优势[1,2],已经成为汽车工业轻量化的主要材料。21世纪的汽车行业以降低燃料消耗、削减CO2
和废气
排放成为社会的主要需求,为适应这种进展趋势,钢铁业已开发出很多种类的高强度钢板来帮助减轻汽车质量,同时提高汽车的安全性。
为兼顾轻量化与碰撞安全性及高强度下冲压件
回弹与模具磨损等问题,热成型高强度钢及其成型工艺和应用技术应运而生。目前但凡到达U-NCAP碰撞4星或5星级水平的乘用车型,其安全件〔A/B/C柱、保险杠、防撞梁等〕多数承受了抗拉强度为
500MPa、屈服强度为1200MPa的热成型高强度钢。同时,为解决高强度钢冷成型中的裂纹和外形冻结性不良等问题,消灭了热冲压成型材料,已用其进展了强度高达1470MPa级汽车部件的制造。
本文首先介绍高强度钢热成型加工工艺及其关
键技术,然后分析了国内外热成型争辩成果与现状,最终对热成型技术的应用进展进展了展望。
高强度钢热成型加工工艺
热成型加工工艺
理论根底
与传统的冷成型工艺相比,热成型工艺的特点是在板料上存在一个不断变化的温度场。在温度场
的影响下,板料的基体组织和力学性能发生变化,导致板料的应力场也发生变化,同时板料的应力场变化又反作用于温度场,所以热成型工艺就是板料内部温度场与应力场共存且相互耦合的变化过程〔见图1〕。这就要求热成型用钢板的成分要适应热成型过程中的热循环。
图1应力场、温度场和金属微观组织的相互作用
加工工艺
热成型工艺过程为:首先将常温下强度为500~
600MPa的硼合金钢板加热到880~950℃,使之均匀奥氏体化,然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成型,最终快速冷却,将奥氏体转变为马氏体,使冲压件得到硬化,大幅度提高强度。这个过程被称为“冲压硬化”技术[3]。实际生产中,热冲压工艺又分为直接工艺和间接工艺,如图2所示。直接工艺即下料后直接将钢板加热然后冲压成型,主要用于外形简洁且变形程度较小的工件;对于外形简单或拉深深度较大的工件则需要承受间接工艺〔图2b〕,即先将下好料的钢板进展预成型,然后再加热实施热冲压。
直接工艺
间接工艺
图2热成型工艺过程示意
热成型加工关键技术
高强度钢板的热成型技术的关键是用钢选择、钢的外表镀层、模具设计及热成型零件的检测。
热成型用钢选择
目前,热成型用钢均选用硼钢,因微量的硼可有