基于熱沖壓成形技術(shù)的高強(qiáng)度鋼研究

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基于熱沖壓成形技術(shù)的高強(qiáng)度鋼研究

近年來(lái)，超高強(qiáng)度鋼被廣泛使用的主要原因是其在減輕車體質(zhì)量的同時(shí)能夠提高新一代汽車的耐撞性。為了能夠量產(chǎn)具有這種特性的車身部件，研發(fā)出了熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)在對(duì)金屬板材進(jìn)行高溫淬火處理的同時(shí)，可通過(guò)模具擠壓板材達(dá)到熱沖壓成形的目的。

通常，熱沖壓件具有極高的強(qiáng)度和低回彈特性。著重研究了對(duì)1.4mm硼合金鋼進(jìn)行熱沖壓成形處理的過(guò)程。試驗(yàn)過(guò)程中，模具與板材的溫度變化隨壓力增加而變化。試驗(yàn)后，對(duì)板件進(jìn)行組織分析、硬度測(cè)量和不同位置的拉伸測(cè)試，拉伸測(cè)試的位置主要包括熱沖壓件底部和凸緣處。最終發(fā)現(xiàn)，熱沖壓成形后部件部分材料特性表現(xiàn)為充分馬氏體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度高達(dá)1100MPa 和1500MPa。此外，對(duì)熱沖壓件也進(jìn)行了有限元仿真模擬，仿真主要對(duì)板件各部位溫度變化、樣件材料硬度值分布及樣件部分微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

主要是研究了利用熱沖壓工藝制造出的超高強(qiáng)度汽車車身部件。為了用于試驗(yàn)測(cè)試，制造出一個(gè)帽子形狀的樣品，樣品使用硼合金鋼板沖壓而成。通過(guò)對(duì)于部分細(xì)微結(jié)構(gòu)處進(jìn)行冷卻處理可以進(jìn)一步提升該部分的屈服強(qiáng)度，提升數(shù)值高達(dá)60MPa左右。這樣的冷卻處理需要根據(jù)不同部件的形狀設(shè)計(jì)出特殊的冷卻系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)特殊部位進(jìn)行冷卻的目的。通過(guò)測(cè)量熱成形部件的硬度，發(fā)現(xiàn)其硬度基本在470～550HV之間。這主要是由于板件和模具間的熱傳導(dǎo)及其它熱沖壓條件造成的。熱沖壓成形樣件屬于典型的板條馬氏體組織。此外，對(duì)于熱成形樣件進(jìn)行有限元模擬并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知，優(yōu)化后的有限元模型可以進(jìn)一步模擬仿真結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的熱沖壓樣件，并能得到理想結(jié)果。

Pawut Namklang et al. SAE 2014-01-2014.

編譯：王一瀏