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汽车用高强板的热冲压成形技术

时间:2013-08-17 来源: 点击:2225

    节能、安全、环保是当今世界汽车发展的主题。据分析,减少汽车自重是降低汽车燃油消耗及减少排放的*有效措施之一。由于钢铁材料在强度、塑性、抗冲击能力、回收使用及低成本方面具有综合的优越性,其在汽车材料中的主导地位仍不可动摇,故增加钢板的强度、减少钢板的厚度是减轻汽车自重的*有效手段。目前,高强度钢板和超高强度钢板在汽车制造中的比例不断增大,被广泛地应用于汽车车身、底盘、悬架、转向等零部件上,因此用高强度钢板代替普通的低碳冷轧钢板是汽车钢铁材料今后的主要发展方向之一。

    汽车车身在采用大量高强度钢板和镀锌钢板的同时,一些先进的轻量化制造技术,如热冲压成形、激光拼焊、液压成型和滚压成型等也越来越受到重视.并在逐步广泛使用当中。

1.1热冲压成形技术

    (1)热冲压成形技术概况

    常温时高强板的变形范围很窄.所需冲压力大,易开裂,回弹大,因而冷冲压工艺已不能满足未来汽车工业对高强度钢板的制造要求。基于此.近年来出现一项专门用于成形高强度钢板冲压件的新技术热成形技术,该项技术以板料在红热状态下冲压成形并同时在模具内被冷却淬火为特征,可以成形强度高达1500 MPa的冲压件,其广泛用于车门防撞梁、前后保险杠等保安件以及A柱、B柱、C柱、中通道等车体结构件的生产。由于该技术具有减轻质量和提高安全性的双重优势,目前这一技术在德国、美国等工业发达国家发展迅速.并开发出商品化的高强钢热冲压件生产线(4)。

    (2)热冲压成形工艺过程

    首先把常温下强度为500 -600 MPa的高强度硼合金钢板(22MnB5)加热到880-950C,使之均匀奥氏体化,然后送入内部带有冷却系统的模具内热冲压成形,之后保压快速冷却淬火.使奥氏体转变成马氏体。成形件因而得到强化硬化.强度大幅度提高。经过模具内的冷却淬火.冲压件屈服强度可以达到1000 MPa以上,杭拉强度可以达到1500 MPa以上。强度提高了250%以上,因此该项技术又被称为“冲压硬化”技术。淬火硬化高强度钢板的热冲压成形工艺的基本流程是:落料一预成形一加热一冲压成形一去氧化皮一激光切边冲孔一防锈处理,并在冲压成形和保压定形阶段同时进行板件淬火。这项工艺的核心内容就在于其冲压成形过程结束之后将安排适当的保压定型过程,而板料的淬火效应则与板料变形过程同时发生,相互作用。

    (3)高强板热成形技术特点

    其优点是:①高温下材料塑性好,成形能力强,可将冷冲压需要多道工序.多套模具成形的零件一次成形,因此可以减少零件和模具数量,降低成本;②高温下材料变形抗力小,减小模具的单位压力,降低压机吨位要求,降低成本;③高温下成形没有回弹,成形极限高,实现高精度成形,成形后零件强度等性能指标大幅度提高。其不足之处是:设备投资大;模具设计和加工复杂;制造、维护和保养成本高。

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