汽车B柱加强板热成形工艺研究

发布时间：2019-07-29 10:17

【摘要】：高强度钢板热成形是一种将传统热锻造与冷冲压相结合的新的成形技术。本文以汽车用高强度硼钢作为研究对象,采用数值模拟与试验相结合的方法对B柱加强板热成形工艺进行了研究。简化B柱有限元模型并进行热成形数值模拟,优化了压料方式,采用压料芯解决了压料面设计不合理导致的板料温度下降过快而引起成形性差的问题。同时,探究了使用压料芯时板料在热成形过程中温度场、应变场及应力场的变化规律,掌握了板料的加热温度、摩擦系数、冲压速度对热成形工艺的影响。结果表明:加热温度与冲压速度越大,成形后制件的温度越高,越有利于马氏体的转变,但加热温度与冲压速度越大,制件的最大增厚率也越大,严重影响了制件的表面质量,根据模拟结果确定加热温度取900~950℃,冲压速度取100~125mm/s。设计了B柱热成形模具模面、板料定位装置及冷却系统等,在此基础上研发了B柱的热成形模具整体结构。通过在模面两侧工艺补充面上设计先行吸料台,控制板料流动,解决了制件法兰起皱的问题。采用以上理论分析所得参数,在研发的模具上进行B柱热成形工艺试验,并对制件进行了力学性能测试和微观组织观察。结果表明:4个拉伸试样的抗拉强度均在1400MPa以上,4个硬度测试试样的平均硬度均在490HV以上,金相组织为细小的马氏体,热成形制件符合实际生产需求。最终验证了前述热成形数值模拟及模具设计的可靠性,为热成形工艺在汽车行业的实际应用提供了重要的技术参考。
【图文】：

合肥工业大学硕士学位论文在室温条件下，钢板的强度越高，成形性越差。因此，，成形后制件出现各种缺陷（开裂、起皱和回弹等）的难以控制，而且冲压设备吨位要求高，冲压噪声大，模具降低模具的寿命，故传统冷冲压成形已经无法满足发展工艺这种新工艺的诞生[9]。强度钢介绍认识不同种类的钢，可以使用图形表示钢材强度和塑性之图形通常称为“香蕉图”或“塑性阶梯”，如图 1.1 所示现了低强度钢、高强度钢、先进高强度钢和超高强度钢系[10]。

图 1.2 车身热冲压零件[11-12]Fig 1.2 Car body hot stamping parts[11-12]形工艺原理与冷冲压最大的不同在于热成形技术成形的是高温钢板。塑性越大，变形抗力越低，屈服强度越低，塑性成形性能利用这一理论依据，将高强度钢在加热炉中加热至奥氏体间使其完全奥氏体化，迅速传输到热成形模具中冲压成形形并淬火，，使钢板发生马氏体相变，以获得强度更高的制图 1.3 所示。经热成形加工后的制件抗拉强度高达 1400M艺也叫“冲压硬化”工艺[16]。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U466;TG306

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本文编号：2520440