高强度钢板热冲压工艺研究

发布时间：2017-04-29 22:17

  本文关键词：高强度钢板热冲压工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高强度钢是汽车轻量化材料中广泛应用的材料,其优异的综合力学性能既能保证汽车零部件质量的减轻,又能保证高的吸能性和碰撞安全性。但高强度钢属于难变形材料,利用冷冲压工艺成形较为困难,目前较多采用热冲压工艺。本文利用22Mn B5高强度钢和在其基础上研制的Q-P钢即97#钢进行W型件热冲压工艺研究。现主要研究内容如下:(1)利用Simufact软件对22MnB5硼钢板进行热冲压数值模拟。研究了温度场、应力场、应变场的变化规律。(2)针对W型件的特征结构,结合热冲压模具设计要求,对W型件热冲压模具的关键参数进行了设计选择,设计了W型件热冲压模具。通过22MnB5硼钢板热冲压实验,研究了与数值模拟相同工艺参数(板料温度850℃,保压20s)下热冲压件的成形情况、组织形貌和力学性能,得到适当热冲压工艺条件。(3)利用FLUENT软件对22MnB5硼钢板热冲压冷却系统进行数值模拟,研究了冷却水流速对热冲压件、模具的影响规律,得到了合适的冷却水流速即1m/s。(4)通过97#Q-P钢板热冲压实验,研究了不同工艺参数下热冲压件的组织与力学性能,确定了合适的热冲压工艺参数,即奥氏体化温度为900℃~950℃,奥氏体化时间在2min以上,保压时间为30s~60s,模具温度为200℃。(5)通过97#Q-P钢热冲压件回火工艺实验,研究了不同回火工艺参数下工件的组织与力学性能,确定了合适的回火时间和回火温度,即回火时间为5min~40min,窗口较宽,回火温度为200℃。
【关键词】：22MnB5硼钢板 97#Q-P钢 热冲压 冷却系统 回火工艺
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 引言12-13
• 1.2 高强度钢研究现状及发展前景13-16
• 1.3 高强度钢热冲压工艺研究现状16-22
• 1.3.1 热冲压工艺简介16-18
• 1.3.2 22MnB5高强度钢热冲压工艺研究18-19
• 1.3.3 Q-P钢热冲压工艺研究19-22
• 1.4 热冲压工艺数值模拟研究22-23
• 1.5 热冲压模具冷却系统研究23-25
• 1.6 研究意义与主要研究内容25-27
• 第二章 W型件热冲压成形数值模拟27-40
• 2.1 引言27
• 2.2 模具初始条件下的数值模拟27-34
• 2.2.1 几何模型27-28
• 2.2.2 材料属性28-30
• 2.2.3 有限元网格划分30-31
• 2.2.4 热冲压工艺条件31
• 2.2.5 模拟结果分析31-34
• 2.3 冷却系统数值模拟34-39
• 2.3.1 模型属性34-35
• 2.3.2 边界条件35
• 2.3.3 数值模拟结果分析35-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 W型件热冲压模具设计40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 零件设计40
• 3.3 工序设计和工序尺寸计算40-42
• 3.3.1 中性层的确定40-41
• 3.3.2 毛坯尺寸计算41-42
• 3.3.3 弯曲回弹42
• 3.4 凸凹模间隙的确定42-43
• 3.5 模具结构设计43-48
• 3.5.1 压力机的选择43-44
• 3.5.2 压力中心的确定44
• 3.5.3 凸凹模设计44-45
• 3.5.4 模具整体结构的确定45-48
• 3.6 冷却系统设计48
• 3.7 模具材料的选择及润滑方式48-49
• 3.8 模具装配图49-50
• 3.9 实验验证50-51
• 3.10 本章小结51-52
• 第四章 97#高强度钢热冲压工艺研究52-64
• 4.1 引言52
• 4.2 实验研究方法52-55
• 4.2.1 材料属性52-53
• 4.2.2 实验设备53-55
• 4.3 热冲压实验参数优化55-62
• 4.3.1 奥氏体化温度对工件组织及力学性能的影响55-57
• 4.3.2 奥氏体化时间对工件组织及力学性能的影响57-59
• 4.3.3 保压时间对工件组织及力学性能的影响59-61
• 4.3.4 模具温度对工件组织及力学性能影响61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 97#高强度钢回火处理64-71
• 5.1 引言64
• 5.2 回火工艺对工件力学性能的影响64-65
• 5.3 回火工艺对工件组织的影响65-69
• 5.4 本章小结69-71
• 结论71-73
• 参考文献73-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果79-80
• 致谢80-81

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本文编号：335716