CN104527804A - 汽车b柱及制造方法 - Google Patents

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孙财
陈扬
李向荣
杨云龙
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D25/04—Door pillars ; windshield pillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

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Abstract

本发明涉及一种汽车B柱及制造方法，包括B柱主体；其特征是：所述B柱主体的上部为硬区部分，下部为软区部分，硬区部分和软区部分之间为过渡区，在硬区部分设置加强管；所述过渡区的高度为50mm左右，软区部分的高度占B柱主体高度的10%～25%；所述硬区部分由超高强度钢热成形工艺得到，强度为1300～1500MPa的马氏体组织，软区部分是在超高强度钢热成形工艺中，通过慢速冷却得到的强度为500～700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织；所述加强管为中空管，由超高强度钢热成型工艺得到，加强管的管壁厚度为1.5mm±30%。本发明可以根据B柱形状生产非常复杂的几何形状，并且热成形的加强管管壁更薄。

Description

汽车B柱及制造方法
技术领域
本发明涉及一种汽车B柱及制造方法，属于车辆部件技术领域。
背景技术
汽车的B柱是汽车上的竖梁，位于驾驶舱的前座和后座之间，从车顶延伸到车底部。B柱不但支撑车顶盖，还要承受前、后车门的支承力，在B柱上还要装置一些附加零部件，例如前排座位的安全带，有时还要穿电线线束。因此B柱大都有外凸半径，以保证有较好的力传递性能。现代轿车的B柱截面形状是比较复杂的，它由多件冲压钢板焊接而成。随着汽车制造技术的发展，不用焊接而直接采用液压成型的封闭式截面中柱已经问世，它的刚度大大提高而重量大幅减小，有利于现代轿车的轻量化。
现有技术中B柱一般采用冷冲压件，同等强度下冷冲件的重量大，不符合轻量化趋势。另外，为了加强强度，在B柱上焊接加强板，加强板也是采用冷冲压件，加强板和B柱需要分别成型后焊接，这就造成了模具工装、焊装夹具的数量较多，使加工成本较高；并且焊接的质量不宜控制，不够稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种汽车B柱及制造方法，采用热成形的加强管，热成形管延展性高，可以根据B柱形状生产非常复杂的几何形状；并且热成形的加强管管壁更薄，使材料减重、增加强度等轻量化效果更明显。
按照本发明提供的技术方案，所述汽车B柱，包括B柱主体，B柱主体顶部为与车顶固定的上固定部，B柱主体底部为与门槛固定的下固定部；其特征是：所述B柱主体的上部为硬区部分，下部为软区部分，硬区部分和软区部分之间为过渡区，在硬区部分设置加强管；所述过渡区的高度为50mm左右，软区部分的高度占B柱主体高度的10%～25%；所述硬区部分由超高强度钢热成形工艺得到，强度为1300～1500MPa的马氏体组织，软区部分是在超高强度钢热成形工艺中，通过慢速冷却得到的强度为500～700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织；所述加强管为中空管，由超高强度钢热成型工艺得到，加强管的管壁厚度为1.5mm±30%。
所述汽车B柱的制造方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将B柱主体的坯料和直管在加热炉内加热至850～940℃，使其转化为奥氏体组织，所述B柱主体的坯料采用22MnB5，直管的材质为22MnB5；
（2）将奥氏体化后的B柱主体的坯料和直管分别在B柱模具和加强管模具内进行热成型，并同时淬火；其中，B柱主体的软区部分进行保温，经过慢速冷却得到铁素体和珠光体组织、或者贝氏体组织，软区部分的高度占B柱主体高度的10%～25%，过渡区的高度为50mm左右；
（3）将步骤（2）热成型得到的B柱主体和加强管焊接在一起，得到所述的汽车B柱。
本发明具有以下优点：（1）加强管和B柱主体均采用热成形工艺，具有轻量化的优点，即产品的强度更高，重量反而更轻；（2）加强管的管壁相比液压成型管的管壁更薄，材料减重、增加强度等轻量化效果更明显；（3）刚性好：由于热成形工艺条件下，热成形钢延展性非常高，所以非常复杂的几何形状也可以生产出来，加强管可以根据不同部位刚性的需要更加自由的设计几何形状；（4）零件尺寸精度高：由于热成形工艺下生产的热成形零件，没有回弹，加强管和B柱主体的精度相当高，可达90%以上；（5）B柱下部软区强度弱，延伸率高，碰撞时能达到变形吸能目的，能更好保护驾乘人员头部。
附图说明
图1为本发明所述B柱的结构示意图。
图2为所加强管的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1～图2所示：所述汽车B柱包括上固定部1、下固定部2、B柱主体3、硬区部分4、软区部分5、过渡区6、加强管7等。
如图1、图2所示，本发明包括B柱主体3，B柱主体3顶部为与车顶固定的上固定部1，B柱主体3底部为与门槛固定的下固定部2；所述B柱主体3的上部为硬区部分4，下部为软区部分5，硬区部分4和软区部分5之间为过渡区6，在硬区部分4设置加强管7；所述硬区部分4由超高强度钢热成形工艺得到，强度为1300～1500MPa的马氏体组织，软区部分5是在超高强度钢热成形工艺中，通过慢速冷却得到的强度为500～700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织；所述加强管7为中空管，由超高强度钢热成型工艺得到，加强管7的管壁厚度为1.5mm±30%；
所述过渡区6的高度为50mm左右；所述软区部分5的高度占B柱主体3高度的10%～25%。
所述汽车B柱的制造方法，包括以下步骤：
（1）将B柱主体的坯料和直管在加热炉内加热至850～940℃，使其转化为奥氏体组织，所述B柱主体的坯料采用22MnB5（俗称硼钢），直管选择材质为低碳钢、不锈钢、铝或铝镁合金；
（2）将奥氏体化后的B柱主体的坯料和直管分别在B柱模具和加强管模具内进行热成型，并同时淬火；其中，B柱主体的软区部分进行保温，经过慢速冷却得到铁素体和珠光体组织、或者贝氏体组织，软区部分5的高度占B柱主体3高度的10%～25%，过渡区6的高度为50mm左右；
（3）将步骤（2）热成型得到的B柱主体和加强管焊接在一起，得到所述的汽车B柱。
本发明的加强管采用内空的管件进行热成形工艺得到，B柱主体由热压成形得到，具有以下效果：（1）加强管和B柱主体均采用热成形工艺，具有轻量化的优点，即产品的强度更高，重量反而更轻；（2）加强管的管壁相比液压成型管的管壁更薄，材料减重、增加强度等轻量化效果更明显；（3）刚性好：由于热成形工艺条件下，热成形钢延展性非常高，所以非常复杂的几何形状也可以生产出来，加强管可以根据不同部位刚性的需要更加自由的设计几何形状；（4）零件尺寸精度高：由于热成形工艺下生产的热成形零件，没有回弹，加强管和B柱主体的精度相当高，可达90%以上；（5）B柱下部软区强度弱，延伸率高，碰撞时能达到变形吸能目的，能更好保护驾乘人员头部。

Claims (2)

1.一种汽车B柱，包括B柱主体（3），B柱主体（3）顶部为与车顶固定的上固定部（1），B柱主体（3）底部为与门槛固定的下固定部（2）；其特征是：所述B柱主体（3）的上部为硬区部分（4），下部为软区部分（5），硬区部分（4）和软区部分（5）之间为过渡区（6），在硬区部分（4）设置加强管（7）；所述过渡区（6）的高度为50mm左右，软区部分（5）的高度占B柱主体（3）高度的10%～25%；所述硬区部分（4）由超高强度钢热成形工艺得到，强度为1300～1500MPa的马氏体组织，软区部分（5）是在超高强度钢热成形工艺中，通过慢速冷却得到的强度为500～700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织；所述加强管（7）为中空管，由超高强度钢热成型工艺得到，加强管（7）的管壁厚度为1.5mm±30%。
2.一种汽车B柱的制造方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将B柱主体的坯料和直管在加热炉内加热至850～940℃，使其转化为奥氏体组织，所述B柱主体的坯料采用22MnB5，直管的材质为22MnB5；
（2）将奥氏体化后的B柱主体的坯料和直管分别在B柱模具和加强管模具内进行热成型，并同时淬火；其中，B柱主体的软区部分进行保温，经过慢速冷却得到铁素体和珠光体组织、或者贝氏体组织，软区部分（5）的高度占B柱主体（3）高度的10%～25%，过渡区（6）的高度为50mm左右；
（3）将步骤（2）热成型得到的B柱主体和加强管焊接在一起，得到所述的汽车B柱。
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