CN104831020A - 一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法 - Google Patents
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Abstract
一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法，包括如下步骤：(1)原始板料先在加热炉中加热(2)把板料移动到压力机的冲压淬火模具中(3)冷却水在冲压淬火模具的冷却管道内，从冷却管道的入水口流入(4)冲压淬火模具冷却管道内的温度随着冷却水流动距离的增加，冷却水温度不断升高，成形后的板料为马氏体、铁素体、珠光体组织；(5)冲压淬火模具冷却管道内的冷却水经模具出水口处流出后，冷却水温度升高至130℃，成形后板料为珠光体、铁素体组成的混合组织。本发明实现板料在冲压淬火过程中强度呈渐变梯度变化，且不需改变模具的原始结构设计，方法简单，降低生产成本。
Description
技术领域 本发明属于冲压淬火成形领域。
背景技术 汽车制造是我国国民经济的重要支柱产业，汽车轻量化的发展趋势使得超高强度材料应用日益广泛，超高强度钢板在汽车制造业中的逐步推广，对现有板料成形工艺带来了一系列新的挑战。现有基于均匀温度场冲压淬火成形工艺是将板料整体加热到再结晶温度以上某个适当温度，使其完全奥氏体化后进行冲压成形，同时淬火处理以获得在室温下具有均匀马氏体组织的冲压件，在冲压淬火模具中成形的超高强度钢板整体机械性能相同，成形后零件获得的组织为全部的马氏体，而车身上某些部件需要不同的强度来达到性能要求，例如车身重要安全部件B柱(见图1)，在B柱的下半部分需要较低的强度来起到缓冲吸能的作用，保护车内驾乘人员的安全，这就需要材料的强度呈渐变梯度分布，达到变强度的要求，而现有的变强度成形方法是通过改变模具内部冷却管道分布、通过在模具上涂覆热障涂层来实现材料的性能呈连续梯度变化。它不足之处：实际操作比较困难，需要改变模具的原始结构设计，大大增加了生产成本。
发明内容 本发明的目的是提供一种能够实现板料在冲压淬火过程中强度呈渐变梯度变化，且不需改变模具的原始结构设计，方法简单，降低生产成本的非均匀温度场下冲压淬火成形方法。
一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法，包括如下步骤：
(1)原始板料为抗拉强度600MPa左右的普通高强钢，原始板料先在真空加热炉中以20℃/s的加热速度进行加热，加热温度为880℃，时间3～5分钟，以保证冲压淬火件全部组织转变为奥氏体，且晶粒不至过于粗大；
(2)加热后，迅速把板料移动到压力机的冲压淬火模具中，该冲压淬火模具由凸模和凹模相配合，靠近凸模的凸起处设有若干径向冷却管道，靠近凹模的凹陷处设有若干径向冷却管道)，由于板料在转移过程中有能量消耗，板料在冲压淬火模具中初始成形温度为850℃左右，模具和冷却管道内冷却水初始温度为25℃；
(3)在冲压淬火过程中，冷却水在冲压淬火模具的冷却管道内，从冷却管道的入水口流入，以0.05m/s～1m/s速度流动，对板料的冷却速度大于27℃/s，成形后该部分的组织为强度较高的板条状马氏体组织，起到强化作用，抗拉强度达到1600MPa左右，满足B柱上半部强度较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为强化区；
(4)冲压淬火模具冷却管道内的温度随着冷却水流动距离的增加，冷却水温度不断升高，升高至120℃，对板料的冷却速度等于马氏体的临界转变速度27℃/s时，成形后的板料为马氏体、铁素体、珠光体组织，具有较好的韧性，抗拉强度在1000MPa左右，冲压淬火模具的对应区域为过渡区；
(5)冲压淬火模具冷却管道内的冷却水经模具出水口处流出后，冷却水温度升高至130℃，对板料的冷却降温作用减弱，对板料的冷却速度低于马氏体的转变速度27℃/s，成形后板料为珠光体、铁素体组成的混合组织，抗拉强度在500MPa左右，起到软化作用，由于铁素体、珠光体具有较好的塑性和延展性，在发生碰撞的过程中能够起到缓冲吸能的作用，满足汽车B柱下半部分塑性较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为软化区。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：通过一种非均匀温度场下冲压淬火成形工艺，能够实现B柱的强度、塑性呈连续梯度分布，最终形成制件的抗拉强度在500MPa～1600MPa连续分布，凭借其软硬结合的特点，即外层软的材料发挥了延伸率大的特点使内层强度大的马氏体不至于过早的失效，有较高的吸能能力，既能够达到强度要求又有一定的塑性变形区间，在吸收能量的同时又保证钢板的强度，减少了钢板的焊接、铆接等连接技术，可以大大提高材料的设计空间，能够实现板料在冲压淬火过程中强度呈渐变梯度变化，且不需改变模具的原始结构设计，方法简单，降低生产成本。
附图说明
图1为汽车B柱零件示意图；
图2为本发明一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法示意图。
具体实施方式
其中，1为冷却水流动速度方向，2为强化区，3为过渡区，4为软化区。
实施例1
一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法，包括如下步骤：
(1)原始板料为抗拉强度600MPa的普通高强钢，原始板料先在真空加热炉中以20℃/s的加热速度进行加热，加热温度为880℃，时间3分钟，以保证冲压淬火件全部组织转变为奥氏体，且晶粒不至过于粗大；
(2)加热后，迅速把板料移动到压力机的冲压淬火模具中，该冲压淬火模具由凸模和凹模相配合，靠近凸模的凸起处设有径向冷却管道，靠近凹模的凹陷处设有若干径向冷却管道)，由于板料在转移过程中有能量消耗，板料在冲压淬火模具中初始成形温度为850℃，模具和冷却管道内冷却水初始温度为25℃；
(3)在冲压淬火过程中，冷却水在冲压淬火模具的冷却管道内，从冷却管道的入水口流入，以0.05m/s速度流动，对板料的冷却速度大于27℃/s，成形后该部分的组织为强度较高的板条状马氏体组织，起到强化作用，抗拉强度达到1600MPa，满足B柱上半部强度较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为强化区2；
(4)冲压淬火模具冷却管道内的温度随着冷却水流动距离的增加，冷却水温度不断升高，升高至120℃，对板料的冷却速度等于马氏体的临界转变速度27℃/s时，成形后的板料为马氏体、铁素体、珠光体组织，具有较好的韧性，抗拉强度在1000MPa左右，冲压淬火模具的对应区域为过渡区3；
(5)冲压淬火模具冷却管道内的冷却水经模具出水口处流出后，冷却水温度升高至130℃，对板料的冷却降温作用减弱，对板料的冷却速度低于马氏体的转变速度27℃/s，成形后板料为珠光体、铁素体组成的混合组织，抗拉强度在500MPa左右，起到软化作用，由于铁素体、珠光体具有较好的塑性和延展性，在发生碰撞的过程中能够起到缓冲吸能的作用，满足汽车B柱下半部分塑性较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为软化区4。
实施例2
一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法，包括如下步骤：
(1)原始板料为抗拉强度600MPa的普通高强钢，原始板料先在真空加热炉中以20℃/s的加热速度进行加热，加热温度为880℃，时间5分钟，以保证冲压淬火件全部组织转变为奥氏体，且晶粒不至过于粗大；
(2)加热后，迅速把板料移动到压力机的冲压淬火模具中，该冲压淬火模具由凸模和凹模相配合，靠近凸模的凸起处设有径向冷却管道，靠近凹模的凹陷处设有若干径向冷却管道)，由于板料在转移过程中有能量消耗，板料在冲压淬火模具中初始成形温度为850℃，模具和冷却管道内冷却水初始温度为25℃；
(3)在冲压淬火过程中，冷却水在冲压淬火模具的冷却管道内，从冷却管道的入水口流入，以1m/s速度流动，对板料的冷却速度大于27℃/s，成形后该部分的组织为强度较高的板条状马氏体组织，起到强化作用，抗拉强度达到1600MPa，满足B柱上半部强度较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为强化区2；
(4)冲压淬火模具冷却管道内的温度随着冷却水流动距离的增加，冷却水温度不断升高，升高至120℃，对板料的冷却速度等于马氏体的临界转变速度27℃/s时，成形后的板料为马氏体、铁素体、珠光体组织，具有较好的韧性，抗拉强度在1000MPa左右，冲压淬火模具的对应区域为过渡区3；
(5)冲压淬火模具冷却管道内的冷却水经模具出水口处流出后，冷却水温度升高至130℃，对板料的冷却降温作用减弱，对板料的冷却速度低于马氏体的转变速度27℃/s，成形后板料为珠光体、铁素体组成的混合组织，抗拉强度在500MPa左右，起到软化作用，由于铁素体、珠光体具有较好的塑性和延展性，在发生碰撞的过程中能够起到缓冲吸能的作用，满足汽车B柱下半部分塑性较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为软化区4。
Claims (1)
1.一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法，其特征在于：一种非均匀温度场下冲压淬火成形方法，包括如下步骤：
(1)原始板料为抗拉强度600MPa左右的普通高强钢，原始板料先在真空加热炉中以20℃/s的加热速度进行加热，加热温度为880℃，时间3～5分钟，以保证冲压淬火件全部组织转变为奥氏体，且晶粒不至过于粗大；
(2)加热后，迅速把板料移动到压力机的冲压淬火模具中，该冲压淬火模具由凸模和凹模相配合，靠近凸模的凸起处设有径向冷却管道，靠近凹模的凹陷处设有若干径向冷却管道)，由于板料在转移过程中有能量消耗，板料在冲压淬火模具中初始成形温度为850℃左右，模具和冷却管道内冷却水初始温度为25℃；
(3)在冲压淬火过程中，冷却水在冲压淬火模具的冷却管道内，从冷却管道的入水口流入，以0.05m/s～1m/s速度流动，对板料的冷却速度大于27℃/s，成形后该部分的组织为强度较高的板条状马氏体组织，起到强化作用，抗拉强度达到1600MPa左右，满足B柱上半部强度较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为强化区；
(4)冲压淬火模具冷却管道内的温度随着冷却水流动距离的增加，冷却水温度不断升高，升高至120℃，对板料的冷却速度等于马氏体的临界转变速度27℃/s时，成形后的板料为马氏体、铁素体、珠光体组织，具有较好的韧性，抗拉强度在1000MPa左右，冲压淬火模具的对应区域为过渡区；
(5)冲压淬火模具冷却管道内的冷却水经模具出水口处流出后，冷却水温度升高至130℃，对板料的冷却降温作用减弱，对板料的冷却速度低于马氏体的转变速度27℃/s，成形后板料为珠光体、铁素体组成的混合组织，抗拉强度在500MPa左右，起到软化作用，由于铁素体、珠光体具有较好的塑性和延展性，在发生碰撞的过程中能够起到缓冲吸能的作用，满足汽车B柱下半部分塑性较高的要求，冲压淬火模具的对应区域为软化区。
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|---|---|
| CN (1) | CN104831020A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105905168A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 侧围外板的制造方法 |
| CN106119688A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-16 | 大连理工大学 | 一种性能梯度分布的高强度q＆p钢件制备方法 |
| WO2017219427A1 (zh) | 2015-12-04 | 2017-12-28 | 重庆哈工易成形钢铁科技有限公司 | 用于获得梯度化性能的处理工艺及其构件 |
| WO2020113844A1 (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 苏州普热斯勒先进成型技术有限公司 | 一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置 |
| CN113802065A (zh) * | 2021-11-18 | 2021-12-17 | 育材堂（苏州）材料科技有限公司 | 热冲压成形构件、热冲压成形用钢板以及热冲压工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102304612A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-01-04 | 唐炳涛 | 超高强钢高温拼接淬火成形工艺及装置 |
| US20120180910A1 (en) * | 2008-03-31 | 2012-07-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Microstructural optimization of automotive structures |
| CN103409613A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-11-27 | 上海交通大学 | 实现热冲压制件梯度性能分布的方法 |
| US20140295205A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Press-formed product, hot press-forming method and hot press-forming apparatus |
| CN104204251A (zh) * | 2012-03-15 | 2014-12-10 | 株式会社神户制钢所 | 热压成形品及其制造方法 |
-
2015
- 2015-04-03 CN CN201510162842.1A patent/CN104831020A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120180910A1 (en) * | 2008-03-31 | 2012-07-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Microstructural optimization of automotive structures |
| CN102304612A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-01-04 | 唐炳涛 | 超高强钢高温拼接淬火成形工艺及装置 |
| CN104204251A (zh) * | 2012-03-15 | 2014-12-10 | 株式会社神户制钢所 | 热压成形品及其制造方法 |
| US20140295205A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Press-formed product, hot press-forming method and hot press-forming apparatus |
| CN103409613A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-11-27 | 上海交通大学 | 实现热冲压制件梯度性能分布的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 桂中祥 等: "汽车超高强钢热冲压成形新工艺——选择性冷却", 《热加工工艺》 * |
| 翁其金 等: "《冲压工艺及冲模设计》", 30 April 2012, 机械工业出版社 * |
| 谭海林: "热冲压模具冷却系统的设计及模拟分析", 《模具制造》 * |
| 闵峻英 等: "《金属板材热辅助塑性成形理论》", 31 August 2014, 同济大学出版社 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017219427A1 (zh) | 2015-12-04 | 2017-12-28 | 重庆哈工易成形钢铁科技有限公司 | 用于获得梯度化性能的处理工艺及其构件 |
| CN105905168A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 侧围外板的制造方法 |
| CN106119688A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-16 | 大连理工大学 | 一种性能梯度分布的高强度q＆p钢件制备方法 |
| CN106119688B (zh) * | 2016-07-22 | 2017-11-10 | 大连理工大学 | 一种性能梯度分布的高强度q＆p钢件制备方法 |
| WO2020113844A1 (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 苏州普热斯勒先进成型技术有限公司 | 一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置 |
| US11441200B2 (en) | 2018-12-06 | 2022-09-13 | Suzhou Pressler Advanced Forming Technologies Co., Ltd. | Method and device for preparing corrosion-resistant hot stamping part |
| CN113802065A (zh) * | 2021-11-18 | 2021-12-17 | 育材堂（苏州）材料科技有限公司 | 热冲压成形构件、热冲压成形用钢板以及热冲压工艺 |
| CN113802065B (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-29 | 育材堂（苏州）材料科技有限公司 | 热冲压成形构件、热冲压成形用钢板以及热冲压工艺 |
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