CN105436275A - 一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，涉及汽车生产技术领域，包括钢板加热，冲压成形和冷却淬火三个工艺过程，本工艺方法中，通过严格控制热成形前的钢板加热温度和保温时间，以确保板料奥氏体化，板料表面没有出现过烧和晶粒长大现象，且恰到好处的保温时间使得板料奥氏体化更加均匀，生产周期短，在成形阶段，液压机冲压速度快，板料瞬间被冲压成形，避免了因成形速度过慢而带来的过多热量损失以及过快的温度下降，冷却淬火阶段，成形件被模具表面冷却淬火，发生相变，使奥氏体转变成马氏体，实现强化，适宜的冷却速度使得冲压件的性能得到了成倍的提高，且没有出现开裂现象，成形效果佳。

Description

一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺
技术领域
本发明涉及汽车生产技术领域，具体涉及一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺。
背景技术
在降低油耗、减少排放的诸多措施中，减轻车重的效果最为明显，车重减轻10%，可节省燃油3%～7%，因此塑料、铝合金、高强度钢板等替代材料在车辆制造中开始使用。其中，高强度钢板可以通过减小板厚或者截面尺寸等方式减轻零件质量，在实现车辆轻量化和提高安全性方面比其他材料有明显优势，可以同时满足实现轻量化和提高安全性的要求，因此其在汽车领域内的应用越来越广泛，热成形技术是近年来出现的一项专门用于成形高强度钢板冲压件的新技术，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1500MPa的冲压件，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，但是目前的热冲压成形过程中往往不能精确掌握好热成形过程中的工艺参数而导致冲压过程中损坏钢板，或者成形后的钢板，其各项性能指标没能达到预期的目标。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种生产工艺简单，屈服强度和抗拉强度高的低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，包括下述工艺步骤：
（1）钢板加热：选取一块低碳硼合金钢板22MnB5，将其放入加热炉中加热到900～920℃，并保温5～7min；
（2）冲压成形：将经步骤（1）加热后的钢板迅速移入到冲压模具中，液压机快速下行一次冲压成形；
（3）冷却淬火：经步骤（2）冲压成形，即模具完全闭合后，液压机保压10～15s，使钢板在模具内保压定形并被充分冷却淬火，然后取出冲压件，即可制得产品。
优选的，所述步骤（1）中所用的低碳硼合金钢板22MnB5的化学成分含量为C0.22、Mn1.2、Si0.20、Ti0.03、Al0.03、Cr0.20、B0.035、Fe余量，其中，化学成分含量均为质量百分数。
优选的，所述步骤（2）中的冲压模具中设有水冷系统。
优选的，所述水冷系统的冷却速度控制在29～32℃/s之间。
优选的，所述步骤（2）中所用的冲压模具材料为高Ni或高Gr的热作模具钢。
优选的，所述步骤（3）中冷却系统中冷却水的温度控制在38～45℃之间。
采用本发明的技术方案，本工艺方法中，通过严格控制热成形前的钢板加热温度和保温时间，以确保板料奥氏体化，板料表面没有出现过烧和晶粒长大现象，且恰到好处的保温时间使得板料奥氏体化更加均匀，生产周期短，在成形阶段，液压机冲压速度快，板料瞬间被冲压成形，避免了因成形速度过慢而带来的过多热量损失以及过快的温度下降，冷却淬火阶段，成形件被模具表面冷却淬火，发生相变，使奥氏体转变成马氏体，实现强化，适宜的冷却速度使得冲压件的性能得到了成倍的提高，且没有出现开裂现象，成形效果佳，本工艺方法简单、易掌握，易实现大规模和自动化生产。
具体实施方式
实施例1：
（1）钢板加热：选取一块低碳硼合金钢板22MnB5，将其放入加热炉中加热到900℃，并保温5min，其中，低碳硼合金钢板22MnB5的化学成分含量为C0.22、Mn1.2、Si0.20、Ti0.03、Al0.03、Cr0.20、B0.035、Fe余量，其中，化学成分含量均为质量百分数；
（2）冲压成形：将经步骤（1）加热后的钢板迅速移入到冲压模具中，液压机快速下行一次冲压成形；
（3）冷却淬火：经步骤（2）冲压成形，即模具完全闭合后，液压机保压10s，使钢板在模具内保压定形并被充分冷却淬火，其中，所述冲压模具中设有水冷系统，水冷系统的冷却速度控制在29℃/s之间，冷却系统中冷却水的温度控制在42℃之间，然后取出冲压件，即可制得产品。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤（1）中，加热温度为905℃，保温时间为6min；所述步骤（3）中，保压时间为11s，冷却速度为30℃/s，冷却水温为40℃。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤（1）中，加热温度为910℃，保温时间为5min；所述步骤（3）中，保压时间为12s，冷却速度为33℃/s，冷却水温为38℃。
经过以上工艺步骤后，取出加强板材料样品，待测：
序号 屈服强度/MPa 抗拉强度/ MPa 硬度/HRC 内部微观组织
实施例1 1040 1550 48 板条状马氏体
实施例2 1042 1556 49 板条状马氏体
实施例3 1038 1552 48 板条状马氏体
由以上数据可知，生产出的加强板材料样品屈服强度达到了1000MPa以上，抗拉强度达到了1550MPa以上，屈服强度和抗拉强度均达到了很高的水平，且硬度高，在48HRC以上，硬度高，不易损坏，内部微观组织为板条状马氏体，完全达到了产品的性能要求，且生产工艺简单，易掌握。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，包括下述工艺步骤：
（1）钢板加热：选取一块低碳硼合金钢板22MnB5，将其放入加热炉中加热到900～920℃，并保温5～7min；
（2）冲压成形：将经步骤（1）加热后的钢板迅速移入到冲压模具中，液压机快速下行一次冲压成形；
（3）冷却淬火：经步骤（2）冲压成形，即模具完全闭合后，液压机保压10～15s，使钢板在模具内保压定形并被充分冷却淬火，然后取出冲压件，即可制得产品。
2.根据权利要求1所述的一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，其特征在于：所述步骤（1）中所用的低碳硼合金钢板22MnB5的化学成分含量为C0.22、Mn1.2、Si0.20、Ti0.03、Al0.03、Cr0.20、B0.035、Fe余量，其中，化学成分含量均为质量百分数。
3.根据权利要求1所述的一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，其特征在于：所述步骤（2）中的冲压模具中设有水冷系统。
4.根据权利要求3所述的一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，其特征在于：所述水冷系统的冷却速度控制在29～32℃/s之间。
5.根据权利要求1所述的一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，其特征在于：所述步骤（2）中所用的冲压模具材料为高Ni或高Gr的热作模具钢。
6.根据权利要求1所述的一种低碳硼合金钢汽车加强板的热冲压成形工艺，其特征在于：所述步骤（3）中冷却系统中冷却水的温度控制在38～45℃之间。
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