CN106391956A - 可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其采用加热炉对可淬火高强钢坯料进行加热，加热温度900‑950℃，保温3‑5分钟后从加热炉中取出此坯料置于压力机上进行热冲锻成形，成形终了后，快速从模具内取出成形的汽车功能件置于冷却液内进行快速冷却，获得淬火处理，便得到超高强度汽车功能件成品。采用上述方案后，本发明综合利用可淬火高强钢高温下良好的塑性和淬火性能以及板材成形和体积成形特点，可大幅提高汽车功能件的强度、韧性和使用寿命，制造结构复杂、厚差大的功能件，同时达到降低能耗的目的。采用本发明方法可使得汽车功能件抗拉强度达到1500MPa以上。

Description

可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法
技术领域
本发明涉及一种可淬火高强钢热成形技术，具体涉及利用可淬火高强钢热冲锻成形技术制造汽车功能件的方法。
背景技术
现今汽车制造的主要发展趋势是：轻量化和高安全性。另外，与传统汽车相比，电动汽车电池为200-400公斤，大幅增加了汽车重量。因此，对于电动汽车而言，实现轻量化显得尤为重要。汽车上多种中、小型功能件(如同步器齿环等)对力学性能(强度和韧性)有严苛要求：超高强度、超高韧性和高使用寿命，此外，该类功能件具有较大厚差。采用高强钢制造汽车中、小型功能件的主要优势是可提高汽车功能件的强度和韧性，并降低汽车重量。但当前主要采用高强钢板体积冷成形技术制造汽车中、小型功能件，其主要缺点和不足是：1)高强钢成形性不高，材料大变形时易发生破裂；2)变形抗力大，对压力机设备要求较高；3)成形件强度和韧性提高幅度不大(抗拉强度约700MPa，稍高于坯料强度)；4)仅采用板材成形难以制造结构复杂、厚差大的汽车功能件。存在不足的主要原因在于：室温下高强钢塑性低、强度高，现有技术未充分利用可淬火高强钢所具有的良好的可淬火性能，未结合利用板材成形技术和体积成形技术可制造结构复杂、厚差大的零件的的特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其可大幅提高超高强度汽车功能件的强度、韧性和使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，采用加热炉对可淬火高强钢坯料进行加热，加热温度900-950℃，保温3-5分钟后从加热炉中取出此坯料置于压力机上进行热冲锻成形，成形终了后，快速从模具内取出成形的汽车功能件置于冷却液内进行快速冷却，获得淬火处理，便得到超高强度汽车功能件成品。
采用上述方案后，本发明综合利用可淬火高强钢高温下良好的塑性和可淬火性能以及板材成形、体积成形的各自特点，可大幅提高汽车功能件的强度、韧性和使用寿命，并能制造结构复杂、厚差大的汽车功能件，同时达到降低能耗的目的。采用本发明方法可使得汽车功能件抗拉强度达到1500MPa以上。
附图说明
图1为高强钢成形件与可淬火高强钢热成形件(热冲压件，非汽车功能件)的应力-应变曲线图；其中，(a)为可淬火高强钢热成形件材料的应力-应变曲线图，(b)为可淬火高强钢热成形件材料的应力-应变曲线图。
图2为高强钢成形件与可淬火高强钢热成形件(热冲压件，非汽车功能件)的微观组织分布图；其中，(a)为可淬火高强钢热成形件材料的微观组织分布图，(b)为可淬火高强钢热成形件材料的微观组织分布图。
图3为可淬火高强钢在不同温度下的应力-应变曲线图。
具体实施方式
本发明可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，具体通过如下步骤实现：
S1：对可淬火高强钢进行下料，其抗拉强度约为700MPa，可采用普通剪床直接下料，得到可淬火高强钢坯料，此可淬火高强钢坯料为厚度为2-4mm的板材；
S2：采用箱式加热炉加热所述坯料，加热温度为900-950℃，并保温3-5分钟，使所述坯料的内部组织完全奥氏体化并使得晶粒尺寸均匀化；
S3：采用机械手从炉内取出坯料并将坯料置于摸具上，取出坯料的时间控制在3-4秒，以保证成形温度达到850℃左右；
S4：压力机带动凸模下行，对所述坯料进行热冲锻复合成形，在1-2秒内完成汽车功能件的成形；
S5：成形后，快速取出成形的汽车功能件并置于冷却液中进行快速冷却，获得淬火处理，便得到超高强度汽车功能件成品。
本发明综合利用可淬火高强钢高温下良好的塑性和可淬火性能以及板材成形和体积成形的各自特点，可大幅提高汽车功能件的强度、韧性和使用寿命，并制造出结构复杂、大厚度差的功能件，同时达到降低能耗的目的。采用本发明方法可使得汽车功能件抗拉强度达到1500MPa以上。
步骤S4中，可按照常规的方式进行模具设计以控制材料流动，使得因材料流动而形成的纤维组织沿汽车功能件轮廓分布，有利于进一步提高汽车功能件的使用寿命。
图1为高强钢成形件与可淬火高强钢热成形件(热冲压件，非汽车功能件)的应力-应变曲线图。从图1中可以看出，可淬火高强钢热成形件(热冲压件，非汽车功能件)比高强钢成形件抗拉强度明显高。此外，可淬火高强钢热成形件延伸率比高强钢延伸率稍高。
图2为高强钢成形件与可淬火高强钢热成形件(热冲压件，非汽车功能件)的微观组织分布图。从图2可以看出，高强钢成形件内部组织为部分珠光体组织和铁素体组织，而可淬火高强钢热成形件(热冲压件，非汽车功能件)内部微观组织基本上为马氏体组织，马氏体组织的一个特点是韧性强，强度高。因此，采用可淬火高强钢热成形技术制造汽车功能件其强度高、韧性高。
图3为可淬火高强钢在不同温度下的应力-应变曲线图。从图3中可以看出，温度越高材料塑性越高，抗拉强度越低。因此，采用热成形技术可显著降低可淬火高强钢变形抗力、成形时有利于控制材料流动而不发生破裂。

Claims (5)

1.可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其特征在于：采用加热炉对可淬火高强钢坯料进行加热，加热温度900-950℃，保温3-5分钟后从加热炉中取出此坯料置于压力机上进行热冲锻成形，成形终了后，快速从模具内取出成形的汽车功能件置于冷却液内进行快速冷却，获得淬火处理，便得到超高强度汽车功能件成品。
2.根据权利要求1所述的可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其特征在于：所述可淬火高强钢坯料为厚度为2-4mm的板材。
3.根据权利要求1所述的可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其特征在于：通过所述加热使所述坯料的内部组织完全奥氏体化并使得晶粒尺寸均匀化。
4.根据权利要求1所述的可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其特征在于：从加热炉中取出坯料时，取出坯料的时间控制在3-4秒，以保证成形温度达到850℃左右。
5.根据权利要求1所述的可淬火超高强度汽车功能件的热冲锻制造方法，其特征在于：成形时，采用压力机带动凸模下行，对所述坯料进行热冲锻成形，并在1-2秒内完成汽车功能件的成形。
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