CN111203686A - 一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺 - Google Patents

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董国超
崔崇桢
张贺
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    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085—Cooling or quenching

Abstract

本发明属于车身骨架型材技术领域，具体涉及一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺。本发明的制备工艺包括以下步骤：采用热成型钢钢带辊弯成型，然后焊接形成热成型钢型材；将热成型钢型材加热至880~950℃，并保持30~60min进行均匀奥氏体化，然后与支撑钢型材嵌合，冷却，即得。本发明的制备工艺采用常规钢制备的型材作为支撑，可以避免其在冷却过程中扭曲变形、回弹和焊缝开裂，从而制备得到满足客车使用要求的热成型钢型材。将本发明的制备工艺制备的热成型钢型材应用于涉及安全碰撞的部位可以大幅提高车身骨架耐撞性，同时在保证耐撞性的前提下，可以减薄型材厚度，实现轻量化。

Description

一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺
技术领域
本发明属于车身骨架型材技术领域，具体涉及一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺。
背景技术
目前传统客车车身骨架主要为钢制矩形型材焊接组成，型材采用辊弯焊接工艺制成，其材质主要是Q235、510L、QSTE700等强度不超过1000MPa级别的钢种，应用于非安全碰撞部位可以很好的满足使用要求，但随着客户对车辆碰撞安全性能要求的提升，传统型材已无法满足性能要求。同时诸如DP1180等超高强度钢由于强度很高，不易折弯，成型困难，难以在客车车身骨架实现应用。
授权公告号为CN104651574B的中国专利中公开了一种高强度零件的成形工艺，该工艺将热成型钢即硼钢工件，利用冷冲压热备对工件进行冷冲压成形，然后对成形的工件进行感应淬火热处理，获得马氏体组织的零件，然后再进行回火处理，获得抗拉强度在800MPa的零件。该工艺制备的零件虽然强度较高，但是汽车冲压件有一定的复杂度，热处理过程中极易变形回弹。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺，制备过程中热处理时型材不会变形回弹。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺，包括以下步骤：采用热成型钢钢带辊弯成型，然后焊接形成热成型钢型材；将热成型钢型材加热至880~950℃，并保持30~60min进行均匀奥氏体化，然后与支撑钢型材嵌合，冷却，即得。
热成型钢加热前的抗拉强度约为500~800MPa，强度与常规钢如510L、QSTE700等钢种强度相当，可以采用辊弯工艺折弯成型材状。经过本发明的制备工艺加工之后获得的型材的强度可达到1300MPa~1600MPa。同时采用常规钢制备的型材作为支撑，可以避免其在冷却过程中扭曲变形、回弹和焊缝开裂，从而制备得到满足客车使用要求的热成型钢型材。将本发明的制备工艺制备的热成型钢材应用到立柱、前围搁梁等涉及安全碰撞的部位可以大幅提高车身骨架耐撞性，同时在保证耐撞性的前提下，可以减薄型材厚度，实现轻量化。
为降低生产成本，所述支撑钢型材所用钢为510L、QSTE700、Q235中的一种。
所述热成型钢为22MnB5、30MnB5、30SiMnCrB5中的一种。上述型号的热成型钢的性能优越，生产工艺稳定，同时在轿车热冲压成型钢方面应用广泛。
为便于后续的加工，所述热成型钢型材为方形管。
为使奥氏体组织均匀转化为马氏体组织，所述冷却速率为60~100℃/min。
所述车辆骨架型材为客车骨架型材或车身防撞结构，本发明的制备工艺适用于多种形状型材。
附图说明
图1为本发明的超高强度车辆骨架型材的制备工艺的流程图。
具体实施方式
本发明的超高强度车辆骨架型材的制备工艺过程中所述嵌合为将热成型钢型材嵌入支撑钢型材中或将支撑钢型材嵌入热成型钢型材中。将热成型钢型材嵌入支撑钢型材中是将热成型钢型材套设在支撑钢型材中，二者截面形状相匹配；将支撑钢型材嵌入热成型钢型材中是将支撑钢型材套设在热成型钢型材中，二者截面形状相匹配。
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。
在本发明的超高强度车辆骨架型材的制备工艺中所用热成型钢钢带可以采用30MnB5、30SiMnCrB热成型钢，支撑钢型材可以采用Q235、QSTE700牌号的车身骨架用钢；折弯焊接型材横截面可以是圆形、椭圆形等形状。
本发明的超高强度车辆骨架型材的制备工艺流程如图1所示。
实施例1
本实施例的超高强度车辆骨架型材的制备工艺，包括以下步骤：
采用牌号为22MnB5的热成型钢钢带采用辊弯工艺折弯成型材状，然后焊接得到横截面为矩形的热成型钢型材；将热成型钢型材加热至880℃，并保持30min使其奥氏体化均匀，然后嵌入内径略大于热成型钢型材外径的常规钢（510L型号）制备的型材中，二者相贴合形成组合型材；将两者一起以60℃/min的速率冷却，使型材马氏体化，然后将热成型钢管从组合型材分离，即得。
实施例2
本实施例的超高强度钢车辆骨架型材的制备工艺包括以下步骤：
采用牌号为22MnB5的热成型钢钢带采用辊弯工艺折弯成型材状，然后焊接得到横截面为方形的热成型钢型材；将热成型钢型材加热至900℃，并保持45min使其奥氏体化均匀，然后嵌入内径略大于热成型钢型材外径的常规钢（510L型号）制备的型材中，二者相贴合形成组合型材；将两者一起以80℃/min的速率冷却，使型材马氏体化，然后将热成型钢管从组合型材分离，即得。
实施例3
本实施例的超高强度钢车辆骨架型材的制备工艺包括以下步骤：
采用牌号为22MnB5的热成型钢钢带采用辊弯工艺折弯成型材状，然后焊接得到横截面为方形的热成型钢型材；然后折弯形成弯弧热成型钢型材，加热至950℃，并保持60min使其奥氏体化均匀，然后嵌入内径略大于热成型钢型材外径的常规钢（510L型号）制备的型材中，二者相贴合形成组合型材；将两者一起以100℃/min的速率冷却，使型材马氏体化，然后将热成型钢管从组合型材分离，即得。

Claims (6)

1.一种超高强度车辆骨架型材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：采用热成型钢钢带辊弯成型，然后焊接形成热成型钢型材；将热成型钢型材加热至880~950℃，并保持30~60min进行均匀奥氏体化，然后与支撑钢型材嵌合，冷却，即得。
2.根据权利要求1所述超高强度车辆骨架型材的制备工艺，其特征在于，所述支撑钢型材所用钢为510L、QSTE700、Q235中的一种。
3.根据权利要求1所述超高强度车辆骨架型材的制备工艺，其特征在于，所述热成型钢为22MnB5、30MnB5、30SiMnCrB5中的一种。
4.根据权利要求1所述超高强度车辆骨架型材的制备工艺，其特征在于，所述热成型钢型材为方形管。
5.根据权利要求1所述超高强度车辆骨架型材的制备工艺，其特征在于，所述冷却的速率为60~100℃/min。
6.根据权利要求1~5任一项所述超高强度车辆骨架型材的制备工艺，其特征在于，所述车辆骨架型材为客车骨架型材或车身防撞结构。
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