CN204629068U - 内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件，其特征在于：该管结构零部件装于汽车侧门到引擎盖侧面处，它包括管体（1），该管体（1）为圆管，所述管体（1）的最左端为竖段（2），所述竖段（2）顶部通过圆弧连接段（6）与长横段（3）的左端相连，所述长横段（3）的右端通过圆弧连接段（6）与斜段（4）的左端相连，所述斜段（4）的右端通过圆弧连接段（6）与段横段（5）的左端相连，所述斜段（4）从左到右为斜向上设置。这种汽车管结构零部件采用内高压成形技术制成，它重量轻、质量稳定、寿命长，同时还避免管体了减薄过度或者开裂的现象。

Description

内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件

技术领域

本实用新型涉及一种管结构零部件，该管结构零部件通过内高压近净成形，主要用于汽车上，具有高强韧，轻重量的优点，属于金属制品技术领域。

背景技术

内高压成形技术是美国、德国上世纪90年代发明的新型成形技术，最先在航天卫星发射架、飞机油路系统等零部件制造中获得应用，并迅速推广至汽车、轨道车辆等行业，解决了“分体热冲+焊接+校形”技术制造管（壳）类零件性能不稳、精度不足、效率低下等工艺瓶颈难题，内高压成形工艺使零件组织细化、晶粒流向可控、性能获得显著提升，是变直径变壁厚异型管壳类零部件优质、高效、低耗制造成形的最有效工艺技术，是当今国际成形研究和应用发展最为迅速的新技术。

国内汽车行业所用的管结构零部件一直采用热成形、焊接、整形、表面处理等复杂工序来进行生产，并且最终管件性能和制造质量明显低于德、英美等产品，因此常规的生产工艺已经慢慢被淘汰。但由于内高压成形技术是内压和轴向进给联合作用的复杂成形过程，如果内压过高，就会减薄过度或者开裂，如果轴向进给过大就会引起管子屈曲或者起皱，技术难度大，对材料、成形工艺和装备要求极高。如果内压过高，就会减薄过度或者开裂，如果轴向进给过大就会引起管子屈曲或者起皱，对内高压加载方式、加载速度、加载变形大小、方向等对成形质量影响巨大，同时对管材的力学性能要求较高，工艺和装备较为复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件，它采用内高压成形技术制成，它重量轻、质量稳定、寿命长，同时还避免管体了减薄过度或者开裂的现象。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件，该管结构零部件装于汽车侧门到引擎盖侧面处，它包括管体，该管体为圆管，所述管体的最左端为竖段，所述竖段顶部通过圆弧连接段与长横段的左端相连，所述长横段的右端通过圆弧连接段与斜段的左端相连，所述斜段的右端通过圆弧连接段与段横段的左端相连，所述斜段从左到右为斜向上设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件解决了以往异型高强管类部件成形工艺复杂、重量大、质量不稳定、寿命短、效率低等难题，避免管体减薄过度或者开裂的现象，可使成品零件减重20-40%、增寿80-100%、提效30-50%、有效替代进口，为汽车、航天、航空、车辆等提供优质零部件，对实现高安全性下的轻量化和节能减排具有重要意义。

附图说明

    图1为本实用新型内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件的正面结构示意图。

    其中：管体1、竖段2、长横段3、斜段4、短横段5、圆弧连接段6。

具体实施方式

本实用新型涉及一种内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件,该管结构零部件装于汽车侧门到引擎盖侧面处，它包括管体1，该管体1为圆管，所述管体1的最左端为竖段2，所述竖段2顶部通过圆弧连接段6与长横段3的左端相连，所述长横段3的右端通过圆弧连接段6与斜段4的左端相连，所述斜段4的右端通过圆弧连接段6与段横段5的左端相连，所述斜段4从左到右为斜向上设置。

该汽车管结构零部件的生产工艺步骤如下：

步骤一、管材数控下料

管坯采用低碳低合金成分设计，降低碳和硅含量，提高Mn/C比，添加微量元素钒、铌、钛、铝，突破冶炼净化、热轧、组织性能控制等关键技术；

步骤二、预处理

研制了微合金管材用热处理装备，将管坯通过连续辊底式热处理炉后，进行喷水冷却和调质热处理工艺，使管材塑性达到35%以上，应变硬化指数n值在0.16-0.18之间，塑性应变比r值1.2以上，管材强度和塑性比好，成形性能好，可满足多向扩张成形需要。

步骤三、管材预成形

通过模具对管材进行两次预成形，通过控制轴向力和内压，获得满足一定几何条件和力学条件的有益皱纹形状和数量，使该皱纹可在后续增压整形时起到预成形的作用，有利变径管件内高压成形，提高了变径管成形极限，可以把管材截面变为矩形、梯形等其他形状。

步骤四、内高压成形

准备多自由度内高压成形装备、数控化成套装备对管材进行内高压成形，发明了内高压成形加载方式，解决了超高压动密封难题，实现了生产条件400MPa以上超高压稳定密封和对加载曲线高精度快速响应的闭环控制，对给定加载曲线自动跟踪，依据在线反馈传感的信号和控制模型实现了快速响应，保证了管材成形的质量、精度和周期。成形过程中轴向位移和液体压力的匹配，达到控制精度：内压±0.5Mpa、位移±0.05mm；完成了膨胀率达110%零件的研制；

内高压成形和多孔冲压复合制造工艺，很多管类、壳类零部件均存在一个或多个孔或插管件，使内高压成形更为困难，通过在模具上布置多个冲孔缸，实现多孔同步冲孔。解决了快速填充、同步冲孔、精度控制等复杂结构的内高压成形关键技术，实现了带多个孔的管壳类零部件的复合同步制造，壁厚精度达到 0.3mm。

步骤五、在线检测

通过在内高压成形后的管件上截取一段长度做试样，随后做机械性能测试。

步骤六、内高压成形参数调整

在线检测后如果发现管件性能不达标，则对内高压成形装备和数控化成套装备进行调整。

步骤七、近净成形

通过给异型管类、壳类零部件的内部施加强大的水或气体高压，使管、壳件按照设计的方向发生预设的变形量，可实现零部件的近净成形，本项目突破了加载内压与皱纹控制、预成形方法等关键技术，极限膨胀率达70.3%。

步骤八、尺寸检测

对近净成形后的管件进行尺寸检测。

步骤九、性能抽检

对完成尺寸检测后的管件进行性能抽检。

步骤十、包装输送

将检验合格的成品钢管，打包、挂牌、入库，最后进行输送。

这种内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件正是因为内高压成形的大变形量，变形方向、大小是可控的，因而成形件的组织易获得细化、性能获得提高，最终产品的重量轻、质量稳定、寿命长，同时还避免管体了减薄过度或者开裂的现象，并且制造精度和材料利用率大幅度上升，材料的消耗、能量的消耗均有显著下降，生产过程清洁绿色无污染等显著特点，能较为显著地降低构件的整体重量、材料损耗和生产成本。

Claims (1)

1.一种内高压近净成形的高强度汽车管结构零部件，其特征在于：该管结构零部件装于汽车侧门到引擎盖侧面处，它包括管体（1），该管体（1）为圆管，所述管体（1）的最左端为竖段（2），所述竖段（2）顶部通过圆弧连接段（6）与长横段（3）的左端相连，所述长横段（3）的右端通过圆弧连接段（6）与斜段（4）的左端相连，所述斜段（4）的右端通过圆弧连接段（6）与段横段（5）的左端相连，所述斜段（4）从左到右为斜向上设置。