【摘要】：高強(qiáng)度鋼板熱成形是一種將傳統(tǒng)熱鍛造與冷沖壓相結(jié)合的新的成形技術(shù)。本文以汽車用高強(qiáng)度硼鋼作為研究對象,采用數(shù)值模擬與試驗相結(jié)合的方法對B柱加強(qiáng)板熱成形工藝進(jìn)行了研究。簡化B柱有限元模型并進(jìn)行熱成形數(shù)值模擬,優(yōu)化了壓料方式,采用壓料芯解決了壓料面設(shè)計不合理導(dǎo)致的板料溫度下降過快而引起成形性差的問題。同時,探究了使用壓料芯時板料在熱成形過程中溫度場、應(yīng)變場及應(yīng)力場的變化規(guī)律,掌握了板料的加熱溫度、摩擦系數(shù)、沖壓速度對熱成形工藝的影響。結(jié)果表明:加熱溫度與沖壓速度越大,成形后制件的溫度越高,越有利于馬氏體的轉(zhuǎn)變,但加熱溫度與沖壓速度越大,制件的最大增厚率也越大,嚴(yán)重影響了制件的表面質(zhì)量,根據(jù)模擬結(jié)果確定加熱溫度取900~950℃,沖壓速度取100~125mm/s。設(shè)計了B柱熱成形模具模面、板料定位裝置及冷卻系統(tǒng)等,在此基礎(chǔ)上研發(fā)了B柱的熱成形模具整體結(jié)構(gòu)。通過在模面兩側(cè)工藝補(bǔ)充面上設(shè)計先行吸料臺,控制板料流動,解決了制件法蘭起皺的問題。采用以上理論分析所得參數(shù),在研發(fā)的模具上進(jìn)行B柱熱成形工藝試驗,并對制件進(jìn)行了力學(xué)性能測試和微觀組織觀察。結(jié)果表明:4個拉伸試樣的抗拉強(qiáng)度均在1400MPa以上,4個硬度測試試樣的平均硬度均在490HV以上,金相組織為細(xì)小的馬氏體,熱成形制件符合實際生產(chǎn)需求。最終驗證了前述熱成形數(shù)值模擬及模具設(shè)計的可靠性,為熱成形工藝在汽車行業(yè)的實際應(yīng)用提供了重要的技術(shù)參考。
【圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文在室溫條件下，鋼板的強(qiáng)度越高，成形性越差。因此，，成形后制件出現(xiàn)各種缺陷（開裂、起皺和回彈等）的難以控制，而且沖壓設(shè)備噸位要求高，沖壓噪聲大，模具降低模具的壽命，故傳統(tǒng)冷沖壓成形已經(jīng)無法滿足發(fā)展工藝這種新工藝的誕生[9]。強(qiáng)度鋼介紹認(rèn)識不同種類的鋼，可以使用圖形表示鋼材強(qiáng)度和塑性之圖形通常稱為“香蕉圖”或“塑性階梯”，如圖 1.1 所示現(xiàn)了低強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼、先進(jìn)高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼系[10]。

圖 1.2 車身熱沖壓零件[11-12]Fig 1.2 Car body hot stamping parts[11-12]形工藝原理與冷沖壓最大的不同在于熱成形技術(shù)成形的是高溫鋼板。塑性越大，變形抗力越低，屈服強(qiáng)度越低，塑性成形性能利用這一理論依據(jù)，將高強(qiáng)度鋼在加熱爐中加熱至奧氏體間使其完全奧氏體化，迅速傳輸?shù)綗岢尚文＞咧袥_壓成形形并淬火，，使鋼板發(fā)生馬氏體相變，以獲得強(qiáng)度更高的制圖 1.3 所示。經(jīng)熱成形加工后的制件抗拉強(qiáng)度高達(dá) 1400M藝也叫“沖壓硬化”工藝[16]。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U466;TG306

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本文編號：2520440