超高強(qiáng)度鋼板熱成形模具冷卻水道結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度數(shù)值模擬研究.pdf

1、熱沖壓成形技術(shù)是將板材加熱到奧氏體化溫度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間保溫實(shí)現(xiàn)完全奧氏體化，在成形的同時(shí)進(jìn)行淬火獲得馬氏體組織，使得低屈服強(qiáng)度的鋼板轉(zhuǎn)化成超高強(qiáng)度的零件。通過(guò)以上定義可知熱沖壓模具需要實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)任務(wù)：第一，成形高溫板材；第二，對(duì)板材進(jìn)行淬火使其發(fā)生充分的馬氏體組織轉(zhuǎn)變。要使高溫奧氏體化的板材進(jìn)行淬火冷卻而獲得馬氏體組織，模具內(nèi)是否設(shè)計(jì)冷卻水道非常關(guān)鍵，若設(shè)計(jì)冷卻水道這又必然會(huì)降低模具的機(jī)械強(qiáng)度，模具要能正常服役成形高溫板材并保壓，其必須滿

2、足一定的機(jī)械強(qiáng)度。因此對(duì)熱沖壓模具進(jìn)行冷卻水道結(jié)構(gòu)及模具強(qiáng)度分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以BR1500HS超高強(qiáng)度鋼板曲底槽型件熱沖壓模具為研究載體。首先使用ABAQUS建立流-固耦合數(shù)值模型，分析了模具冷卻水道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)淬火過(guò)程中溫度場(chǎng)的影響，得出在不考慮生產(chǎn)效率的小批量生產(chǎn)過(guò)程中，熱沖壓模具可以不設(shè)計(jì)冷卻水道；在連續(xù)大批量熱沖壓生產(chǎn)中，熱沖壓模具必須設(shè)計(jì)冷卻水道。
　　接著使用DEFORM建立模具強(qiáng)度分析數(shù)值模型，

3、研究了模具冷卻水道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)模具強(qiáng)度的影響，得出了在進(jìn)行熱沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮水道直徑和水道中心距模具表面距離對(duì)模具強(qiáng)度的影響；為保證模具強(qiáng)度冷卻水道直徑應(yīng)小于等于8mm以及冷卻水道到模具表面最小實(shí)體厚度與相鄰冷卻水道之間最小實(shí)體厚度應(yīng)盡可能相當(dāng)。使用ABAQUS建立熱應(yīng)力數(shù)值模型，分析模具在不同溫度條件下的熱應(yīng)力，得出模具的熱應(yīng)力主要集中分布在模具底部冷卻水道周圍；在選用 H13鋼為熱沖壓模具材料時(shí)，模具最高溫度應(yīng)小于等于650℃