車用高強度鋼板熱沖壓工藝改進研究及應(yīng)用.pdf

1、高強度鋼板熱沖壓成形技術(shù)能夠同時解決汽車輕量化和碰撞安全這對矛盾，對制造節(jié)能、環(huán)保和安全的汽車具有重要意義。本文對高強度鋼板22MnB5的熱沖壓工藝改進及熱沖壓零件在車身輕量化和碰撞安全中的應(yīng)用進行了相關(guān)實驗和仿真研究。
　　進行了熱沖壓基本工藝參數(shù)改進實驗研究，獲得了奧氏體化參數(shù)加熱溫度、保溫時間以及冷卻速率等對熱沖壓后材料機械性能的影響規(guī)律。基于厚度1.6mm熱沖壓高強度鋼板22MnB5的實驗結(jié)果表明:基本工藝參數(shù)改進后的最佳

2、加熱溫度為900℃～950℃，最佳保溫時間為2min～4min，最佳冷卻速率為36℃/s～173℃/s，基于改進工藝的熱沖壓零件材料兼具高強度和良好塑性。
　　基于U形熱沖壓實驗和ABAQUS有限元仿真、復雜形狀零件熱沖壓實驗和Dynaform有限元仿真，進行了熱沖壓關(guān)鍵工藝改進研究。獲得了快速急冷工藝對熱沖壓件淬火速率、淬火均勻性、微觀組織、機械性能、回彈和成形性能的影響規(guī)律。實驗和仿真結(jié)果表明:成形溫度在600℃～700℃時，

3、板料的平均冷卻速率達到30℃/s以上，實現(xiàn)了板料的淬火，微觀組織轉(zhuǎn)變?yōu)闂l狀馬氏體，抗拉強度達到1500MPa以上;同時，U形熱沖壓件的回彈△H絕對值小于0.3mm，滿足成形精度要求;成形溫度650℃材料硬化指數(shù)高、成形性能好，復雜形狀熱沖壓件沒有出現(xiàn)破裂。采用快速急冷工藝，將高溫板料快速急冷至合適溫度再熱沖壓成形，能夠顯著改善板料的成形性能，同時提高其淬火速率、獲得滿足機械性能和形狀精度要求的熱沖壓件。
　　根據(jù)改進工藝制造了熱沖

4、壓車門防撞梁，測試了其材料性能、成形性能、抗彎性能和吸能性能等。實驗和仿真結(jié)果表明:成形溫度650℃熱沖壓車門防撞梁最大抗彎載荷可以達到14.58kN、最大動態(tài)沖擊吸能達到2.25kJ，兼具高強度和良好的塑性變形吸能能力，綜合性能最優(yōu)，改進工藝熱沖壓車門防撞梁更適合抵抗側(cè)面碰撞。采用熱沖壓車門防撞梁和B柱對車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，并基于LS-DYNA進行了整車側(cè)碰仿真優(yōu)化分析，采用1.6mm熱沖壓成形車門防撞梁替換2.5mm DP80