基于热冲压成形技术的高强度钢研究



基于热冲压成形技术的高强度钢研究

近年来，超高强度钢被广泛使用的主要原因是其在减轻车体质量的同时能够提高新一代汽车的耐撞性。为了能够量产具有这种特性的车身部件，研发出了热冲压成形技术。该技术在对金属板材进行高温淬火处理的同时，可通过模具挤压板材达到热冲压成形的目的。

通常，热冲压件具有极高的强度和低回弹特性。着重研究了对1.4mm硼合金钢进行热冲压成形处理的过程。试验过程中，模具与板材的温度变化随压力增加而变化。试验后，对板件进行组织分析、硬度测量和不同位置的拉伸测试，拉伸测试的位置主要包括热冲压件底部和凸缘处。最终发现，热冲压成形后部件部分材料特性表现为充分马氏体结构，该结构的屈服强度和拉伸强度高达1100MPa 和1500MPa。此外，对热冲压件也进行了有限元仿真模拟，仿真主要对板件各部位温度变化、样件材料硬度值分布及样件部分微观结构进行了预测。

主要是研究了利用热冲压工艺制造出的超高强度汽车车身部件。为了用于试验测试，制造出一个帽子形状的样品，样品使用硼合金钢板冲压而成。通过对于部分细微结构处进行冷却处理可以进一步提升该部分的屈服强度，提升数值高达60MPa左右。这样的冷却处理需要根据不同部件的形状设计出特殊的冷却系统，达到对特殊部位进行冷却的目的。通过测量热成形部件的硬度，发现其硬度基本在470～550HV之间。这主要是由于板件和模具间的热传导及其它热冲压条件造成的。热冲压成形样件属于典型的板条马氏体组织。此外，对于热成形样件进行有限元模拟并与试验结果进行对比可知，优化后的有限元模型可以进一步模拟仿真结构更加复杂的热冲压样件，并能得到理想结果。

Pawut Namklang et al. SAE 2014-01-2014.

编译：王一浏