基于高强度铝板AA7075的B柱外板热冲压成形工艺研究



基于高强度铝板AA7075的B柱外板热冲压成形工艺研究

主要研究了制造B柱外板用铝合金AA7075进行热冲压的可行性。铝合金AA7075具有以下特点：单位质量内具有很高强度且屈服强度可以与高强度钢DP（双相钢）和TRIP（相变诱发塑性刚）等相媲美。铝合金AA7075主要应用于航空航天业，原因是使用这种材料需要进行一定的成形和接合处理，而这些处理过程将直接提高制造成本。

若想在汽车行业使用这类材料，则首先要改进该材料的成形方法，这样才可以在生产更多量产冲压件的同时，很好地控制生产成本。主要探索了通过对铝合金薄板进行低温模压淬火提高材料强度的可能性。利用锌合金模具评估制作B柱外板热成形工艺的好坏。在成形和淬火处理之后，对零件进行人为老化处理，以重新获得T6（固溶热处理后进行人工时效的状态）回火属性。结果表明，热冲压成形过程中适当的进行人为时效处理能够生产出高强度组件，这些组件的材料特性能够与从供应商那里拿到的T6特性相比拟。此外，通过热冲压成形生产的B柱外板（图1）经检验发现其回弹特性具有高尺寸精度。

本研究结果表明，在热冲压成形的AA7075-T6（一种高强度铝合金板）过程中能得出以下结论。

（1）AA7075铝合金材料在提升温度时有够的成形特性，可以成型制造出B柱外板。

（2）对于热成形过程中的热-力学性能的处理要注意两个因素：一是对溶液热处理；二是人工时效处理。只有处理好这两个因素才能获得接近T6特性的高强度铝合金板材。

（3）虽然只对小样板进行了检验，但观察到了有残余应力存在时其尺寸精度仍然能达到± 1mm。

（4）淬火速率充足（>300℃/s），可用于生产部件高强度部分。

（5）铝的热冲压过程可以使用与冲压件当前原型制造策略一致的锌合金模具。

Nia R. Harrison et al. SAE 2004-01-0981.

编译：王一浏