車身復雜結(jié)構(gòu)件用超高強度鋼雙熱成形關鍵技術(shù)研究.pdf

1、汽車A柱加強件是白車身零部件的重要組成部分，直接關系著駕駛員及乘車人員的安全，故要保證該零部件具有高的強度、剛度和耐撞性能。在汽車零部件要求綠色制造、輕量化和安全性的背景下，用厚度較薄的超高強度鋼制造車身零部件是實現(xiàn)車身輕量化的有效途徑之一。文中針對復雜車身結(jié)構(gòu)件 A柱加強件采用單熱成形難度大、容易出現(xiàn)起皺、拉裂等問題，提出了一種新型的熱成形技術(shù)—雙熱成形，即第一次加熱后通過熱成形獲得預成形件，然后將預成形件第二次放入加熱爐加熱，再將加

2、熱的預成形件放置模具上進行保壓淬火，最終熱沖壓件滿足形狀尺寸要求且強度達到1400MPa以上。本文從熱成形工藝參數(shù)對超高強度鋼性能影響及其工藝參數(shù)的優(yōu)化、超高強鋼 BR1500HS高溫力學性能及熱力耦合本構(gòu)方程、熱成形過程的數(shù)值模擬及缺陷診斷、熱成形模具冷卻系統(tǒng)設計及共軛傳熱數(shù)值模擬分析、超高強度鋼板熱成形試驗研究等方面對熱成形關鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)全面的研究。主要展開了以下幾個方面的研究：
　　①熱成形原理及工藝參數(shù)控制
　　

3、分析了熱成形原理及工藝參數(shù)控制，基于車身復雜結(jié)構(gòu)件采用單熱成形，成形件成形性能差容易破裂，提出了雙熱成形工藝。
　　②工藝參數(shù)對超高強度鋼BR1500HS性能影響規(guī)律及優(yōu)化
　　以超高強度鋼 BR1500HS為材料，對車身復雜結(jié)構(gòu)件雙熱成形工藝中的相關工藝參數(shù)進行了研究。通過大量的物理實驗，獲得了淬火介質(zhì)、奧氏體化溫度、成形溫度、應變速率、保溫時間、冷卻速率等關鍵熱沖壓工藝參數(shù)對超高強度鋼BR1500HS微觀組織、斷口形貌、

4、硬度、抗拉強度及馬氏體相變點等方面的影響規(guī)律?；陧憫娣▽﹄p熱成形工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，并確定最優(yōu)值用于指導實際生產(chǎn)。
　?、鄢邚姸蠕揃R1500HS的高溫力學性能及本構(gòu)模型構(gòu)建
　　通過高溫拉伸試驗，研究了超高強度鋼 BR1500HS在高溫下的力學性能，分析了不同應變、應變速率及溫度對材料應力-應變的影響規(guī)律?；诟邷乩煸囼灥膽償?shù)據(jù)，構(gòu)建超強度鋼 BR1500HS在高溫成形階段和保壓淬火階段的熱力耦合本構(gòu)模型。

5、
　?、茈p熱成形過程數(shù)值模擬。
　　1）基于材料高溫本構(gòu)模型，通過有限元分析研究了成形件在高溫成形狀態(tài)下車身復雜結(jié)構(gòu)件的溫度場、應力場分布、熱預成形力及熱預成形行程，選擇了能滿足生產(chǎn)工藝的熱成形參數(shù)。通過數(shù)值模擬軟件對車身復雜結(jié)構(gòu)件在雙熱成形中出現(xiàn)的破裂缺陷形成原因進行了研究，提出將沖壓件端部改為開式不壓邊的方法，通過數(shù)值模擬及生產(chǎn)試驗，解決了復雜結(jié)構(gòu)件雙熱成形中出現(xiàn)的破裂缺陷問題。
　　2）對鑲塊式模具的冷卻管路參數(shù)

6、進行計算和回路設計，基于鑲塊式熱成形模具冷卻系統(tǒng)，對汽車成形件重點部位的保壓淬火階段進行了共軛傳熱數(shù)值模擬，研究了該階段模具和成形件溫度場的變化規(guī)律及通過控制溫度使成形件淬火后相變均勻化。
　　⑤超高強度鋼板BR1500HS雙熱成形試驗研究
　　采用雙熱成形技術(shù)對車身復雜結(jié)構(gòu)件進行生產(chǎn)試制，并測量了熱成形件重要位置的厚度及不同水流速度下溫度，檢測了成形件重要部位的微觀組織、抗拉強度和硬度。通過協(xié)調(diào)工藝參數(shù)和加載控制策略，解決