汽车用第三代高强度钢冲压成形性研究

超高强度钢板冲压件热成形工艺Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】.生产侵侵。

超高强度钢板冲压件热成形工艺热成形技术是近年来出现的一项专门用于生产汽车高强度钢板冲压件的先进制造技术。

本文介绍了该技术的原理,讨论了材料,工艺参数.模具等热成形工艺的主要影响因素,完成了汽车典型件热成形工艺试验试制。

获得了合格的成形件。

检测结果表明。

成形件的微观组织为理想的条状马氏体,其抗拉强度.硬度等性能指标满足生产要求。

1前言在降低油耗、减少排放的诸多措施中.减轻车重的效果最为明显.车重减轻10%.可节省燃油 3%一7%,因此塑料.铝合金.高强度钢板等替代材料在车辆制造中开始使用。

其中,高强度钢板可以通过减小板厚或者截面尺寸等方式减轻零件质量.在实现车辆轻量化和提高安全性方面比其他材料有明显优势,可以同时满足实现轻量化和提高安全性的要求,因此其在汽车领域内的应用越来越广泛。

热成形技术是近年来出现的一项专门用于成形高强度钢板冲压件的新技术,该项技术以板料在红热状态下冲压成形并同时在模具内被冷却淬火为特征.可以成形强度高达1500MPa的冲压件,广泛用于车门防撞梁.前后保险杠等保安件以及A柱,B柱.C柱.中通道等车体结构件的生产。

由于具有减轻质量和提高安全性的双重优势,目前.这一技术在德国.美国等工业发达国家发展迅速.并开发出商品化的高强钢热冲压件生产线.高强钢热冲压件在车辆生产中应用也很 .一吉林大学材料学院谷诤巍姜超●机械科学研究总院先进制造技术研究中心单忠德徐虹广泛。

国内汽车业对该项技术也十分认同,并有少数几个单位从国外耗巨资引入了相关技术与生产线, 为一汽-大众等汽车制造公司的部分车型配套热冲压件,关于该项技术的研究工作也已经开始。

本文阐述了热冲压成形工艺原理,对典型冲压件的热冲压成形工艺进行试验研究。

2热冲压成形工艺原理热成形工艺原理如图 1。

首先把常温下强度为500-600MPa的高强度硼合金钢板加热蛩J880-950℃.使之均匀奥氏体化. 然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形.之后保压快速冷却淬火.使奥氏体转变成马氏体.成形件因而得到强化硬化.强度大幅度提高。

汽车防撞横梁冲压工艺研究及模具设计探讨随着汽车工业的不断发展，汽车的安全性能也备受关注。

而汽车防撞横梁作为汽车passve 安全系统的重要组成部分，对于汽车的安全性能起着至关重要的作用。

针对汽车防撞横梁的冲压工艺研究及模具设计就显得尤为重要。

一、汽车防撞横梁冲压工艺研究1. 材料选择汽车防撞横梁通常采用高强度钢材料制作，例如冷轧钢板、热镀锌钢板等。

这些材料具有良好的抗拉强度和冲击性能，能够有效减轻车辆在碰撞事故中的损伤程度，保护车内乘客的安全。

2. 冲压工艺汽车防撞横梁的冲压工艺是制作防撞横梁的关键环节。

冲压工艺包括模具设计、冲裁工艺、折弯工艺等多个环节。

模具设计对于冲压工艺的影响尤为重要。

3. 表面处理汽车防撞横梁在冲压完成后需要进行表面处理，通常采用镀锌、喷涂等方式对其进行防腐处理。

这些表面处理措施能够有效延长汽车防撞横梁的使用寿命，提高其防腐性能。

二、汽车防撞横梁模具设计探讨1. 模具结构汽车防撞横梁的冲压过程需要设计合理的模具结构，以确保冲压过程中的材料流动性和成形性。

模具结构应具有良好的刚性和稳定性，能够确保汽车防撞横梁的尺寸精度和形状精度。

2. 模具材料模具材料的选择对模具的使用寿命和成形质量都有着重要影响。

目前，汽车防撞横梁模具通常采用优质合金钢、硬质合金等材料制作。

这些材料具有良好的磨损、冲击和疲劳性能，能够确保模具长时间稳定地使用。

3. 模具制造工艺模具制造工艺包括数控加工、热处理、装配等多个环节。

这些工艺环节都需要严格控制，以确保模具的质量和精度。

模具制造工艺的改进也能够提高模具的制造效率和成本效益。

汽车防撞横梁冲压工艺研究及模具设计对于汽车 passve 安全系统的提升具有重要意义。

通过对汽车防撞横梁材料、冲压工艺和模具设计的深入研究，可以为汽车行业提供更加安全可靠的汽车 passve 安全系统产品，推动汽车工业的持续健康发展。

现代汽车用高强度钢热成型技术分析摘要作为汽车行业发展的一个重大方向和未来前景，汽车逐渐向高质量和轻量化方向不断迈进，在经济全球化的浪潮指引下，世界各国都在汽车钢铁企业的开发方面进行了有关高强度钢材和相关技术的探索和初尝，并且也在不同层次上取得了一定的成果和建树。

针对于此，本文重点分析了汽车用热成型高强度钢的重要地位、相关技术研究以及弊端。

关键词高强度钢；汽车行业；热成型技术1 汽车用热成型高强度钢的重要地位在整個汽车的发展历史中，钢铁作为汽车制造的重要材料，一直贯穿于整个汽车工业的全过程中。

尽管在汽车制造中不断涌现出铝合金等复合材料，但是由于高强度钢的高减重性能、高碰撞吸收能以及高疲劳强度等一系列突出优势，使得其在整个汽车制造工业不断向轻量化、高质化的方向迈进的历程中，一直作为轻量化的重要材料被制造商所青睐。

随着21世纪对于汽车行业的环保要求更为严苛，汽车生产已经越来越趋于燃料消耗最低化、污染气体排放减量化等高标准环保现象。

在这个转变和跃升的过程中，高强度钢板处于一个极其重要的地位，并且钢铁业正在极力研制和开发出不同种类的高强度钢板。

在整个汽车制造行业对于高强度钢板的旺盛需求和极力青睐，充分协调好轻量化和器械安全性能的热成型高强度技术以及相关工艺不断地突破原有发展层面不断发展和更新，并且为汽车行业不断注入了新鲜的血液和前进发展的动力，该阶段，相关技术人员依然在探索和实践中，不断地进行技术质量和产品效果的再次升级[1]。

2 高强度钢热成型加工技术研究2.1 理论基础与冷成型加工技术相比，热成型加工技术的实施建立在一个不断变化的温度场之上。

随着板料上的温度场的变化和改变，其基体组织和力学相关性能也在不断地发生一系列的变化，这会带来应力场变化的结果。

在这种情况之下，变化了的板料应力场又会施加反作用于温度场，综合上述现象看来，热成型技术实质上就是板料内部的温度场和应力场相互影响相互作用的一个过程。

基于以上结论，热成形的钢板成分就要与整个过程的热循环相匹配。

2019年12月Dec. ,2019第35卷第6期Vol. 35, No. 6滨州学院学报Journal of Binzhou University汽车用第三代高强钢QP980冲压工艺设计邢进于素军赵华文2(1.滨州学院机电工程学院;2.滨州市公路事业发展中心，山东滨州256603)摘 要：通过Simufact. Forming 有限元软件建立了高强钢QP980热冲压有限元模型,对 W形件的成形以及保压淬火过程进行了模拟，模拟结果表明该工艺有效。

分析了热冲压过程中温 度和保压时间等工艺参数对工件应力应变的影响，通过合理选取热冲压模具材料及重新设计模 具结构，改善了高强钢在热成形过程中存在的问题，有效提高了冲压件质量。

关键词：高强钢QP980；有限元分析；数值模拟；热冲压模具中图分类号：TH 162 文献标识码：A DOI ： 10.13486/j. cnki. 1673 - 261& 2019. 06. 001为适应汽车工业在环保、安全性等方面的要求,汽车轻量化技术越来越受到汽车生产商的青睐。

汽车 轻量化技术是在保证汽车安全性能要求的情况下，采用新型加工方法或者高强度、低密度的新材料制造车 身零部件,降低零件厚度，从而降低车身重量口」。

目前采用高强钢是实现汽车轻量化最具经济效益的方 法。

汽车用第三代高强钢QP980采用Q&P 热处理工艺生产,微观组织是由板条马氏体和残留奥氏体交 错存在的复相组织図，在力学性能方面兼具高强度和优良的可塑性，且相对于第一代和第二代高强钢更具 经济性。

采用第三代高强钢制造的车身构件对碰撞产生的冲击力具有良好的吸收性，同时能减轻车身重 量。

但由于生产过程中含氢量过高，造成金属晶格扭曲，降低了材料的抗拉强度和韧性，导致零件成形性 能差，成形件存在诸多质量问题，限制了其在汽车行业的广泛应用间。

1冲压工艺分析与方案确定1.1冲压零件的结构设计作为典型的热冲压实验零件,W 型件在结构上相对于其他零件具有结构对称的特点，在加工零件时 也相对于其他零件较易成形。

试论高强钢成形技术及其在汽车轻量化中的应用汽车轻量化是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地减轻汽车的整车质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。

汽车的快速发展方便了人们的生活，但同时带来了金属、石油等资源、能源的过量消耗，大气严重污染，通过汽车轻量化实现降低排放和油耗成为汽车工业最具挑战的目标。

有研究表明，当钢板厚度分别减小0.05mm、0.1mm和0.15mm时，车身减重分别为6%、12%和18%，可见增加钢板强度的同时减小板厚是减轻车重的主要途径。

高强钢具有较高的强度，且成本较轻金属低，汽车采用先进高强钢的主要效果有：高强钢的使用降低了板厚使得汽车结构轻量化、汽车的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安全性均得到提高。

高强钢的优点使得其在汽车行业中得到快速发展及广泛应用，如1980年日本和欧洲的汽车公司，白车身中高强钢用量分别为12%和5%，目前均上升到50%以上。

高强钢的应用不仅为轻量化创造了更多的机遇，更有助于使汽车达到轻量化和提高安全性的统一。

一、高强钢的种类高强度钢板的分类主要有按冶金特点、强化机理和生产工艺等几种划分方法。

1. 按冶金特点分类根据国际钢铁协会U S L - A B项目的定义，屈服强度为210 ～550MPa及抗拉强度为270 ～700M P a的为高强度钢(简称H S S)。

普通高强度钢为单一铁素体组织，由于采用了以相变为主的复合强化方法，基体的强度和综合性能得到提高。

普通高强度钢包括有微合金钢、碳锰钢、烘烤硬化钢、各向同性钢、高强度I F钢和低合金高强度钢等几种。

屈服强度大于550M P a及抗拉强度大于700M P a的则称为先进高强度钢(简称A H S S)。

A H S S 的研究基于H S S朝2个方向发展，一个方向是强度基体不变，提高其塑性;另一个方向是塑性基体不变提高其强度。

强度提高的钢种包括复向钢(C P)、马氏体钢(MS)等，塑性提高的钢种包括有双相钢(C P)、相变诱发塑性钢(T R I P)等。

汽车覆盖件冲压成形回弹及模面优化研究摘要：回弹是汽车覆盖件冲压成形时产生的主要质量缺陷之一，直接影响到产品的尺寸精度和最终形状。

本文以某汽车背门内板为例，利用板料成形仿真软件Autoform研究了零件的冲压成形及回弹过程，预测了实际板料冲压成形后可能出现的回弹量，通过优化模具型面来控制回弹，并与实际零件对比，验证了优化方案的合理性。

关键词：汽车覆盖件；冲压成形；回弹；模面优化板料冲压成形中的回弹问题一直是冲压成形领域关注的热点问题[1]。

随着汽车工业的不断发展，特别是近年来高强度钢板和铝合金板的大量使用，汽车覆盖件冲压成形中的回弹问题变得越来越棘手。

冲压件的最终形状取决于成形后的回弹量，回弹量超过允许的差值，就成为成形缺陷，进而影响整车的外观和装配。

为了更好的控制冲压件的回弹，提高其成形质量和成形精度，必须对回弹量做出准确地预测。

有限元仿真技术成为研究回弹问题的强有力工具[2]。

本文以某汽车背门内板为例，材质为高强度钢，利用板料成形仿真软件Autoform对其冲压成形和回弹过程进行模拟，对零件实际生产过程中可能出现的回弹量进行预测，为优化模具型面来控制回弹提供有益的指导。

1 成形过程仿真与结果分析1.1有限元建模及参数设置将UG中建立好的背门内板模型通过标准的IGES格式导入到Autoform中，如图1所示，设置拉延工具：凹模、凸模、压边圈的数模；拉延类型选择单动拉延，调整各工具的拉延运动模式，如方向、速度、行程等；摩擦力设置为0.15，压边力设置为1800kN，压边圈行程设置为180mm。

Autoform计算采用等效拉延筋，即将拉延筋复杂的几何形状抽象为一条能承受一定力的附着在模具表面的拉延筋线，在表示拉延筋的线上施加阻力来代替实际拉延筋[3]。

图1 模具和板料的有限元模型板料所选用的材料为高强度钢板DX56D，厚度为1.2mm，其材料参数如表1所示。

表1 高强度钢板DX56D的材料参数1.2 成形仿真结果分析有限元建模和参数设置完毕后提交运算，得到结果。