[精彩]高强钢板热冲压成型概述
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热成型冲压
热成型冲压作为一种重要的金属加工工艺,在工业生产中有着广泛的应用。
它是指将金属材料在一定的温度范围内进行成型和冲压,以改善金属材料的塑性、减小强度和提高变形性能。
热成型冲压相比于常温冲压,具有成形难度低、精度高、成形性能好等优点。
首先,热成型冲压能够显著降低金属材料的流动阻力,使得金属在成型过程中更容易流动,降低成形难度。
在高温条件下,金属的塑性和韧性明显增强,容易发生流动,有利于实现复杂零件的成型。
这在生产一些形状复杂、薄壁或者要求高精度的零部件时尤为重要。
其次,热成型冲压能够提高成形零件的表面质量和精度。
由于金属材料在高温下更容易塑性变形,因此在成型过程中更容易填充模具腔体,减少成形缺陷,提高成形零件的表面质量。
同时,高温条件下金属的流动性更强,有利于提高零件的尺寸精度和几何形状的一致性。
另外,热成型冲压还能改善金属材料的综合性能。
在高温条件下,金属晶粒的再结晶行为更为活跃,可以消除材料中的残余应力和组织缺陷,减少冷变形过程中产生的强化相,有利于提高材料的塑性和延展性,改善金属材料的整体性能。
总的来说,热成型冲压是一种有效的金属加工工艺,适用于生产要求高精度、高表面质量和复杂形状的零部件。
通过控制合适的成型温度和变形参数,可以实现金属材料的高效成形,提高产品的质量和生产效率。
在未来的工业生产中,热成型冲压技术有望得到更广泛的应用,为不同领域的金属加工提供更多可能性。
1。
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用高强度钢板热冲压是一种常见的金属成形工艺,广泛应用于汽车、航空航天、建筑和机械制造等领域。
在这些领域中,高强度钢板热冲压技术可以提供高强度、高硬度和高耐磨性的材料,同时具有良好的塑性变形性能和热强韧性,能够满足各种复杂零部件的加工需求。
本文将对高强度钢板热冲压材料的性能进行研究,并探讨其在实际应用中的价值和意义。
1. 强度和硬度:高强度钢板是指抗拉强度大于350MPa的钢板,其硬度一般在HB200以上。
高强度和高硬度是高强度钢板的主要特点,它们可以提高零部件的承载能力和耐磨性,同时也可以减轻零部件的自重,降低能耗,提高机械的使用寿命。
2. 塑性变形性能:高强度钢板热冲压材料具有良好的塑性变形性能,可以通过热冲压工艺进行复杂形状的加工,满足零部件的设计要求。
高强度钢板的塑性变形性能还可以提高零部件的疲劳性能和冲击性能,提高其安全性和可靠性。
3. 热强韧性:高强度钢板在热处理过程中可以获得良好的热强韧性,即在高温环境下能够保持一定的强度和塑性,不易发生变形和断裂。
这对于在高温条件下工作的零部件来说具有重要意义,可以提高零部件的使用温度范围和工作环境适应性。
4. 耐磨性:高强度钢板通常具有较高的耐磨性,可以在恶劣的工作环境下长时间使用,减少零部件更换的频率,提高机械的稳定性和可靠性。
这对于汽车、航空航天和机械制造行业来说具有重要意义,可以降低维修成本,提高产品的市场竞争力。
1. 汽车制造:在汽车制造领域,高强度钢板热冲压材料可以用于制造车身结构零部件、底盘零部件和安全气囊等关键部件,具有轻质化、高强度和高安全性的特点,可以提高汽车的整体性能和燃油经济性。
3. 机械制造:在机械制造领域,高强度钢板热冲压材料可以用于制造工程机械、农业机械和矿山机械等重型机械设备,具有高承载能力、高耐磨性和高冲击性,可以提高机械设备的使用寿命和可靠性。
三、高强度钢板热冲压材料的发展趋势1. 高性能化:未来高强度钢板热冲压材料将朝向高性能化方向发展,不仅要求抗拉强度和硬度达到更高水平,还要求在塑性变形性能、热强韧性和耐磨性方面有所提高。
一文看懂热冲压成型工艺本圈每月组织工厂改善实践活动,征寻合作工厂,有意请与编辑联系热冲压成形过程是将含硼钢板加热到奥氏体温度区间(900℃以上),然后输送到液压机上,在钢板仍具有延展性时进行冲压。
水冷却模具确保钢板经淬火后得到马氏体组织,得到具有完美造形和高达1500MPa抗拉强度成品。
热冲压成型一般由以下几个工序组成:1、落料:是热冲压成型中的第一道工序,把板材冲压出所需外轮廓坯料。
2、奥氏体化:包括加热和保温两个阶段。
这一工序的目的在于将钢板加热到一个合适的温度,使钢板完全奥氏体化,并且具有良好的塑性。
3、转移:指的是将加热后的钢板从加热炉中取出放进热成型模具中去。
在这一道工序中,必须保证钢板被尽可能快地转移到模具中,一方面是为了防止高温下的钢板氧化,另一方面是为了确保钢板在成型时仍然处在较高的温度下,以具有良好的塑性。
4、冲压和淬火:在将钢板放进模具之后,要立即对钢板进行冲压成型,以免温度下降过多影响钢板的成型性能。
成型以后模具要合模保压一段时间,一方面是为了控制零件的形状,另一方面是利用模具中设置的冷却装置对钢板进行淬火,使零件形成均匀的马氏体组织,获得良好的尺寸精度和机械性能。
5、后续处理:在成型件从模具中取出以后,还需要对其进行一些后续的处理,如利用酸洗或喷丸的方式去除零件表面的氧化皮,以及对零件进行切边和钻孔。
热冲压件由于强度太高,不能用传统的手段对其进行切边及钻孔加工,而必须用激光技术来完成。
热成形技术的应用是汽车行业发展的潮流与趋势,合理使用热成形技术可以带来高性能的产品,提升整车品质。
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热冲压成形工艺一般是将板料加热到再结晶温度以上某个适当的温度,使其完全奥氏体化后再进行冲压成形,冲压成形之后需要保压一段时间使零件形状尺寸趋于稳定。
钢板热冲压是一种将先进高强度钢板加热到奥氏体温度后快速冲压,在保压阶段通过模具实现淬火并达到所需冷却速度,从而得到组织为马氏体,强度在1500MPa左右的超高强度零件的新型成形技术。
热冲压成形工艺流程为:下料→加热(钢板在步进式加热炉中加热到800—950℃,形成奥氏体组织)→快速转移到压力机上(机器人或机械手带夹持器)→成形、冷却(快速合模、成形,保压6—12s,冷却到200℃,形成马氏体组织)→随室温冷却,得到抗拉强度很高的零件超高强度钢的半热冲压技术以提高零件的成形性和降低回弹量为主要目的,不具备淬火强化功能。
(TD:半热冲压是先加热再冲压)半热冲压工艺是将板料加热到再结晶温度以上某个适当温度,使其完全奥氏体化后再进行冲压成形,以降低板料成形时的流动应力、提高成形性、消弱回弹和降低所需设备的吨位。
热冲压成形工艺主要的优点和缺点1 优点与冷冲压成形工艺相比,热冲压成形工艺有其独特的优点,具体表现在以下几个方面。
1.1成形性好热冲压成形性比较好。
钢板材料高温下塑性好、成形能力强,可成形冷冲压无法成形的复杂零件。
1.2零件尺寸精度高热冲压成形没有回弹,完全消除了回弹对零件形状的影响,实现高精度成形,这是冷冲压成形无法比拟的。
1.3成形所需的压机吨位小高温下材料变形阻力小,需要的成形力小,相应的压力机吨位也小,一般800t压机就能满足绝大部分车身零件热冲压所需,因此能够降低压机的设备投资并减少能耗。
1.4车型碰撞性能优异,节能降耗采用热冲压零件(纵向承载梁、地板通道、横向支撑架、前保险杠等)的某车型正面碰撞后驾驶室完好,可以实现更高程度零件减薄高强化,在保障车型碰撞特性的前提下有效实现轻量化,降低了汽车油耗和排放。
例如: B 柱由冷冲压改进为热冲压,小总成减重8 kg;下挡板由冷冲压厚度为3.0 m m的板材改进为热冲压厚度为 m m的板材 ,减重 2.8 kg。
高强度钢板的两种热成形技术强度钢板热成形技术有间接成形和直接成形两种工艺。
间接成形工艺可成形具有复杂形状的零部件,预成型后可进行加工;直接成形工艺节省时间、能源。
强度钢板热成形技术是同时实现汽车车体轻量化和提高碰撞安全性的最新技术。
目前,欧、美、日等各大汽车生产厂商已成功地将高强度钢热成形技术应用汽车构件的生产中,经济效益显著,有效地提高了市场竞争力。
目前国内仅有几家公司从国外引入生产线,耗资十分巨大,国内汽车厂家成本负担很大。
国内众多汽车公司正在迫切寻求用该项技术来铸造汽车冲压件。
但是,该项技术和装备被几家国外公司所垄断,设备价格十分昂贵。
因此,热成形零件的价格也远高于普通冷成形件,导致国内目前仅有少数厂家在高档轿车上采购这种高强度冲压件,远远满足不了国内汽车行业的市场需要。
针对上述情况,大连理工大学与长春伟孚特汽车零部件有限公司联合开发出国内第一条具有完全自主知识产权的高强度钢板热成形批量连续生产线。
高强度钢板热成形技术是集落料、加热、防氧化、冲压、淬火冷却、切形和喷丸处理等为一体的综合制造系统,是体现机械加工、电控和材料化工紧密交叉的国际前沿高新技术。
热成形连续加热炉要保证板料加热到设定的温度充分奥氏体化,同时避免没有防氧化涂层板料的高温氧化脱碳,这决定了热成形连续加热炉与其他加热炉相比应具有独特的核心技术。
成形有间接成形和直接成形两种工艺。
热成形间接成形工艺是指板料先经过冷冲压进行预成形,然后加热到奥氏体化温度,保温一段时间后放到具有冷却系统的模具里进行最终成形及淬火。
热成形间接成形工艺的优点如下:(1)可以成形具有复杂形状的车内零部件,几乎可以获得目前所有的冲压承载件。
(2)板料预成形后,后续热成形工艺不需要过多考虑板料高温成形性能,可以确保板料完全淬火得到所需要的马氏体组织。
(3)板料预成形后可以进行修边、翻边、冲孔等工艺加工,避免板料淬火硬化后加工困难问题。
热成形直接成形工艺是指板料加热到奥氏体化温度保温一段时间后直接放到具有冷却系统的模具里进行成形及淬火。
热冲压成形工艺解析热冲压成形工艺解析随着汽车轻量化的发展,钢板热冲压技术应运而生,其将高强度钢板在温度场内由奥氏体转变为马氏体,提高了板料的强度,降低了板料的重量。
本文对热冲压成形板料和设备应用进行了总结,并预测了热冲压技术的未来发展趋势...安全、节能和环保是消费者最关心的汽车性能指标。
目前,降低汽车燃料消耗、减少CO2和废气排放是社会的主要需求。
车身轻量化对于减轻整车自身重量、降低油耗和促进节能环保至关重要。
为了适应轻量化的发展趋势,热成形工艺和应用技术应运而生。
热成形压力机简称热冲压,是相对于常见的冷冲压成形而言。
为了帮助减轻汽车自身重量并提高汽车的安全性,钢铁业开发出许多种类的高强度钢板。
为了克服高强度钢板冷成形的困难,热冲压需要通过将钢板加热,使其板料上产生一个不断变化的温度场。
在温度场的影响下,板料的基体组织和力学性能发生变化,导致板料的应力场也发生变化,同板料的应力场变化又反作用于温度场。
热成形工艺过程为:首先将常温下强度为500~600MPa的硼合金钢板加热到约940℃,全奥氏体后,将材料从加热炉转移到热成形的压力机中,该过程在空气中进行,必须尽快完成,如果成形前材料温度降到750℃以下,就可能形成铁素体从而恶化零件的机械性能。
送入内部具有冷却系统的模具内,压力机进行冲压、成形。
板料在模具内快速冷却(水冷),将奥氏体转变为马氏体(200℃以下),冷却速度一般为-40~100℃/s以保证零件的淬透性,使冲压件得到硬化,大幅度提高强度(1500MPa)。
所以热成形工艺就是板料内部温度场与应力场共存且相互耦合的变化过程。
热冲压成形的生产流程为拆垛装置、加热炉、上料装置、成形冷却、激光切割和喷丸涂油,如图1所示。
图1 热冲压成形的工艺流程热成形板料选择目前,热成形用钢均选用硼钢,因微量的硼可有效提高钢的淬透性,使零件在模具中以适当的冷却速度获得所需要的马氏体组织,从而保证零件的高强度。
热成形冲压板材主要分为镀层与无镀层板材。
高强钢热冲压成形工艺及装备摘要:高强钢热成形技术逐渐在制造业领域得到推广应用,国内外学者也认识到,制造业零部件的安全性能与其力学性能的分布存在着相对应的关系,也就是同一个零件在不同的区域需要不同的力学性能来提高零件的整体安全性能。
关键词:高强钢热冲压成形工艺;装备;前言:轻量化技术是实现制造业节能减排的关键技术之一,而高强钢热冲压成形技术在保证制造业安全性的同时较大幅度实现轻量化。
热冲压成形条件下材料塑性和成形性好,成形载荷大幅下降,能一次成形复杂冲压件并消除回弹影响,提高零件精度。
一、高强钢热冲压成形工艺1.不同的冷却速率。
通过控制零件局部区域的冷却速率和相变路径也是获取高强钢热成形零件的一种重要方式,当冷却速率高时,奥氏体组织将转变为高强度低塑性的马氏体组织,当冷却速率降低时,奥氏体组织将转变为低强度高塑性的贝氏体和珠光体铁素体组织。
研究发现,当零件冷却率高于27 ℃℃/s 时,将会转变成完全的马氏体组织,而当低于这一数值时,则会转变成低强度的贝氏体和铁素体珠光体组织。
实现零件不同区域不同冷却速率的方法主要有不同温度的分块模具不同热物性能的分块模具以及模具坯料表面接触状况控制等方式。
通过改变模具与坯料的局部接触状况同样可以获得高强钢TTP热成形零件,坯料与模具之间间隙越大,坯料冷却速率越低,坯料与模具之间压强越大,则冷却速率越高,研究了坯料与模具之间的间隙对于零件晶粒结构和硬度的影响,当间隙值从0mm到2mm之间变化时,零件的显微硬度由471HV降低到195HV,当坯料与模具之间的间隙值为2mm时,零件冷却速率为8℃/s,贝氏体和铁素体/珠光体含量增加。
通过在模具上开槽的方法获得了特定强度分布的高强钢热成形零件。
2.回火后处理。
对于已经完全淬火硬化的高强钢热成形零件,在局部区域进行回火也可获得高强钢TTP热成形零件。
研究了回火对于碰撞性能的影响并通过落锤实验证实了回火能增加零件的碰撞性能,通过回火处理可以更加自由定义回火区域,并且独立于整个热成形工艺。
高强度钢冲压成型的润滑技术高强度钢冲压成型的润滑技术高强钢、超高强钢在车辆车身上的应用,不仅实现了车辆的轻量化,而且显著提高了车辆碰撞强度和安全性能,因此成为车用钢材的重要发展方向。
随着板料强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。
在无法满足成型条件的情况下,目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。
该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺,主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。
但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE 分析技术进行深入研究,目前该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。
下面就高强钢在冷冲压成型方面进行探讨和分析。
1. 高强钢冲压过程中出现的问题高强钢的应用不断扩大,有些车型的车身框架高强度钢的应用已达90%(如图1)根据美国钢铁学院能量部的研究,即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的冷板困难得多。
高强钢的延展率只有普通钢材的一半(如图2)。
高强钢屈服强度当材料被冲压成形时,会变硬。
不同的钢材,变硬的程度不同,一般高强度低合金钢只略有3 KSI增加,不到10%。
注意:双相钢的屈服强度有20KSI 增加,增加了40%多!金属在成形过程中,会变得完全不同–完全不像冲压加工开始之前。
这些钢材在受力后,屈服强度增加很多。
材料较高的屈服应力加上加工硬化,等于流动应力的大大增加。
——这会引起需要更多的吨位来制作部件——它会使金属的变形温度增加(可能会燃烧或破坏不恰当的润滑剂),硬点会增加模具磨损——涂层可能会于事无补或无法持续到和预期的时间一样长。
综上所述,高强钢成形的高压力要求、回弹的增加、加工硬度的增加、高成型温度下的操作对模具及润滑都提出了挑战。
2. 润滑剂分析过去, 生产深冲或者重冲工件,大家都认为耐压型(EP) 润滑油是保护模具的最好选择。
硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。
汽车工业中热冲压成形工艺的应用
热冲压成形是汽车工业中常用的一种工艺,它主要通过加热金属材料后进行冲压成形,以获得更高的成形性能和更为复杂的零部件。
以下是热冲压成形工艺在汽车工业中的应
用。
1. 高强度钢板的成形:热冲压成形可以提高金属材料的变形性能,特别是对于高强
度钢板的成形具有重要作用。
高强度钢板具有较高的屈服强度和抗拉强度,通过热冲压成
形可以降低其成形难度,同时提高零件的成形度和质量。
2. 复杂零部件的成形:热冲压成形可以制造出更为复杂的零部件,包括曲线形状、
多孔洞等特殊结构。
这种成形工艺使得汽车零部件的设计更加灵活,可以满足复杂汽车结
构和功能的要求。
3. 减少材料的形变:热冲压成形可以通过加热金属材料来减少其形变和应力集中现象,从而提高零部件的强度和耐用性。
这对于汽车工业中需要承受高强度和大应力的零部
件尤为重要,如车身和发动机部件等。
4. 提高成形速度:热冲压成形可以提高金属材料的流动性,从而加快成形速度。
这
对于汽车工业来说非常重要,因为汽车工业需要大量生产零部件,而提高成形速度可以提
高生产效率和降低成本。
5. 节约能源:热冲压成形可以通过加热金属材料来降低其流动阻力,从而减少能源
的消耗。
这可以减少汽车制造过程中的能源消耗,对于可持续发展和节能减排具有积极的
意义。
热冲压成形是汽车工业中应用广泛的一种工艺,在提高成形性能、制造复杂零部件、
减少材料形变、提高成形速度和节约能源等方面都具有重要作用。
随着汽车工业的不断发
展和技术的进步,热冲压成形在汽车制造中的应用前景将更加广阔。
Internal Combustion Engine&Parts0引言2017年我国汽车的保有量约为2.17亿辆。
随着汽车保有量的逐年增加,带来的能源消耗问题与环境污染问题日趋严重。
目前,主要通过提高发动机燃油效率、采用新能源发动机、汽车轻量化,来改善汽车油耗和污染问题。
有相关研究表明,汽车的耗油量与汽车自身的质量成正比,若汽车自身的质量降低10%,则汽车的耗油量与污染物的排放将降低约6-8%[1]。
汽车轻量化主要通过使用高强度钢、超高强度钢代替传统钢种,在相同密度的前提下减少汽车重量。
此外,还可以进行汽车结构优化来减轻汽车重量[2]。
1热冲压成形技术1.1热冲压成形技术的简介轧制状态下的超高强度钢的屈服强度与传统合金钢类似约为280-400MPa,抗拉强度大于450MPa,而在经过淬火、渗氮等热处理后,其强度可达到1000-1500MPa,约为普通钢材的3-4倍[3]。
由于在室温下强度钢和超高强度钢的屈强比较大,塑性变形范围较小,在较大的成形力的作用下容易开裂。
因其在成型加工之后具有非常高的强度,容易发生回弹现象,使制件的尺寸稳定性下降[4]。
人们为解决在汽车制造中出现的此类问题,提出了热冲压成形技术。
热冲压成型技术是在汽车轻量化的设计要求下,出现的一种材料成形的先进技术,主要用于强度钢、超高强度钢的成形加工。
具体指先将强度钢板或超高强度钢板加热到900-950℃下并保温2-3min使之完全奥氏体化,再利用装有特殊夹持机构的机械手臂将加热后的钢板快速精准地放入模具中进行冲压加工,保压一段时间后在模内进行淬火处理,得到马氏体组织[5]。
1.2热冲压成形技术的工艺流程强度钢板或超高强度钢板的热冲压成形工艺流程为:下料→加热(900-950℃)并保温(2-3min)→快速转移坯料→快速合模→冲压→保压→模内冷却(水冷至200℃)→保压→冷却至室温→开模取件→后期处理(激光切割等)。
由上述工艺流程可知,其中最为主要的工序就是模内冷却,这对模具的耐热性、导热性、耐磨性等性能有着极大的要求。
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用高强度钢板是一种新型钢材,其特点是强度高、韧性好、塑性大、耐腐蚀性好等。
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用是目前国内外研究热点之一。
本文将对高强度钢板热冲压材料性能进行研究,并探讨其应用现状和前景。
一、高强度钢板的热冲压加工特点高强度钢板的强度高,硬度大,塑性小,容易发生撕裂、开裂等缺陷。
在常规的模压成形工艺中,由于模具的局部应变过大,常常会出现模具损坏的情况。
采用热冲压工艺可以解决这些问题,并快速形成零件,提高生产效率。
热冲压工艺是在高强度钢板加热的条件下进行成形,通过加热可以有效减小钢板的强度,提高塑性,减少局部应变,从而有效避免撕裂、开裂等问题。
同时,热冲压工艺采用的加热方式不同于传统加热方式,加热均匀,温度控制精准,能够保证产品的质量。
1.强度和塑性经过热冲压加工的高强度钢板强度和塑性比常规加工的高强度钢板有所提高。
同时,我们可以通过调节加热温度和时间来控制钢板的强度和塑性,以满足不同场合的要求。
2.耐腐蚀性高强度钢板的耐腐蚀性是决定其应用范围的重要因素。
通过热冲压工艺可以显著提高高强度钢板的耐腐蚀性,其中最主要的原因是热冲压过程中产生的细小晶粒和均匀的组织结构。
3.表面质量高强度钢板的表面质量是决定其外观美观和精度的重要因素。
热冲压工艺可以显著提高高强度钢板的表面质量,其中最主要的原因是钢板经过加热后变得柔软易变形,从而可以更好地适应模具的形状并减小变形的程度。
三、高强度钢板热冲压应用现状和前景高强度钢板热冲压已经在汽车、空间航天、军工等领域得到广泛应用。
随着高强度钢板热冲压工艺的不断完善和深入研究,在未来,高强度钢板热冲压工艺将会得到更广泛的应用和推广。
特别是在汽车制造领域,高强度钢板热冲压将成为未来汽车制造的主要工艺之一。
高强度钢板热冲压可以大幅度降低汽车零件的重量,提高汽车的燃油经济性,实现环保节能的目标,并且高强度钢板热冲压的应用还可以提高汽车制造的工艺效率和零部件的质量。
热冲压技术热冲压成形(Hotstamping)是国际上近几年来出现的一项专门用于成形超高强度钢板冲压件的先进制造技术,也是汽车冲压件制造领域内的最新技术。
热冲压成形中所使用的钢板是一种特殊的硼合金钢板,这种钢板不同于传统的冷成形超高强钢。
现在应用比较广泛的双相钢、复相钢等冷成形高强度钢板一般是在常温下通过冷冲压的方法成形,成形前后零件的显微组织和机械强度基本不发生改变。
而热冲压成形中所使用的钢板在常温下强度不很高,抗拉强度仅有400~600MPa,具有良好的塑性与可成形性;它是通过热冲压成形工艺进行成形和淬火后,零件的显微组织由原来的铁素体和珠光体转变成均匀的马氏体,抗拉强度可以达到1500MPa以上,硬度可以达到50HRC,而且基本没有回弹,具有很高的尺寸精度。
在钢板中添加了硼,其目的在于提高钢板的淬火性能,使板料的组织转变顺利进行。
此外,为了提高材料的强度以及其它力学性能,还添加了Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等多种合金微量元素。
热冲压成形由以下几个工序组成:1.落料:是热冲压成形中的第一道工序,把板材冲压出所需外轮廓坯料。
2.奥氏体化:包括加热和保温两个阶段。
这一工序的目的在于将钢板加热到一个合适的温度,使钢板完全奥氏体化,并且具有良好的塑性。
加热所使用的设备为专用的连续加热炉,钢板在加热到再结晶温度以上之后,表面很容易氧化,生成氧化皮,这层氧化皮会对后续的加工造成不利的影响。
为了避免或减少钢板在加热炉中的氧化,一般在加热炉内设置惰性气体保护机制,或者对板料进行表面防氧化处理。
3.转移:指的是将加热后的钢板从加热炉中取出放进热成形模具中去。
在这一道工序中,必须保证钢板被尽可能快地转移到模具中,一方面是为了防止高温下的钢板氧化,另一方面是为了确保钢板在成形时仍然处在较高的温度下,以具有良好的塑性。
4.冲压和淬火。
在将钢板放进模具之后,要立即对钢板进行冲压成形,以免温度下降过多影响钢板的成形性能。
上海交通大学科技成果——高强钢热冲压技术
技术背景
将钢板(初始强度为500-600MPa)加热至奥氏体化状态,快速转移到模具中高速冲压成形,保压淬火一段时间,以获得具有超高强钢零件的成形方式。
可提高提高部件强度、焊接性、表面硬度、抗凹性、耐腐蚀性,降低冲压机吨位。
热冲压装备
技术水平
提出硬化模型实现了高强度钢冲压回弹的精确预测,提出了板料冲压工艺稳健优化算法、韧性断裂参数确定方法和内高压成形精确数值仿真方法,开发处热冲压控制软件已得到工业应用。
获发明专利10余项。
技术优势提高部件强度、焊接性、表面硬度抗凹性、耐腐蚀性,降低冲压机吨位。
产品特点结构轻量化、高安全可靠、长寿命周期。
应用领域汽车零部件热冲压成形、航空航天高强结构件冲压成
形。
QPT高强钢热冲压部件。
[精彩]高强钢板热冲压成型概述
高强钢板热冲压成型概述
高强度钢板是指牌号Q420钢,强度高,特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。
主要用于大型船舶,桥梁,电站设备,中、高压锅炉,高压容器,机车车辆,起重机械,矿山机械及其他大型焊接结构件。
牌号Q460钢,强度最高,在正火,正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能,全部用铝补充脱氧,质量等级为C、D、E级,可保证钢的良好韧性的备用钢种。
用于各种大型工程结构及要求强度高,载荷大的轻型结构。
热冲压成形技术,是将硼钢钢板(初始强度为500,600MPa)加热至奥氏体化状态,快速转移到模具中高速冲压成形,在保证一定压力的情况下,制件在模具本体中以大于27?/s的冷却速度进行淬火处理,保压淬火一段时间,以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。
目前热成形用钢有4种:Mn-B系列,Mn-Mo-B系列, Mn-Cr-B系列,Mn-W-Ti-B系列(B钢的应用主要是为了提高钢板的淬透性)。
其中,汽车覆盖件热成形钢板一般分为带涂层钢板以及不带涂层钢板两种。
不带涂层钢板加热时需要保护气体保护,成形后一般需要喷丸处理,以消除表面的氧化皮。
热冲压成形技术分直接热成形以及间接热成形两种。
目前对汽车的碰撞安全性要求越来越高,同时,对汽车的二氧化碳排放量限制越来越严格。
因此,人们不得不努力一种质量较轻,同时强度又较高的汽车覆盖件生产工艺。
在高强度下,采用普通的冷冲压方式,最终成形零件的回弹以及模具的磨损等都难以解决,在这种情况下产生了热成形高强度马氏体钢及相应的工艺成形技术,其应用也取得了进一步的发展。
热冲压成形的优点:得到的是超高强度的车身零件;可以减轻车身重量;能提高车身安全性、舒适性;改善了冲压成形性;提高了零件尺寸精度;可以提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性;降低了冲压机吨位要求。