一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低碳測(cè)合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓 成形工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 在降低油耗、減少排放的諸多措施中，減輕車重的效果最為明顯，車重減輕10%，可 節(jié)省燃油3%~7%，因此塑料、鉛合金、高強(qiáng)度鋼板等替代材料在車輛制造中開始使用。其 中，高強(qiáng)度鋼板可W通過減小板厚或者截面尺寸等方式減輕零件質(zhì)量，在實(shí)現(xiàn)車輛輕量化 和提高安全性方面比其他材料有明顯優(yōu)勢(shì)，可W同時(shí)滿足實(shí)現(xiàn)輕量化和提高安全性的要 求，因此其在汽車領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，熱成形技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一項(xiàng)?？谟糜诔?形高強(qiáng)度鋼板沖壓件的新技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)W板料在紅熱狀態(tài)下沖壓成形并同時(shí)在模具內(nèi)被 冷卻渾火為特征，可W成形強(qiáng)度高達(dá)1 500MPa的沖壓件，廣泛用于車口防撞梁、前后保險(xiǎn) 杠等保安件W及A柱、B柱、C柱、中通道等車體結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)，但是目前的熱沖壓成形過程 中往往不能精確掌握好熱成形過程中的工藝參數(shù)而導(dǎo)致沖壓過程中損壞鋼板，或者成形后 的鋼板，其各項(xiàng)性能指標(biāo)沒能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題是提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高的低碳 測(cè)合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：所提供的一種低碳測(cè)合金鋼汽車 加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，包括下述工藝步驟： (1) 鋼板加熱；選取一塊低碳測(cè)合金鋼板22MnB5,將其放入加熱爐中加熱到900~ 920°C，并保溫5~7min; (2) 沖壓成形：將經(jīng)步驟（1)加熱后的鋼板迅速移入到?jīng)_壓模具中，液壓機(jī)快速下行一 次沖壓成形； (3) 冷卻渾火；經(jīng)步驟（2)沖壓成形，即模具完全閉合后，液壓機(jī)保壓10~15s，使鋼板 在模具內(nèi)保壓定形并被充分冷卻渾火，然后取出沖壓件，即可制得產(chǎn)品。
[0005] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中所用的低碳測(cè)合金鋼板22MnB5的化學(xué)成分含量為C 0.22、Mn1.2、Si0.20、Ti0.03、Al0.03、Cr0.20、B0.035、化余量，其中，化學(xué)成分含 量均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0006] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中的沖壓模具中設(shè)有水冷系統(tǒng)。
[0007]優(yōu)選的，所述水冷系統(tǒng)的冷卻速度控制在29~32C/s之間。
[0008] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中所用的沖壓模具材料為高Ni或高Gr的熱作模具鋼。
[0009] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中冷卻系統(tǒng)中冷卻水的溫度控制在38~45C之間。
[0010]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本工藝方法中，通過嚴(yán)格控制熱成形前的鋼板加熱溫度 和保溫時(shí)間，W確保板料奧氏體化，板料表面沒有出現(xiàn)過燒和晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，且恰到好處的 保溫時(shí)間使得板料奧氏體化更加均勻，生產(chǎn)周期短，在成形階段，液壓機(jī)沖壓速度快，板料 瞬間被沖壓成形，避免了因成形速度過慢而帶來的過多熱量損失W及過快的溫度下降，冷 卻渾火階段，成形件被模具表面冷卻渾火，發(fā)生相變，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，適 宜的冷卻速度使得沖壓件的性能得到了成倍的提高，且沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，成形效果佳，本 工藝方法簡(jiǎn)單、易掌握，易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 實(shí)施例1 ; (1) 鋼板加熱；選取一塊低碳測(cè)合金鋼板22MnB5,將其放入加熱爐中加熱到90(TC，并 保溫5min，其中，低碳測(cè)合金鋼板22MnB5的化學(xué)成分含量為C0. 22、Mn1. 2、Si0. 20、Ti 0.03、Al0.03、化0.20、B0.035、化余量，其中，化學(xué)成分含量均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； (2) 沖壓成形：將經(jīng)步驟（1)加熱后的鋼板迅速移入到?jīng)_壓模具中，液壓機(jī)快速下行一 次沖壓成形； (3) 冷卻渾火；經(jīng)步驟（2)沖壓成形，即模具完全閉合后，液壓機(jī)保壓10s，使鋼板在模 具內(nèi)保壓定形并被充分冷卻渾火，其中，所述沖壓模具中設(shè)有水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)的冷卻速 度控制在29C/s之間，冷卻系統(tǒng)中冷卻水的溫度控制在42C之間，然后取出沖壓件，即可 制得產(chǎn)品。
[001引實(shí)施例2 ;其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于所述步驟（1)中，加熱溫度為 905°C，保溫時(shí)間為6min;所述步驟（3)中，保壓時(shí)間為Ils,冷卻速度為3(TC/s,冷卻水溫 為 400C。
[001引實(shí)施例3 ;其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于所述步驟（1)中，加熱溫度為 91(TC，保溫時(shí)間為5min;所述步驟（3)中，保壓時(shí)間為12s，冷卻速度為33°C/s,冷卻水溫 為 380C。
[0014] 經(jīng)過W上工藝步驟后，取出加強(qiáng)板材料樣品，待測(cè)：
由W上數(shù)據(jù)可知，生產(chǎn)出的加強(qiáng)板材料樣品屈服強(qiáng)度達(dá)到了 1000MPaW上，抗拉強(qiáng)度 達(dá)到了 1550MPaW上，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均達(dá)到了很高的水平，且硬度高，在48HRCW 上，硬度高，不易損壞，內(nèi)部微觀組織為板條狀馬氏體，完全達(dá)到了產(chǎn)品的性能要求，且生產(chǎn) 工藝簡(jiǎn)單，易掌握。
[0015] 顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技 術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其 它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，包括下述工藝步驟： (1) 鋼板加熱：選取一塊低碳硼合金鋼板22MnB5,將其放入加熱爐中加熱到900~ 920°C，并保溫5~7min; (2)沖壓成形：將經(jīng)步驟（1)加熱后的鋼板迅速移入到?jīng)_壓模具中，液壓機(jī)快速下行一 次沖壓成形； (3)冷卻淬火：經(jīng)步驟（2)沖壓成形，即模具完全閉合后，液壓機(jī)保壓10~15s，使鋼板 在模具內(nèi)保壓定形并被充分冷卻淬火，然后取出沖壓件，即可制得產(chǎn)品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，其特征在 于：所述步驟（1)中所用的低碳硼合金鋼板22MnB5的化學(xué)成分含量為C0. 22、Μη1. 2、Si 0. 20、Ti0. 03、A1 0. 03、Cr0. 20、B0. 035、Fe余量，其中，化學(xué)成分含量均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，其特征在 于：所述步驟（2)中的沖壓模具中設(shè)有水冷系統(tǒng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，其特征在 于：所述水冷系統(tǒng)的冷卻速度控制在29~32°C/s之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，其特征在 于：所述步驟（2)中所用的沖壓模具材料為高Ni或高Gr的熱作模具鋼。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，其特征在 于：所述步驟（3)中冷卻系統(tǒng)中冷卻水的溫度控制在38~45°C之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳硼合金鋼汽車加強(qiáng)板的熱沖壓成形工藝，涉及汽車生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，包括鋼板加熱，沖壓成形和冷卻淬火三個(gè)工藝過程，本工藝方法中，通過嚴(yán)格控制熱成形前的鋼板加熱溫度和保溫時(shí)間，以確保板料奧氏體化，板料表面沒有出現(xiàn)過燒和晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，且恰到好處的保溫時(shí)間使得板料奧氏體化更加均勻，生產(chǎn)周期短，在成形階段，液壓機(jī)沖壓速度快，板料瞬間被沖壓成形，避免了因成形速度過慢而帶來的過多熱量損失以及過快的溫度下降，冷卻淬火階段，成形件被模具表面冷卻淬火，發(fā)生相變，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，適宜的冷卻速度使得沖壓件的性能得到了成倍的提高，且沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，成形效果佳。
【IPC分類】B21D37/10, B21D37/16, B21D22/02
【公開號(hào)】CN105436275
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410423236
【發(fā)明人】劉平
【申請(qǐng)人】劉平
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年8月26日