本發(fā)明涉及汽車零部件加工，尤其涉及一種7075鋁合金材料的汽車B柱加工工藝。

背景技術(shù)：

汽車輕量化可以直接降低油耗、減少?gòu)U氣排放，因而受到汽車行業(yè)的廣泛重視；特別是新能源汽車，對(duì)汽車輕量化的要求更加迫切。鋁的密度為2.7g/cm³，接近鋼密度的1/3(7.8g/cm³)。汽車上使用鋁材可以明顯降低汽車重量。歐美國(guó)家在上世紀(jì)開(kāi)始注重汽車的節(jié)能減排以及鋁合金在汽車輕量化上的重要作用。奧迪1994年制造出了全球第一輛全鋁車；1999年奧迪公司成功的生產(chǎn)出世界上首輛量產(chǎn)的全鋁車身轎車，其車身采用ASF技術(shù)(Aluminum Space Frame，全鋁車身框架)；在2002年奧迪推出了第二代A8ASF車身，該技術(shù)在減輕車身自重的同時(shí)，還提高25％的整體結(jié)構(gòu)剛性。在世界范圍，2009年歐盟平均車用鋁量為123.8kg，北美為147.9kg，日本為118.3kg。2015年，歐盟國(guó)家每輛車的用鋁量達(dá)到180kg。相比之下，中國(guó)的汽車用鋁量一直低于全球的平均用鋁量。2010年，全球的平均車用鋁量為112kg，中國(guó)僅有99kg。近年來(lái)，隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車用鋁量逐年增加，鋁制汽車零件的使用將會(huì)成為趨勢(shì)。對(duì)于汽車B柱，一方面，其外形具有拉深的深度深、形狀復(fù)雜的特點(diǎn)，這使得板料在沖壓成形過(guò)程中易發(fā)生開(kāi)裂與褶皺現(xiàn)象；另一方面，作為車身框架的支撐受力件，其機(jī)械性能有較高要求。

7075鋁合金屬于高強(qiáng)變形鋁合金，經(jīng)過(guò)T6處理后，其抗拉強(qiáng)度可以到達(dá)550MPa，并具有10％以上的延伸率。優(yōu)異的力學(xué)性能使得其具有作為汽車車身支撐受力件的潛力。但相比于5000系列的鋁鎂合金與6000系列的鋁鎂硅合金，其成型性較差。提高成形溫度，可以降低板料的變形抗力、提高板料的塑性流變能力，從而提高板料的成型性。熱成型是一種借助于溫度、壓力與時(shí)間等工藝因素對(duì)零件進(jìn)行成型的方式。其中，溫度的作用是降低材料的變形抗力，提高材料的塑性，改善成型性能；壓力的作用是平衡材料形變時(shí)的變形抗力；時(shí)間條件是滿足應(yīng)力松弛和進(jìn)入蠕變狀態(tài)所需要的合適時(shí)間。熱成型通常適用于加工低塑性材料、回彈量大的材料、熱處理變形量大的材料以及室溫高強(qiáng)度材料。

目前國(guó)內(nèi)多用22MnB5鋼通過(guò)熱成型工藝生產(chǎn)汽車B柱，雖然其機(jī)械性能較好，但零件自身重量較大，不符合汽車輕量化趨勢(shì)；使用5000系列與6000系列鋁合金生產(chǎn)汽車B柱，其機(jī)械性能難以滿足使用要求；使用7075鋁合金板材生產(chǎn)汽車B柱目前還沒(méi)有明確的工藝技術(shù)，7075鋁合金汽車B柱熱成型技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬于空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種7075鋁合金材料的汽車B柱加工工藝，能夠提高其成型性，滿足使用需要，進(jìn)而克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種7075鋁合金材料的汽車B柱加工工藝，包括以下步驟：

S1、備料，對(duì)7075鋁合金卷料進(jìn)行開(kāi)卷、落料，得到板料；

S2、固溶處理，將固溶加熱爐加熱至350～500℃，將所述板料放入固溶加熱爐中5～120分鐘；

S3、沖壓淬火，將模具裝好，待固溶處理完成后，將板料通過(guò)機(jī)械傳送裝置放置在模具上沖壓成型；

S4、時(shí)效處理，將時(shí)效加熱爐升溫至100～200℃，將成型的板料放入時(shí)效處理爐保溫8～32小時(shí)；

S5、將經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的板料進(jìn)行拉伸測(cè)試，滿足工藝要求的進(jìn)行后續(xù)裝配，不滿足工藝要求的報(bào)廢。

優(yōu)選地，在S3中，固溶處理后的板料進(jìn)入到模具上的時(shí)間為3～15秒。

優(yōu)選地，在S3中，沖壓過(guò)程中所用的壓力為50～300噸。

優(yōu)選地，在S3中，保壓時(shí)間為5～60秒。

如上所述，本發(fā)明一種7075鋁合金材料的汽車B柱加工工藝，具有以下有益效果：

通過(guò)本發(fā)明的工藝方法，可以讓7075鋁合金材料的汽車B柱滿足使用需要，和輕量化要求。

本發(fā)明將板料經(jīng)過(guò)特定條件的固溶處理、沖壓淬火以及時(shí)效處理，提高板料的成型性，讓最終得到的汽車B柱符合抗拉強(qiáng)度的要求、延展率的要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明中沖壓淬火時(shí)的相圖示意圖。

具體實(shí)施方式

說(shuō)明書附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中間”等用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

本發(fā)明為一種7075鋁合金材料的汽車B柱加工工藝，參考圖1，具體加工工藝包括以下步驟：

S1、備料：對(duì)7075鋁合金卷料用開(kāi)卷機(jī)進(jìn)行開(kāi)卷、落料，得到多個(gè)獨(dú)立的板料。

S2、固溶處理：將固溶加熱爐加熱至350～500℃，將所述板料放入固溶加熱爐中5～120分鐘。本步驟中固溶處理的溫度與時(shí)間對(duì)后續(xù)時(shí)效處理后的板料有重要影響。固溶處理充分與否決定板料在時(shí)效處理后可以到達(dá)的峰值強(qiáng)度。溫度越高，合金元素原子擴(kuò)散速率越快，固溶處理完成所需越短；但是溫度升高會(huì)導(dǎo)致板料發(fā)生軟化，機(jī)械傳送裝置傳送板料時(shí)，板料易發(fā)生變形，對(duì)后續(xù)板料成型造成影響。同理，溫度越低，所需固溶處理時(shí)間約長(zhǎng)，板料相對(duì)容易傳送。考慮到實(shí)際生產(chǎn)中的效率，根據(jù)上述固溶加熱爐的預(yù)加熱溫度和放置時(shí)間制定合適的固溶處理?xiàng)l件。

S3、沖壓淬火：將沖壓模具裝好，待固溶處理完成后，將板料通過(guò)機(jī)械傳送裝置放置在模具上沖壓成型。在實(shí)際工作時(shí)，固溶處理后的板料通過(guò)機(jī)械傳送裝置放置到模具上的時(shí)間為3～15秒。沖壓過(guò)程中所用的壓力為50～300噸，保壓時(shí)間為5～60秒。本步驟的主要作用是：一方面使得板料成型，另一方面對(duì)高溫板料進(jìn)行常溫淬火，保存高溫單相組織到室溫，相圖示意圖如圖2所示。在本步驟中，機(jī)械傳送裝置的傳送速度、沖壓機(jī)下壓速度、沖壓機(jī)的壓力、保壓時(shí)間等對(duì)7075鋁合金板料成型以及成型后性能有重要影響，根據(jù)試驗(yàn)得出上述區(qū)間范圍。機(jī)械傳送裝置的傳送速度與壓機(jī)下壓速度決定了板料從出爐至最終成型所需的時(shí)間。板料從固溶處理爐中被取出后，由于環(huán)境與板料之間的熱交互作用，使得材料溫度降低，板料基體中已經(jīng)固溶的合金元素會(huì)在溫度降低過(guò)程中緩慢析出。如果板料出爐至板料接觸下壓模具的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一方面會(huì)降低后續(xù)時(shí)效處理可以到達(dá)的峰值強(qiáng)度；另一方面會(huì)影響材料的成型性?；谝陨洗_定上述傳送時(shí)間、沖壓壓力以及保壓時(shí)間，進(jìn)而才能保證成型性。

S4、時(shí)效處理，將時(shí)效加熱爐升溫至100～200℃，將成型的板料放入時(shí)效處理爐保溫8～32小時(shí)。本步驟中時(shí)效加熱爐溫度越高，到達(dá)材料峰值時(shí)效強(qiáng)度所用時(shí)間越短，但峰值強(qiáng)度越低?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)效率，根據(jù)上述溫度和保溫時(shí)間制定合適熱處理工藝條件。

S5、將經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的板料進(jìn)行拉伸測(cè)試，滿足工藝要求的進(jìn)行后續(xù)裝配，不滿足工藝要求的報(bào)廢。

實(shí)施例一：

1、將7075鋁合金板料開(kāi)卷、落料，然后備用。

2、將固溶加熱爐升溫至465℃，將落料后的板料放入爐中，保溫120分鐘。

3、使用機(jī)械傳送裝置將板料取出，并放置在模具上，傳送時(shí)間為10秒，然后使用300噸壓力對(duì)板料進(jìn)行沖壓，保壓30秒。

4、時(shí)效加熱爐升溫至120℃，將成型后的板料放入爐中，保溫20小時(shí)后取出。

5、對(duì)時(shí)效處理后的板料進(jìn)行拉伸測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為517MPa，延伸率為14％，滿足設(shè)計(jì)要求。

實(shí)施例二：

1、將7075鋁合金板料開(kāi)卷、落料，然后備用。

2、將固溶加熱爐升溫至475℃，將落料后的板料放入爐中，保溫30分鐘。

3、使用機(jī)械傳送裝置將板料取出，并放置在模具上，傳送時(shí)間為10秒，然后使用300噸壓力對(duì)板料進(jìn)行沖壓，保壓30秒。

4、時(shí)效加熱爐升溫至130℃，將成型后的板料放入爐中，保溫12小時(shí)后取出。

5、對(duì)時(shí)效處理后的板料進(jìn)行拉伸測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為481MPa，延伸率為14.5％，滿足設(shè)計(jì)要求。

綜上所述，本發(fā)明一種7075鋁合金材料的汽車B柱加工工藝，能夠有效滿足汽車B柱的性能要求，同時(shí)滿足汽車輕量化的要求。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的一些實(shí)際問(wèn)題從而有很高的利用價(jià)值和使用意義。

上述實(shí)施方式僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明還有許多方面可以在不違背總體思想的前提下進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，可對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。