汽車用高強(qiáng)度耐磨板的成形技術(shù)

  汽車采用高強(qiáng)度耐磨板,因其較高的強(qiáng)度可以降低板厚使得汽車結(jié)構(gòu)輕量化,同時(shí)汽車的抗凹陷性、耐磨強(qiáng)度和大變形沖擊強(qiáng)度安全性均得到提高,且成本較輕金屬低。高強(qiáng)度耐磨板的優(yōu)點(diǎn)使其在汽車行業(yè)中得到快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用,有助于實(shí)現(xiàn)汽車輕量化和安全性的統(tǒng)一。但是,高強(qiáng)度耐磨板的成形范圍較窄,成形過程中遇到了較傳統(tǒng)鋼材更難解決的問題。因此,必須針對(duì)高強(qiáng)度耐磨板的特點(diǎn)采用先進(jìn)的加工方法。高強(qiáng)度耐磨板的成形技術(shù)主要包括冷沖壓形、熱成形、液壓成形等。

  一、冷沖壓成形技術(shù)

  高強(qiáng)度耐磨板的冷沖壓成形技術(shù)與傳統(tǒng)鋼材冷沖壓相似,但高強(qiáng)度耐磨板成形范圍有限,成形后容易產(chǎn)生回彈,且其回彈量遠(yuǎn)大于普通低碳鋼沖壓成形零件的回彈量,給回彈的預(yù)測(cè)及控制帶來了很大的困難,同時(shí)高強(qiáng)鋼在應(yīng)用時(shí)面臨著成型件的起皺和開裂等問題。這些問題都導(dǎo)致高強(qiáng)度耐磨板在成形時(shí)尺寸和形狀精度不良。日本NKK株式會(huì)社開發(fā)了一種新的鋼板易沖壓技術(shù)來解決高高強(qiáng)度耐磨板沖壓過程中開裂的問題,該技術(shù)通過從模具上的開孔注入潤(rùn)滑油,使鋼板與模具之間產(chǎn)生數(shù)十微米的間隙,從而防止了沖壓過程中鋼板開裂的問題,且這種方法在普通沖壓機(jī)上稍加改動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)。

  二、熱沖壓成形技術(shù)

  當(dāng)耐磨板強(qiáng)度超過1000MPa時(shí),一些形狀復(fù)雜的零件,采用常規(guī)的冷沖壓工藝難以成形;即使可以采用冷沖壓工藝,也有所需沖壓力大、成型件易開裂、回彈大等問題,因此熱成形技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。熱沖壓成形技術(shù)是將硼鋼鋼板(初始強(qiáng)度為500~600MPa)加熱至奧氏體化狀態(tài),快速轉(zhuǎn)移到模具中高速?zèng)_壓成形,在保證一定壓力的情況下,制件在模具本體中以大于27℃/s的冷卻速度進(jìn)行淬火處理,保壓淬火一段時(shí)間,零件成形的同時(shí)獲得具有均勻馬氏體組織。高強(qiáng)鋼熱沖壓技術(shù)將成形和強(qiáng)化分為2個(gè)步驟來解決高強(qiáng)鋼強(qiáng)度與塑性的矛盾。其主要優(yōu)點(diǎn)是:變形抗力小、塑性好、成形極限高、沖壓成形性好;回彈易于控制,成形零件尺寸精度高;沖壓機(jī)噸位要求降低;鋼材成形抗力低,模具單位壓力??;成形件生產(chǎn)周期短等。但熱沖壓技術(shù)也存在一些缺點(diǎn),如設(shè)備投資大、模具設(shè)計(jì)和加工復(fù)雜、維護(hù)和保養(yǎng)成本高等。

  三、液壓成形技術(shù)

  液壓成形技術(shù)是依靠高壓液體(水或油)作為傳力介質(zhì)使工件成形的一種塑性加工技術(shù)。液壓成形過程中板材通過傳力介質(zhì)的壓力作用貼合凸?;虬寄3尚危且环N柔性加工工藝。液壓成形件主要為管材、板材和殼體。要求介質(zhì)壓力一般在400MPa以上。采用液壓成形技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有:可以一次整體成形沿構(gòu)件軸線和截面有變化的空心構(gòu)件;模具成本降低;成形零件精度得到提高,回彈也減??;將原需要多個(gè)零件組合的部件改由單一的零件代替,同時(shí)增加車體的剛性,有利于減輕質(zhì)量。