超高強度鋼板熱成形模具冷卻水道結構及強度數值模擬研究.pdf

1、熱沖壓成形技術是將板材加熱到奧氏體化溫度，經過一段時間保溫實現(xiàn)完全奧氏體化，在成形的同時進行淬火獲得馬氏體組織，使得低屈服強度的鋼板轉化成超高強度的零件。通過以上定義可知熱沖壓模具需要實現(xiàn)兩項任務：第一，成形高溫板材；第二，對板材進行淬火使其發(fā)生充分的馬氏體組織轉變。要使高溫奧氏體化的板材進行淬火冷卻而獲得馬氏體組織，模具內是否設計冷卻水道非常關鍵，若設計冷卻水道這又必然會降低模具的機械強度，模具要能正常服役成形高溫板材并保壓，其必須滿

2、足一定的機械強度。因此對熱沖壓模具進行冷卻水道結構及模具強度分析具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文以BR1500HS超高強度鋼板曲底槽型件熱沖壓模具為研究載體。首先使用ABAQUS建立流-固耦合數值模型，分析了模具冷卻水道結構參數對淬火過程中溫度場的影響，得出在不考慮生產效率的小批量生產過程中，熱沖壓模具可以不設計冷卻水道；在連續(xù)大批量熱沖壓生產中，熱沖壓模具必須設計冷卻水道。
　　接著使用DEFORM建立模具強度分析數值模型，

3、研究了模具冷卻水道結構參數對模具強度的影響，得出了在進行熱沖壓模具設計時應優(yōu)先考慮水道直徑和水道中心距模具表面距離對模具強度的影響；為保證模具強度冷卻水道直徑應小于等于8mm以及冷卻水道到模具表面最小實體厚度與相鄰冷卻水道之間最小實體厚度應盡可能相當。使用ABAQUS建立熱應力數值模型，分析模具在不同溫度條件下的熱應力，得出模具的熱應力主要集中分布在模具底部冷卻水道周圍；在選用 H13鋼為熱沖壓模具材料時，模具最高溫度應小于等于650℃