高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形零件的局部配分處理工藝研究.pdf

1、高強(qiáng)鋼熱成形件由于其超高的強(qiáng)度（1500MPa以上）被越來越多地用于汽車工業(yè)中，但是其塑性較差（延伸率在5％到8%左右）。為了在不降低或略微降低熱成形高強(qiáng)鋼板強(qiáng)度基礎(chǔ)上改善塑性，本課題將傳統(tǒng)熱沖壓成形工藝與Q&P（淬火—碳配分）工藝結(jié)合，提高零件整體或局部強(qiáng)塑性，以適應(yīng)汽車零件力學(xué)性能特性需要，同時(shí)為了提高零件在配分過程中熱響應(yīng)及效率，設(shè)計(jì)了一種新的配分裝置——熱風(fēng)配分箱，零件在成形淬火結(jié)束后快速轉(zhuǎn)移至此裝置中，經(jīng)過熱風(fēng)配分處理獲得高塑

2、性。同一零件的不同區(qū)域可能有不同的力學(xué)性能需求，即零件力學(xué)性能的差異化分布，可以用TTP（變強(qiáng)度成形）工藝實(shí)現(xiàn)，也可以用熱沖壓成形局部配分工藝實(shí)現(xiàn)。該工藝可以維持高強(qiáng)度（1300MPa左右）的同時(shí)提高塑性。本文以超高強(qiáng)度鋼30CrMnSi2Nb為材料進(jìn)行試驗(yàn)研究，具體完成的主要研究成果如下：
　　針對(duì)熱風(fēng)配分裝置核心部分配分箱模型進(jìn)行數(shù)值模擬分析，根據(jù)模擬分析結(jié)果對(duì)配分箱模型進(jìn)行優(yōu)化，并以此設(shè)計(jì)了熱風(fēng)配分裝置。對(duì)U型零件在此配分裝

3、置中加熱配分過程進(jìn)行了溫度場(chǎng)模擬和實(shí)際測(cè)量（配分溫度420℃，時(shí)間100s，配分前零件溫度290℃），結(jié)果表明：零件在配分過程溫度分布基本均勻，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果一致（模擬最大溫差在15℃左右，實(shí)測(cè)最大溫差20℃左右），且對(duì)比箱式爐配分熱響應(yīng)及效率更高（零件溫度達(dá)到設(shè)定溫度，配分箱比箱式爐快了40s左右）。
　　研究在熱風(fēng)配分工藝下，配分溫度和配分時(shí)間對(duì)零件性能的影響。結(jié)果表明，在這種配分方式下，最合適的工藝參數(shù)為淬火溫度28

4、0℃，配分溫度420℃，配分時(shí)間60s，此時(shí)可以獲得最大強(qiáng)塑積18GPa%左右。
　　對(duì)U型零件進(jìn)行熱沖壓Q&P工藝實(shí)驗(yàn)研究表明，零件側(cè)壁處強(qiáng)度比法蘭和底部低100MPa左右，這是由于零件成形淬火過程接觸條件復(fù)雜，導(dǎo)致零件不同部位成形淬火后淬火中止溫度不一致（側(cè)壁比法蘭高60℃）。本文提出了一種改進(jìn)方案——預(yù)冷成形+配分處理，成形淬火結(jié)束后淬火溫度差減小到30℃，配分結(jié)束后零件不同區(qū)域強(qiáng)度差減小到40MPa左右。
　　以本文