模具間隙與冷卻系統(tǒng)對熱沖壓硼鋼變形及組織性能影響.pdf

1、當前，隨著全球范圍內(nèi)的生態(tài)危機與能源危機日益嚴重，實現(xiàn)汽車輕量化勢在必行。高強度鋼的使用被認為是一種實現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑。熱沖壓成形工藝不僅能有效地解決高強度鋼冷沖壓成形的變形抗力大、回彈嚴重等缺點，更能大幅度提高鋼的強度。但熱沖壓件在保壓冷卻過程中容易產(chǎn)生較大溫差，在制件內(nèi)部形成熱應(yīng)力，影響制件的組織和性能。本文以汽車B柱為原型，以22MnB5的U形件熱沖壓成形為研究對象，通過理論分析、數(shù)值模擬以及試驗驗證的方法，開展高強度硼鋼的

2、熱沖壓成形工藝研究。
　　首先，利用DEFORMV11.0軟件建立了U形件熱沖壓有限元模型，并進行熱沖壓過程的數(shù)值模擬，對板料的形變過程、溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場、微觀組織轉(zhuǎn)變、減薄率的分布特點進行分析，確定建立的模型合理。
　　基于有限元模型進行數(shù)值模擬，分析了模具間隙對制件貼模場、制件減薄率、溫度場以及制件微觀組織轉(zhuǎn)變的影響。結(jié)果表明，工模貼合狀態(tài)能顯著影響制件的溫度場。當模具間隙為0.95t～1.00t時，制件減薄率保持在1

3、0％以內(nèi)，板料貼模良好，各部位冷卻較為均勻，馬氏體的轉(zhuǎn)變率較高。分析了冷卻系統(tǒng)對熱沖壓件溫差場和微觀組織轉(zhuǎn)變的影響機制和規(guī)律。研究表明，冷卻系統(tǒng)主要通過提高模具內(nèi)部溫度梯度、熱流速率以及模具表面與制件的溫差，降低模具工作面的溫度，從而影響制件溫度場;合理提高冷卻水的流速，可以提高制件冷卻速度;通過調(diào)整局部冷卻水流速率，可以降低板料溫差。從而提出了一種通過控制局部冷卻水的流速，調(diào)整制件溫度場，實現(xiàn)制件同步冷卻的方法。
　　通過熱沖壓