模具分區(qū)冷卻因素對(duì)復(fù)合強(qiáng)度S形梁性能影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、對(duì)于傳統(tǒng)的高強(qiáng)鋼熱成形零部件來說，雖然能夠顯著地提升汽車的抗撞擊性能，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，其超高的強(qiáng)度和硬度是現(xiàn)有刀具所不能承受的。這為成形件后續(xù)的加工帶來了非常大的困難?？紤]到以上的缺點(diǎn)，在熱成形工藝的基礎(chǔ)上提出了一種能夠生產(chǎn)出適合汽車結(jié)構(gòu)件承載的新技術(shù)——強(qiáng)度復(fù)合熱成形技術(shù)。即在熱成形的過程中，通過不同的手段來改變板料不同區(qū)域的冷卻速率，影響相變的發(fā)生，從而生產(chǎn)出具有復(fù)合強(qiáng)度的汽車零部件。
　　本文主要研究了影響S形梁性能的幾個(gè)

2、因素:模具溫度、接觸壓強(qiáng)以及模具不同位置板料所受到的應(yīng)力狀態(tài)。此次實(shí)驗(yàn)中所使用的模具為本課題組自行設(shè)計(jì)研發(fā)的S形分區(qū)冷卻模具。此套模具分為三個(gè)模塊:兩端為加熱模塊，通過加熱棒進(jìn)行電加熱，最高溫度可以達(dá)到400℃;中間模塊為非加熱模塊，通過隔熱石棉纖維布使其與加熱模塊進(jìn)行隔離。在實(shí)驗(yàn)中通過改變模具的溫度以及接觸壓強(qiáng)，使得板料不同區(qū)域的降溫速率發(fā)生了較大的變化，最終獲得了成形質(zhì)量較高且具有硬度梯度變化的S形梁。
　　研究結(jié)果顯示:

3、r>　　(1)模具溫度:模具的溫度能夠非常顯著地控制成形件在此區(qū)域內(nèi)的硬度以及金相組織成分。在溫度為20℃的情況下，成形件的在此區(qū)域的最高硬度可以達(dá)到531.45HV，其金相組織為全馬氏體結(jié)構(gòu);而在溫度上升到400℃時(shí)，其最小硬度卻下降到268.15HV，金相組織基本上都是由貝氏體結(jié)構(gòu)組成。與此同時(shí)，對(duì)于非加熱模塊區(qū)域而言，依舊能夠獲得全馬氏體結(jié)構(gòu)的組織。
　　(2)接觸壓強(qiáng):隨著模具溫度的降低，則需要較大的接觸壓強(qiáng)才能夠生產(chǎn)出成

4、形質(zhì)量較好的S形梁。如果成形件為全馬氏體結(jié)構(gòu)或者全貝氏體結(jié)構(gòu)時(shí)，接觸壓強(qiáng)對(duì)材料性能影響較小。然而當(dāng)組織結(jié)構(gòu)是由馬氏體和貝氏體混合而成的時(shí)，如果模具溫度為20℃時(shí)，隨著接觸壓強(qiáng)的增加，馬氏體體積分?jǐn)?shù)越大、硬度越高;當(dāng)模具溫度高于200℃時(shí)，隨著接觸壓強(qiáng)的增加，貝氏體體積分?jǐn)?shù)越大、硬度降低。
　　(3)應(yīng)力狀態(tài):在內(nèi)外圓角側(cè)壁區(qū)域，板料成形過程中所受到的應(yīng)力狀態(tài)是不同的。而壓應(yīng)力能夠抑制馬氏體的相變，拉應(yīng)力是能夠促進(jìn)馬氏體的相變。