钢板热成型技术在汽车覆盖件中的应用

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1、.HarbinInstituteofTechnology钢板热成型技术在汽车覆盖件中应用的可行性研究院系：电气学院班级：姓名：学号：指导教师：王少纯设计时间：2013-12-1哈尔滨工业大学..摘要由于近年来环保意识的提升，汽车业为了降低油耗并且提高汽车行驶的安全性，全球各大汽车厂商均致力于采用高强度钢板以达到减轻车身自重与环保的目的。然而，刚强度钢板在冲压成形过程中容易产生回弹、扭曲等难以预测的现象，导致成形十分困难。因此，热成型技术应运而生。用来进行热成型的超高强度钢板主要是硼钢，而22MnB5钢板是热成型广泛应用的超高

2、强钢板。热成型过程是将强度为200~300MPa的钢板加热之后快速转移到模具中成形的过程。由于热成型过程中有保压淬火过程，使钢板的组织结构转变为马氏体，这样最终零件的强度可到达1400MPa以上。而且，热成型可以解决回弹、扭曲等冷冲压难以解决的问题。由此可见热成型技术是未来汽车结构件重要的成形技术。本文主要通过查阅文献资料，介绍热成型常用的材料、热成型工艺等。车门防撞梁作为车门内部重要的车身结构件，在汽车发生侧面碰撞时，能够大大减轻车门的变形程度，从而减少汽车撞击对车内乘员的伤害，所以要求防撞杆有较高的强度；同时，车门作为开

3、闭件，不能过于笨重，防撞梁的重量也应该得到控制，为了满足这两方面的要求，防撞梁采用热成形件是比较理想的选择。本文通过热冲压车门防撞梁比较研究，探究了其材料性能、成形性能、抗弯性能和吸能性能等，以及通过对车身B柱钢板热成型技术可行性分析研究，得到了许多重要的结论。关键词：钢板热成型技术22MnB5车门防撞梁B柱一、高强度钢板的发展钢铁作为汽车件耐用、安全、低成本的保证，使用率在70%左右。传统的汽车用钢强度只有600MPa，为保证汽车行驶的安全性，原有工艺必须以牺牲整车重量，增大钢板厚度为代价。高强钢的使用可以将传统汽车用钢厚

4、度1.0-1.2mm减薄至0.7-0.8mm,整车减重15%-20%。2013年国家“3.15”曝光的江淮汽车覆盖板生锈事件，就是由于汽车厂商为了降低生产成本，将本应该使用镀锌板或者防腐高强度钢板制造的车身覆盖件替换为普通薄钢板，造成生锈问题的发生。近年来，铝镁合金、碳纤维等轻质材料的使用也对汽车用钢构成了严重挑战，虽然轻质材料具有重量轻，强度高，成形性好等优点，但是由于生产和制造成本较高，其应用还未全面普及。如果车用钢板的抗拉强度能够达到780MPa以上，那么就能够以优良的性价比来对抗其他材料的冲击。因此，高强度钢板在这一

5、背景下应运而生。下图是高强度钢板的发展历程。强塑积（静态韧度）是表征材料强靭性水平的综合性能指标，其大小是通过材料抗拉强度与断裂延伸率的乘积计算得到。目前高强度钢板根据强塑积的大小可以分为以下几类。..强塑积在25GPa%W下的称为第一代高强度钢板，包括传统钢、双相钢（DP)、复相钢（CP)、相变诱发塑性钢（TRIP)、马氏体钢(MS-W)、铁素体-贝氏体钢（FB-W)、高强度低合金钢（HSLA)、高强度钢（HSS)、先进高强度钢板（AHSS)等；强塑积能够达到50GPa%W上的称为第二代高强度钢板，包括剪切带诱发塑性钢（S

6、BIP)、微带诱发塑性钢（MBIP)、孪生诱发塑性钢（TWIP)、高猛孪晶诱发塑性钢（X-IP〉、轻量化诱发塑性钢（L-IP)等；强塑积在25?50GPa%t间的称为第三代高强度钢板，比如Q&P钢，TG钢，超级贝氏体TRIP钢（SB-TRIP)等。虽然第二代高强度钢板具有更高的强塑积，但是由于其制造和生产成本过高，所以使用并未普及，也因此世界各大厂商都在加紧对性价比更高的第三代高强度钢板的开发和研制。第一代高强度钢板因为具有良好的性价比已经被各大车厂广泛应用于汽车B柱、防撞梁等结构件的热成形制造。TWIP钢又叫孪生诱发塑性钢

7、，因其由形变率晶诱发高塑性和高强度而得名。它作为第二代高强度钢板的代表之一，应用相对广泛。TWIP钢的抗拉强度在600MPa左右，延伸率能够达到80%以上，具有优良的深冲性和吸能性，强塑积是第一代高强度钢板的两倍以上，但是由于制造困难，经济性差，工艺难度大，因而使用受到了限制。Q&P钢是在淬火碳分配新工艺下制造的第三代高强度钢板，因而也叫淬火碳分配钢，其抗拉强度在800-1500MPa之间，延伸率能够达到以Q&P钢为代表的第三代高强度钢板优异的力学性能和成形性能已经得到了各大钢铁企业的广泛关注，国内宝钢、鞍钢等企业也已经开始

8、了对第三代高强度钢板的开发和研制。相信在不久的将来，以Q&P钢为代表的第三代高强度钢板就能够以更加完美的性能和性价比为节能、安全、环保的汽车轻量化主题做出重大贡献。如图所示为大众帕萨特车身典型的高强度钢板应用情况。近年来，国内外大型钢铁公司如日本的新日铁、神户，韩国的浦项，德国的蒂森克虏伯