08-超高强度钢热冲压成形技术开发及应用

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1、超高强度钢热冲压成形技术开发及应用浙江吉利控股集团有限公司2014年11月目目录目录一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术二二、二、、轻量化技术集成应用、轻量化技术集成应用三三、三、、关键技术及创新点、关键技术及创新点22一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制
热成形材料优化开发
热成形工艺性能研究连续冷却转变曲线高温拉伸高温摩擦系数高温成形极限图（（FLD（FLDFLD）FLD）
热成形仿真分析33一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具

2、设计产线建设样件试制热成形材料优化开发由于传统22MnB5材料存在工艺窗口窄，淬透性不足等缺点，在22MnB5基础上，优化合金成分，开发新型热冲压用22MnMoB材料，材料成分、组织及力学性能如下：CSiMnPSCrMoBTiAlNb0.230.170.950.0100.0020.240.210.00190.0230.030微量屈服强度抗拉强度断后延伸率试样编号(MPa)(MPa)(%)1-136557026.01-236056527.544一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制热成形工艺

3、性能研究---连续冷却转变曲线-连续冷却转变曲线采用金相法测试了材料连续冷却转变曲线，试验结果显示材料临界冷却速度为15K/s，Ms点为370℃，Mf点为244℃，Ac1点为699℃、Ac3点为800℃。与传统22MnB5材料相比：
降低了材料临界冷却速度；
提高了材料的淬透性；
扩大了热冲压成形淬火工艺窗口。55一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制热成形工艺性能研究---高温拉伸-高温拉伸热冲压成形是高温变形过程，测试材料高温流变性能及数据，对建立材料高温流变模型尤为重要。因此，在60

4、0℃~900℃范围内，采用Gleeble试验机，开展不同应变速率下0.01/s—0.4/s材料高温单拉试验，从而建立材料的机械性能参数及本构关系，同时也为热冲压成形仿真分析提供数据支持。应变速率0.015/s应变速率0.10/s应变速率0.40/s6一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制热成形工艺性能研究---高温摩擦系数-高温摩擦系数在高温下，材料与模具之间的摩擦性能与常温下不尽相同，高温摩擦系数的数值对材料成形性能影响很大，材料在热冲压过程中成形潜力有限。采用自主开发的热摩擦系数试验机

5、，测试了材料在600℃~800℃的高温摩擦系数，炉内用氩气保护，最大压力100KN，最大拉伸载荷为20KN，拉速率为10～30mm/s。试验结果显示，材料在高温下的热摩擦系数是常温下的2~3倍，摩擦系数越大，成形过程中材料越容易出现起皱和开裂。室温600℃650℃700℃750℃800℃0.140.380.410.450.500.530.120.360.440.470.490.540.110.330.430.470.480.570.1230.3570.4270.4630.4900.547（测量参数P=5000N，v=10mm/s~20mm/

6、s）7一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制热成形工艺性能研究---高温-高温FLD热冲压成形过程是高温变形过程，研究高温下硼钢板的成形极限，通过胀形试验获得莱钢硼钢板高温成形极限，为新型B钢热冲压成形仿真提供判据。8一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制零部件热成形仿真分析热冲压成形过程是多元热力学的耦合过程，分析过程中充分考虑材料高温摩擦系数、高温FLD、边界条件：高温流变曲线等重要材料参量，经验证，分析结
材料及高温应力应变曲线果与

7、样件试制结果吻合。；
高温FLD数据；
高温摩擦系数；
换热系数；
壳单元/1.8mm；
冲压速度150mm/s;分析模型9一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制热成形模具设计热冲压成形模具设计开发是热冲压成形关键技术，它不同于传统的冷冲压模具，它是冷却系统优化设计、冷却水道加工、计算机仿真分析技术、传热模拟等技术的集成，最终达到成形、冷却、组织性能优良的完美结合，开发流程如下：1010一一、一、、热冲压成形开发技术、热冲压成形开发技术考察调研材料工艺模具设计产线建设样件试制热成形模具水道

8、设计模具模体的冷却水道系统设模具冷却水道布置设计模型，建立模初始模具开发计，水道布局，模具模体的体温度场计算模型分块组合确定冷却系统设计结果结果不可接受方案和热成形生产可接节拍方