高强度钢板热成形技术及其工程实现

高强度钢板热成形技术是同时实现汽车车体轻量化和提高碰撞安全性的最新技术。本文结合国内第一条拥有自主知识产权的高强度钢板热成形批量生产线,介绍高强度钢板热成形成技术要点,并以两款汽车门内加强梁的热成形产品开发为例说明热成形技术的两种工艺方式及其工程实现。     

汽车用高强度钢的发展

通过对汽车用高强度钢板国内外研究现状的分析对比,阐述了汽车用高强度钢的发展趋势。以轿车左/右侧B立柱加强板等4个高强度钢板零件试验模具为例,介绍了影响高强度钢板零件冲压成形过程的主要问题及调试方案,为国内汽车用高强度钢冲压成形技术研究提出了参考性建议。     

高强度钢板热冲压成形研究与进展

介绍了国内外高强度钢板热冲压成形技术的研究及开发概况,分析热冲压成形技术的工作原理并将热冲压成形与冷冲压成形的技术特点进行对比,热冲压成形技术可保证冲压零件尺寸精度并提高冲压零件强度;探讨了热冲压成形模具的设计要求,以及模具的材料选择;同时对影响高强度钢板热冲压成形的关键问题进行了分析。     

超高强度钢车门防撞梁冷冲压数值模拟研究

车门防撞梁是提高轿车侧碰撞安全性的关键部件,安全性高的轿车都采用超高强度钢板制造防撞梁,但超高强度钢板成形困难。本文使用Pam-Stamp 2G软件对材料为DP600超高强度钢的某乘用车车门防撞梁冷冲压成形工艺进行了模拟研究,探讨了凹模圆角、压边力和板料形状等对成形缺陷和回弹的影响,为同类相关高强度钢汽车件的生产起到了指导作用。     

冷轧双相钢板在汽车保安件上的应用研究

通过对800 MPa级和1 000 MPa级冷轧双相钢板成形性能和焊接工艺等的试验研究、金相组织与力学性能关系的分析、成形极限曲线试验、薄板疲劳性能试验结果的分析,掌握了双相钢板的综合性能;以高强度双相钢板试制乘用车的前保险杠横梁、车门防撞梁和中立柱加强板等安全零件通过了零件总成及整车的安全验证。试验结果表明:双相钢板的应用提高了轿车的安全性能,且比普通强度级别钢板减重约20%;同时高强度钢板采用冷成形工艺比热成形工艺降低成本约30%。     

具有优良性能的新型高强度钢板

高强度钢应用的一个重点领域是在车身上的应用。高强度钢板相对于其高的强度来说,具有优良的成形性能,但比传统的软钢板的成形性能要差,而车身零件,特别是结构件的形状大都比较复杂。这就大大地增加了高强度钢板应用的难度。为此,汽车生产和钢板生产两个领域都进行了卓有成效的创新。为高强度钢板的扩大应用开辟了新的途径。     

热成形技术在汽车冲压领域的应用

由于人们环保意识的加强和对汽车安全性要求的日益提高,世界各国对汽车安全和环保法规的控制越来越严格。通过对先进高强度钢和超高强度钢的研究和使用,提高了汽车的碰撞性能,同时也为实现轻量化做出很大贡献。为了解决高强度钢板冷成形的难题,人们研发出一种针对高强度、超高强度钢板的热冲压成形技术。与冷冲压成形相比,热冲压成形具有成形后板料回弹量很小、零件的贴模性好、尺寸精度高等优点。     

CA1092车身轻量化的研究

为使汽车车身轻量化，应用一汽与宝钢共同开发的高强度IF钢板BIF340、烘烤硬化钢板BH340分别代替St14和St13冷轧钢板，生产零件41种，使CA1092载货车用高强度冷轧钢板占整车的57.6％。通过室内性能试验和整车台架及行车试验，充分显示了高强度钢板优良的力学性能和成形性能。     

CA1092车身轻量化的研究

为使汽车车身轻量化，应用一汽与宝钢共同开发的高强度IF钢板BIF340、烘烤硬化钢板BH340分别代替St14和St13冷轧钢板，生产零件41种，使CA1092载货车用高强度冷轧钢板占整车的57．6％。通过室内性能试验和整车台架及行车试验，充分显示了高强度钢板优良的力学性能和成形性能。     

CA1092车身轻量化的研究

为使汽车车身轻量化，应用一汽与宝钢共同开发的高强度IF钢板BIF340，烘烤硬化钢板BH340分别代替St14和St13冷轧钢板，生产零件41种，使CA1092载货车用高强度冷轧钢板占整车的57．6％。通过室内性能试验和整车台架及行车试验，充分显示了高强度钢板优良的力学性能和成形性能。     

乘用车P1平台后轴托盘的试制

乘用车P1平台后轴托盘属于高强度钢板厚板料零件,成形难度较大,成形质量和尺寸精度要求比较严格。首先根据零件结构特点及现有设备状况讨论了工艺方案和模具方案,通过详细的冲压CAE分析确保了零件成形的可能性;在整个试验调试过程中,针对造成零件局部回弹超差问题的原因进行了分析,并给出了具体的解决方案。经过3轮试验调试,最终完成了零件试制任务。     

B柱加强板QP980冲压成形性研究

QP钢是一种高强度高塑性的第三代高强度钢,为了论证QP980的冲压成形能力,采用虚拟成形分析方法研究了汽车用第3代高强板QP980的冲压成形性。并与汽车常用的DP590、DP780、DP980四种高强钢板进行了对比研究,证明QP980强度略强于DP980,冲压成形性比DP590略好。应用第3代QP钢可解决高强度且形状较复杂的零件成形问题,对汽车安全性和轻量化都具有很强的应用价值。     

热成形高强度钢板点焊参数正交试验研究

正交试验选择点焊参数是统计技术与焊接技术的有机结合,具有科学、简便的特点。以22MnB5热成形镀锌高强度钢板点焊参数为研究对象,对正交试验零件做拉脱力试验,优选出焊接电流、焊接压力、焊接时间参数,用最佳点焊参数实现热成形高强度钢板之间的最大强度连接。通过总结试验过程,提出因素水平极差对试验结果有较大影响、脉冲冷却时间对飞溅大小有显著影响的正交试验注意事项。     

DP600板成形极限曲线及应变路径的有限元分析

在汽车高强度钢板覆盖件成形性研究中，利用有限元方法分析TDP600高强度钢板成形中断裂危险点的应变路径及其对成形极限的影响。指出，在一定的变形状态下，DP600钢板仍有起皱倾向性。板料厚向异性对断裂点危险应变路径的影响较为明显，较强的抗板厚减薄能力使其在两拉一压变形状态下，将具有更好的成形性和更高的成形极限。     

低碳高强度汽车板ZJ510L力学性能及强化机理

介绍了珠钢电炉CSP工艺下生产低碳高强度汽车梁用钢板ZJ510L的生产工艺，试验研究了薄板坯连铸连轧生产低碳高强度汽车梁崩钢板ZJ510L显微组织和力学性能特征，并分析了ZJ510L钢板组织细化与强化的主要原因。结果表明：成品板显微组织细小，强度和伸长率较高，许具有良好的成形性能和低温冲击韧度，可以满足汽车生产的要求。     

热成形钢板车身修理方法分析

正1热成形钢板介绍热成形钢板是把钢板加热至高温,冲压成型,然后迅速进行冷却,以此提高钢板的强度。高强度热成形钢板应用在车身板件上,可降低板件的相对厚度,从而减轻车辆的重量。目前广泛应用于B柱加强板、A柱加强板、车门防撞杆等需要超高强度的部件上。高强度热成形钢板是把强度为340 MPa的钢板加热至900℃左右,并冲压成型,然后迅速进行冷却,以此把强度提高至约1 500 MPa的超高强度,其工艺过程如图1所示。     

高强度钢板的应用研究

对WL510、WL540、WL590、SX—ISX-65、DOMEX700MC高强度钢板进行分析，主要研究了高强度钢板的化学成分、强化机理及力学性能，总结了高强度钢板在汽车生产中的应用情况，分析并讨论高强度钢板的成形性能、焊接性能。     

DP600高强板矩形盒拉深断裂与形状特征相关性的有限元分析

在大量纯铜薄板矩形盒拉深试验的基础上,利用有限元方法分析了DP600高强度钢板对矩形盒拉深的适应性及其断裂点的应变历史,并与纯铜薄板进行了对比分析。指出,由于DP600板塑性流动性较差,即使在较小的应变组合情况下也容易产生早期断裂。因此,在形状复杂类大型覆盖件成形时,与常规深冲板料成形相比,应考虑适当降低压料面上板坯的流动阻力,以提高成形性和成形极限。     

双相高强度钢板矩形盒拉深性的有限元分析

采用有限元方法对DP600高强度钢板、IF钢板和T2纯铜板矩形盒拉深成形过程进行了模拟分析和比较,指出高强度钢板在非回转对称拉深中的变形流动性较差,极限拉深深度对压料力变化不敏感。因此,在即将大量使用该类钢板进行汽车覆盖件成形生产时,应从成形工艺和模具结构方面有效调节法兰材料的变形流动,以缓解断裂危险点的应力应变集中现象,进而提高覆盖件成形性。     

高强度钢板热成形成套技术及装备

高强度钢板热成形技术是同时实现汽车车体轻量化和提高碰撞安全性的最新技术。同时也是将传统的热锻造技术与冷冲压技术相结合的最新制造工艺。结合胡平教授研发团队开发的国内第一条拥有自主知识产权热成形批量生产线,介绍了高强度钢板热成形成套技术及装备。