前防撞梁零件的热成形试制研究-中国工程科学.PDF

前防撞梁零件的热成形试制研究 1 1 2 1 1 郭怡晖 ，马鸣图 ，张宜生 ，宋磊峰 ，方 刚 （1. 中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 400039 ；2. 华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074 ） [摘要] 针对某车型前防撞梁零件开发热成形模具，并进行热冲压成形试验，对成形后的零件进行激光扫 描以及金相组织、显微硬度和力学性能检测。结果表明：所试制的零件形状符合设计要求，热成形后零件 为马氏体组织，显微硬度在HV400 以上，样件屈服强度在1 000 MPa 以上，抗拉强度在1 400 MPa 以上，断 后延伸率在10 %以上。 [关键词] 前防撞梁；热成形；力学性能 [中图分类号] TG306 [文献标识码] A [文章编号] 1009-1742（2014）01-0076-05 形后的零件尺寸精度高，回弹量很小。采用热成形 1 前言 零件可以通过减少板厚、简化零件结构等方式来 随着能源和环保等问题日益显现，汽车的节能 减轻构件质量，实现汽车轻量化，同时提高汽车 减排问题越来越受到汽车工业的重视。汽车轻量 的被动安全性能。正由于热成形技术的诸多优 化可以有效减轻汽车的质量，是实现汽车节能减排 点，世界上各大汽车制造厂都将热成形工艺用于 的重要手段。但轻量化不应以牺牲车辆的安全性 车门防撞梁、前后防撞梁以及A 、B 、C 柱等安全件 [3~7] 作为代价，而采用高强度钢材料可以在减轻汽车车 的制造 。 身质量和提高汽车安全性能方面达到完美的统一， 本文针对某车型前防撞梁零件设计并制造热 因而高强度钢材料在车身制造中的应用在不断加 成形模具，进行小批量试制，并检测热成形零件的 [1，2] 强 。高强度钢材料在成形过程中存在回弹大和 金相组织和力学性能。结果表明，热冲压成形后得 成形开裂等缺陷。热成形技术作为一种先进的成 到的零件形状完好，无起皱和开裂缺陷，符合工程 形技术，可以用来成形1 500 MPa 级的高强度钢材 设计要求；零件组织为马氏体组织，显微硬度在 料，因而也越来越受到汽车制造业的重视。 HV400 以上，零件的屈服强度可达1 000 MPa ，抗拉 热成形技术是把特殊的高强度钢板加热到奥 强度达到1 400 MPa 以上。本文的热成形小批量试 氏体化温度，随后将高温下的板料快速移动到带有 验过程为该零件的工业化生产提供了重要的指导 冷却水通道的特殊模具内冲压成形并保压，板料在 价值。 冲压成形的过程中发生马氏体转变，由此而得到含 2 试验材料及方法 有马氏体组织的超高强度零件。热成形后零件屈 服强度可达1 000 MPa ，抗拉强度可达1 500 MPa 。 2.1 试验材料 热成形技术不仅具有高强度的优点，同时，由 采用某高强钢材料，其牌号为22MnMoB ，材料 于是在高温条件下，板料的塑性和成形性好，热成 的化学成分如表1所示。 [收稿日期] 2013-10-12 [基金项目] 国家科技支撑计划（2011BAG03B02 ） [作者简介] 郭怡晖，1984年出生，男，湖北黄石市人，工程师，硕士，研究方向为汽车用高强度钢成形工艺；E-mail ：gyh478@163.com 76 中国工程科学 表1 22MnMoB的化学成分 Table1 Thechemicalcompositionofthe22MnMoB