模具工业：超高强度钢板料胀形成形极限研究
2022-02-18【作 者】王苏静;邓沛然;宣守强;徐辉;种习文
【引 言】近年来，各种轻量化材料不断发展，但钢材仍是汽车结构制造中的主要材料。为实现减轻质量、节能环保和提高车身安全性，需使用抗拉强度超过1GPa的先进超高强度钢（AUHSSs）。DP1180双相钢作为一种新型超高强度钢，是国内外钢铁企业研究的重点材料之一。然而，UHSS中较硬的马民体组织，给冲压过程和成形工艺设计带来困难。超高强度钢在室温下成形性能较差，且冷成形的技术难度大和生产限制多，因此热成形加工方式将成为其主要加工方法。
SPANDRE等研究了不同温度和应变速率下的DP590拉伸变形行为和材料性能。关于600MPa级别的DP钢研究较多，而1000MPa级别的先进高强度钢研究较少，因此DPI180高强度钢在不同参数条件下的性能研究对实现其在汽车轻量化中的应用具有参考价值。吴恺威利用冲压成形测试系统对DP590板料进行了不同冲压速度下的杯突试验，通过何服压力机板料测试系统的精密传感器读取了冲压过程中的凸模位置、速度和载荷的关系曲线，获得了0.8mm厚的板料在不同冲压速度、润滑条件及压边力条件下的IE值。其试验结果表明：冲
压速度、润滑条件和压边力对DP590材料的胀形性能均有影响，研究有助于材料的轻量化应用和工艺参数的优化。孙立君等通过公式推导并结合有限元模拟技术，基于Swift分散性失稳和Hill集中性失稳2种理论模型，将最小厚度的计算结果与有限元模拟试验得到材料破裂时的最小厚度对比，计算结果表明：Hill失稳理论能较准确地预测超薄不锈钢材料在胀形过程中的破裂趋势，该结论可用于预测超薄不锈钢发生胀形时的极限。
【结束语】DP1180高强度钢板料的塑性性能随温度的升高而提升，IE值随着温度的升高而逐渐增大，室温下的IE值为7.155，温度为300℃时，IE值为13.853，材料的胀形性能提升了93.6%，胀形性能得到了显著提升。通过控制变量，分别探究了在不同的压边力、冲压速度下的IE值变化情况。结果表明：在胀形试验中，0.8mm厚的DPI180高强度钢板料的IE值随着压边力的增大而先增后减，随着冲压速度的增大逐渐减小；不同温度条件下，IE值随压边力、冲压速度的变化趋势相似；随着温度的升高，压边力的影响程度逐渐减小，冲压速度一直为主要影响因素。
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