锻压技术：超高强钢管件热气胀成形特性与A 柱样件开发
2023-11-20【作 者】程超;韩非;石磊
【前 言】
为了响应国家节能减排的号召，应对全球化的能源危机，轻量化已经成为汽车行业发展的一个关键性技术[1-2]。同时，汽车轻量化不能以牺牲安全性能为代价，近年来汽车安全法规越来越严格，如美国公路安全保险协会(IIHS)的碰撞新标，将偏置碰撞重叠面积比率由40%降至25 %[3]。汽车的安全性体现在以下方面:( 1)车身在撞击过程中吸收撞击能量的能力;( 2)乘员区域框架结构抵抗变形的能力，即对乘员的保护程度[4-5]。
汽车车身的轻量化技术包括采用轻量化材料、轻量化先进工艺和轻量化结构设计[6]。采用超高强度的材料(材料轻量化)、新的结构设计(结构轻量化)，并结合合适的先进成形技术进行加工制造，是实现汽车轻量化的重要途径。
本文以B 1500HS超高强钢管件为对象，研究管件热气胀成形特性及敏感参数的影响规律，为热气胀成形管件开发提供基础。通过开展管件A柱样件的开发，证明了热气胀成形典型管件的可行性，可以有效地支撑热气胀成形技术在汽车典型管件上的应用。首先，研究了管坯在高温下的流动应力，获取了仿真分析用材料参数，再通过仿真分析和实验研究确定了管件的极限胀形规律。同时，选择典型A柱完成管件设计、热气胀成形工艺方案、模具和样件开发，获得了满足尺寸精度和强度要求的A柱样件。
【结论与展望】
（1）高温状态下，材料的流动应力明显降低，且随着温度升高而降低，随着应变速率升高而升高。
（2）900℃条件下，管材自由胀形的最大胀形率和极限胀破压力随增压速率的增大而升高。
（3）采用典型管件A柱代替常规冲压焊装结构可以减重13.7%，通过热气胀成形工艺优化和模具开发，可获得合格的管件A柱样件。
（4）管件A柱样件的抗拉强度达到1500 MPa ,同时延迟开裂性能满足要求。
（5）热气胀成形超高强钢管件A柱，需要对车身焊接工艺和铝硅镀层管件的开发开展进一步研究。
以下是正文：
