锻压技术：间接热成形中预成形量对零件成形质量的影响
2023-12-13【作 者】汤梓铭;谷诤巍;李义;李欣;于歌
【前 言】
在汽车领域大力推进节能减排的背景下, 轻质材料与结构轻量化设计、 先进工艺手段相结合,能够大幅度减少汽车零部件的质量, 从而降低整车重量、 提高燃油利用率、 实现节能减排[1-2]。 从材料应用方面来看, 主要是采用低密度的轻质材料和高强度钢材料[3-5]。 超高强度钢如今已被广泛应用于生产汽车 A 柱、 B 柱、 保险杠、 顶盖纵梁、侧栏等结构件中, 在保证安全的同时又为零部件轻量化做出贡献[6-9]。 由超高强度钢引入的热成形技术是将冲压成形与热处理相结合的一种工艺,其将板料加热至奥氏体状态, 然后迅速转移至带有冷却水道的热成形模具中进行快速成形和保压冷却淬火, 完成马氏体组织转变, 从而获得超高强度的成形件[10]。
本研究采用 22MnB5 钢材料, 以盒形零件为例对其间接热成形工艺进行研究, 通过数值模拟与试验两种方法, 讨论预成形量对零件成形性的影响, 并寻求预成形量所满足的规律。
【结 论】
(1) 在间接热成形中, 当以冲压行程作为预成形量设计的参照对象时, 盒形零件满足随着预成形量的增大、 零件成形性越好的规律。
(2) 随着预成形量的增大, 盒形零件的最大减薄率逐渐减小; 当预成形量≥90%时, 最大减薄率减小趋势减缓, 稳定在 15%左右, 且厚度分布更加均匀, 减薄率方差在 0. 002 左右。
(3) 对于盒形零件上的一点来说, 在整个间接热成形中的总变形量是一定的, 当预成形量较小时(<80%), 更多的变形量将在终成形中完成, 由于高温下材料的流动性能增加, 变形量较大, 厚度变化剧烈, 容易发生过度减薄而产生破裂。 对于间接热成形来说, 终成形作用更多的是对预成形板料进行整形以及局部特征的成形。 此外, 不同预成形量不会对零件的力学性能产生很大影响。
以下是正文：
