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前言第1章绪论11.1引言11.2超高强度硼钢板及其应用31.3超高强度硼钢板冲压成形工艺4第2章超高强度硼钢板材料性能测试62.1超高强度硼钢板热力学性能测试62.1.1测试装置62.1.2测试步骤72.2超高强度硼钢板成形性能测试82.2.1测试装置82.2.2测试方法82.3超高强度硼钢板相变测试102.3.1测试方法102.3.2相变判断11第3章超高强度硼钢板材料性能及其理论模型143.1超高强度硼钢板的物理性能143.1.1常温物理性能143.1.2高温物理性能143.2超高强度硼钢板的力学性能163.2.1常温力学性能163.2.2高温力学性能173.3超高强度硼钢板的本构模型193.3.1基于井上胜郎模型的本构模型203.3.2基于动态回复的本构模型233.4超高强度硼钢板的成形性能283.4.1常温成形性能283.4.2高温成形性能283.4.3超高强度硼钢板热冲压成形极限预测模型303.5超高强度硼钢板的焊接性能363.5.1焊接接头的力学性能分析373.5.2焊接接头宏观形貌分析373.5.3焊点的金相分析383.6本章小结39第4章超高强度硼钢板热成形过程中的相变、机理及控制414.1形变奥氏体的扩散相变热力学分析414.2铁素体相变分析454.2.1变形温度对形变诱导铁素体相变的影响494.2.2应变速率对形变诱导铁素体相变的影响504.2.3变形后冷却速率对形变诱导铁素体相变的影响504.2.4应变量对形变诱导铁素体相变的影响504.3贝氏体相变分析534.4马氏体相变分析564.4.1马氏体相变形核功564.4.2马氏体相变动力学模型584.5热冲压工艺参数对硼钢板相变的影响614.5.1冷却速率对硼钢板相变的影响614.5.2保温温度对硼钢板相变的影响634.6本章小结72第5章超高强度硼钢板热冲压的数值模拟745.1热冲压常用数值模拟软件概述745.2考虑开模温度场分布的热冲压开模变形仿真755.2.1热冲压工艺的耦合分析方法概述765.2.2考虑开模温度场分布的热冲压开模变形仿真方法775.2.3回弹变形的热力耦合分析流程795.2.4基于Dynaform的B柱的热冲压成形过程仿真815.2.5带有温度历程的开模变形仿真方法875.3热冲压开模变形仿真模型的验证955.4本章小结97第6章超高强度硼钢板的热冲压成形与开模变形986.1成形工艺参数对热冲压工艺的影响986.1.1板料成形初始温度对热冲压工艺的影响996.1.2冲压速度对热冲压工艺的影响1006.1.3板料厚度对热冲压工艺的影响1026.1.4保压条件对热冲压工艺的影响1026.2热成形开模变形的原因及规律1036.2.1热胀冷缩及相变膨胀对变形影响分析1036.2.2热冲压B柱开模变形的原因及规律1056.3本章小结111第7章热冲压成形零件的尺寸控制112Ⅴ7.1热冲压成形零件的尺寸控制技术1127.1.1零件接触压力的影响1127.1.2模具温度分布的影响1157.1.3模具型面补偿的影响1217.2本章小结123第8章热冲压模具冷却系统设计1248.1热冲压模具简介1248.2热冲压模具冷却系统的设计方法1268.2.1热冲压模具冷却系统设计要求1268.2.2热冲压模具冷却系统设计参数1268.2.3热冲压模具冷却系统设计及其优化1278.3热冲压模具热平衡设计1358.3.1热冲压模具热平衡分析1358.3.2热冲压成形工艺传热数学模型的建立方法1368.3.3热冲压成形工艺传热数值分析方法1398.4本章小结144参考文献146后记1512100433B
本书为机械工业出版社《制造业高端技术系列》之一。本书共分为8章,主要包括绪论,超高强度硼钢板材料性能测试方法,超高强度硼钢板材料性能及其理论模型,超高强度硼钢板热成形过程中的相变、机理及控制,超高强度硼钢板热冲压的数值模拟,超高强度硼钢板的热冲压成型与开模变形,热冲压成形零件的尺寸控制,热冲压模具冷却系统设计。
需要的。1.高强度耐磨钢热处理通常采用“常规淬火+低温回火”工艺。2.淬火过程的奥氏体化温度一般为临界点Ac3+30°C 50°C,温度范围在910 到950°C,这样可获得均匀细小的马氏体组织,有利...
汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、环境污染等问题的影响,该行业发展之矛盾也日益凸显。展望未来,该行业的发展只有建立在自然、生态、节能、安全等背景下,其发展才可持续。在...
所谓双相高强度钢板是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半,一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、T...
高强度钢板热冲压成形工艺的改进
热冲压技术因兼备冲压及热锻的技术优势,在我国汽车零部件的制造工艺中得以广泛的关注及应用。在热冲压生产过程中,产品都是在特别高的温度下成型的,期间通常会受到非等温淬火的影响,产生破裂或起皱等质量缺陷。本文以高强度热冲压成型钢板22MnB5材料的机械性能以及相变过程为基础,在相变过程中加入一个冷却环节。实验结果表明此优化对产品质量缺陷的改进有很大的帮助。
高强度钢板热冲裁成形工艺研究
冲裁间隙、凸凹模圆角半径对高强度钢板热冲裁模具寿命有很大的影响。运用有限元模拟研究了不同参数对等效应力应变的影响。结果表明,随着间隙增大,最大等效应力和应变都逐渐减小;随圆角半径增大,最大等效应力和应变呈现波动的规律。该研究结果可以进一步向实际生产中推广。
采用冷冲压工艺的零件,其外形设计自由度相对较大,并可以通过3-5道工序来成形所需外形、尺寸的零件。钢板热冲压原则上只能一道冲压成形,因此零件的外形设计要充分考虑其工艺特点。对于冲压深度很深、成形难度很大的中通道类零件,可以先采用冷冲压进行预成形,然后再进行热冲压,但设备投资和零件价格会相对较高。
与冷冲压模具及传统意义上的热冲压模具不同,钢板热冲压新技术所需的模具具有其特殊性,核心技术体现在:
1.由于车身冲压件装配精度要求较高,模具型面设计时,需要考虑钢板的热胀冷缩效应,并采取有效补偿方案,同时模具型面不能设计冷冲压模具中常用的拉深筋;
2.冷却水的流动方式等;
3.基于加工工艺性,特别是钻孔工艺性的模具分块及其精密装配技术;
4.模具冷却水泄漏的有效解决方案。
全球范围内能成功设计、制造钢板热冲压模具的厂家不超过20家,而且实行严格的技术保护和封锁。国内能够接触到这类模具内部结构的人极少,不具备这类模具的设计能力。国内仅有的4条钢板热冲压产线所使用的热冲压模具全部从国外进口,价格昂贵。
对冷冲压而言,常常采用定位销对毛坯进行定位。对热冲压来说,热态毛坯在重力作用下的变形挠度很大。为最大限度避免毛坯在冲压之前过早地与模具表面接触以减小温降、提高热冲压成形性,需要设计专门的支撑机构来支撑毛坯。
钢板热冲压新技术领域的CAE分析可以拆分为热冲压过程分析(预测零件的热冲压可制造性)、保压淬火过程分析(预测零件的组织和力学性能)和回弹分析(预测零件的成形精度)。在这一领域各厂家也分别以企业技术秘密(KNOW-HOW)的形式,实行严格的技术保护和封锁,见诸报道的都是分析的结果,而不是过程。在冲压过程的CAE分析中,需要准确的材料性能参数,如弹性模量、泊松比、高温状态下的应力应变关系和钢板摩擦特性等,这些参数和冷冲压状况是完全不同的。
热冲压零件的影响因素众多,毛坯形状、加热温度、炉内保温时间、钢板开始冲压的温度、冲压速度、保压时间、冷却速度等因素都会对零件热冲压的成形性和成形质量产生直接影响 。
硼钢板在高温奥氏体状态下的变形行为及其马氏体相变研究对掌握同步淬火热冲压成形核心技术具有重要意义。通过硼钢板的高温单拉试验及TEM等试验分析其高温变形机制,建立高温下硼钢板的动态回复动力学模型及相应的本构关系式。据此,结合金属塑性失稳理论对硼钢板的热成形极限进行理论研究,并通过高温成形极限试验进行验证,获得适用于硼钢板高温奥氏体状态下的成形极限理论;深入分析造成高温下硼钢板独特塑性失稳方式的影响机制。结合材料测试分析实验,分析不同变形工艺条件(加热工艺、变形温度、变形量、应变率、冷却速率等)对硼钢板马氏体相变温度、马氏体转变分数、马氏体形貌等的影响,根据马氏体相变热力学及动力学对其进行深入分析。对变形后的硼钢板试件再进行常温单拉试验和硬度测定等试验,研究不同工艺条件对热变形后的硼钢板再变形能力、强度以及硬度等的影响。
硼钢板在高温奥氏体状态下的变形行为及其马氏体相变研究对掌握同步淬火热冲压成形核心技术及其机理具有重要意义。本项目基于硼钢板的高温拉伸试验及TEM 等试验分析其高温变形机制,建立了高温下硼钢板的动态回复动力学模型及相应的本构关系式。据此,结合金属塑性失稳理论对硼钢板的热成形极限进行理论的研究,并通过高温成形极限试验,获得适用于硼钢板高温奥氏体状态下的成形极限理论;深入分析了造成高温下硼钢板独特塑性失稳方式的影响机理。结合材料测试分析实验,研究了不同变形工艺条件(加热工艺、变形温度、变形量、应变率、冷却速率等)对硼钢板马氏体相变温度、马氏体转变分数、马氏体形貌等的影响,根据马氏体相变热力学及动力学对其进行了深入分析。对变形后的硼钢板试件进行常温单拉试验和硬度测定等试验,研究了不同工艺条件对热变形后的硼钢板再变形能力、强度以及硬度等的影响规律性。项目在国内外核心期刊发表署名本课题资助的论文11篇,其中SCI收录7篇,单独EI收录4篇,出版“金属板材热辅助塑性成形理论”专著一本(计划2014年上半年)。 另外,课题组申请中标2014年国家自然基金面上项目一项:《热冲压硼钢板基因的选择性表达及其在力学性能预测中的应用》(项目批准号:51375346)。