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汽車熱成型零件介紹

來(lái)源:本站 時(shí)間:2024-02-27 08:45:25 瀏覽:101

汽車車身強(qiáng)度是車輛安全的基礎(chǔ),如同人體的骨骼,而熱成型零件則是保證車身強(qiáng)度的關(guān)鍵零件之一。所謂熱成型零件是指將鋼板經(jīng)過(guò)950°C的高溫加熱之后一次成形,又迅速冷卻從而全面提升了鋼板強(qiáng)度,屈服度達(dá)1000Mpa之高,每平方厘米能承受10噸以上的壓力,把這種材料用在車身上,在車身重量幾乎沒(méi)有太大變化情況下,承受力提高了30%,使汽車的剛強(qiáng)度達(dá)到全新水準(zhǔn)。

高強(qiáng)鋼家族(右下的PHS為熱成型用鋼)

傳統(tǒng)的車身是通過(guò)鋼板的沖壓生產(chǎn)出形狀各異的鈑金件,通過(guò)焊接工藝連接后構(gòu)成了汽車車身,熱成型零件相對(duì)于傳統(tǒng)冷沖壓零件從生產(chǎn)工藝,切割技術(shù),應(yīng)用范圍上有極大的不同。從生產(chǎn)工藝上熱成型零件的生產(chǎn)可以分為如下幾序:1.落料,2.加熱(奧氏體化),3.轉(zhuǎn)移,4.沖壓和淬火,5.切割處理。熱成型板材在初始狀態(tài)的材料強(qiáng)度為500MPa~700MPa,板材卷料在開(kāi)卷線可直接沖切成沖壓所需的外輪廓坯料;接下來(lái)經(jīng)過(guò)機(jī)器人將料片放到傳送加熱爐上,加熱爐將料片加溫至930-950℃再保溫,使得板料內(nèi)部組織由鐵素體和珠光體完全奧氏體化,奧氏體組織的塑性非常好,強(qiáng)度低,非常適合沖壓加工;從加熱爐出來(lái)的板料會(huì)迅速被機(jī)械手夾鉗送至熱成型模具型腔進(jìn)行沖壓加工,熱成型模具相比冷沖壓模具關(guān)鍵區(qū)別在于多了水路冷卻系統(tǒng),經(jīng)過(guò)10秒左右的保壓冷卻的過(guò)程中(淬火),板料的金相組織會(huì)完全變?yōu)轳R氏體組織。馬氏體組織的強(qiáng)度、硬度非常高,成型后的熱成型件抗拉強(qiáng)度可達(dá)1500MPa,零件表面硬度可達(dá)到52HRC;**由于熱成型件強(qiáng)度硬度大,使用傳統(tǒng)的冷沖壓模具進(jìn)行修邊沖孔的話,模具部件磨損嚴(yán)重、壽命嚴(yán)重縮短。通常采用激光切割實(shí)現(xiàn)切邊沖孔。當(dāng)前處于成本考慮,對(duì)于干區(qū)位置的熱成型零件越來(lái)越多采用裸板(非鋁硅涂層板),對(duì)于裸板在加熱成型后表面會(huì)產(chǎn)生氧化鐵皮,需要額外的噴丸工藝進(jìn)行處理。

熱成型鋼加工時(shí)間線

成型前后的金相組織視圖

熱成型零件的應(yīng)用給車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多優(yōu)點(diǎn),在相同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下熱成型材料料厚更低,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也更簡(jiǎn)單,在提高車輛安全性能的同時(shí),能夠減少油耗,同時(shí)零件的尺寸精度更高,可實(shí)現(xiàn)的沖壓深度也更深。但是,熱成型零件也存在生產(chǎn)節(jié)拍慢,模具投資高,工藝費(fèi)用高的劣勢(shì)。

在熱成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有額外的要求,由于熱成型工藝對(duì)沖壓模具的磨損較高,通常零件最小圓角要大于6mm,并且在碰撞關(guān)鍵區(qū)域盡可能減少孔的設(shè)計(jì)(如需要增加孔則避免設(shè)計(jì)在圓角上);可以對(duì)搭接精度要求不高的地方,零件適當(dāng)增加自由邊緣(公差±3mm),降低工藝要求;在焊接過(guò)程中的熱量會(huì)降低焊接區(qū)域熱成型零件局部材料強(qiáng)度,所以要特別注意碰撞關(guān)鍵區(qū)域的焊接設(shè)計(jì)。

捷達(dá)車型保持了大眾優(yōu)秀的車身用材和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑燔嚬に?,捷達(dá)全系車型大量采用,在A柱,B柱,門(mén)檻,前后縱梁,前后橫梁,中央通道等共17處零件全部使用熱成型鋼材。熱成型鋼材增加車身強(qiáng)度,使車身上的加強(qiáng)板,加強(qiáng)筋大大減少,材料厚度也可以進(jìn)行輕量化,從而實(shí)現(xiàn)整車的輕量化。


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