[發(fā)明專利]一種運載工具中零件的制備方法

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• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN110699516A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設計）人: 曾曉雁;胡乾午
• 申請（專利權）人: 武漢飛能達激光技術有限公司
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09
• 代理公司: 42224 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 方可

本發(fā)明公開了一種運載工具中零件的制備方法，屬于金屬材料領域，方法包括如下步驟：(1)采用板材或者型材作為原材料，其厚度為0.3mm～5mm，(2)根據(jù)所擬制造零件的形狀，設計金屬基復合材料硬化相的形狀、大小、分布方式和密度，在需要沖壓變形或者折彎成形區(qū)域，不設計增強相，(3)對原材料進行選區(qū)強韌化處理，形成同素異構金屬基復合板材，對于需要深沖變形或者彎折變形的區(qū)域，暫時不進行增強處理，(4)對預制好的金屬基復合材料進行成形加工，使其達到所設計零件的最終尺寸，(5)對經(jīng)過彎折成型的處理部位，采用選區(qū)強韌化處理工藝補齊增強相。本發(fā)明方法能大幅度降低零件的制造成本，并提高制造效率。

技術領域

本發(fā)明屬于材料領域，具體涉及一種先制備金屬預制材料、再采用該金屬預制材料制備運載工具中零件的制備方法，預制材料既具有高強韌性又具有重量輕的特點，特別適合用作鈑金成形的構件材料。

背景技術

現(xiàn)代制造業(yè)中，如何提高材料的強韌性是企業(yè)和工程技術人員不斷追求的目標。下面以汽車制造業(yè)為例予以具體說明。

汽車輕量化有利于環(huán)保節(jié)能，而材料的選擇與應用是其關鍵所在，主要表現(xiàn)在三個方面：(1)使用更高強度鋼板代替普通鋼板，在滿足同等強度要求的前提下減少零件厚度和重量；(2)開發(fā)新的材料加工技術，優(yōu)化板材結構，實現(xiàn)車身零部件輕量化，如連續(xù)擠壓變截面型材、金屬基復合材料板、激光焊接板、軋制差厚板等；(3)開發(fā)新型高強度、低密度的輕質材料，用其取代傳統(tǒng)鋼鐵零件以減輕汽車自重，如鎂、鋁合金等金屬材料，以及塑料聚合物、陶瓷、復合材料等非金屬材料。顯然，通過結構優(yōu)化、高強度材料、輕質材料的應用和材料加工工藝創(chuàng)新等措施，在保持整車強度的同時，實現(xiàn)車身的輕量化是目前汽車制造的重要發(fā)展方向之一。

另外，在汽車特別是轎車制造時，為了減輕汽車的自重，并使車身有良好的流線外觀，常常采用各種高強度鋼或者型材。特別是近年來，基于激光焊接技術的不等厚板(又稱差厚板)被廣泛應用于車身、車門的結構材料。其中，主承力部分一般采用厚度較大的鋼板，而次承力或者不承力的部分一般采用較薄的鋼板，兩者通過激光焊接連接起來，確保結構件的強度，最后通過沖壓成型。

除了不等厚板外，汽車的覆蓋面板、頂板，汽車車身的框架結構等也是由板材加工成型的。事實上，不僅僅在汽車制造中，在航空航天飛行器、船舶、高速列車等制造中，都存在如何降低運載工具自重、提高運輸效能的問題。減輕上述構件自重的最佳技術路線是采用高強度鋼甚至超高強度鋼。然而，這一技術路線存在的主要問題是，高強鋼或者超高強度鋼的焊接特性與沖壓特性不足，因此難以兼顧高強度和良好的加工特性。

因此，在保證安全性的前提下，如何進一步降低板材的厚度，提高板材的性能，成為運載工具如飛機、航天飛行器、汽車制造工業(yè)努力追求的目標。為此，需要發(fā)展兼有高強度、高剛性同時兼有良好的焊接性、沖壓特性的材料。顯然，傳統(tǒng)的金屬材料無法滿足上述要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種運載工具裝備制造中零件的制備方法，該制備方法中先制備預制材料，預制材料既具有金屬平衡態(tài)組織高延性、可焊性特點，又兼具金屬強化組織的高強度、高耐磨性能，具有高的強韌性，并且還具有重量輕的特點，再利用預制材料制備零件，該方法在工程上能大幅度降低零件的制造成本，并提高制造效率。

本發(fā)明提供的技術方案如下：一種運載工具中零件的制備方法，其包括如下步驟：

(1)采用板材或者型材作為原材料，其厚度為0.3mm～5mm，

(2)根據(jù)所擬制造零件的形狀，設計金屬基復合材料硬化相的形狀、大小、分布方式和密度，在需要沖壓變形或者折彎成形區(qū)域，不設計增強相，

(3)采用高能密度激光束作為熱源，通過光學系統(tǒng)聚焦，設定光斑直徑大小，采用陣列式圖案，對原材料進行選區(qū)強韌化處理，形成同素異構金屬基復合板材，對于需要深沖變形或者彎折變形的區(qū)域，暫時不進行增強處理，得到金屬基復合材料，