[發(fā)明專利]超高強鋼汽車薄壁結(jié)構(gòu)件的成型方法

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• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115122052A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱春東;康永旺;吳饒福;夏曦;余中全
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué);隨州武漢理工大學(xué)工業(yè)研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C21D1/18;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 朱宏偉

本發(fā)明涉及一種超高強鋼汽車薄壁結(jié)構(gòu)件的成型方法，包括以下步驟：S1、工件的預(yù)成型：將1000MPa以上的超高強鋼材料在常溫下進行折彎處理，將板材折彎成為結(jié)構(gòu)件對應(yīng)的形狀；S2、板件之間的焊接處理：將步驟S1中處理好的板件通過激光熔絲焊連接在一起，并通過矯正將工件成型；用成形系數(shù)k來表示送絲速度和焊接速度間比值，激光功率為P，2400W≤P≤2800W，成形系數(shù)取1.5≤K≤1.7，在焊接過程中激光功率與成形系數(shù)之間的比值n＝P/K；S3、將成型好的工件進行淬火處理，通過壓淬的方式來控制變形。本發(fā)明可以在不使用熱沖壓模具的情況下，對超高強鋼的構(gòu)件進行小批量的生產(chǎn)，精確控制成型構(gòu)件的精度和性能，并可以大幅度的節(jié)省結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程中的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車零部件生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種超高強鋼汽車薄壁結(jié)構(gòu)件的成型方法。

背景技術(shù)

隨著節(jié)能減排的話題被廣泛的重視，輕量化技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。為適應(yīng)輕量化技術(shù)的逐步推進，各種零部件的生產(chǎn)也需要不斷改進技術(shù)的同時保證其本身的性能和質(zhì)量要求。選擇超高強鋼和熱處理工藝可以大幅度提高材料強度的同時有效的降低產(chǎn)品的質(zhì)量。

對于1000MPa以上的超高強鋼材料，由于材料在成型的過程中需要進行熱處理淬火工藝，淬火的過程極易發(fā)生變形，所以目前針對這種材料的加工，都采用熱沖壓的方式，在專用的模具上對材料進行熱沖，同時在模具內(nèi)部進行淬火冷卻過程。但是對于一些封閉類的結(jié)構(gòu)件，無法使用專有的模具成型，所以對于這一類結(jié)構(gòu)件就無法使用熱沖壓工來成型。另外對于熱沖壓來說，必須要針對構(gòu)件來生產(chǎn)出對應(yīng)的專有模具，使得整個工序的成本極大的增加，尤其對于小批量生產(chǎn)的構(gòu)件，熱沖壓工藝不適應(yīng)于這類零件的生產(chǎn)。對于超高強鋼材料本身來說，需要進行熱處理才能使其強度達到要求，但熱處理又會使得構(gòu)件發(fā)生大變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種超高強鋼汽車薄壁結(jié)構(gòu)件的成型方法，可以在不使用熱沖壓模具的情況下，對超高強鋼的構(gòu)件進行小批量的生產(chǎn)，精確控制成型構(gòu)件的精度和性能，并可以大幅度的節(jié)省結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程中的成本。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種超高強鋼汽車薄壁結(jié)構(gòu)件的成型方法，包括以下步驟：

S1、工件的預(yù)成型：將1000MPa以上的超高強鋼材料在常溫下進行折彎處理，將板材折彎成為結(jié)構(gòu)件對應(yīng)的形狀；

S2、板件之間的焊接處理：將步驟S1中處理好的板件通過激光熔絲焊連接在一起，并通過矯正將工件成型；用成形系數(shù)k來表示送絲速度和焊接速度間比值，激光功率為P，2400W≤P≤2800W，成形系數(shù)取1.5≤K≤1.7，在焊接過程中激光功率與成形系數(shù)之間的比值n＝P/K；

S3、將成型好的工件進行淬火處理，通過壓淬的方式來控制變形。

按上述方案，在步驟S1中，折彎時所加工超高強鋼板厚小于6mm，并且折彎模具間隙h與板厚t之間的關(guān)系為1.1t≤h≤1.5t。

按上述方案，在步驟S1中，摩擦系數(shù)位于0.1-0.2之間，沖壓速度為600-800mm/s。

按上述方案，在步驟S1中，折彎時折彎圓角半徑r與板厚t之間滿足以下關(guān)系：對于板厚3mm≤t≤6mm的超高強鋼板材，r＝2t；對于板厚0≤t≤3mm的超高強鋼板材，r＝2.5t。

按上述方案，在步驟S3中，淬火時構(gòu)件的保溫溫度控制在780℃-920℃之間。

按上述方案，在步驟S3中，淬火時保溫時間t滿足5min≤t≤15min，轉(zhuǎn)移時間小于30s。

實施本發(fā)明的超高強鋼汽車薄壁結(jié)構(gòu)件的成型方法，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明可以在不使用熱沖壓模具的情況下，對超高強鋼的構(gòu)件進行小批量的生產(chǎn)，可以大幅度的節(jié)省結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程中的成本。