模具分區(qū)冷卻因素對熱成形硼鋼性能的影響.pdf

1、熱成形零部件的強(qiáng)度和硬度相較于冷成形得到了極大的提高，在維持原有抗撞性能的前提下，可以實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。然而，高強(qiáng)度的零部件給碰撞過程中的能量吸收以及成形后部件的再加工帶來了困難，我們更希望在零部件的局部區(qū)域獲得相對較軟、延伸率更好的微觀組織?；诖耍跓岢尚蔚幕A(chǔ)上，提出了一種更適合汽車結(jié)構(gòu)件承載的成形技術(shù)——強(qiáng)度復(fù)合熱成形技術(shù)。熱成形工藝的成形和淬火過程中，模內(nèi)快速的冷卻速率是驅(qū)使板料向馬氏體轉(zhuǎn)變的重要原因。故可以通過控制板料局部區(qū)

2、域上的冷卻速率來獲取具有復(fù)合強(qiáng)度的零部件。
　　本文通過試驗(yàn)與仿真的分析與對比，研究了影響22MnB5模具分區(qū)冷卻熱成形性能的三個(gè)因素:模具溫度、接觸壓強(qiáng)、空氣間隙。采用課題組自行設(shè)計(jì)開發(fā)的模具來進(jìn)行試驗(yàn)，模具分為冷區(qū)和熱區(qū)兩個(gè)模塊，冷區(qū)在室溫下成形，熱區(qū)采用加熱裝置，最高溫度可達(dá)500℃。根據(jù)不同的模具溫度可以獲取不同的冷卻速率，板料在冷區(qū)成形的區(qū)域具有非常高的強(qiáng)度和硬度，而在熱區(qū)成形的區(qū)域強(qiáng)度則相對較低，塑性較好，獲得了連續(xù)變

3、化的強(qiáng)度和硬度。研究結(jié)果顯示:
　　(1)模具溫度:采用變化的熱區(qū)模具溫度對于板料的冷區(qū)并沒有明顯的影響;空氣間隙可以起到抑制模具冷熱區(qū)之間熱量傳遞的作用;隨著熱區(qū)模具溫度的升高，板料熱區(qū)的降溫速率、硬度、強(qiáng)度均有顯著的降低;硬度從100℃時(shí)的463HV降低到500℃時(shí)的233HV，相比降低了49.7％;強(qiáng)度從1400MPa降低至763MPa，相比降低了47.3％;熱區(qū)模具的溫度升高至300℃時(shí)，降溫速率下降到30℃/s左右，促進(jìn)

4、了貝氏體的生成。
　　(2)接觸壓強(qiáng):隨著接觸壓強(qiáng)的增大，降溫速率的增大稍明顯，而強(qiáng)度梯度和硬度梯度幾乎沒有出現(xiàn)明顯的規(guī)律，只能從測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)板料熱區(qū)的強(qiáng)度值有略微增大的趨勢;當(dāng)模具溫度超過330℃時(shí)，壓強(qiáng)的增大略微降低了拉伸樣件的延伸率;抗拉強(qiáng)度、硬度、降溫速率三者幾乎是互為線性的增長關(guān)系。
　　(3)空氣間隙:通過試驗(yàn)對比了三種不同空氣間隙（3mm、6mm、10mm）成形后板料的過渡區(qū)寬度，發(fā)現(xiàn)隨間隙值的增大，過