模具分區(qū)冷卻因素對復合強度S形梁性能影響的實驗研究.pdf

1、對于傳統(tǒng)的高強鋼熱成形零部件來說，雖然能夠顯著地提升汽車的抗撞擊性能，但是在實際生產中，其超高的強度和硬度是現(xiàn)有刀具所不能承受的。這為成形件后續(xù)的加工帶來了非常大的困難?？紤]到以上的缺點，在熱成形工藝的基礎上提出了一種能夠生產出適合汽車結構件承載的新技術——強度復合熱成形技術。即在熱成形的過程中，通過不同的手段來改變板料不同區(qū)域的冷卻速率，影響相變的發(fā)生，從而生產出具有復合強度的汽車零部件。
　　本文主要研究了影響S形梁性能的幾個

2、因素:模具溫度、接觸壓強以及模具不同位置板料所受到的應力狀態(tài)。此次實驗中所使用的模具為本課題組自行設計研發(fā)的S形分區(qū)冷卻模具。此套模具分為三個模塊:兩端為加熱模塊，通過加熱棒進行電加熱，最高溫度可以達到400℃;中間模塊為非加熱模塊，通過隔熱石棉纖維布使其與加熱模塊進行隔離。在實驗中通過改變模具的溫度以及接觸壓強，使得板料不同區(qū)域的降溫速率發(fā)生了較大的變化，最終獲得了成形質量較高且具有硬度梯度變化的S形梁。
　　研究結果顯示:

3、r>　　(1)模具溫度:模具的溫度能夠非常顯著地控制成形件在此區(qū)域內的硬度以及金相組織成分。在溫度為20℃的情況下，成形件的在此區(qū)域的最高硬度可以達到531.45HV，其金相組織為全馬氏體結構;而在溫度上升到400℃時，其最小硬度卻下降到268.15HV，金相組織基本上都是由貝氏體結構組成。與此同時，對于非加熱模塊區(qū)域而言，依舊能夠獲得全馬氏體結構的組織。
　　(2)接觸壓強:隨著模具溫度的降低，則需要較大的接觸壓強才能夠生產出成

4、形質量較好的S形梁。如果成形件為全馬氏體結構或者全貝氏體結構時，接觸壓強對材料性能影響較小。然而當組織結構是由馬氏體和貝氏體混合而成的時，如果模具溫度為20℃時，隨著接觸壓強的增加，馬氏體體積分數(shù)越大、硬度越高;當模具溫度高于200℃時，隨著接觸壓強的增加，貝氏體體積分數(shù)越大、硬度降低。
　　(3)應力狀態(tài):在內外圓角側壁區(qū)域，板料成形過程中所受到的應力狀態(tài)是不同的。而壓應力能夠抑制馬氏體的相變，拉應力是能夠促進馬氏體的相變。