高强度板热冲压成形模具设计

通过对高强度22MnB5硼镁合金板材热冲压成形工艺和关键技术分析、热冲压成形模具热平衡分析,建立了高强度板材热冲压成形热平衡模拟方程,提出高强度板材热冲压成形模具设计方法,对热冲压成形模具冷却系统作了详细的设计.     

有限元模拟用于优化镁合金板碟形拉深成形的模具参数

运用有限元的方法,对厚度1.2mm、直径52mm的AZ31B镁合金板常温冲压成直径为29mm的碟形件进行模拟,通过分析模具参数对最大主应力值及拉深性能的影响,优化出适合于该工艺的模具参数,并进行相应的试验。模拟结果表明,凹、凸模圆角半径、凹凸模间隙的优化,能降低最大主应力值并延缓裂缝的产生,从而提高镁合金塑性成形性能;模拟得到较优凹模圆角半径2.6mm、凸模圆角半径1.8mm,适宜的凹凸模单边间隙为1.3mm。试验结果表明,高径比随着模具参数的变化而增加,材料的成形性能大幅提高,验证了有限元模拟结论的可靠性。     

基于Dynaform有限元模拟的3104铝质罐体再拉伸工艺优化

分析了再拉伸凸凹模圆角半径、压边力、模具间隙关键工艺参数对板厚为0.265mm的3104铝质易拉罐罐体成形质量的影响。由Dynaform有限元分析,经数值模拟得出,对于该材料罐体再拉伸成形压边力取3,000N、凹凸模单边间隙取0.25～0.26mm,罐体的成形质量较好,优化出减薄后的3104铝合金成形工艺的试验参数。经试验结果表明,采用Dynaform有限元分析模拟3104铝质罐体再拉伸成形是可行的,对进一步减薄板材厚度提供借鉴。     

平底简形件板材液压成形的数值模拟

针对传统板材冲压成形中存在的成形极限低、模具凹模复杂及零件表面品质差等缺点,发展了板料液压成形技术。通过数值模拟方法,采用钣金成形专用分析软件JSTMPA／NV对5754铝合金平底筒形件的板料液压成形过程进行了研究,以最终成形零件的壁厚分布为评定标准,对成形过程中零件可能出现的缺陷进行预测和分析,研究工艺参数包括充液室压力、凸凹模单边间隙和凹模圆角半径对零件成形性的影响,并对工艺参数进行了优化。研究表明：采用20MPa的液室压力、1．1mm的凸凹模单边间隙和5mm的凹模圆角半径时,获得的铝合金平底筒形件的     

高强度钢热成形模具冷却系统数值模拟

为了研究冷却系统对高强度钢热成形模具表面温度的影响,运用ABAQUS软件对22MnB5高强度钢热成形过程进行了数值模拟。通过模具表面温度变化分析了冷却效果。研究了冷却系统中冷却水流速和冷却管道孔径工艺参数对热成形模具表面温度的影响。结果表明,冷却水流速越大,模具表面温度越低;冷却管道孔径越大,为保证模具强度,冷却管道中心距离模具表面尺寸越大,冷却管道数量越少,模具表面温度越高。     

基于Dynaform的印涂铝盖冲压拉深模具间隙的数字化设计技术

以非线性有限元软件Dynaform为平台,对1716印涂铝盖在不同单边间隙下的冲压拉深过程进行数值模拟,分析了首次拉深工序件的最大壁厚、最大壁厚与最小壁厚差值、壁厚减薄率和最小壁厚随模具单边间隙变化的曲线;同时,综合考虑工序的工艺特点、工艺要求、拉深模的磨损规律、模具寿命要求等诸多因素,最终确定拉深模单边间隙的合理范围,并进行了生产验证。结果表明:拉深模单边间隙的合理范围是0.30~0.31 mm;模具单边间隙为0.31 mm时,工序件最小壁厚最大,减薄率最小;考虑磨损规律和模具的寿命要求,实际生产中模具的单边间隙值可取0.30 mm,可成形出合格的工序件。     

Mo对22MnB5钢板热冲压过程中高温氧化行为的影响

针对22MnB5钢板在热冲压成形过程中易被氧化且氧化层易脱落，不仅影响工件的美观和表面质量，也会对模具造成一定磨损的问题，需研究热冲压成形钢的高温氧化行为。采用模拟试验对22MnB5和22MnMoB5钢板的高温氧化行为进行了分析。结果发现，除含Mo和不含Mo外，两种钢板在其他元素含量及工艺参数相同条件下，22MnMoB5钢板的氧化程度明显低于22MnB5钢板，这主要是因为Mo能够在基体表面富集，阻碍易被氧化元素向氧化层扩散；同时，促进Cr氧化物在基体和外氧化层间富集形成保护层，从而抑制基体被进一步氧化。     

22MnB5热冲压钢的研究进展

22MnB5热冲压钢具有良好的成形性能和较高的成形强度,在提高车身的碰撞安全性和减轻车重方面具有显著的效果,使其在白车身上的应用越来越广。本文介绍了22MnB5热冲压钢的发展现状,对22MnB5热冲压钢的材料特性、奥氏体化工艺及冲压成形性能的最新研究进展进行了概括,结合22MnB5热冲压钢的镀层技术介绍了其焊接、涂镀、耐蚀等性能的研究进展。探讨了22MnB5热冲压钢的优势及存在的问题,指出热冲压钢镀层技术是将来发展的重要方向。     

汽车离合器传动带冲压成形工艺参数的优化

基于Dynaform有限元模拟软件,对汽车离合器传动带零件冲压成形中的工艺参数进行优化,结合正交试验分析了模具间隙、冲压速度和弯曲角度与传动带零件成形高度之间的变化关系.分析结果表明,影响传动带零件成形高度的顺序依次为:模具间隙＞弯曲角度＞冲压速度;确定了传动带零件冲压成形的优化工艺参数为:模具间隙为1.1t,冲压速度为2000 mm·s-1,弯曲角度为165°.此外,对优化后的试验方案进行有限元模拟,得出传动带冲压成形零件高度的模拟值为5.04 mm,并对其进行冲压成形实验验证,得到传动带零件高度的实验值为4.73 mm,与模拟高度值相比误差为6.15％,从而证明了优化后的工艺参数可以较好地指导离合器传动带的冲压模具设计.     

模具间隙对高强度钢热冲压过程的影响

利用DEFORM软件,建立了不等模具间隙下高强度钢板热冲压的有限元模型,研究了模具间隙对22Mn B5钢板热冲压成形中温度场以及马氏体转变的影响规律。数值模拟结果表明:模具间隙是影响板料温度变化的主要因素,板料的最大温差随着模具间隙先增大后减小;模具间隙为0.95t~1.00t时,板料各部位的马氏体分布均匀,转变率高。在此基础上,进行了热冲压试验,测试了板料侧壁位置点和底部圆角位置点的温度变化,并观察了板料成形后的微观组织,通过试验结果与数值模拟结果一致性对比,验证了数值模拟结果的可靠性与准确性。     

22MnB5高强钢板热成形淬火时间对回弹的影响规律

以22MnB5高强钢板力学及热物理性能的实验数据为基础,运用PAMSTAMP软件对22MnB5高强钢板U形梁的热冲压成形过程、成形后的淬火冷却工艺以及回弹分析的全部过程进行了有限元模拟,并根据模拟参数进行了物理实验验证,找出了22MnB5钢板U形梁热冲压成形后的淬火时间对回弹影响的基本规律。实验分析结果表明:在特定时间内,随着淬火时间的增加,板料回弹量有所降低;当淬火时间继续延长时,板料回弹值不再发生显著变化,最佳淬火时间为20s。实验分析结果为高强钢板热冲压工艺的实际生产运用提供了良好的实验依据。     

22MnB5高强钢板热成形淬火时间对回弹的影响规律

以22MnB5高强钢板力学及热物理性能的实验数据为基础,运用PAMSTAMP软件对22MnB5高强钢板U形梁的热冲压成形过程、成形后的淬火冷却工艺以及回弹分析的全部过程进行了有限元模拟,并根据模拟参数进行了物理实验验证,找出了22MnB5钢板U形梁热冲压成形后的淬火时间对回弹影响的基本规律.实验分析结果表明:在特定时间内,随着淬火时间的增加,板料回弹量有所降低;当淬火时间继续延长时,板料回弹值不再发生显著变化,最佳淬火时间为20 s.实验分析结果为高强钢板热冲压工艺的实际生产运用提供了良好的实验依据.     

22MnB5/H340LA异种汽车用钢激光拼焊接头组织性能研究

对1.5 mm厚的热成形钢(22MnB5)和低合金高强钢(H340LA)进行了激光拼焊。测试了接头的杯突性能、拉伸性能和硬度。采用光学显微镜观察拼焊板接头各区域的微观组织。结果表明,采用设定的拼焊工艺获得的焊接接头杯突值(IE)较22MnB5母材下降率小于30%,破裂方向垂直于焊缝;拉伸试样断裂在H340LA母材上。22MnB5侧热影响区硬度最高,焊缝区次之。22MnB5侧的热影响区宽约0.35 mm,H340LA侧的热影响区宽约0.27 mm,焊缝宽度为1.02 mm。22MnB5侧热影响区完全淬火区由马氏体组成,不完全淬火区由马氏体+铁素体组成,焊缝组织主要为马氏体,H340LA侧的热影响区主要为铁素体和贝氏体。     

热冲压成形22MnB5钢板的组织和性能

采用扫描及透射电镜观察和力学性能实验研究了22MnB5钢板热冲压成形件的组织形貌和力学性能。结果表明,加热温度930℃,保温4.5 min,初始成形温度850℃,冲压速度75 mm/s条件下,22MnB5钢板热冲压成形完成完全马氏体转变,得到均匀板条马氏体组织,组织内产生高密度位错,强度大幅提升,抗拉强度达到1550 MPa。形变有助于动态再结晶并获得更为细小的马氏体组织,促进细晶强化。硼元素在晶界发生偏聚,延长奥氏体转变孕育期,提高了22MnB5钢的淬透性,同时引起点阵畸变,促进相变强化。     

22MnB5/DP980激光拼焊板热成形淬火组织与性能

对1.6 mm厚的22MnB5热成形钢板和DP980双相钢板进行激光拼焊后,开展了拼焊板热成形淬火实验,研究了拼焊板淬火前后的组织与性能.结果 表明:焊接接头淬火前不同区域的组织在淬火后均转化为板条马氏体.拼焊接头淬火后的平均抗拉强度为1294MPa,比淬火前提高了97％;强塑积比淬火后的整体22MnB5热成形钢板提高...     

模具间隙对22MnB5钢材微观组织影响的模拟研究

利用有限元软件DEFORM-3D/HT对22Mn B5高强钢盒形件的热成形过程进行了数值模拟,分析了板料与模具之间的"贴模"状态对盒形件温度场和组织的影响。结果显示:板料"贴模"程度明显影响盒形件冷却速度和微观组织构成。较小的模具间隙使22Mn B5板料"贴模"紧密,高温的板料与较低温度的模具接触面积增大,导致板料冷却速度大大提高,由此出现了马氏体相变;较大的模具间隙使22Mn B5板料"贴模"变差,热成形板料与模具接触面积变小,使盒形件冷却速度降低,组织中仅出现珠光体和铁素体相变。     

基于22MnB5钢的铌钒微合金化热成形钢的研发

基于现有热成形零件冷弯性能不足、氢脆敏感性强等共性技术问题,在22MnB5钢的基础上采用Nb、V微合金化的设计思路,对试验钢的显微组织、淬透性和极限尖冷弯性能进行研究。结果表明:微合金化前后22MnB5热成形钢的显微组织均为全马氏体,但是微合金化后的试验钢组织更为细小;Nb-V微合金化能有效提高22MnB5热成形钢的淬透性,其淬硬层深度达到13～14 mm,并且试验钢的极限尖冷弯角达到58°～72°,进一步拓宽了热冲压成形的工艺窗口。综合分析试验钢微观组织、淬透性能及极限尖冷弯性能的检测结果,添加0.04%Nb和0.04%V实现复合微合金化,提升材料的综合强塑性,满足了高冷弯性能汽车零部件用材需求。     

高强度硼钢22MnB5的热变形方程及其模拟应用

利用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为700℃～950℃、应变速率为0.01/s～0.4/s的条件下,对高强度硼钢22MnB5的热变形行为进行研究。结果表明,随着变形温度的升高,硼钢的延伸率升高,变形抗力降低;随着应变速率的提高,硼钢22MnB5的变形抗力和延伸率增大。根据高温拉伸实验得出的数据,构建硼钢22MnB5的稳态流变应力模型和热变形方程,并将试验结果和构建的本构方程输入ABAQUS软件进行U型件热弯曲成形的回弹模拟,数值模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的可靠性和正确性,为成形所需的最大载荷及设备选择提供依据。     

基于ABAQUS的铜钢复合板弯片冲压模拟与模具设计

某铜钢复合板弯片由于弯曲半径小,在冲压成形中易出现开裂和褶皱问题。本文采用ABAQUS三维有限元软件模拟了复合弯片热成形,分析了模具圆角、拉深模具间隙对复合弯片的成形应力及厚度的影响,确定了模具参数,并进行了弯片成形试验。结果表明:增大凹模圆角可以降低复合成形应力及厚度变化;在拉深间隙1 mm时可以得到较低的成形应力及厚度减薄;模拟的复合弯片成形厚度变化与试验成形的弯片厚度变化基本一致。     

重型汽车推力杆球头精密挤压成形过程数值模拟

重型汽车推力杆球头的精密挤压工艺是一项新工艺,为改善球头挤压成形时的整体质量,利用Deform-3D数值模拟软件,研究模具间隙大小d及模口圆角r对球头变形过程中的流动特性及成形效果的影响,并对两者进行优化。在有限元分析过程中,改变凸凹模间隙大小及模口圆角尺寸,模拟在一定的边界条件(毛坯温度、模具温度、冲头速度)下,模具结构(凸凹模间隙、模口圆角)变化对球头挤压力、成形效果、应力分布及模口处金属流速等因素的影响,并通过物理模拟试验验证。研究结果表明:当凸凹模间隙d=2.5mm,模口圆角尺寸r=6mm时,球头整体质量最佳。