前防撞梁零件的热成形试制研究

针对某车型前防撞梁零件开发热成形模具,并进行热冲压成形试验,对成形后的零件进行激光扫描以及金相组织、显微硬度和力学性能检测。结果表明:所试制的零件形状符合设计要求,热成形后零件为马氏体组织,显微硬度在HV400以上,样件屈服强度在1 000 MPa以上,抗拉强度在1 400 MPa以上,断后延伸率在10%以上。     

基于AUTOFORM模拟的顶盖前边梁加强板热冲压工艺

目的 研究顶盖前边梁加强板热冲压成形过程中不同参数对零件成形的影响规律,为生产提供技术指导。方法 通过AUTOFORM模拟零件热成形过程,并对模拟结果对比分析,得到了板料尺寸、成形温度、保压时间、成形压力、冷却时间等工艺参数对成形性能的影响。结果 优化了板料尺寸及板料定位,并通过调节模具间隙保证了零件的成形性,得到零件最大减薄率小于15%,平均抗拉强度达到1450 MPa,平均硬度达到HV475,从而确定了顶盖前边梁加强板的热冲压工艺。结论 结合此有限元分析方法试制出抗拉强度大于1450 MPa的合格零件,为此类零件批量化生产提供理论依据。     

高强钢分区热冲压U形件梯度性能

目的为了提高热冲压件的碰撞安全性能,获得具有性能梯度的高强钢热冲压件。方法设计了U形件分区控温热冲压模具装置,采用数值模拟的方法,分析了热区模具温度对成形件温度场、组织及硬度分布规律,并对梯度性能热冲压件进行硬度实验分析。结果 U形件冷区马氏体的体积分数大于95%,随着冷热模具温差增大,冷热区硬度及马氏体含量的差异也越大,冷模部分平均硬度在HV450左右,而模具温度为500℃区域平均硬度约为HV240,过渡区宽度约为60 mm。结论采用模具分区控温的方法,实现了热冲压U形件梯度性能。     

基于动力显式算法的热成形数值模拟预测

考虑金属热处理相变动力学模型,建立了适用于高强度钢板热成形的热、力、相变多场耦合本构方程。基于大变形动力显式有限元算法及上述多场耦合本构方程,建立了热成形动力显式有限元方程。并将板料相变潜热释放引入到热成形温度场分析过程中。在自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King Mesh Analysis System)基础上开发了热成形动力显式分析模块,可用于预测热成形过程中零件的厚度变化、温度变化、微观组织各相的体积分数以及硬度分布。随后采用该模块对一款汽车B柱的热成形过程及最终力学性能进行数值模拟预测,并与试验结果进行对比,对比的一致性证明了所建立的多场耦合本构方程及KMAS热成形动力显式分析模块的正确性。     

7075高强铝合金构件冷成形强化机制研究

目的 针对7075高强铝合金构件在固溶-淬火-时效处理过程中成形精度低的问题,提出了7075高强铝合金预强化冷成形工艺,研究7075高强铝合金构件冷成形强化机制。方法 基于高强铝合金短流程高性能成形技术,经过固溶-时效处理,获得预强化处理的7075铝合金板料,使用预强化处理的7075铝合金板料冷成形试制帽形梁。通过拉伸试验、杯突试验测试预强化处理的7075铝合金板料及帽形梁力学性能,并通过透射电子显微镜试验解释7075高强铝合金构件冷成形强化机制。结果 预强化处理的7075铝合金板料抗拉强度为540 MPa,延伸率为19.3%,强度接近7075铝合金T6态强度水平,塑性接近7075铝合金O态塑性水平。杯突值为16.6mm,达到7075铝合金O态的87%。使用预强化处理的7075铝合金板料冷成形试制的帽形梁表面质量良好,无破裂等情况。经过烤漆工艺后,帽形梁抗拉强度为（560±5）MPa,屈服强度为（480±5）MPa,与7075高强铝合金T6态强度相当。结论 预强化处理的7075铝合金板料基体内部存在大量GPⅡ区组织,这有助于提高7075高强铝合金的强度和塑性。使用预强化处理的7075铝...     

22 MnB5 钢板热冲压工艺数值模拟及试验

目的研究热冲压过程中板料的温度变化及相变情况。方法采用Abaqus软件建立了热力耦合模型,对U形件热冲压成形及冷却淬火过程进行了数值模拟,分析了板料及模具的温度分布变化,并研究了板料不同区域的冷却速率,最后进行了热冲压试验。结果研究结果表明,板料经冷却淬火后,温度分布均匀,且冷却速率均大于临界冷却速率,板料可以发生完全马氏体相变。结论板料的底部冷却速率最快,淬火后为分布均匀的、细小的马氏体组织,最终通过热冲压试验验证了模拟结果的准确性。     

超高强度钢BR1500HS热冲压的热力耦合分析及实际应用

为了建立超高强度钢BR1500HS热冲压有限元模型,采用Gleeble1500热模拟机对超高强度钢的高温流变行为及其高温下的力学性能进行测定,获得了该材料在0,0,0,0,900 ℃的真实应力-应变曲线,并测得BR1500HS在不同应变速率(0.1、0.01 s-1)下的高温流动性能数据。数值分析结果表明,板料减薄率最大预测值为22.53%,在允许范围内。在800～500 ℃内,板料平均冷却速率约为100 ℃/s,大于临界冷却速率,奥氏体将进行非扩散转变。通过对板料热冲压成形前后的微观组织的观察,证实了马氏体转变的事实。     

基于支持向量机和重要度抽样的高强度钢板冲压成形工艺稳健设计

高强度钢板成形中噪声因素的存在造成了冲压质量不稳定.提出了基于支持向量机和重要度抽样的板料成形工艺稳健设计方法,量化了噪声因素对成形质量的影响,同时结合优化算法求解即满足质量可靠性又保证质量目标最优的工艺条件.对一高强度钢板冲压实例进行了工艺优化.按优化工艺冲压成形的零件减薄率及回弹均有所改善,验证了该方法的有效性.     

某车型后防撞梁热冲压工艺研究

目的研究复杂热成形零件——后防撞梁的热冲压成形工艺。方法通过计算机成形仿真分析防撞梁的成形性,并获得零件的减薄率分布;利用根据仿真过程设计的热成形模具进行防撞梁零件热冲压生产,对实际成形后的零件割样进行性能检测,包括拉伸性能测试、金相组织测试和硬度测试,验证零件的性能。结果利用该工艺生产的零件尺寸稳定且性能良好,最大减薄率为14.9%,最大增厚9.7%;断后伸长率≥5%,镀层厚度为30～50μm,芯部组织为完全马氏体,硬度大于HV400。结论仿真技术能够指导热冲压工艺设计和模具设计,为复杂零件的热冲压工艺及模具设计提供参考。     

可淬火硼钢板热冲压成形实验研究

为研究淬火加热温度、保温时间及冷却水流速等热冲压工艺参数对热冲压零件力学性能及微观组织的影响规律,通过在不同工艺参数条件下进行弯曲件热冲压工艺试验,测量弯曲件的力学性能并观察其金相组织.结果表明,在所设计的模具上可实现高强硼钢热成形零件的有效淬火,热冲压弯曲件的抗拉强度可达到1500MPa以上,主要形成均匀细小的马氏体组织.确定了热冲压工艺参数的选择范围.     

车用TRIP590钢光纤激光焊接接头组织与性能研究

为了促进先进高强钢激光焊接技术的发展,采用光纤激光器对1.5mm厚的TRIP590钢板进行焊接,对焊接接头的微观组织、硬度以及拉伸性能进行了研究,分析了焊接速度对组织、性能的影响。结果表明:焊缝组织主要为板条状马氏体,热影响区可分为完全淬火区和不完全淬火区。焊接接头硬度分布不均匀,在热影响区或焊缝处硬度最高。随着焊接速度提高,热影响区马氏体含量增多,贝氏体含量减少,热影响区和焊缝组织变得细小。焊接速度为3~5m/min时,拉伸试样均断裂在母材,断后延伸率均超过30%,随着焊接速度提高,断后延伸率也有所提高,强塑积(PSE)均在20000MPa%以上,拉伸变形过程中相变诱发效应显著,大部分残余奥氏体转变为马氏体,在提高材料塑性的同时也提高了强度,实现了高强度和高塑性的统一。     

超声振动辅助塑性成形及形性预测研究进展

随着微机电系统等领域的快速发展,对零件成形精度与性能的要求日益增加。超声振动辅助塑性成形是一种典型的能场辅助塑性成形工艺,相比于传统塑性成形工艺,具有流动应力低、材料成形能力高、界面摩擦少、成形质量较好等优势,被广泛应用于难成形材料加工、微成形、复杂构件成形等塑性成形过程。然而,由于不同塑性成形工艺中金属的变形行为特性存在较大差异,对塑性成形质量与成形性能进行预测有利于实现成形过程的形性协同控制。介绍了超声振动辅助塑性成形在体积成形工艺（镦粗、挤压、拉拔等）与板料成形工艺（拉伸、拉深、渐进成形、冲压等）中的应用及发展概况,讨论了超声振动对材料塑性变形过程中宏观表现与微观演化的影响。在已有研究基础上,重点分析了超声振动辅助塑性成形过程中成形能力预测（流动应力、成形极限等方面）和成形性能预测（表面性能、力学性能、微观组织等方面）的研究进展,为金属零部件成形高质量形性调控提供理论参考,并展望了超声辅助塑性成形工艺的发展趋势。     

高强度热冲压钢板强韧性工艺优化研究

为改善强韧性,本文基于热冲压高强度钢板强度、塑性和韧性指标,选取加热温度、保温时间和开始淬火温度为设计因子,引入Kahn试验获得高强度热冲压硼钢撕裂强度和单位面积裂纹形核功来表征材料断裂韧性,进行多指标综合评分的L9(34)正交试验设计,以研究不同淬火工艺参数对热冲压高强钢强韧性的影响规律.结果表明:在加热温度为920~950℃、保温时间1 min、开始淬火温度为650~700℃条件下,热冲压硼钢SPFH具有优良的成形性能和强韧化指标.采用优化后工艺进行典型车身结构件热冲压试验,其撕裂强度、单位面积裂纹形核功和强韧比分别提升10.91%、20.32%和22.17%,在保证强度的基础上韧性得到了大幅度提高.     

先进高强钢DP1000地板中央通道的成形回弹及补偿研究

高强度钢板因具有较高的强度而易产生严重的回弹缺陷,已成为其应用的最主要瓶颈.为此,本文以某车型地板中央通道零件为载体,针对其几何型面复杂、材料变形程度大的特点,研究先进高强度钢板DP1000的冲压成形回弹及补偿特性.通过对该零件的冲压成形工艺方案进行优化设计和全工序回弹数值模拟,并结合零件的几何特征和变形模式,对各成形工序的回弹进行精确预测.基于预测结果对模具型面采用折入处理的方式进行全工序几何补偿,实现回弹补偿的自工序完结.最后以补偿后的型面进行冲压实验,并对零件的型面尺寸进行检测分析.结果表明,全工序回弹数值模拟和型面几何补偿是解决复杂零件多工序冲压成形回弹问题的最有效方法.通过两次回弹补偿后,该零件的回弹得到完全控制,尺寸精度达到要求且成形质量良好.     

TC4薄壁壳体真空等温成形研究

对TC4合金薄壁壳体真空等温成形进行数值模拟,根据模拟结果进行真空等温成形试验。以传统热冲压成形的壳体及TC4原始板材为对比,分析了真空等温成形壳体的力学性能、微观金相和杂质元素含量。结果表明,相比热冲压成形,真空等温成形的TC4合金薄壁壳体的H元素含量降低83%,O元素含量降低55%;力学性能良好,延伸率提高了50%;金相组织为均匀的等轴组织。     

镁合金塑性成形性能实验与数值模拟研究

对ME20M镁合金板料进行了热拉深成形性能实验与数值模拟.研究表明,ME20M镁板热拉深成形极限高度随实验参数的不同而不同,其塑性成形性能随温度的升高明显改善;数值模拟可以很好地预测不同实验参数下镁合金板料热拉深成形极限的高度.对热拉深成形件传力区部位进行金相实验得知,合理控制热拉深实验参数能保证镁合金塑性成形件微观组织,进而保证成形件质量.     

高强度汽车钢板冲压成形的主要问题及模具对策

目的研究汽车行业高强度钢板冲压成形时,开裂等缺陷的解决方法。方法通过分析高强度钢板在冲压成形过程中存在的主要问题的根源,应用板料成形CAE分析软件Dynaform对其成形工艺进行了分析与优化。结果确定了优化后的工艺参数和模具结构,结合模具调试实际,提出了高强度钢板冲压成形问题的模具设计和调试解决对策。结论通过CAE分析优化设计,以及模具调试的钳工精细化和TD处理,可以改善开裂、回弹等高强度钢板普遍存在的冲压成形缺陷。     

古代冷压技术典型制作

人类最早用成形加工方法进行生产制造（准确地说是从金属原材料到产品零件的二次成形加工）的工艺技术是冷压,或叫冷作、冷锻。涵盖冲压（板料成形）、冷锻（冷体积成形）等的现代冷压（塑性）成形,正是基于原始的冷作、冷锤、冷打、冷锻发展起来的。人类早期某些器物的冷锤、冷作加工中,实际上已有属于冲压与冷锻组合加工的某些雏形。     

热冲压成形新型B 钢开发与工艺研究

在传统22MnB5成分基础上添加Cr、Mo等化学元素,开发出热冲压专用新钢种22MnMoB材料,并通过金相显微镜、显微硬度计、电子拉伸试验机等设备对22MnMoB材料进行材料性能、材料连续冷却转变曲线(CCT)、热处理工艺性能测试,通过中试线、热冲压模具等设备测试材料的工艺参数、试制热冲压零件并测试零件性能。试制结果显示,新开发的22MnMoB材料具有良好的抗短时高温氧化性能、成形淬火后材料组织细小、强度级别与原有22MnB5相当,但总延伸率大大提高。     

CuZn37黄铜板料微塑性成形中的尺寸效应研究

为研究金属微塑性成形特点,对厚度不同及粗细两种晶粒尺寸的黄铜箔试样进行了单向拉伸和微弯曲实验,并采用经典塑性理论和应变梯度理论对弯曲回弹角进行了预测.粗晶粒板料试样单向拉伸实验表明,CuZn37黄铜的硬化曲线存在一种明显的尺寸效应,即板料厚度越小,屈服强度越高.弯曲回弹实验结果也存在另一种明显的尺寸效应现象,即板料厚度...