CN111545626B - 汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺 - Google Patents
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Abstract
一种汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，包括以下步骤：1）采用抗拉强度为500‑700Mpa的硼钢钢板，按照设计的展开图形状下料，得到料片；2）将料片放入拉延冲压模具中，通过上、下模配合进行深拉延冷冲压加工得到初成型工件；3）将初成型工件放入炉温为930℃‑950℃加热炉中，按设定的加热时间加热，使初成型工件充分奥氏体化；4）将充分奥氏体化的初成型工件从加热炉取出，立即放入设有冷却系统的保压模具内进行保压及快速冷却淬火，使初成型工件从奥氏体转化为马氏体，让初成型工件的抗拉强度达到1500Mpa；5）从保压模具取出经马氏体化处理后的初成型工件，用3D激光切割，加工出边线轮廓及孔位，得到成型部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种冲压成型领域，特别涉及一种汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺。
背景技术
随着汽车产业的不断发展，对汽车车体的一些冲压钣金件的抗拉强度的要求越来越高，企业为满足要求，通常会采用选择高抗拉强度的钢板通过冲压制作这些部件。
目前，对钣金部件拉延冲压成型通常采用两种方式，其一是采用冷冲压拉延成型工艺，但是冷冲压拉延成型工艺通常适用于低碳钢等低强度钢材，一旦钢材抗拉强度超过1000MPa以上时，对于一些几何形状稍微复杂的钣金部件，采用常规的冷冲压拉延工艺对强度超过1000MPa的硼钢钢板几乎无法深拉延成型。其二是采用热冲压拉延成型工艺，热冲压拉延成型工艺能适应强度高达1500Mpa的高强度钢材的产品成型，而且具有成型精度高、成型性好等优点，但是在对周圈封闭需深拉延成型的钣金部件在实际的拉延冲压成型过程，技术人员发现，一旦部件的拉延深度超过50mm，其深拉延部要么开裂要么叠料，导致产品报废。造成的后果是材料成本增加，但产品质量合格率不高，使企业生产成本加大，增加了企业的经济负担。怎样解决高抗拉强度产品的深拉延冲压成型工艺问题，长期以来一直是冲压工艺领域的一个难题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺。它能在降低生产成本的前提下，保证采用此工艺进行深拉延冲压成型的产品抗拉强度提高，满足汽车制造业的需要。
本发明的目的是这样实现的：一种汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）下料：
采用抗拉强度为500-700Mpa的硼钢钢板，按照设计的展开图形状下料，得到料片；
2）深拉延冷冲压成型：
将料片放入拉延冲压模具中，通过上、下模配合进行深拉延冷冲压加工得到初成型工件；
3）对初成型工件高温加热充分奥氏体化：
将初成型工件放入炉温为930℃-950℃加热炉中，按设定的加热时间加热，使初成型工件充分奥氏体化；
4）对奥氏体化的初成型工件进行马氏体化处理：
将充分奥氏体化的初成型工件从加热炉取出，立即放入设有冷却系统的保压模具内进行保压及快速冷却淬火，使初成型工件从奥氏体转化为马氏体，让初成型工件的抗拉强度达到1500Mpa；
5）从保压模具取出经马氏体化处理后的初成型工件，用3D激光切割，加工出边线轮廓及孔位，得到成型部件。
所述料片包括连在一起的左右两个成型部件的展开图形状。
所述料片采用落料模下料，或者2D平面激光切割下料得到设计的展开图形状。
所述加热时间为3-10分钟。
所述保压模具的凸模、凹模上靠近型面处设有若干与型面平行的冷却水道孔作为冷却系统，在凸模、凹模合模使型面与充分奥氏体化的初成型工件完全贴合后，通过冷却水道孔通水，使成型部件快速冷却，发生金属相变。
所述得到的成型部件采用喷丸处理去除成型部件表面氧化皮。
采用上述技术方案，采用抗拉强度为500-700Mpa的低强度硼钢钢板作为料片，既有利于采用常规的深拉延冷冲压工艺成型深拉延的几何形状复杂的部件，保证深拉延冷冲压成型部件的结构形状，又有利于降低材料成本，减轻企业经济负担。将已深拉延冷冲压成型的初成型工件放入加热炉中，在930-950℃的温度下加热，使初成型工件充分奥氏体化，能够为提高初成型工件抗拉强度的后续工序提供条件。然后将充分奥氏体化的初成型工件从加热炉取出，立即放入设有冷却系统的保压模具内进行保压及快速冷却淬火，使初成型工件从奥氏体转化为马氏体，让初成型工件的抗拉强度达到1500Mpa。通过在保压模具内保压及快速冷却淬火，既能使初成型工件发生金属相变，使初成型工件的抗拉强度达到高强度钢材的抗拉强度，又能保证初成型工件在保压模具的约束下其深拉延部不会开裂或叠料，极大地提高产品合格率，保证产品质量，避免产品报废，降低生产成本，使最终得到的汽车用钣金部件成型部件。
本发明汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，虽然工序步骤不复杂，却能在不采用高强度钢材做产品材料的情况下，通过该工艺实现深拉延冲压成型部件抗拉强度达到1500Mpa，满足汽车用钣金部件的高抗拉强度要求。
附图说明
图1为本发明的工艺步骤流程图；
图2为保压模具上冷却水道的布置图；
图3为汽车门槛延伸板的结构图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，以加工汽车门槛延伸板为例具体说明，该汽车门槛延伸板的深拉延冲压成型的拉延深度为96.59-127mm，其特征在于包括以下步骤：
1）下料：
采用抗拉强度为500-700Mpa的硼钢钢板，按照设计的展开图形状下料，得到料片；所述料片采用落料模下料，或者2D平面激光切割下料得到设计的展开图形状。所述料片可以包括连在一起的左右两个汽车门槛延伸板的展开图形状。
2）深拉延冷冲压成型：
将料片放入拉延冲压模具中，通过上、下模配合进行深拉延冷冲压加工得到初成型工件；
3）对初成型工件高温加热充分奥氏体化：
深拉延冷冲压后的初成型工件只是形状发生了改变，它的抗拉强度仍然在500-700Mpa左右没有发生变化，将初成型工件放入炉温为930℃-950℃加热炉中，按设定的加热时间3-10分钟加热，使初成型工件充分奥氏体化；本实施例的汽车门槛延伸板的加热时间为4分钟，即可达到充分奥氏体化。
4）对奥氏体化的初成型工件进行马氏体化处理：
将充分奥氏体化的初成型工件从加热炉取出，立即快速移动放入设有冷却系统的保压模具内进行保压及快速冷却淬火，使初成型工件从奥氏体转化为马氏体，让初成型工件的抗拉强度达到1500Mpa。所采用的保压模具的凸模、凹模上靠近型面处设有若干与型面平行的冷却水道孔作为冷却系统，在凸模、凹模合模使型面与充分奥氏体化的初成型工件完全贴合后，通过冷却水道孔通水，使初成型工件快速冷却，保压冷却的时间为10秒钟，使初成型工件发生金属相变，由奥氏体转化为马氏体，抗拉强度提高到1500Mpa，从而满足汽车门槛延伸板的高强度要求。
5）从保压模具取出经马氏体化处理后的初成型工件，用3D激光切割，加工出边线轮廓及孔位，得到成型部件。由于本实施例的初成型工件是连在一起的左右两个汽车门槛延伸板，可用3D激光从两个汽车门槛延伸板之间的连接部切割开，形成两个单独的汽车门槛延伸板。这样可以通过一副模具一次得到两件相同产品，使生产效率提高一倍。
如果采用硼钢钢板裸板进行加工，得到的汽车门槛延伸板成型部件可采用喷丸处理去除成型部件表面氧化皮，如果采用铝硅镀层钢板进行加工，则不再进行喷丸处理，由此得到汽车门槛延伸板终端产品。
本汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺方法，采用抗拉强度为500-700Mpa的硼钢钢板作为料片，使有高强度要求的汽车用钣金部件，能够利用低强度钢材通过通常的深拉延冷冲压工艺完成汽车用钣金部件成型，既能保证成型钣金部件的复杂几何形状，还能够降低材料成本，减轻企业经济负担。通过将已深拉延冷冲压成型的初成型工件放入加热炉中，通过加热使初成型工件达到充分奥氏体化层度，为提高部件抗拉强度的后续工序提供条件。然后将充分奥氏体化的初成型工件从加热炉取出，放入设有冷却系统的保压模具内进行保压及快速冷却淬火，使初成型工件从奥氏体转化为马氏体，让部件的抗拉强度达到1500Mpa，使部件的抗拉强度达到高强度钢材的抗拉强度，能保证初成型工件在保压模具的约束下深拉延部不会开裂或叠料，极大地提高产品合格率，保证产品质量，避免产品报废，降低生产成本。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非限定本发明的保护范围，在不脱离本发明精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）下料：
采用抗拉强度为500-700Mpa的硼钢钢板，按照设计的展开图形状下料，得到料片；
2）深拉延冷冲压成型：
将料片放入拉延冲压模具中，通过上、下模配合进行深拉延冷冲压加工得到初成型工件，拉延深度超过50mm；
3）对初成型工件高温加热充分奥氏体化：
将初成型工件放入炉温为930℃-950℃加热炉中，按设定的加热时间加热，使初成型工件充分奥氏体化；
4）对奥氏体化的初成型工件进行马氏体化处理：
将充分奥氏体化的初成型工件从加热炉取出，立即放入设有冷却系统的保压模具内进行保压及快速冷却淬火，使初成型工件从奥氏体转化为马氏体，让初成型工件的抗拉强度达到1500Mpa；
5）从保压模具取出经马氏体化处理后的初成型工件，用3D激光切割，加工出边线轮廓及孔位，得到成型部件。
2.根据权利要求1所述汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于：所述料片包括连在一起的左右两个成型部件的展开图形状。
3.根据权利要求1或2所述汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于：所述料片采用落料模下料，或者2D平面激光切割下料得到设计的展开图形状。
4.根据权利要求1所述汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于：所述加热时间为3-10分钟。
5.根据权利要求1所述汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于：所述保压模具的凸模、凹模上靠近型面处设有若干与型面平行的冷却水道孔作为冷却系统，在凸模、凹模合模使型面与充分奥氏体化的初成型工件完全贴合后，通过冷却水道孔通水，使成型部件快速冷却，发生金属相变。
6.根据权利要求1所述汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺，其特征在于：所述得到的成型部件采用喷丸处理去除成型部件表面氧化皮。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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