CN118253624A - 铁素体不锈钢板材的冲压方法、高压燃油箱和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种铁素体不锈钢板材的冲压方法、高压燃油箱和车辆，所述铁素体不锈钢板材的冲压方法包括对所述铁素体不锈钢板材的厚度方向上相对的两端面中的至少一者进行覆膜，利用冲压模具对覆膜后的所述铁素体不锈钢板材进行冲压。本发明实施例的铁素体不锈钢板材的冲压方法具有径缩和开裂风险低等优点。

Description

铁素体不锈钢板材的冲压方法、高压燃油箱和车辆

技术领域

本发明涉及冲压技术领域，具体涉及铁素体不锈钢板材的冲压方法、高压燃油箱和车辆。

背景技术

目前市场上已有的铁素体不锈钢，例如：型号为436、439和441铁素体不锈钢等，一般为厚度0.8mm-2.0mm的薄板。当采用铁素体不锈钢板材用于冲压乘用车高压燃油箱时，由于铁素体不锈钢板材与冲压模具之间产生较大的摩擦力，导致铁素体不锈钢板材在冲压过程中流动性较差，容易出现径缩和开裂现象，产品不良率较高。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的实施例提出一种在冲压过程中颈缩和开裂风险低的铁素体不锈钢板材的冲压方法。

本公开的实施例还提出一种制造成本低的高压燃油箱。

本公开的实施例还提出一种制造成本低的车辆。

本公开实施例的铁素体不锈钢板材的冲压方法包括：

对所述铁素体不锈钢板材的厚度方向上相对的两端面中的至少一者进行覆膜；

利用冲压模具对覆膜后的所述铁素体不锈钢板材进行冲压。

在一些实施例中，本公开实施例的所述铁素体不锈钢板材的冲压方法还包括：

在对所述铁素体不锈钢板材进行冲压之前，对所述铁素体不锈钢板材上覆膜的膜表面涂抹润滑剂。

在一些实施例中，覆膜的膜厚度大于等于0.05mm。

在一些实施例中，覆膜后的所述铁素体不锈钢板材上膜的剥离强度大于等于60g/cm3。

在一些实施例中，所述冲压模具的压边力小于120吨。

在一些实施例中，所述冲压模具包括凸模和凹模，所述凸模与所述凹模之间的模具间隙小于等于1.2mm。

在一些实施例中，本公开实施例的所述铁素体不锈钢板材的冲压方法还包括：

在对所述铁素体不锈钢板材进行冲压之前，将所述铁素体不锈钢板材的四角裁剪去除。

在一些实施例中，本公开实施例的所述铁素体不锈钢板材的冲压方法还包括：所述冲压模具包括压边圈，在正交于所述冲压方向上的投影面内，所述压边圈的外周轮廓和尺寸与裁剪去除四角之前的所述铁素体不锈钢板材的外周轮廓和尺寸对应适配。

在一些实施例中，铁素体不锈钢板材具有长度和宽度，所述铁素体不锈钢板材的宽度方向与其轧制方向相同，所述铁素体不锈钢板材的塑形应变比包括r0和r45，且满足：所述r45≥1.5，且所述r0与所述r45的差值为-0.32-0.35；

其中，所述r0为试件的延伸方向与所述铁素体不锈钢板材的宽度方向平行时的塑形应变比,所述r45为所述试件的延伸方向与所述铁素体不锈钢板材的宽度方向成45度时的塑形应变比。

在一些实施例中，所述铁素体不锈钢板材中的Cr的质量百分含量大于等于14％。

本公开实施例的高压燃油箱为上述任一实施例中所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法制得。

本公开实施例的车辆包括上述任一实施例中所述的高压燃油箱。

本发明实施例的铁素体不锈钢板材的冲压方法通过在铁素体不锈钢板材上覆膜，在冲压过程中，铁素体不锈钢板材通过表面的覆膜与冲压模具进行接触，可以大大降低铁素体不锈钢板材与冲压模具之间的摩擦力，有利于增强铁素体不锈钢板材在冲压过程中的流动性，从而可以大大降低甚至避免铁素体不锈钢板材在冲压过程中发生径缩和开裂的风险，进而可以有效降低产品不良率。

因此，本发明实施例的铁素体不锈钢板材的冲压方法具有径缩和开裂的风险低等优点。

附图说明

图1是本发明实施例的铁素体不锈钢板材上不同方向试件的示意图。

图2是本发明实施例的铁素体不锈钢板材裁剪四角前的结构示意图。

图3是本发明实施例的铁素体不锈钢板材裁剪四角后的结构示意图。

图4是本发明实施例的高压燃油箱的上箱体的结构示意图。

图5是本发明实施例的高压燃油箱的下箱体的结构示意图。

附图标记：

铁素体不锈钢板材100；

试件1；

上箱体2；

下箱体3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来详细描述本申请的技术方案。

本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法包括：对铁素体不锈钢板材100的厚度方向上相对的两端面中的至少一者进行覆膜，利用冲压模具对覆膜后的铁素体不锈钢板材100进行冲压。

对铁素体不锈钢板材100的厚度方向上相对的两端面中的至少一者进行覆膜，可以理解为，可以对铁素体不锈钢板材100的一个面或者两个面均进行覆膜，覆膜的基材可以为例如PE材质或者其他能够减小铁素体不锈钢板材100与冲压模具之间摩擦力的材质。

本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法通过在铁素体不锈钢板材100上覆膜，在冲压过程中，铁素体不锈钢板材100通过表面的覆膜与冲压模具进行接触，可以大大降低铁素体不锈钢板材100与冲压模具之间的摩擦力，有利于增强铁素体不锈钢板材100在冲压过程中的流动性，从而可以大大降低甚至避免铁素体不锈钢板材100在冲压过程中发生径缩和开裂的风险，进而可以有效降低产品不良率。

因此，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法具有径缩和开裂的风险低等优点。

此外，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法通过对铁素体不锈钢板材100进行覆膜，还可以对铁素体不锈钢板材100的表面进行保护，以避免金属表面在冲压过程中被划伤而影响产品的外观质量。可以理解的是，当铁素体不锈钢板材100冲压成型后可以将覆膜从产品表面撕掉，而不影响产品的使用。

在一些实施例中，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法还包括：在对铁素体不锈钢板材100进行冲压之前，对铁素体不锈钢板材100上覆膜的膜表面涂抹润滑剂。

例如，润滑剂可以为润滑油或者润滑脂。

本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法通过在覆膜的膜的表面涂抹润滑剂，有利于进一步降低铁素体不锈钢板材100的覆膜与冲压模具之间的摩擦力，进一步有利于增强铁素体不锈钢板材100在冲压过程中的流动性，从而可以进一步降低铁素体不锈钢板材100在冲压过程中发生径缩和开裂的风险。

在一些实施例中，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法还包括：覆膜的膜厚度大于等于0.05mm。

例如，覆膜的膜厚为0.08mm、0.1mm、0.12mm等。保持其他条件不变，通过对覆膜厚度进行对比实验验证，当覆膜的膜厚度小于0.05mm时，在冲压过程中，覆膜出现了脱落现象，增加铁素体不锈钢板材100与冲压模具之间的摩擦力，而导致铁素体不锈钢板材100出现径缩和破裂；当铁素体不锈钢板材100覆膜的膜厚度大于等于0.05mm时，覆膜未出现脱落现象，铁素体不锈钢板材100未出现径缩和破裂。

由此，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法通过将覆膜的膜厚度设置为大于等于0.05mm，可以避免因覆膜较薄，在冲压过程发生脱落现象，而导致铁素体不锈钢板材100在冲压过程中发生径缩和开裂。

在一些实施例中，覆膜后的所述铁素体不锈钢板材100上膜的剥离强度大于等于60g/cm3。

本领域技术人员可以理解的是，剥离强度即粘合度，是指热合的膜成品，在外力作用下，热合层不出现离层现象的最大拉力。

例如，覆膜后的所述铁素体不锈钢板材100上膜的剥离强度可以为70g/cm3、80g/cm3或90g/cm3。保持其他条件不变，通过对覆膜的剥离强度进行对比实验验证，当覆膜的剥离强度小于60g/cm3时，在冲压过程中，覆膜出现了脱落现象，增加了铁素体不锈钢板材100与冲压模具之间的摩擦力，而导致铁素体不锈钢板材100出现径缩和破裂；当铁素体不锈钢板材100覆膜的剥离强度大于等于60g/cm3时，覆膜未出现脱落现象，铁素体不锈钢板材100未出现径缩和破裂。

由此，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法通过将覆膜的剥离强度大于等于60g/cm³设置，可以避免因覆膜的膜剥离强度较小，在冲压过程发生脱落，从而增加铁素体不锈钢与冲压模具之间的摩擦力，而使铁素体不锈钢板材100在冲压过程中发生径缩和开裂。

在一些实施例中，冲压模具的压边力小于120吨。

例如，冲压模具的压边力可以为100吨、105吨或110吨。保持其他条件不变，通过对冲压模具的压边力进行对比实验验证，当冲压模具的压边力大于等于120吨时，在冲压过程中，铁素体不锈钢板材100出现径缩和破裂；当冲压模具的压边力小于120吨时，在冲压过程中，铁素体不锈钢板材100出现径缩和破裂。

由此，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法通过将冲压模具的压边力控制在120吨以内，可以进一步降低铁素体不锈钢板材100的径缩和开裂风险。

在一些实施例中，冲压模具包括凸模和凹模，凸模与凹模之间的模具间隙小于等于1.2mm。

例如，凸模与凹模的之间的模具间隙可以为0mm、1.0mm或1.2mm。

可以理解的是，当凸模和凹模之间的间隙较小时，由于材料受凸、凹模挤压力大，故冲压完后，材料的弹性恢复是落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。当间隙增大时，材料所受的拉应力增大，材料容易发生断裂。

本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法，通过试验对比得出，当保持其他条件保持不变时，通过将模具间隙从0mm至1.2mm的设置并分别进行冲压测试，铁素体不锈钢板材100的冲压均无开裂现象。当冲压模具模具间隙大于1.2mm设置并分别进行冲压测试时，铁素体不锈钢板材100的冲压均大部分开裂现象。由此，通过将凸模与凹模之间的模具间隙小于等于1.2mm，使得本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法具有开裂风险小等优点。

在一些实施例中，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法还包括：在对铁素体不锈钢板材100进行冲压之前，将铁素体不锈钢板材100的四角裁剪去除。

例如，图2为铁素体不锈钢板材100的四角裁剪去除前的结构示意图，图3为铁素体不锈钢板材100的四角裁剪去除后的结构示意图。

可以理解的是，铁素体不锈钢板材100在冲压过程中，首先冲压模具将铁素体不锈钢板材100的四边的边缘用冲压模具的压边圈压紧。当将铁素体不锈钢板材100的四角裁剪去除后，使得压边圈可以避免压在铁素体不锈钢板材100的四角位置处。在冲压过程中，由于铁素体不锈钢板材100的四角未被压边圈压紧，铁素体不锈钢板材100在四角处的流动性较大，从而有利于减小铁素体不锈钢板材100在冲压过程中在45度方向发生径缩和开裂的风险。

在一些实施例中，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法还包括：冲压模具包括压边圈，在正交于冲压方向上的投影面内，压边圈的外周轮廓和尺寸与裁剪去除四角之前的铁素体不锈钢板材100的外周轮廓和尺寸对应适配。

由此，通过将压边圈的外周轮廓和尺寸与裁剪去除四角之前的铁素体不锈钢板材100的外周轮廓和尺寸对应适配，冲压模具既可以对裁剪去除四角后的铁素体不锈钢板材100进行冲压，还可以对未裁剪去除四角的铁素体不锈钢板材100进行冲压，使得冲压模具的通用性较好。

在一些实施例中，铁素体不锈钢板材100具有长度和宽度，铁素体不锈钢板材100的宽度方向与其轧制方向相同。铁素体不锈钢板材100的塑形应变比包括r0和r45，且满足：r45≥1.5，且r0与r45的差值为-0.32-0.35。

其中，r0为试件1的延伸方向与铁素体不锈钢板材100的宽度方向平行时的塑形应变比,r45为试件1的延伸方向与铁素体不锈钢板材100的宽度方向成45度时的塑形应变比。

可以理解的是，如图1所示，在生产过程中，铁素体不锈钢板材100具有长度和宽度，铁素体不锈钢板材100的长度尺寸大于其宽度尺寸。铁素体不锈钢板材100是从铁素体不锈钢钢卷上裁切得到，在对成卷的铁素体不锈钢钢卷进行裁切时，使铁素体不锈钢板材100的宽度方向与钢卷的轧制方向保持一致进行裁切。

需要说明的是，如图1所示，r0为试件1的长度方向与铁素体不锈钢板材100的轧制方向平行时的塑形应变比，r45为试件1的长度方向与铁素体不锈钢板材100的轧制方向成45°时的塑形应变比，r90为试件1的长度方向与铁素体不锈钢板材100的轧制方向垂直时的塑形应变比。其中r值愈大，铁素体不锈钢板材100抵抗失稳变薄的能力愈大，愈

不容易发展厚向变形；r值愈小，铁素体不锈钢板材100抵抗失稳变薄的能力愈弱，厚向5变形愈容易。因此，塑性应变比(r值)是评价金属薄板深冲性能的最重要参数，它是反

映金属薄板在某平面内承受拉力或压力时，抵抗变薄或变厚的能力。

具体地，本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的r45值可以为1.65、1.70、1.95或者其他大于1.5的数值。例如，当r45的值为1.70时，r0的值可以为1.55，此时，r0

与r45的差值为-0.2。当r45的值为1.70时，r0的值还可以为1.95，此时，r0与r45的0差值为-0.3。

本发明实施例的铁素体不锈钢板材100通过多次实验验证并分析，将r45≥1.5设置，且r0与r45的差值设置为-0.32-0.35，可以大幅提升铁素体不锈钢板材100在45°方向上抵抗冲压变薄的能力，从而可以进一步降低在冲压过程中，铁素体不锈钢板材100在与轧制方向成45°方向上发生颈缩和开裂的风险。

5在一些实施例中，铁素体不锈钢板材100中的Cr的质量百分含量大于等于14％。

可以理解的是，铁素体不锈钢包括低、中、高三种铬含量。低铬铁素体不锈钢，含铬量为11％～14％，中铬铁素体不锈钢，含铬量为14％～19％，高铬铁素体不锈钢，含铬量19％～30％，其中低铬铁素体不锈钢其加工硬化系数较小(n≈0.22)，深拉性能较差。本发明实施

例的铁素体不锈钢板材100中的Cr的质量百分含量设置大于等于14％，也就是说，中铬铁0素体不锈钢或者高铬铁素体不锈钢深拉性能较差相对较好。例如，型号为中铬铁素体不锈

钢436和439，型号为高铬铁素体不锈钢的441。当采用深拉性能较好的中铬铁素体不锈钢和高铬铁素体不锈钢轧制本发明实施例的铁素体不锈钢板材100时，进一步有利于降低本发明实施例的铁素体不锈钢板材100在冲压过程中的颈缩和开裂风险。

本发明实施例的高压燃油箱采用上述任一实施例中所述的铁素体不锈钢板材100的冲5压方法制得。

本发明实施例的高压燃油箱包括上箱体2和下箱体3，例如，如图4所示，为高压燃油箱的上箱体2，如图5所示，为高压燃油箱的下箱体3，高压燃油箱的上箱体2和下箱体3均为本发明实施例的铁素体不锈钢板材100的冲压方法制得。

需要说明的是，相关技术中，高压燃油箱采用奥氏体不锈钢(例如304L)冲压成型，0由于奥氏体不锈钢内含镍，镍价格昂贵且波动非常大，使得高压燃油箱成本较高。本发明

实施例的高压燃油箱采用铁素体不锈钢板材100以代替价格昂贵的奥氏体不锈钢板材冲压成型高压燃油箱，由于铁素体不锈钢板材100的价格远低于奥氏体不锈钢的价格，从而可以大大降低高压燃油箱的制作成本，实现高压燃油箱的低成本化。

本发明的实施例的车辆包括上述任一实施例中所述的高压燃油箱。

因此，本发明实施例的车辆具有制作成本低等优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，包括：

对所述铁素体不锈钢板材的厚度方向上相对的两端面中的至少一者进行覆膜；

利用冲压模具对覆膜后的所述铁素体不锈钢板材进行冲压。

2.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，还包括：

在对所述铁素体不锈钢板材进行冲压之前，对所述铁素体不锈钢板材上覆膜的膜表面涂抹润滑剂。

3.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，覆膜的膜厚度大于等于0.05mm。

4.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，覆膜后的所述铁素体不锈钢板材上膜的剥离强度大于等于60g/cm3。

5.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，所述冲压模具的压边力小于120吨。

6.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，所述冲压模具包括凸模和凹模，所述凸模与所述凹模之间的模具间隙小于等于1.2mm。

7.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，还包括：

在对所述铁素体不锈钢板材进行冲压之前，将所述铁素体不锈钢板材的四角裁剪去除。

8.根据权利要求7所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，还包括：

所述冲压模具包括压边圈，在正交于所述冲压方向上的投影面内，所述压边圈的外周轮廓和尺寸与裁剪去除四角之前的所述铁素体不锈钢板材的外周轮廓和尺寸对应适配。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，所述铁素体不锈钢板材具有长度和宽度，所述铁素体不锈钢板材的宽度方向与其轧制方向相同，所述铁素体不锈钢板材的塑形应变比包括r0和r45，且满足：

所述r45≥1.5，且所述r0与所述r45的差值为-0.32-0.35；

其中，所述r0为试件的延伸方向与所述铁素体不锈钢板材的宽度方向平行时的塑形应变比,所述r45为所述试件的延伸方向与所述铁素体不锈钢板材的宽度方向成45度时的塑形应变比。

10.根据权利要求9所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法，其特征在于，所述铁素体不锈钢板材中的Cr的质量百分含量大于等于14％。

11.一种高压燃油箱，其特征在于，所述高压燃油箱为权利要求1-10中任一项所述的铁素体不锈钢板材的冲压方法制得。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求11中所述的高压燃油箱。