本發明專利技術屬于熱沖壓成形領域，公開了一種改善車用AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法，其特征在于包括如下步驟：①預處理；②加熱爐升溫、保溫處理；③急冷處理；④熱壓、保壓-淬火處理；⑤后期處理。本發明專利技術有效解決了AHSS結構件在熱沖壓成形過程中因各處受到不同外應力方式而出現易開裂、起皺、強韌化分布不均的問題，具有熱成形后組織細化的馬氏體新相結構；部件各處的強韌化和成形性性能較原有工藝明顯提高等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱沖壓成形領域，具體地說是一種改善車用AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法。
技術介紹
目前，具有復雜形狀的AHSS結構件因具備高強度而成為目前汽車輕量化、安全性的首選對象，制備該部件最常用的工藝是熱沖壓技術，即在高溫奧氏體組織形態下成形。而車用結構件成形時所受外應力并非單拉或單壓作用方式，原有熱沖壓成形工藝中尚未解決拉-壓應力共同存在的部件各處成形性、強韌化性能分布不均的特征，因此，提高AHSS結構件各處的強韌化、成形性能是需要解決的一個關鍵問題。AHSS板材加熱到奧氏體化保溫出爐后，因具有一定形狀要求，使其在熱沖壓過程中各處所受外應力不同，又因拉-壓應力和作用程度不同，對部件馬氏體相變的微觀影響機制存在差異，從而造成部件易開裂、起皺，微觀組織結構分布不均等現象出現，而該問題已成為國內外全面改善AHSS結構件強韌化的瓶頸之處，目前主要從改良鋼板的角度入手，在煉鋼時德國蒂森公司通過添加微量元素，如鈮等，以提高鋼板致密性，來滿足熱沖壓結構件致密結構需求，但其成本也明顯提高；另外，生產中微量鈮容易出現成分偏析，對AHSS強韌性的改善也很局限。在公開號為200510073917.5和公開號為200910067375.9的專利中都公開了有關熱沖壓件的加工方法。但均未提及如何兼顧具有復雜形狀的AHSS結構件熱沖壓時各處受到不同外應力作用而提高其 成形性-避免開裂，以及改善其強韌性-結構致密的方法。
技術實現思路
根據上述提出的技術問題，而提供一種改善車用AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法。本專利技術主要對原有的加工工藝進行了改進，在考慮高溫下不同外應力對結構件各處作用前提下，解決了部件各處強韌化分布的問題。本專利技術采用的技術手段如下:—種改善車用AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法，其特征在于包括如下步驟:①預處理:將軋制的高強鋼板經剪板機裁剪成預設的結構件板料，然后進行防氧化涂層處理，所述的防氧化層處理為在結構件板料表面刷涂防氧化涂料；②加熱爐升溫、保溫處理:將結構件板料運至加熱爐內加熱，加熱溫度控制在850-1150°C，保溫時間在 3-5min ；③急冷處理:將結構件板料取出轉運，在轉運過程中對高溫結構件板料進行快速急冷處理，冷卻速率大于40°C /S，冷卻后的溫度控制在結構件板料的成形溫度之間，成型溫度為700°C 800°C ；④熱壓、保壓-淬火處理:將經急冷處理后的結構件板料運至帶有冷卻水道的高速液壓沖壓機沖壓成形，并保壓淬火，冷卻速率40-70°C /S，保壓時間控制在10 20s ；⑤后期處理:將經熱壓、保壓處理后的結構件板料再經過切邊、噴丸、涂油，制成符合技術性能指標要求的結構件。作為優選，所述步驟②中加熱爐的升溫速率大于10°C /S。作為優選，所述步驟③中的急冷處理方式包括壓縮空氣冷卻、氮氣冷卻或水霧冷卻。作為優選，所述高強鋼板為具有非擴散型馬氏體相變特征的AHSS鋼板，包括硼合金鋼板。作為優選，當所述高強鋼板為硼合金鋼板時，步驟②中加熱爐中的加熱溫度控制在 890O 930O。AHSS結構件在熱沖壓時，其各處受到不同的外應力作用方式，即拉-壓應力。改善AHSS結構件的強韌化和成形性的方式通常為一方面提升結構件各處的馬氏體轉化量，彌補外應力不同而帶來的相含量分布不均問題；或者使板料在沖壓前到達最佳沖壓溫度，提高板料硬化指數，優化板料沖壓成形的性能。本專利技術對原有熱沖壓工藝加以改進，在結構件加熱并奧氏體化保溫之后，熱沖壓前對其進行一定降溫速率的急冷處理。既保證拉應力加載區具有較高硬化指數η值，提高成形性；又滿足壓應力加載區形核數目增加、結構致密的增韌目的。實驗表明:部件上以拉應力為主的加載區，700°C時的硬化指數η值分別高于900°C和600°C(如圖1所示)，前者具有更好的成形性，在此溫度附近成形，利于避免開裂、起皺等問題發生；以壓應力為主的加載區，相變前達到成形溫度對其新相微觀組織結構影響甚少，尚可忽略；沖壓前，滿足一定急冷降溫速率的預處理，利于獲得新相組織致密的微觀結構，能夠實現結構件強韌化的目的。急冷降溫速率以過冷奧氏體連續冷卻轉變曲線(即CCT曲線，如圖2所示，圖中I為傳統降溫曲線，即樣件出爐后直接沖壓、淬火；2為當急冷處理的冷速較低時，將導致貝氏體等第二相生成；3為本專利技術提出的方法，即樣件出爐后以合適的降溫速率大于40°C/s，進行急冷處理，然后再沖壓，淬火)為參數約束，可避免貝氏體、鐵素體等組織產生。而同時滿足上述目的最直接的方法是熱沖壓前對AHSS結構件進行不低于40°C /s冷卻速率的預處理，并在800°C 700°C溫度范圍內沖壓，溫度過高或過低，都得不到預期的較好強韌化和成形性的組織結構。較現有技術相比，本專利技術所述工藝方法制備的AHSS結構件各處強韌性和成形性及力學特性得到改善，尤其降低了沖壓時開裂、起皺等問題出現的頻率，而通過獲得微觀致密結構，使得部件強韌性得以提高，既滿足部件具有期望的安全性需求，又提高了成品合格率。同時，本專利技術所述工藝方法，不影響其他工序的操作。另外，通過急冷處理過程的部件成形時減少了水冷能量釋放，進而降低了水泵等電器的耗電量。經本專利技術所述的工藝方法得到的結構件熱沖壓淬火后，其各處的屈服強度> llOOMPa，抗拉強度> 1600MPa，延伸率7%以上。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。圖1是溫度與合金硬化指數的關系曲線。圖2是過冷奧氏體連續冷卻轉變曲線。圖3是由AHSS結構件沖壓成形的防撞梁的示意圖及其不同位置的金相圖像:其中:圖3a為由AHSS結構件沖壓成形的防撞梁的示意圖；圖3b為圖3a中(I)點采用傳統工藝處理后的金相圖像；圖3c為圖3a中(3)點采用傳統工藝處理后的金相圖像；圖3d為圖3a中(I)點采用本專利技術工藝處理后的金相圖像；圖3e為圖3a中(3)點采用本專利技術工藝處理后的金相圖像。圖4是由AHSS結構件沖壓成形的汽車B柱的示意圖。 具體實施例方式一種改善車用 AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法，包括如下步驟:①預處理:將軋制的高強鋼板經剪板機裁剪成預設的結構件板料，然后進行防氧化涂層處理；所述高強鋼板為具有非擴散型馬氏體相變特征的AHSS鋼板，包括硼合金鋼板(22MnB5)；②加熱爐升溫、保溫處理:將結構件板料運至加熱爐內加熱，加熱溫度控制在850-1150°C，保溫時間在3-5min ;其中，加熱爐的升溫速率大于10°C /s ;優選地，加熱爐中的加熱溫度控制在890°C 930°C ；③急冷處理:將結構件板料取出轉運，在轉運過程中對高溫結構件板料進行快速急冷處理，冷卻速率大于40°C /s，冷卻后的溫度控制在結構件板料的成形溫度之間，成型溫度為700°C 800°C ;急冷處理方式包括壓縮空氣冷卻、氮氣冷卻或水霧冷卻；④熱壓、保壓-淬火處理:將經急冷處理后的結構件板料運至帶有冷卻水道的高速液壓沖壓機沖壓成形，并保壓淬火，冷卻速率40-70°C /s，保壓時間控制在10 20s ；⑤后期處理:將經熱壓、保壓處理后的結構件板料再經過切邊、噴丸、涂油，制成符合技術性能指標要求的結構件。實施例1如圖3a所示，以熱成形防撞梁為例，在其上選取位置不同的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種改善車用AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法，其特征在于包括如下步驟：①預處理：將軋制的高強鋼板經剪板機裁剪成預設的結構件板料，然后進行防氧化涂層處理；②加熱爐升溫、保溫處理：將結構件板料運至加熱爐內加熱，加熱溫度控制在850?1150℃，保溫時間在3?5min；③急冷處理：將結構件板料取出轉運，在轉運過程中對高溫結構件板料進行快速急冷處理，冷卻速率大于40℃/s，冷卻后的溫度控制在結構件板料的成形溫度之間，成型溫度為700℃～800℃；④熱壓、保壓?淬火處理：將經急冷處理后的結構件板料運至帶有冷卻水道的高速液壓沖壓機沖壓成形，并保壓淬火，冷卻速率40?70℃/s，保壓時間控制在10～20s；⑤后期處理：將經熱壓、保壓處理后的結構件板料再經過切邊、噴丸、涂油，制成符合技術性能指標要求的結構件。
【技術特征摘要】
1.一種改善車用AHSS熱沖壓結構件強韌化和成形性的工藝方法，其特征在于包括如下步驟: ①預處理:將軋制的高強鋼板經剪板機裁剪成預設的結構件板料，然后進行防氧化涂層處理； ②加熱爐升溫、保溫處理:將結構件板料運至加熱爐內加熱，加熱溫度控制在850-1150°C，保溫時間在 3-5min ； ③急冷處理:將結構件板料取出轉運，在轉運過程中對高溫結構件板料進行快速急冷處理，冷卻速率大于40°C /s，冷卻后的溫度控制在結構件板料的成形溫度之間，成型溫度為 700。。 800。。； ④熱壓、保壓-淬火處理:將經急冷處理后的結構件板料運至帶有冷卻水道的高速液壓沖壓機沖壓成形，并保壓淬火，冷卻速率40-70°C /s，保壓時間控制在10 20s ； ⑤后期處理:將經熱壓、保壓處理后的結構件板料再...
【專利技術屬性】
技術研發人員：常穎，胡平，盈亮，戴明華，韓小強，唐行輝，盧金棟，賈治域，靳菲，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：
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