模具間隙與冷卻系統(tǒng)對(duì)熱沖壓硼鋼變形及組織性能影響.pdf

1、當(dāng)前，隨著全球范圍內(nèi)的生態(tài)危機(jī)與能源危機(jī)日益嚴(yán)重，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化勢(shì)在必行。高強(qiáng)度鋼的使用被認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑。熱沖壓成形工藝不僅能有效地解決高強(qiáng)度鋼冷沖壓成形的變形抗力大、回彈嚴(yán)重等缺點(diǎn)，更能大幅度提高鋼的強(qiáng)度。但熱沖壓件在保壓冷卻過程中容易產(chǎn)生較大溫差，在制件內(nèi)部形成熱應(yīng)力，影響制件的組織和性能。本文以汽車B柱為原型，以22MnB5的U形件熱沖壓成形為研究對(duì)象，通過理論分析、數(shù)值模擬以及試驗(yàn)驗(yàn)證的方法，開展高強(qiáng)度硼鋼的

2、熱沖壓成形工藝研究。
　　首先，利用DEFORMV11.0軟件建立了U形件熱沖壓有限元模型，并進(jìn)行熱沖壓過程的數(shù)值模擬，對(duì)板料的形變過程、溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、微觀組織轉(zhuǎn)變、減薄率的分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，確定建立的模型合理。
　　基于有限元模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了模具間隙對(duì)制件貼模場(chǎng)、制件減薄率、溫度場(chǎng)以及制件微觀組織轉(zhuǎn)變的影響。結(jié)果表明，工模貼合狀態(tài)能顯著影響制件的溫度場(chǎng)。當(dāng)模具間隙為0.95t～1.00t時(shí)，制件減薄率保持在1

3、0％以內(nèi)，板料貼模良好，各部位冷卻較為均勻，馬氏體的轉(zhuǎn)變率較高。分析了冷卻系統(tǒng)對(duì)熱沖壓件溫差場(chǎng)和微觀組織轉(zhuǎn)變的影響機(jī)制和規(guī)律。研究表明，冷卻系統(tǒng)主要通過提高模具內(nèi)部溫度梯度、熱流速率以及模具表面與制件的溫差，降低模具工作面的溫度，從而影響制件溫度場(chǎng);合理提高冷卻水的流速，可以提高制件冷卻速度;通過調(diào)整局部冷卻水流速率，可以降低板料溫差。從而提出了一種通過控制局部冷卻水的流速，調(diào)整制件溫度場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)制件同步冷卻的方法。
　　通過熱沖壓