BR1500HS前立柱加强件热冲压成形工艺开发及模具设计

摘要

超高强度钢板热冲压成形技术虽是实现汽车轻量化达到节能减排目的的重要途径，但现阶段国内不管是高校还是研究院所及企业对热冲压成形技术的研究所取得的成果主要用于简单零件的成形，对于像汽车前立柱这样的复杂制件的热冲压成形技术并不成熟，且目前国内仅有的几条热冲压成形生产线都从国外引进，其中的核心技术处于保密垄断的状态并未对我们开放，正是由于这种原因国内的热冲压技术几乎处于起步阶段无法运用并普及到实际生产当中。本论文针对形状较为复杂的汽车左前立柱下加强件进行了热冲成形工艺开发及模具设计，所取得的研究成果对此类制件的实际热冲压成形生产有一定的指导意义。论文主要研究内容如下：
　　①首先利用Gleeble1500热模拟实验机进行高温拉伸实验，对BR1500HS超高强度钢在高温状态下的流变应力及其变化规律进行研究，得到材料在不同温度及应变速率下材料在高温状态的真实应力-应变曲线。
　　②在热模拟高温拉伸实验基础上，将实验所得数据导入DYNAFORM有限元分析软件，建立BR1500HS超高强度钢的材料模型及热力耦合模拟模型，对前立柱下加强件的热冲压成形过程进行数值模拟，通过不断的优化仿真分析，研究压边力、板料初始成形温度等参数及不同成形方式对零件成形质量的影响规律，得到左前立柱加强件热冲压成形的最佳工艺参数组合及成形方式。
　　③针对前立柱下加强件热冲压成形模具进行了设计，解决了复杂制件热冲压模具设计的难点，如板料定位装置的设计、模具内部冷却水道布置及冷却管道的尺寸计算等。将设计模具进行加工试模，采用热冲压成形工艺对前立柱加强件进行零件试制，对成形后的零件进行强度、金相实验等检测，得到了成形合格的制件。
　　④最后论文对BR1500HS超高强度钢表面高温防氧化涂层进行了研究，通过对涂覆涂层及无涂层的板料同时加热到奥氏体化温度并保温冷却淬火后的表面形貌及微观组织进行对比观察，验证了涂层对板料表面有很好的高温防氧化能力的同时，涂层并不会对板料内部组织产生影响。

目录

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目录

1 绪 论

1.1.引言

1.2高强度钢板热冲压技术概述

1.3热冲压用超高强度钢板的发展现状

1.4 超高强度钢板高温防氧化涂层技术研究现状

1.5 论文主要研究内容及意义

2 BR1500 HS超高强度钢板高温力学性能实验

2.1 BR1500HS超高强度钢板高温拉伸实验

2.2 BR1500HS超高强度钢板高温流变行为分析

2.3 BR1500 HS成形性能讨论

2.4 本章小结

3 BR1500HS钢前立柱件热冲压成形数值模拟分析

3.1 引言

3.2 汽车前立柱加强件有限元分析热-力耦合模型的建立

3.3 左前立柱下加强件有限元分析方案

3.4 压边力对前立柱加强件成形性能的影响

3.5 板料初始温度对前立柱加强件成形性能的影响

3.6 不同成形工艺对前立柱加强件成形性能的影响

3.7本章小结

4 BR1500HS钢前立柱加强件热冲压模具设计

4.1 冷、热冲压成形中模具对比

4.2 热冲压成形模具的温度场分析

4.3 汽车前立柱加强件件热冲压成形模具冷却系统设计

4.4 左前立柱加强件热成形模具设计

4.5 前立柱加强件热成形模具结构

4.6 模具加工制造及零件试制

4.7 本章小结

5 BR1500HS超高强度钢板表面涂层研究

5.1超高强度钢板保护涂层处理的意义

5.2 BR1500HS超高强度钢板涂层处理技术

5.3 BR1500HS超高强度钢板涂层高温防氧化功能检测

5.4 BR1500HS超高强度钢板涂层对微观组织的影响

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

A 攻读学位期间发表论文目录

B 攻读学位期间参加的科研项目

C 攻读学位期间申请专利