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1、汽车板的成形性及冲压成形技术,主 要 内 容,1.典型板材成形性能分析2.影响板材冲压成形性能因素3.高强度钢板在汽车上的应用情况 4.IF钢镀层钢板 5.先进加工成形技术在汽车上的应用,1.典型板材成形性能分析 冲压钢板的分类,按脱氧方式分：有沸腾钢、镇静钢和半镇静钢；按钢种与合金成分分：有低碳钢、低合金高强度钢、加 磷钢、超低碳无间隙原子钢（IF钢）等；按强度级别分：有普通强度级和高强度级别；按冲压级别分：有商品级（CQ）、普通冲压级（DQ）、深冲压级（DDQ）和超深冲压级（EDDQ）;按冲压件的复杂程度分：P级（普通拉延），S级（深 拉延），Z级（最深拉延）,F级（复杂冲压）,HF级（很
2、复杂冲压)和ZF级（最复杂冲压)。,板材成形性的基本概念,金属薄板的成形性是指板材适应各种成形加工过程的能力，通常定义为:在给定的加工条件下，板材成首变形而不产生断裂或失稳的能力。,具有最佳成形性的薄板材应是：（1）均匀应变分布；（2）承受平面内压缩应力而无起皱；（3）可达到较高应变而无颈缩和断裂；（4）承受平面内剪切应力而无断裂；（5）零件由凹模出来后保持其形状；（6）保持表面光洁，减低表面损伤。,成形性能的内容,基本成形性研究：拉伸试验 金相试验、硬度试验 模拟成形性研究：杯突试验、拉深试验 扩孔试验、锥杯试验 成形极限研究：胀形试验、成形极限图,薄板成形性能研究方法,单向拉伸试验获得的力
3、学性能指标参数,杯突试验方法,拉深试验方法,锥杯试验方法,扩孔试验方法,成型的分类及变形特征,特征材料对冲压缺陷的影响,注：影响度,汽车用钢的基本性能是冲压成形性，这三代产品的进步也集中反映在成形性的提高方面，沸腾钢只能用于普通冲压件，铝镇静钢则有优良的深冲性能，无间隙原子钢则具有超深性能。,三代冲压用钢板的性能比较,汽车板的质量要求,优良的成形性能良好的抗凹陷能力和足够的结构刚度良好的焊接性能优良的表面形貌和光洁度高的耐蚀性能良好的板形和板面平直度,严格的尺寸精度和性能均匀性零件钢板应有吸声减振效果,各种级别钢板的拉伸性能范围,CQ:Commercial Quality,DQ:Drawing
4、 Quality,DDQ:Deep Drawing Quality,EDDQ:Extra Deep Drawing Quality,S-EDDQ:Super EDDQ.,各种级别钢板的延伸率和r值性能范围,生产条件对连续退火软钢薄板成形性能的影响,各工序对低碳铝镇静钢和IF钢性能的影响程度,注:(#)基本无影响；(*)有影响；(*)重要；(*)很重要,冷轧用低碳、微碳和超低碳钢的成分要求,钢种:成形性能 级别 C 含量/%低碳钢(08Al)（CQ、DQ）0.05微碳钢ELC(03Al)（DDQ）0.0150.03超低碳钢ULC（DDQ、EDDQ)0.005 IF钢（EDDQ、SEDDQ）0.0
5、03,不同冷轧冲压板的冶金成分控制范围参考值,碳(C)含量对钢板力学性能和成形性能的影响规律:,2、影响板材冲压成形性能因素,钢中碳含量与r值、延伸率的关系:,氮含量对碳钢平均塑性应变比的影响,冲击韧性转变温度随焊接金属氮含量的变化,低氮控制是保证低碳钢成形性和焊接性能的重要措施,碳（C）：0.05%（0.030.04%）氮（N）：0.005硅（Si）：0.015 0.025锰（Mn)：0.150.25%铝（Als）：0.030.05硫（S）：0.015%磷（P）：0.015,低碳冲压铝镇静钢采用成分控制：,冷轧工艺控制,冷轧工艺的要点：以大压下量和良好的润滑条件，产生较强的有利形变织构，为下
6、步退火产生高退火织构（高r值）创造条件；冷轧压下率是影响形变织构的主要因素，普通冲压用低碳钢板（如08Al）的平均应变比r值随冷轧压下率的增加而提高，当压下率7075时出现峰值。,平均塑性应变比r值与冷轧压下率的关系：,r值,，%,冷轧压下率对铝镇静钢薄板织构和各向异性值的影响,冷轧变形率对冷轧钢带中的轧制织构和在退火过程中形成的再结晶织构产生影响。在铝镇静钢薄板生产中，当变形率为75时，能够获得对法向各向异性值极为有利的晶格取向。,退火工艺控制,再结晶退火：将冷轧带钢加热到再结晶温度以上，通过控制再结晶和晶粒长大过程控制钢板的组织和性能；目的：消除带钢轧制过程中产生的形变组织和加工硬化，恢复
7、其塑性变形的能力；过程：加热保温冷却，影响退火织构的主要因素是加热速度，加热温度和保温时间。,同罩式退火相比，连续退火生产有更大的优越性,连续退火钢带的力学性能，无论在钢带长度还是宽度方向上，都比较均匀 钢带平整度高，板形好，有利于汽车厂深加工成形构件的形状控制 钢带表面质量好，无粘结现象，对于喷漆或者表面涂层处理，其表面与涂料的粘结附着力强，喷漆或者涂层质量好 生产周期短 退火温度范围较高，冷却速度自由度大，有利于新产品的开发,3.高强度钢板在汽车上的应用情况,高强度钢板在汽车中的应用,外板部件板厚和TS关系 内板部件板厚和TS关系,冷轧高强度钢的典型机械性能,日本11家汽车公司在汽车中采用
8、高强度钢板的调查和预测结果(使用比率)平均值,其它汽车厂使用的超高强钢板种类化学成分 和机械特性值,高强度钢板的强化机制,冷轧高强钢板的强化方法,注：固：固溶强化 析：析出强化 相：相变强化（）内为分别使用的强化元素,冷轧高强度钢板的强化机制及钢板特性,冷轧高强钢板的材料特性分类,注：表示目前已生产,冷轧钢板的强度与塑性、成形性关系,.IF钢镀层钢板,日本电镀锌板（EG），热镀锌板（Hot-dip）在汽车工业用量发展,欧洲十二国(EU-12)84年以来用于汽车制 造的镀层钢板和裸钢板用量的变化情况,国外几个主要汽车厂家轿车用镀层钢板,我国引进主要轿车生产线用镀层板品种,涂镀层钢板的抗粉化、剥落
9、性能,镀层粉化与剥落示意图,Ti-IF钢与Ti+Nb-IF钢的抗粉化性能,.先进加工成形技术在汽车上的应用,先进加工成形技术,TWB激光拼焊板（Tailor Welded Blank）,把厚度和强度不相同的钢板，按照一定大小形状截断，通过激光焊接，按照客户希望的形状的材料进行加工定做成的截断型汽车用钢板。,HF液压成型（Hydroforming）,通过大的液体压力将钢管成型为顾客希望形状汽车部件的制造技术。,将钢板在升高到一定温度后冲压成型，在快速冷却后获得超高强度（可达到1500Mpa）的钢板部件。,HPF热压成型（Hot Press Forming）,汽车部件传统制造工艺,汽车部件TWB制造工艺,汽车部件TWB制造工艺,技术中心汽车板研发所,汽车部件TWB制造工艺,汽车部件传统制造工艺,汽车部件制造工艺,制造汽车部件,制造汽车部件,P制造汽车部件,P制造汽车部件,TWB制造汽车零部件的优点,HF制造汽车零部件的优点,P制造汽车零部件的优点,谢谢!,
