一种新型超高强钢汽车B柱热冲压成形工艺及组织性能
22MnB5超高强钢热冲压成形工艺及试验
２０℃ ,冲压速度为 ２０mm/s,保 压 １２s,压 边 力 为
２．ห้องสมุดไป่ตู้
０ MPa. 有 限 元 分 析 步 骤 如 下:① 热 成 形 过 程
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中,凹 模 保 持 不 动,压 料 板 对 板 料 施 加 压 边 力,凸
中国机械工程第 ２８ 卷第 １２ 期 ２０１７ 年 ６ 月下半月
２２MnB５ 超高强钢热冲压成形工艺及试验
薛克敏 孙大智 李 萍 巩子天纵
合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥,
２３０００９
摘要:考 虑 材 料 的 热 物 理 性 能 参 数、力 学 性 能 与 温 度 的 关 系,利 用 ABAQUS 软 件 建 立 了 ２２MnB５
质、高强度及高抗碰撞性能等特点 [２],在汽车行业
中越来越受到关 注,已 成 为 满 足 汽 车 减 重 以 及 提
高碰撞性能 和 安 全 性 能 的 重 要 途 径.研 究 表 明,
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汽车B柱高强度钢热冲压工艺分析
汽车B柱高强度钢热冲压工艺分析张浩（沈阳华晨金杯汽车销售有限公司，辽宁沈阳110044）摘要：简要介绍了热冲压成形工艺原理，结合某汽车B柱成形案例，从参数值确定、数值模拟前期处理、数值结果分析等方面，分析了热冲压成形工艺在生产汽车B柱中的具体应用，总结了热冲压成形工艺在模具选择方面的注意事项。
关键词：汽车B柱；高强度钢；热冲压工艺0引言热冲压工艺又称为热成形技术、冲压硬化技术，是指当板料处于红热阶段时冲压成形。
在热冲压之前，需要计算原材料用量，先行下料，然后把下料好的高强度钢放置到加热设备中直至奥氏体化，温度一般为880～950℃，再然后将其放到具有冷却功能的模具上成形，在此过程中模具表面会使钢冷却、淬火，出现相变，形成马氏体，此时已经成形的汽车B 柱的强度大幅提高。
实践表明，钢强度可由500～600MPa提升到1500MPa，提高了250%，该技术被广泛应用于汽车高强度钢的成形过程中[1]。
1汽车B柱高强度钢热冲压工艺本文以某汽车B柱高强度钢成形为例，对热冲压工艺展开分析。
该汽车B柱规格为1316mm×282mm×295mm，厚度0.8mm。
其顶部凸台高，两端存在较深台阶，局部形状易变，成形过程中容易出现起皱问题。
该工艺主要包括拉延、修边、冲孔、整形4道工序，高温状态下高强度钢的流动性良好。
1.1确定参数值通过CATIA构建B柱有限元模型，热冲压工艺部件成形期间会受到温度、塑性等参数的影响。
因此，实践中往往通过热-力-相变耦合分析方法进行研究。
高强度钢材模型使用22MnB5，厚度0.8mm，加热后最后温度设定为950℃。
热冲压工艺应用初期，模具温度因其与板料接触而上升，同时又因其内部包含冷却水道，该过程中模具温度人为感受近似不变。
将模具温度设定为50℃。
相对模具而言，板料热传导系数设定为3500W/（m2·K）。
热冲压速度设定为100mm/s。
冲压期间全部摩擦系数均设定为0.35。
b柱热冲压
b柱热冲压关于b柱热冲压介绍如下：随着汽车工业的快速发展，对于汽车安全性能的要求也越来越高。
B柱作为汽车结构中的重要组成部分，其强度和刚度对于保证汽车的安全性具有重要意义。
热冲压技术作为一种先进的加工工艺，在B柱强化方面具有显著的优势。
本文将就热冲压技术的相关内容进行介绍。
一、热冲压技术热冲压技术是一种将板材加热至奥氏体状态，然后迅速转移到模具中进行冲压成形的工艺方法。
由于在高温下材料的可塑性较好，因此可以制造出强度和刚度都非常高的零件。
这种技术广泛应用于汽车、航空航天、能源等领域。
二、B柱强化B柱是汽车车身结构中的重要组成部分，主要承受侧向力和弯矩，对于保证汽车的安全性和稳定性具有重要意义。
采用传统的冷冲压技术很难实现高强度和刚度的B柱零件的制造，而热冲压技术的出现使得高强度B柱的制造成为可能。
三、材料选择热冲压技术常用的材料是硼钢（Fe-B），它是一种具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性的材料。
在高温下，硼钢的屈服强度和抗拉强度都非常高，能够满足B柱强化的要求。
四、工艺流程热冲压技术的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 板材加热：将板材加热至奥氏体状态，提高其可塑性；2. 快速转移：将加热后的板材迅速转移到模具中；3. 冲压成形：在模具中进行冲压成形；4. 冷却淬火：将成形后的零件进行淬火处理，使其从奥氏体状态转变为马氏体状态，提高其强度和硬度；5. 后处理：对零件进行矫形、切割等后处理操作，使其满足设计要求。
五、模具设计热冲压技术的模具设计需要充分考虑温度、压力、材料等因素的影响，以保证零件的成形精度和加工效率。
模具材料一般选用耐高温、耐磨损、耐腐蚀的材料，如硬质合金、陶瓷等。
同时，模具设计还需要考虑冷却系统的设置，以保证淬火过程的顺利进行。
六、冲压温度与时间冲压温度和时间是热冲压技术的关键参数，它们直接影响零件的成形质量和加工效率。
在加热过程中，温度不宜过高或过低，以避免材料发生氧化或变形。
超高强度汽车结构件热成形技术及应用
淬火后进行金相试验取样
pinghu56@
微观组织金相检测马氏体转化均匀性
原材料金相 铁素体、珠光体 、少量碳化物
成形件金相
马氏体97％均匀转化率
正是所要的理想组织
pinghu56@
某汽车公司性能达标的门内加强梁产品件 静态抗弯与吸能特性
某汽车公司性能达标的门内加强梁产品件 静态抗弯与吸能特性
成立时间 总投资额 建筑面积 设计分析人员
2005年 11285万元RMB 6200m2 15人
公司概况
主要客户及产品展示
主要客户有一汽解放、奇瑞汽车，另有北汽和江陵汽车正在商谈； 目前已开发的主要产品有防撞梁和中柱加强版等。
研发能力
产品开发流程
第一步 第二步 第三步
与客户进行 技术交流
先期质量策划
54 50 28 38 44 34 13 0. 9 4. 5
2. 5 11 0. 2 1. 3 3 14 3 5. 2 14 3 0. 8
3. 7 1. 7 1. 1 0. 9 1. 9 4 48 4. 6 34 22 7 0. 9 1. 5 1. 6 0. 8 4 19 38 37 27 13 21 12 6. 4 3 0. 8 0. 9
0.25
0.2
0.15
0.1 600 650 700 750 T/℃ 800 850 900 950
KMAS仿真模拟与实验对比
CAD model of the automotive door reinforced beam
热成形仿真分析与优化工艺
防撞梁上的四个典型成形点
1.65
Thickness/mm
VOLVO：S60 （ECB2010）
A柱，部分热成形
超高强度钢车身B柱加强板热成形工艺参数多目标优化
超高强度钢车身B 柱加强板热成形工艺参数多目标优化高云凯1 邓有志1 曹 伟21.同济大学,上海,2018042.浙江吉利汽车研究院有限公司,临海,317000摘要:对超高强度钢车身B 柱加强板热成形中的冲压速度、压边力、摩擦因数、板料初始温度及工具初始温度进行了工艺参数正交分析,并运用模糊数学中的综合评判法,对成形后的最大减薄率和危险点的主应变均值两个目标值进行了综合。
通过综合指标的极差分析,确定冲压速度、压边力与摩擦因数组合、板料初始温度及工具初始温度对综合评分的影响程度,分析得出最优的车身B 柱加强板热成形工艺参数组合方案。
关键词:超高强度钢;车身B 柱加强板热成形;工艺参数优化;多目标;正交试验设计中图分类号:T G386 文章编号:1004 132X(2011)05 0621 04Multi -objective Optimization for Ultra High Strength Steel B -pillar ofCar Body Hot Forming Process ParametersGao Yunkai 1 Deng Yo uzhi 1 Cao Wei 21.T ongji U niversity ,Shang hai,2018042.Zhejiang Geely Autom obile Research Institute Co.,Ltd.,Linhai,Zhejiang,317000Abstract :T he ultra high str ength steel B -pillar o f car body ho t forming pro cess param eters,such as punch velocity,binder force,static friction,initial tem peratur e of blank,initial tem perature of to ols etc.w ere analyzed based on orthogo nal ex perimental design method and the comprehensive eval uatio n to max imum thinning r ate and mean value o f dangero us points principal str ain w as obtained by means of fuzzy mathematics.From this ev aluation,the ex tent of overall influences on the process pa r am eters w as clarified.T hr oug h analyzing the factors resulted from the simulation results,the opti m ized B-pillar o f car body ho t forming pro cess par am eters schem e w as o btained.Key words :ultra hig h streng th steel;B-pillar of car body ho t fo rming process;pro cess param eter optimization;multi-objective;orthogo nal ex perimental desig n收稿日期:2010 06 07基金项目:中韩国际科技合作项目(2008DFB50020)0 引言车身轻量化已经成为汽车(特别是轿车)工业的发展趋势之一。
高强钢热冲压成型工艺流程 预热处理 冲压成形 淬火
高强钢热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形淬火高强钢热冲压成型工艺流程主要包括以下三个阶段：
1.预热处理：首先，将高强钢板材加热至900摄氏度以上，然后在加热炉中保温
5-8分钟，使板料均匀奥氏体化。
这个阶段的目的是获得均匀奥氏体化的高强钢板料，以便进行后续的冲压成形。
2.冲压成形：将预热处理后的板料从加热炉中运送到模具内，进行高速成形的液
压机快速成形。
在成形过程中，板料的温度需要保持在马氏体转变温度以上的奥氏体区，以保证板料有良好的成形性和最终的机械性能。
3.淬火：在冲压成形结束后，进行保压和淬火处理。
这个阶段的目的是使成形件
得到强化，通过淬火使奥氏体转变为马氏体，提高零件的强度和硬度。
此外，根据具体的材料和工艺要求，可能还需要进行去氧化皮、激光切边冲孔、涂油防锈处理等后续操作。
高强钢热冲压成型工艺是一种先进的制造技术，广泛应用于汽车、航空航天等领域，可以提高零件的强度和安全性，同时实现零件的轻量化。
高强钢热冲压成型工艺流程 预热处理 冲压成形
高强钢热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形一、预热处理预热处理是高强钢热冲压成型工艺的重要环节之一，其主要目的是使钢板均匀加热至奥氏体状态，并减小变形抗力。
预热处理的温度和时间取决于高强钢的化学成分、板材厚度和加热方式。
预热处理的加热速度应尽可能均匀，以减小内应力和变形。
二、冲压成形冲压成形是将预热处理后的钢板通过模具进行塑性变形的过程。
冲压成形的参数主要包括压力、速度、时间和行程等，这些参数将影响产品的质量和模具的使用寿命。
合理的冲压成形参数可以提高产品的精度和表面质量，减小产品内部的残余应力和裂纹。
三、淬火处理淬火处理是将热冲压成型后的产品快速冷却至室温的过程。
淬火处理的目的是通过快速冷却来提高产品的强度和硬度，同时保持较好的塑性和韧性。
淬火处理可以采用水淬、油淬或盐浴淬火等方式，具体选择应根据产品的性能要求和生产条件来确定。
四、回火处理回火处理是将淬火处理后的产品加热至某一温度，并在该温度下保温一定时间，然后冷却至室温的过程。
回火处理的目的是通过调整产品的组织结构和相组成来控制其力学性能，以满足不同应用场景的需求。
回火处理的温度和时间应根据产品的性能要求和生产条件来确定。
五、表面处理表面处理是高强钢热冲压成型工艺的最后环节，其主要目的是提高产品的表面质量和耐腐蚀性能。
表面处理的方法包括喷涂、电镀、氧化等，具体选择应根据产品的应用场景和性能要求来确定。
表面处理可以提高产品的使用寿命和外观质量，同时增强其防腐蚀性能。
通过以上五个方面的介绍，可以看出高强钢热冲压成型工艺的流程涉及多个环节。
在生产过程中，要保证每个环节的质量和稳定性，以获得高性能的高强钢制品。
一种新型超高强钢汽车B柱热冲压成形工艺及组织性能
一种新型超高强钢汽车B柱热冲压成形工艺及组织性能轿车B柱是轿车安全性的一个重要部件。
本课题以某厂汽车B柱为研究对象,运用数值模拟软件,对22MnB5钢汽车B柱热冲压成形工艺过程进行了有限元分析,截取汽车B柱成形过程中形变最困难的区域,设计制造了热冲压成形模具。
随后设计熔炼了一种新成分的超高强度合金钢,进而轧制成符合热冲压成形实验的板料,并进行了热冲压成形实验。
主要成果如下:通过有限元分析发现,与板料紧密接触的压边圈严重影响板料温度场,使温度场产生了较大的温度梯度,导致压边圈区域的板料强度远高于拉深区域板料的强度。
板料形变过程中,压边圈区域的板料难以进入圆角,最终导致板料被拉裂,间隙压边圈与板料点接触,对温度场的影响较小。
形变过程中,间隙压边圈区域的板料可以顺利进入圆角,对热冲压成形而言,使用间隙压边圈更加合理。
对汽车B柱进行了常规的热冲压成形有限元分析,发现B柱难成形区域始终出现褶皱,通过分析褶皱的成因,发现使褶皱区域的板料先成形可以有效解决这一问题,即通过采用内部间隙压边圈,有效消除了褶皱。
同时确定汽车B柱最优的热成形工艺参数为板料初始加热温度930℃,冲压速度为150mm/s。
对自主设计的超高强度合金钢进行轧制,获得1.5mm厚度的板料,经880℃正火、260℃回火后,材料抗拉强度达到了1600MPa,屈服强度达到1298MPa,硬度达到47HRC。
针对汽车B柱的难成形区域自主设计制造热成形模具,模具采用内压板的设计来消除热成形过程中板料产生的褶皱。
通过采用轧制的超高强度合金钢板料进行热成形实验,获得了褶皱较少的实验件,验证了内压板工艺的正确性,经过热冲压成形后,实验件的抗拉强度达到了1213MPa,屈服强度达到了986MPa,硬度达到37.9HRC。
汽车B 柱高强度钢热冲压工艺研究
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺 时代汽车 汽车B柱高强度钢热冲压工艺研究王建中河北长征汽车制造有限公司 河北省邢台市 054000摘 要： 随着汽车逐渐普及到人们的生活中，钢，特别是高强度钢这一高强度材料作为汽车制造中的主要原材料，在汽车B柱这一车身支撑结构类零件中应用愈发广泛。
热冲压成形工艺作为一种主要适用于高强度钢板的成形方式，在汽车B柱这一车身支撑结构类零件的加工中得到了极大重视，并且该工艺发展迅猛。
针对汽车B柱高强度钢热冲压工艺进行相关的研究有助于满足汽车行业中对加工汽车B柱这一车身支撑结构类零件的要求，也有利于研究高强度钢的材料性能和热冲压工艺。
关键词：汽车B柱；高强度钢；热冲压工艺1 高强度钢热冲压工艺流程高强度钢热冲压工艺也被称为热成形技术或者冲压硬化技术，是一种以处于红热阶段的高强度钢板料为原材料进行冲压加工最后成形的加工过程。
热冲压加工过程中，首先需要计算原材料用量，并且下料等待加工，然后把下料好的高强度钢在加热设备中加热处理，直到高强度钢奥氏体化，此时加热设备的加热温度处于880～950℃范围之内，最后将已经奥氏体化的高强度钢材料放到具有冷却功能的模具上进行材料成形加工。
在这一过程中，模具表面会使高强度钢材料钢冷却、淬火，出现相变，最后形成马氏体。
相关实验研究显示，热冲压工艺可以将钢强度从500～600 MPa提升到1 500 MPa，这就意味着通过热冲压工艺加工成形的汽车B 柱的强度大幅提高，可以提升到原来强度的250%左右。
因此热冲压工艺这一技术在汽车高强度钢的成形过程中得到了广泛推崇。
相比较于普通冷冲压这一传统加工方法，热冲压与之的区别和自身优势着重表现在三个方面。
第一，热冲压工艺加热后高强度钢材料有着较小的变形抗力，良好的塑性，较高的成形极限，并且更加容易成形，以上优点对于降低材料对成形设备和模具的要求有着重大推动作用；第二，鉴于以超高强度钢为原材料进行加工制成的汽车零件强度非常高这一特点，这将对于提高车身的抗冲击性能与疲劳能力，增加汽车的安全性等方面有着至关重要的作用；第三，由于高强度钢热冲压工艺可以大大提升零件的强度和抗冲击能力，这便从结构上可以有效减少加强板数量，简化车身结构和零部件设计，大大推动汽车行业向着车身轻量化这一发展目标的迈进。
b柱下部加强板冲压工艺
b柱下部加强板冲压工艺
B柱下部加强板冲压工艺是指在汽车的B柱下部安装加强板的制造工艺。
B柱是汽车车身结构中起到支撑和保护作用的重要部件。
为了
提高车辆的整体刚性和安全性能，B柱下部通常会安装加强板，以增加车身的抗弯强度和抗冲击能力。
B柱下部加强板的冲压工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择合适的材料，通常是高强度钢板或者复合材料。
2. 设计和制造冲压模具：根据加强板的形状和尺寸要求，设计和制造合适的冲压模具。
3. 下料：将材料按照模具的形状和尺寸要求进行下料，通常采用剪切或切割工艺。
4. 冲压：将下料得到的板材放入冲压机中，利用模具和冲头施加力量，使板材按照模具的形状进行冲压成型。
5. 弯曲和折弯：根据加强板的设计要求，对冲压成型的板材进行弯曲和折弯，以适应汽车B柱下部的形状和尺寸。
6. 成型检验：对加强板进行成型质量检验，包括尺寸、形状和表面质量等指标的检查。
7. 表面处理：根据需要，对加强板进行表面处理，例如喷涂防锈剂或者烤漆等。
8. 安装：将加强板安装到汽车B柱下部，通常采用焊接或者螺栓固定等方式。
通过以上工艺步骤，可以实现B柱下部加强板的冲压制造，提高汽车的结构强度和安全性能。
一种汽车B柱生产加工用热冲压模具[实用新型专利]
![一种汽车B柱生产加工用热冲压模具[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e901498e783e0912a3162a16.png)
专利名称：一种汽车B柱生产加工用热冲压模具专利类型：实用新型专利
发明人：郑春光
申请号：CN201821131285.2
申请日：20180717
公开号：CN208912939U
公开日：
20190531
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种汽车B柱生产加工用热冲压模具，涉及汽车生产加工技术领域，包括基座，基座的两端均固定连接有支撑柱，支撑柱的顶端固定连接有安装架，基座的中部固定连接有下冲模，下冲模的顶端两侧均固定连接有限位柱，下冲模的顶端中部开设有加工槽，下冲模的底端中部开设有凹槽，凹槽内设有推杆，推杆的一侧设有传输齿轮，传输齿轮的一端设有电机，推杆的顶端固定连接有顶块，顶块位于加工槽的底端中部，安装架的中部固定连接有液压泵。
该汽车B柱生产加工用热冲压模具，通过设置冷却管道，能够实现快速降温，达到了快速成型的效果，通过设置顶块，能够将成型的汽车B柱顶起，实现了运料的目的，提高了工作效率。
申请人：浙江长兴普华金属科技有限公司
地址：313100 浙江省湖州市长兴县煤山镇青年科技创业园
国籍：CN
代理机构：北京风雅颂专利代理有限公司
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通过采用轧制的超高强度合金钢板料进行热成形实验 , 获得了过热冲压成形后 , 实验件的抗拉强度达到了 1213MPa,屈服强度达到了 986MPa,硬度达到 37.9HRC。
一种新型超高强钢汽车 B 柱热冲压成形工艺及组织性能
轿车 B柱是轿车安全性的一个重要部件。 本课题以某厂汽车 B柱为研究对象 , 运用数值模拟软件 , 对 22MnB5钢汽车 B柱热冲压成形工艺过程进行了有限元分析 , 截取汽车 B 柱成形过程中形变最困难的区域 , 设计制造了热冲压成形模具。
随后设计熔炼了一种新成分的超高强度合金钢 , 进而轧制成符合热冲压成形 实验的板料 , 并进行了热冲压成形实验。主要成果如下 : 通过有限元分析发现 , 与 板料紧密接触的压边圈严重影响板料温度场 , 使温度场产生了较大的温度梯度 , 导致压边圈区域的板料强度远高于拉深区域板料的强度。
板料形变过程中 , 压边圈区域的板料难以进入圆角 , 最终导致板料被拉裂 , 间 隙压边圈与板料点接触 , 对温度场的影响较小。 形变过程中 , 间隙压边圈区域的板 料可以顺利进入圆角 , 对热冲压成形而言 , 使用间隙压边圈更加合理。
对汽车 B 柱进行了常规的热冲压成形有限元分析 , 发现 B 柱难成形区域始终 出现褶皱 , 通过分析褶皱的成因 , 发现使褶皱区域的板料先成形可以有效解决这 一问题 , 即通过采用内部间隙压边圈 , 有效消除了褶皱。 同时确定汽车 B 柱最优的 热成形工艺参数为板料初始加热温度 930℃, 冲压速度为 150mm/s。