[发明专利]一种汽车U形梁的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于模压成型技术领域，尤其涉及一种具有良好延展性的汽车U形梁的生产方法。

背景技术

在汽车车身结构领域，轻量化越来越得到业界人员的重视，减轻车身重量不仅可以有效地提高整车碰撞的安全性能，而且每减重100kg，百公里油耗平均可减少0.5L，二氧化碳排放量减少12g/km。为了实现轻量化，随着零件材料厚度的减薄，为了保证碰撞安全性能就必须提高零件强度。

汽车U形梁通常采用钢板冲压成形的方法获得，然而在采用高强度钢板冷成形过程中，当材料强度超过800～1000MPa时，材料成形变得非常困难，并且对模具损伤非常大。由于模具的成本很高，因此极大增加了冲压成形的风险。

针对上述情况，研发人员对钢板采取了在加热状态下成形的方法，该方法改善了金属材料的可成形性，也防止了由于残余应力而产生回弹、延迟断裂等材料缺陷的出现。当抗拉强度超过1000MPa的钢板用作U形梁材料时，该方法可以获得具有相应强度和良好成形性能的零件，而这些高强度钢板几乎是不能通过传统冷成形方法进行成形的。

然而，在热成形过程中，由于需要将坯料加热到Ac3以上的转变温度，因此成形后产品的微观结构就变成大部分是马氏体组织，尽管可以获得具有1270MPa或者更高强度的钢板，但是U形梁的延展性较差，甚至可能出现破裂的情况，从而使热成形零件一直没有得到广泛的应用，其主要原因就在于无法同时得到具有高强度和良好成形性能的U形梁。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述缺陷，进而提供一种无回弹缺陷，且具有高强度和良好延展性的汽车U形梁的生产方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种汽车U形梁的生产方法，其具体方法和步骤为：

1、钢板加热：

将钢板加热至Ac1转变温度～Ac3转变温度之间后，保温1～2min；

Ac1和Ac3转变温度值测定公式为：

Ac1=723-10.7Mn+29.1Si+16.9Cr-16.9Ni+290Als+6.38W℃

Ac3=910-203sqr（C）+44.7Si-15.2Ni+31.5Mo+104V+13.1W℃

2、钢板冷却：

按照9～11℃/s的冷却速度，将钢板冷却至成形开始温度，成形开始温度高于马氏体转变开始温度Ms点；

成形开始温度应满足：

Ms点≤成形开始温度≤0.75×钢板的加热温度；

对于C-Mn-Si系钢板的Ms点，依据化学成分的计算获得：

Ms=540-420［C］℃

[C]=CMn12+Cr35Ni21+Mo20Si40+V3Al21]]>

3、冲压成形：

当钢板温度达到成形开始温度后，将钢板放入U形梁模具内，冲压机开始工作，上模下行合模；成形时间为1.9～2.1s，成形终止温度控制在高于马氏体转变温度Ms点；模具内循环冷却速度设定在25℃/s，合模保压10s后，完成U形梁的冲压成形。

本发明的有益效果为：