[发明专利]高强度零件的成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及高强度钢零件的成型工艺。

背景技术

随着汽车碰撞安全性能和节能环保法律法规的出台，要求在降低汽车零部件重量的同时要提高零部件的强度性能。采用超高强度钢既可以减轻汽车重量、实现节能和减排，又可提高汽车的安全性。通常钢的成型性随着强度提高而下降，可以通过将成型和强化分为两个步骤来解决强度和成型性的矛盾。钢的热成型即是当前将成型和强化分为两个步骤生产超高强度汽车零部件的一种新工艺。热成型过程分为直接成型和间接成型两种工艺，直接热成型中，板材不经过预成型，直接将平板加热奥氏体化，然后放入模具中高速成型，一旦冲压深度到达预定值，零件立即被淬火硬化。在间接热成型中，材料首先在常规冷成型模具中成型到最终形状的90％到95％，然后将预成型的零件加热奥氏体化并热成型和淬火硬化。对于热成型工艺可参看《山东冶金》第31卷第5期记载的论文《热成型钢及热成型技术》。另外，在百度文库中检索到的《车用高强度钢板热成形工艺参数实验研究》对牌号为22MnB5的热压成型钢的热成型工艺有研究。

但是，从开发的经济性来看，热成形设备成本高于热处理设备，另外，从生产投入模具方面对比，热成形采用的模具成本远远高于热处理采用的模具成本。

因此如何低成本地实现高强度钢汽车零件，需要突破传统的思维。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度零件的成型工艺，其比热成型工艺的成本要低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度零件的成形工艺，其特点是选择材料为热成型钢即硼钢(MnB)的工件，利用冷冲压设备对工件进行冷冲压成形，然后对成形的零件进行整体淬火热处理，然后再对零件进行回火处理，将零件的抗拉强度提高到不低于800MPa。

所述的成形工艺，其进一步的特点是，所述热成型钢的牌号为22MnB5。

所述的成形工艺，其进一步的特点是，所述零件的厚度在2.1mm到3.5mm之间，所述整体淬火的加热温度在880℃到920℃之间，对零件全截面淬透，并保持一段时间，使零件的奥氏体化更均匀，随后以临界冷却速度对零件进行冷却，以获得零件的马氏体组织；所述回火处理的回火温度在200℃到500℃之间，回火保温时间在1.5h到2.5h之间；将零件的抗拉强度提高到800MPa到1500MPa之间。

所述的成形工艺，其进一步的特点是，在淬火之后两小时内进行回火处理。

所述的成形工艺，其进一步的特点是，所述零件为汽车后桥扭转梁。

所述的成形工艺，其进一步的特点是，在回火之后还对零件进行表面处理，所述表面处理之后还利用激光对零件的端面进行切割。

从开发的经济性对比可知：进口热成形设备成本要远大于国产热成形设备，而国产热成形设备成本仍高于进口热处理设备；另外，从生产投入模具方面对比，热成形采用的模具成本远远高于热处理采用的模具成本。因此，通过采用普通的冷冲压设备进行零件的低成本成形后，采用热处理工艺来提高零件的强度来保证零件的轻量化和安全碰撞性具有明显的经济优势，同时，采用热处理工艺手段可以保证高强钢扭转梁零件实现变截面和等效厚度变化设计要求，在热处理工艺中不受限制。本发明通过传统冲压设备进行冷成形，后通过采用整体淬火热处理的方法提高零件的强度(抗拉≥800MPa)，可以满足现代汽车工业的发展需求，由于热处理设备的成本明显低于热成型设备的成本，因此本发明比热成型工艺的成本要低。

附图说明

图1是本发明一实施例中汽车管状后桥横梁的成型工艺的流程图。

图2是图1中淬火回火步骤的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

以下的实施例以汽车的后桥横梁(扭转梁或扭力梁)为例进行说明，但本发明不限于后桥横梁，可以是其他汽车高强度零件，甚至可以是其他领域的高强度零件。

以往的高强度横梁在中国范围内可以获知的情况是基本上采用冷成形方式，此冷成形的零件强度基本保持在300MPa—600MPa范围内，强度较低无法满足现在汽车碰撞安全性能和节能环保法律法规的要求。为了提高汽车后桥扭转梁零件的强度，一般采用非常成熟的热成型钢即硼钢(MnB)通过热成型工艺来实现零件的相变强化。