[发明专利]一种汽车用变强度热成形零部件的制备方法

说明书

本发明公开一种汽车用变强度热成形零部件的制备方法，包括如下步骤：S1、选择热成形用钢作为硬区材料；S2、选择软区材料，软区材料厚度在0.7mm～2.0mm之间；其化学成分为：C：≤0.10％，Si：≤0.1％，Mn：0.5‑1.0％，P：≤0.020％。该汽车用变强度热成形零部件的制备方法，其对现有的热冲压生产设备不需要进行任何改进或新增设备，且无需对热成形模具进行重新设计，降低了模具开发成本，并提高了模具使用寿命，实际生产的工艺稳定性好，软区材料成本低、易生产，焊接后性能稳定性好，焊缝质量高；过渡区位置、宽度以及零件软硬区性能一致性较好。另一方面，可以通过不同的硬区材料(1500MPa或1800MPa)选择而获得不同强度级别的零件，按照上述方法获得的零件型面尺寸良好。

技术领域

本发明涉及汽车材料技术领域，具体为一种汽车用变强度热成形零部件的制备方法。

背景技术

汽车轻量化技术是适应现代汽车安全、节能、环保趋势的关键技术之一，目前越来越多的汽车车身零部件使用热成形技术(如：汽车保险杠、防撞梁、A柱、B柱、车门防撞杠等)。热成形技术是将成形与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，生产的零件具有超高强度、成型精度高、无回弹等优点。

目前市场上广泛使用的热冲压成形零部件主要通过将钢板加热至完全奥氏体化保温3-10min，然后一次冲压成形，在保压过程中实现零件的淬火，从而使原材料发生马氏体相变而获得超高强度。常用的热成形零件在零件的不同区域均为相同材质，即马氏体。然而，随着人们对汽车安全性能的要求越来越高，全马氏体的零件虽然具有超高强度，但其碰撞吸能效果相对较差，不利于零件的综合性能提升。因此为了提高热成形零部件的碰撞安全性能，需要提高零件特定部位的塑韧性。

基于上述背景，本文开发了一种汽车用变强度热成形零部件及其制备方法。

经检索发现，专利CN 104668326A一种高强度钢材零部件性能梯度化分布的热冲压方法，此方法是将材质均匀的板料先加热至完全奥氏体化，然后进行局部迅速降温至某一温度(1～30s内降低至Ms点以下)淬火，之后再将温度不均匀的板料送入另一个炉内进行加热，温度600～1000℃，时间为0.5～10min。加热后，低强度区域的组织为一定量铁素体、回火马氏体和奥氏体，而在高温区域的微观组织仍然为完全奥氏体组织。不同微观组织的板料转移至带有冷却水的模具中进行冲压。最终得到力学性能不同的热冲压成形件。该发明专利虽然不需要改变原有的模具设计，但增加了一道板料局部冷却和板料再加热工序和相应的设备，降低了实际生产节拍，且该方法制成的零件软硬过渡区位置和宽度一致性无法得到保证。

专利CN103028645 A一种变强度分布高强钢板材零件的热冲压成形方法，该专利主要是通过加热器进行分段设计，不同区域采用不同的加热温度和加热时间从而实现钢板分段加热至不同温度，然后再将板料迅速转移至模具中进行成形和淬火，从而获得变强度分布的热成形零件。该发明专利虽然不需要改变原有的模具设计，但需要专门的具备分区加热的加热炉进行加热控制，现有的工业生产线所配备的加热炉无法满足使用要求；且对于裸板材料而言，不同区域加热温度不同，会导致表层氧化和脱碳情况不同，从而使得最终成品零件存在色差和脱碳层不均匀等问题。另一方面，该方法制成的零件软硬过渡区位置和宽度一致性无法得到保证。

专利CN 102212742 A一种强度柔性分布的热冲压成形汽车零件及其控制方法，该专利主要通过改变板料与模具之间的热传导，即在成形过程中控制板料的不同区域冷却速率来控制相变过程，从而获得不同的强度分布。该专利虽然无需从加热炉的角度对原材料进行分段加热，但需要对热成形模具进行重新设计，模具成本高，且使用寿命较低。另一方面，由于热冲压成形过程通常在数秒内完成，很难再很短时间内实现冷却淬火速度的调节和控制，工艺稳定性较差，过渡区性能不稳定，无法获得合理的强度分布。