[发明专利]一种运载工具中零件的制备方法

说明书

本发明公开了一种运载工具中零件的制备方法，属于金属材料领域，方法包括如下步骤：(1)采用板材或者型材作为原材料，其厚度为0.3mm～5mm，(2)根据所拟制造零件的形状，设计金属基复合材料硬化相的形状、大小、分布方式和密度，在需要冲压变形或者折弯成形区域，不设计增强相，(3)对原材料进行选区强韧化处理，形成同素异构金属基复合板材，对于需要深冲变形或者弯折变形的区域，暂时不进行增强处理，(4)对预制好的金属基复合材料进行成形加工，使其达到所设计零件的最终尺寸，(5)对经过弯折成型的处理部位，采用选区强韧化处理工艺补齐增强相。本发明方法能大幅度降低零件的制造成本，并提高制造效率。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种先制备金属预制材料、再采用该金属预制材料制备运载工具中零件的制备方法，预制材料既具有高强韧性又具有重量轻的特点，特别适合用作钣金成形的构件材料。

背景技术

现代制造业中，如何提高材料的强韧性是企业和工程技术人员不断追求的目标。下面以汽车制造业为例予以具体说明。

汽车轻量化有利于环保节能，而材料的选择与应用是其关键所在，主要表现在三个方面：(1)使用更高强度钢板代替普通钢板，在满足同等强度要求的前提下减少零件厚度和重量；(2)开发新的材料加工技术，优化板材结构，实现车身零部件轻量化，如连续挤压变截面型材、金属基复合材料板、激光焊接板、轧制差厚板等；(3)开发新型高强度、低密度的轻质材料，用其取代传统钢铁零件以减轻汽车自重，如镁、铝合金等金属材料，以及塑料聚合物、陶瓷、复合材料等非金属材料。显然，通过结构优化、高强度材料、轻质材料的应用和材料加工工艺创新等措施，在保持整车强度的同时，实现车身的轻量化是目前汽车制造的重要发展方向之一。

另外，在汽车特别是轿车制造时，为了减轻汽车的自重，并使车身有良好的流线外观，常常采用各种高强度钢或者型材。特别是近年来，基于激光焊接技术的不等厚板(又称差厚板)被广泛应用于车身、车门的结构材料。其中，主承力部分一般采用厚度较大的钢板，而次承力或者不承力的部分一般采用较薄的钢板，两者通过激光焊接连接起来，确保结构件的强度，最后通过冲压成型。

除了不等厚板外，汽车的覆盖面板、顶板，汽车车身的框架结构等也是由板材加工成型的。事实上，不仅仅在汽车制造中，在航空航天飞行器、船舶、高速列车等制造中，都存在如何降低运载工具自重、提高运输效能的问题。减轻上述构件自重的最佳技术路线是采用高强度钢甚至超高强度钢。然而，这一技术路线存在的主要问题是，高强钢或者超高强度钢的焊接特性与冲压特性不足，因此难以兼顾高强度和良好的加工特性。

因此，在保证安全性的前提下，如何进一步降低板材的厚度，提高板材的性能，成为运载工具如飞机、航天飞行器、汽车制造工业努力追求的目标。为此，需要发展兼有高强度、高刚性同时兼有良好的焊接性、冲压特性的材料。显然，传统的金属材料无法满足上述要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运载工具装备制造中零件的制备方法，该制备方法中先制备预制材料，预制材料既具有金属平衡态组织高延性、可焊性特点，又兼具金属强化组织的高强度、高耐磨性能，具有高的强韧性，并且还具有重量轻的特点，再利用预制材料制备零件，该方法在工程上能大幅度降低零件的制造成本，并提高制造效率。

本发明提供的技术方案如下：一种运载工具中零件的制备方法，其包括如下步骤：

(1)采用板材或者型材作为原材料，其厚度为0.3mm～5mm，

(2)根据所拟制造零件的形状，设计金属基复合材料硬化相的形状、大小、分布方式和密度，在需要冲压变形或者折弯成形区域，不设计增强相，

(3)采用高能密度激光束作为热源，通过光学系统聚焦，设定光斑直径大小，采用阵列式图案，对原材料进行选区强韧化处理，形成同素异构金属基复合板材，对于需要深冲变形或者弯折变形的区域，暂时不进行增强处理，得到金属基复合材料，