[发明专利]可加工硬化金属板材的预轧制成形方法

说明书

本发明提供了一种可加工硬化金属板材的预轧制成形方法，包括以下步骤：步骤S1，板料预先加工硬化：准备一块完全退火状态的可加工硬化金属板材，进行辊压轧制；步骤S2，板料加热：将加工硬化后板料加热；步骤S3，冲压成形：将加热后的板料转移到冷冲压模具上冲压成形。本发明提高了可加工硬化金属板材的成形性能，同时降低了金属板材在加热过程中的强度损失，可以生产出同时具有高强度和良好延展性的复杂合金零件。

技术领域

本发明涉及金属板材成形加工技术领域，具体地，涉及可加工硬化金属板材的预轧制成形方法。

背景技术

汽车工业在蓬勃发展的同时，由于环保和节能的要求，汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。实现汽车轻量化的一项主要措施为使用具有高比强度的金属零件。但是可加工硬化的高强度金属材料由于成形性能较差，加工工艺复杂，因而应用成本较高。以铝合金为例，铝合金由于其极高的比强度和比刚度得到了广泛的应用。例如经过热处理的6000系和7000系铝合金板材质量轻、强度高、抗裂性能好，能够很好满足汽车对于壳体的要求。

然而由于高强度铝合金的成形性能较差，因此传统使用的铝合金零件材料多为热处理强化铝合金(如6000系和7000系铝合金板材)。一般的工艺路线为固溶热处理以提高铝合金材料的延展性，热冲压成形，最后进行人工时效强化提高成形零件的强度。但是这样做的缺点是：

(1)生产效率低下，材料成形后需要长达24小时的时效处理以提高强度；

(2)时效强化过程会导致零件性能不稳定，零件的仓储和保存成本高。

由于热处理强化铝合金材料成形具有以上问题，学者们开始对于可加工硬化金属板材材料的成形进行研究。日本的Y Abe和M Yoshida提出对于5000系铝合金进行温成形处理。加热至再结晶温度以下进行温成形可以提高应变硬化铝合金材料的延展性，但是形会导致零件的屈服强度和拉伸强度降低。

针对这一问题，德国Kathleen Siefert等人进一步提出一种多阶段热辅助铝合金材料成形工艺：在两段冷成形工序之间进行对材料进行高温热处理。热处理过程可以消除第一阶段的加工硬化，提高预成形坯料的延展性，而因此降低的材料强度会在第二段冷成形过程中通过加工硬化来弥补。但是铝合金坯料中只有在第二段冷成形过程中发生较大应变的部分才能通过加工硬化来实现高强度，而没有明显应变的部分由于高温热处理导致的强度损失则无法弥补。因此成形零件的整体比强度会偏低。

专利文献CN104018040A提出一种汽车用高成形性铝合金材料及其制备方法；包括：新型铝合金成分选择，合金配制和熔炼铸造，均匀化，热轧变形，中间退火或冷轧变形+中间退火，冷轧变形，固溶，淬火和多级预时效处理。所述合金材料利用不同溶质元素间可形成一定量多尺度粒子，进而在高温热处理过程中同时发挥粗大粒子刺激再结晶形核而细小粒子阻碍再结晶晶粒长大的双重作用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可加工硬化金属板材的预轧制成形方法。

根据本发明提供的一种可加工硬化金属板材的预轧制成形方法，包括以下步骤：

步骤S1，板料预先加工硬化：准备一块完全退火状态的可加工硬化金属板材，进行辊压轧制，所述可加工硬化金属板材由完全退火状态转变为高强度状态；

步骤S2，板料加热：将加工硬化后板料加热，提高材料的成形性能；

步骤S3，冲压成形：将加热后的板料转移到冷冲压模具上冲压成形，实现材料温度降低，减少加热过程造成的强度损失。

优选地，步骤S2中，所述加热方式包括感应加热或加热板直接加热。

优选地，步骤S2中，所述加热时间为1-10秒。

优选地，步骤S2中，所述加热温度在材料再结晶温度和回复温度以下。