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汽車用鋼沖壓成型、數值模擬和焊接技術開發成功

返回列表 来源:北京利来手机网址鋼鐵有限公司 浏覽:20526 發布日期:2019-3-11【

 一、沖壓成型和數值模擬

  汽車從節油、減排CO2出發而實施車體輕型化的同時,爲保沖撞安全性而要求鋼材的強度大幅提高,以致高強度薄板提高沖壓成形性,其數值模擬技術以及預測沖撞特性提高的數值模擬技術受到汽車零部件企業的重視而相繼開發。

  1.沖壓成型性。爲解決沖壓成型時的形狀不良和破斷、折皺等表面缺陷,除從材料上開發高性能化技術外,並開發出補救成型性不足的高潤滑材料和張力控制成型等技術,同時還開發出數字模擬技術,對成型不良進行事前預測。

  汽車結構部件用高強度鋼成型時的最大課題爲成品的尺寸精度,正研究改用彎曲成型以減少彈性反彈和利用數值模擬使模具最佳化的方法。成型方式由延伸成型改爲模式延伸成型後可使彈性反彈量明顯下降,現已被廣泛應用,還有改變模具形狀,使鋼板沖壓到模具底部時對鋼板施以張力,亦可抑制彈性反彈的張力控制成型法,現已對簡單形狀部件用980MPa鋼板進行高精度加工,現正研究用于形狀複雜部件的加工。

  高強度鋼板的液壓潤滑成型指在模具和材間供給高壓潤滑液下的成型法,可使加工成型的範圍明顯擴大,換算爲材料的r值可達0.4以上。另外從沖模或沖頭的一側供潤滑液亦有提高成型性的巨大效果,現正以前門內板加工作試驗。

  2.數值模擬。這一技術進步很快,對沖壓成型的裂紋、折皺等基本上均可預測。關鍵是對沖壓成型材料的成型極限曲線(FLD)的正確求解,在材料生産廠已建FLD數據模擬軟件的同時,亦有將FLD數據庫化以提高沖壓成型模擬精度的。另在汽車部件沖撞模擬精度的提高方面,特別是通過材料對形變速度依存性的數據庫化,得知鋼材加工時的形變分布和板厚減薄率對沖撞性的預測影響巨大,故在近年利用獨自的數據庫模擬解析以開發部件的增多。在對沖撞彎曲、壓碎數值解析時應重視應力-形變曲線,並盡量利用實際測定值,這對高強度薄板沖壓加工甚爲重要。

  按照上述基礎數據進行的數值解析和對塊狀部件(斷面60×60、高60mm)的沖撞試驗結果基本一致,說明正確利用形變依存性的重要。最近對塊狀部件沖壓成型時,又采用了形變分布的模擬解析,亦和試驗結果基本一致,正在實用化。

  3.今後展望。隨著高強度鋼材在汽車上的應用擴大,上述模擬解析技術將更爲重要,希望有關部門共同協作研發出更多的實用新技術。

  二、焊接技術

  10年間的主要技術開發成果如下:(1)阪神大地震後提高鋼結構的焊接特性,乃是建設省(現國交省)的重點項目,基于保證鋼結構焊接部的必要韌性而制定了防止脆性破斷的指導方針,爲以後的焊接技術、焊接用金屬和焊接用新鋼種的開發指明了方向;(2)爲適應城市的再開發中多種結構和大跨度高層大樓的建設,從保耐震性出發對鋼結構焊接部的高韌性要求,大入熱焊接用鋼開發成功耐火鋼亦開發出並實用化;(3)開發出適于焊接用的各種高強度鋼,如建築用SA440,橋梁用SM570和高性能YP-500MPa鋼,造船用EH390和EH460,海洋結構用YP-500MPa鋼和管線用X80-100等鋼種;(4)入熱達50~100kJ/mm的大入熱電弧焊和電渣焊等亦被廣泛采用,並確保了焊接質量。