實(shí)際熱成形工藝首先把常溫下強(qiáng)度為500~600 MPa的高強(qiáng)度硼合金鋼板加熱到880~950℃，使之均勻奧氏體化，然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，之后保壓快速冷卻淬火，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，成形件因而得到強(qiáng)化硬化，強(qiáng)度大幅度提高。比如經(jīng)過模具內(nèi)的冷卻淬火，沖壓件強(qiáng)度可以達(dá)到1500 MPa，強(qiáng)度提高了250%以上，因此該項(xiàng)技術(shù)又被稱為“沖壓硬化”技術(shù)。實(shí)際生產(chǎn)中，熱沖壓工藝又分為兩種，即直接工藝和間接工藝。下料后，直接把鋼板加熱然后沖壓成形，主要用于形狀比較簡單變形程度不大的工件。對(duì)于一些形狀復(fù)雜的或者拉深深度較大的工件，則需要采用間接工藝，先把下好料的鋼板預(yù)變形，然后再加熱實(shí)施熱沖壓。對(duì)高強(qiáng)度鋼板的熱成形技術(shù)，我們需要重點(diǎn)關(guān)注的是用鋼選擇、熱成形用鋼的表面鍍層、模具設(shè)計(jì)和熱成形零件的檢測(cè)問題。
熱成形用鋼的選擇是保證熱成形零件性能的重要一環(huán)。高強(qiáng)度鋼板的熱成形性主要分包括以下形式：深沖成形性、脹形成形性以及延伸凸緣成形性等。一般認(rèn)為：深沖成形性取決于鋼板塑性應(yīng)變化的Lankford值；脹形成形性取決于鋼板的延性；而延伸凸緣成形性取決于鋼板的局部變形能和顯微組織均勻性。B在支配延伸凸緣成形性和彎曲成形性的顯微組織均勻化方面起到了重要作用，故一直采用F+B和B單一組織；而且為了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化目標(biāo)，也采用了低碳M。馬氏體鋼中的22MnB5鋼的原理與此相符，是典型的熱沖壓材料鋼，它利用鈦和硼微合金化的方法，通過熱成形后急冷獲得高的成形度和極高的強(qiáng)度。目前，熱成形MnB鋼板在歐美和日本主要汽車制造企業(yè)已經(jīng)開始使用，如新型Golf V6車有5個(gè)零部件用MnB鋼制成，最新的第六代PASSAT車型有9個(gè)這樣的部件。圖5是寶鋼開發(fā)的熱沖壓成形用含硼鋼的CCT(連續(xù)冷卻相變)曲線，經(jīng)過 950℃左右單相奧氏體區(qū)的加熱保溫后，當(dāng)冷卻速度大于15℃/s后，鋼板的組織轉(zhuǎn)變?yōu)槿R氏體組織，其硬度為HV450～500，強(qiáng)度達(dá)到1300—1500MPa。
熱成形零件具有的壓潰性能(碰撞后的低的侵入)決定了其很適合用于安全件。熱成形零件的加工通常需要經(jīng)過激光切割、沖裁孔、點(diǎn)焊、冷成形、裝配以及油漆等工序，因此對(duì)熱成形零件需要檢測(cè)的內(nèi)容很多。首先是要對(duì)熱成形零件進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)、形狀檢測(cè)、厚度分布檢測(cè)和引入的內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)，還要根據(jù)不同零件的不同要求，采用不同的方法進(jìn)行實(shí)物性能檢測(cè)。對(duì)于一個(gè)合格的熱成形零件，應(yīng)當(dāng)滿足高強(qiáng)度、輕量化和安全性的要求，同時(shí)還應(yīng)具備好的強(qiáng)度與韌性結(jié)合性、尺寸穩(wěn)定性、可加工性(幾何尺寸穩(wěn)定性)、可焊性以及疲勞抗力等。
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