Q390A高强钢V形加强筋温拉深工艺研究

摘要

高强钢材料强度在500MPa以上，与普通钢相比强度优势明显，在改善资源短缺、环境污染问题及提高车身安全性方面具有很好应用前景。但是高强钢室温下塑性不好，成形性能较差，成形零件容易出现起皱、开裂等缺陷，制约高强钢在车身结构上推广应用。本课题针对Q390A高强钢V形加强筋冷成形时出现起皱、破裂等问题进行研究，提出温拉深工艺，通过提高温度，改善材料塑性，制备出质量优异的V形加强筋件。
　　为研究温度对 Q390A材料性能影响，本课题中利用高温拉伸设备和Gleeble1500D设备进行400℃~800℃温度范围内拉伸实验。分析了不同温度和拉伸速率下材料应力应变曲线变化情况，得出了温度和拉伸速率对应力应变曲线的影响规律；通过观察不同温度下的断口形貌，分析了温度对材料断裂机制影响规律。此外实验还对不同温度下材料微观组织形貌及表面质量进行探讨，综合分析了温度对Q390A材料性能影响规律。
　　利用三维绘图软件对成形模具进行设计，并通过有限元模拟软件优化了工艺参数和凸模局部圆角尺寸。根据400~800℃温度范围内模拟结果，并结合实际成形设备条件，设计了成形压边装置，最后制备一套完整 V形加强筋成形模具。
　　成形之前需要了解板材加热、降温规律，以便于对成形温度进行有效控制。通过电流加热升温实验总结出：在7.3~8.5A/mm2电流密度区间内，板材温度可以控制在530~720℃之间，输入电流密度和平衡温度之间存在比例关系。通过测定板材冷却降温曲线，掌握了不同温度下板材温度变化情况。
　　利用自制模具在400~700℃温度范围内进行成形实验，得到不同条件下的加强筋零件。对 V形加强筋零件表面氧化情况、裂纹、平面翘曲程度、截面上厚度分布、抗拉强度、延伸率及组织形貌进行分析，总结出成形温度控制在600℃左右时，V形加强筋零件质量较好，此外实验中还对成形过程中出现的其他问题进行了分析。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 高强钢材料介绍及应用研究现状

1.3 高强钢成形技术介绍

1.4 本文主要研究内容

第2章 实验材料、设备及方案介绍

2.1 引言

2.2 材料室温性能分析

2.3 材料高温性能分析

2.4实验设备介绍

2.5 实验方案

第3章 V形加强筋成形模拟及模具设计

3.1 引言

3.2 eta/DYNAFORM简介

3.3 V形加强筋成形过程模拟

3.4 V形加强筋成形模拟结果分析

3.5 V形加强筋成形模具与装置设计

3.6 本章小结

第4章 高强钢V形加强筋成形实验

4.1 引言

4.2 板材电流加热升温实验

4.3 板材冷却曲线测定

4.4 V形加强筋温拉深实验

4.5 本章小结

第5章 V形加强筋成形件综合分析

5.1 引言

5.2 V形加强筋宏观性能分析

5.3 V形加强筋力学性能分析

5.4 V形加强筋典型位置微观组织分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢