高强度钢板热冲压工艺研究

摘要

高强度钢是汽车轻量化材料中广泛应用的材料，其优异的综合力学性能既能保证汽车零部件质量的减轻，又能保证高的吸能性和碰撞安全性。但高强度钢属于难变形材料，利用冷冲压工艺成形较为困难，目前较多采用热冲压工艺。本文利用22MnB5高强度钢和在其基础上研制的Q-P钢即97＃钢进行W型件热冲压工艺研究。现主要研究内容如下：
　　(1)利用Simufact软件对22MnB5硼钢板进行热冲压数值模拟。研究了温度场、应力场、应变场的变化规律。
　　(2)针对W型件的特征结构，结合热冲压模具设计要求，对W型件热冲压模具的关键参数进行了设计选择，设计了W型件热冲压模具。通过22MnB5硼钢板热冲压实验，研究了与数值模拟相同工艺参数(板料温度850℃，保压20s)下热冲压件的成形情况、组织形貌和力学性能，得到适当热冲压工艺条件。
　　(3)利用FLUENT软件对22MnB5硼钢板热冲压冷却系统进行数值模拟，研究了冷却水流速对热冲压件、模具的影响规律，得到了合适的冷却水流速即1m/s。
　　(4)通过97＃Q-P钢板热冲压实验，研究了不同工艺参数下热冲压件的组织与力学性能，确定了合适的热冲压工艺参数，即奥氏体化温度为900℃~950℃，奥氏体化时间在2min以上，保压时间为30s~60s，模具温度为200℃。
　　(5)通过97＃Q-P钢热冲压件回火工艺实验，研究了不同回火工艺参数下工件的组织与力学性能，确定了合适的回火时间和回火温度，即回火时间为5min~40min，窗口较宽，回火温度为200℃。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2高强度钢研究现状及发展前景

1.3高强度钢热冲压工艺研究现状

1.4热冲压工艺数值模拟研究

1.5热冲压模具冷却系统研究

1.6研究意义与主要研究内容

第二章 W型件热冲压成形数值模拟

2.1引言

2.2模具初始条件下的数值模拟

2.3冷却系统数值模拟

2.4本章小结

第三章 W型件热冲压模具设计

3.1 引言

3.2 零件设计

3.3 工序设计和工序尺寸计算

3.4 凸凹模间隙的确定

3.5模具结构设计

3.6 冷却系统设计

3.7.模具材料的选择及润滑方式

3.8模具装配图

3.9实验验证

3.10本章小结

第四章 97#高强度钢热冲压工艺研究

4.1引言

4.2实验研究方法

4.3 热冲压实验参数优化

4.4本章小结

第五章97#高强度钢回火处理

5.1引言

5.2回火工艺对工件力学性能的影响

5.3回火工艺对工件组织的影响

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢