一种变强度高强度钢汽车零件制备方法技术

本发明专利技术公开了一种变强度高强度钢汽车零件制备方法，具有如下步骤：对可热处理的高强钢板进行冷冲压成形，再转运至加热设备中进行加热与保温，以使得高强钢零件实现均匀奥氏体化；将均匀奥氏体化后的高强钢零件迅速传送至气雾淬火装置中，对均匀奥氏体化后的高强钢零件的不同部位分别进行局部气雾淬火，气雾淬火参数由对应的零件表面力学性能及分布要求决定；在气雾淬火过程中实时测量与监控均匀奥氏体化后的高强钢零件表面的温度分布以及降温特点，以反馈修正气雾淬火参数；气雾淬火工序结束后，将高强钢零件转运出，进行质量检查以及完成后续工序。本发明专利技术可以较方便与容易的控制气雾淬火参数，得到更多种类的强度分布特点，以实现更多的要求。

A method for preparing automotive parts with variable strength and high strength steel

The invention discloses a variable strength of high strength steel automotive parts preparation method includes the following steps: the high strength steel plate heat treatment of cold stamping, and then transported to the heating device for heating and heat preservation, in order to make high-strength steel parts to achieve uniform austenite; high strength steel parts will be uniform after austenitizing quickly transferred to the spray quenching device, for different parts of a homogeneous austenite after Gao Qianggang parts were local spray quenching, spray quenching parameters determined by surface mechanical properties and the corresponding distribution; in the aerosol quenching process in real-time measurement and monitoring of uniform austenite after high strength steel parts surface temperature distribution and cooling the characteristics, with feedback correction parameters of aerosol spray quenching; end quenching process of high strength steel, transport parts, quality inspection and end As a follow-up process. The invention can easily and easily control the parameters of air mist quenching, and get more types of strength distribution characteristics, so as to achieve more requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种变强度高强度钢汽车零件制备方法
本专利技术涉及一种高强度钢板材及汽车零件的特殊热处理方法，具体涉及一种变强度高强度钢汽车零件制备方法。
技术介绍
轻量化与安全性是汽车工业所追求的两大永恒目标。可热处理高强度钢由于其较高的比强度在汽车行业广泛应用，尤其是在汽车的零件方面得到了广泛的应用，包括A柱、B柱以及纵梁等。其中，变强度性能定制的汽车零件如B柱中央部位，需要具有较高的强度特征以有效的防止变形与破坏以保护乘员舱内的乘客安全，而在强度要求较低的区域，如B柱的两端部位，则需要具有较高的韧性与较低的刚度以在碰撞过程中吸收更多的能量，尽可能的在汽车二次碰撞过程中保护乘员舱内部的成员免于碰撞所带来的伤害。以上对零件性能的要求则依靠于材料的变强度特性以及便强度处理方法。现阶段，单一零件的变强度性能要求，是传统热冲压零件无法达到的，同时，具有变强度分布特性的汽车零件主要依赖于不同强度金属板材进行激光拼焊TWB工艺，而这样的汽车零件又无法实现强度梯度连续分布的特征，无法最大程度的满足车身结构的轻量化需求。中国专利号为201210589839.4，申请公布日为2013年04月10的专利技术专利、中国专利号为201510352876.7，申请公布日为2015年09月09日的专利技术专利以及中国专利号为201310503329.5，公开日为2015年12月02日的专利技术专利均涉及到通过特殊的热冲压工艺并结合特有模具结构和属性以实现零件力学性能梯度分布的特点，即通过在热冲压成形过程中依赖于分区加热或者依靠于制备模具不同位置涂层厚度所导致的换热效率不同进而实现微观组织淬火种类的差异分布，进而实现汽车车身零件力学强度梯度分布的属性。但上述申请专利内容均取决于改变模具结构和属性以及结合冲压过程中的工艺改变，而热冲压的实际冲压过程中的工艺因素控制范围较小，并且难以更精确、有效地控制并反馈整个淬火过程，很难在很短的时间内实现冷却淬火速度的调节和控制，也无法获得更大范围和理想的强度梯度连续分布特征。
技术实现思路
为了解决现阶段对变强度高强度钢板材及汽车零件的制造而导致的高成本、过程控制不足，难以对不同部位的强度进行有效调节、无法获得合理强度分布的问题，本专利技术提出了一种过程实时可控的、低成本的获得力学性能变强度连续分布的高强度钢板材及汽车零件的制备方法。本专利技术将经过冷冲压成形后的可热处理高强钢零件进行二次加热，再通过控制合理的气雾淬火参数对加热后的零件进行局部淬火。由于气雾淬火具有过程可控、淬火效率高等特点，以有效的实现零件指定区域的微观组织成分转变和强度分布，获得不同区域的变强度梯度性能，以有效解决传统热冲压直接成形工艺无法成形变强度热冲压零件的技术难题，有效地实现汽车碰撞安全性和减轻汽车重量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变强度高强度钢汽车零件制备方法，具有如下步骤：S1、对可热处理的高强钢板进行冷冲压成形，之后，将冷冲压成形后的高强钢零件转运至加热设备中进行加热与保温，以使得冷冲压成形后的高强钢零件均匀奥氏体化；S2、将均匀奥氏体化后的高强钢零件迅速传送至气雾淬火装置中，对均匀奥氏体化后的高强钢零件的不同部位分别进行局部气雾淬火；在局部气雾淬火的过程中实时测量与监控均匀奥氏体化后的高强钢零件表面的温度分布以及降温特点，以反馈修正气雾淬火参数；S3、气雾淬火工序结束后，将高强钢零件取出，进行质量检查以及完成后续工序。所述步骤S1中，对冷冲压成形后的高强钢零件转运至加热设备中进行加热与保温的加热温度为900～950℃，保温时间为5～10min。所述步骤S2中，将均匀奥氏体化后的高强钢零件传送至气雾淬火装置中的时间为5s之内，以保证气雾淬火前，高强钢零件仍保持均匀奥氏体化的特征。所述气雾淬火参数包括喷头种类、喷头数量、喷头距离淬火表面的距离、喷雾锥角、喷头所对应喷雾的中轴线与淬火表面的夹角、喷雾介质种类、介质的压强配比和淬火开始时刻；当喷头数量为多个时，气雾淬火参数还包括喷头中轴线之间的间距，喷头中轴线之间的间距为50mm～250mm；高强钢零件强度要求高的范围较大的时候，可以用多喷头组合的形式进行局部淬火以增大淬火面积，进而增大强度要求高的范围面积；淬火后的高强钢零件不同部位的强度分布由不同部位所对应的气雾淬火参数设定所实现，所述气雾淬火参数的设定是根据零件各部分所需的强度值、强度梯度系数以及强度面积需求而预先设定的。所述气雾淬火参数通过控制喷雾的流场特点，以控制其所淬火的淬火表面区域的冷却速率，进而控制所对应淬火表面区域的淬后微观组织成分以及含量，最终得以控制所对应淬火表面区域的强度分布，对于强度要求较高的淬火表面区域，通过设定所对应气雾淬火参数使得此区域的冷却速率处于较快的范围之内，使得此区域淬后的微观组织中的马氏体含量更高；对于强度要求较低的淬火表面区域，通过控制气雾淬火参数使得此区域的冷速处于较慢的范围之内，使得此区域淬火后的微观组织中的铁素体与珠光体含量更高。喷雾介质种类包括压缩气体和水；对于防氧化的高强钢零件，压缩气体为惰性气体，例如，氮气；对于普通的高强钢零件，压缩气体为空气；介质的压强包括压缩气体的压强和水的压强，压缩气体的压强为0～0.7MPa，水的压强为0～0.7MPa，且压缩气体的压强和水的压强不同时为0MPa；喷头距离所对应的所需淬火表面的距离为500～1000mm；高强钢零件的强度与强度梯度分布特征由喷头距离淬火表面的距离、介质的压强和介质流量配比同时决定；所述喷雾锥角为10°～50°；高强钢零件的强度要求面积由所述喷雾锥角决定，当强度要求面积较大时，喷雾锥角范围在30°～50°之间；当强度要求面积较小时，喷雾锥角范围在10°～30°之间，喷雾锥角定义为喷头喷射的气雾流场外轮廓的顶锥角；喷头所对应喷雾的中轴线与淬火表面的夹角为90°或小于90°的锐角；高强钢零件不同部位的淬火方向和强度要求区域形状由喷头所对应喷雾的中轴线与淬火表面的夹角(记为喷头角度)决定；喷头角度为90°时，即为喷头所对应喷雾的中轴线与淬火表面的法线相平行；淬火开始时刻通过淬火表面所需的初始淬火温度决定，其中淬火表面的初始淬火温度范围为500℃～800℃；所述喷头种类包括圆孔、扇形和环形喷头，但不局限于圆孔、扇形和环形喷头。高强钢零件表面的强度要求区域形状为其他形状而非圆形时，可以使用不同种类的喷头所实现，当强度要求区域形状为圆形时，使用圆孔喷头(即喷头的出口孔为圆形，对应的喷雾流场为圆锥形)；当强度要求区域形状为狭长形时，使用环形/扇形喷头(即喷头的出口孔为狭长的缝，对应的喷雾流场为扁圆锥形)；通过红外测温设备在局部气雾淬火的过程中实时测量与监控均匀奥氏体化后的高强钢零件表面的温度分布以及降温特点，以反馈修正气雾淬火参数。高强钢零件表面的强度要求为梯度变化，并且整个强度要求区域的形状为狭长形时，可以使用圆孔喷头斜喷的方式，即喷头角度为小于90°的锐角。较现有技术相比，本专利技术在高强度钢零件传统的冷冲压成形之后新加入了加热保温工序与气雾淬火工序，利用预先设置的气雾淬火参数对已均匀奥氏体化的高强钢零件的不同部位分别进行局部气雾淬火，以得到不同的微观组织分布，进而得到变强度分布的特征。本专利技术可以较方便与容易的控制气雾淬火参数，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变强度高强度钢汽车零件制备方法，其特征在于具有如下步骤：S1、对可热处理的高强钢板进行冷冲压成形，之后，将冷冲压成形后的高强钢零件转运至加热设备中进行加热与保温，以使得冷冲压成形后的高强钢零件均匀奥氏体化；S2、将均匀奥氏体化后的高强钢零件迅速传送至气雾淬火装置中，对均匀奥氏体化后的高强钢零件的不同部位分别进行局部气雾淬火；在局部气雾淬火过程中实时测量与监控均匀奥氏体化后的高强钢零件表面的温度分布以及降温特点，以反馈修正气雾淬火参数；S3、气雾淬火工序结束后，将高强钢零件取出，进行质量检查以及完成后续工序。

【技术特征摘要】
1.一种变强度高强度钢汽车零件制备方法，其特征在于具有如下步骤：S1、对可热处理的高强钢板进行冷冲压成形，之后，将冷冲压成形后的高强钢零件转运至加热设备中进行加热与保温，以使得冷冲压成形后的高强钢零件均匀奥氏体化；S2、将均匀奥氏体化后的高强钢零件迅速传送至气雾淬火装置中，对均匀奥氏体化后的高强钢零件的不同部位分别进行局部气雾淬火；在局部气雾淬火过程中实时测量与监控均匀奥氏体化后的高强钢零件表面的温度分布以及降温特点，以反馈修正气雾淬火参数；S3、气雾淬火工序结束后，将高强钢零件取出，进行质量检查以及完成后续工序。2.根据权利要求1所述的一种变强度高强度钢汽车零件制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，对冷冲压成形后的高强钢零件转运至加热设备中进行加热与保温的加热温度为900～950℃，保温时间为5～10min。3.根据权利要求1所述的一种变强度高强度钢汽车零件制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，将均匀奥氏体化后的高强钢零件传送至气雾淬火装置中的时间为5s之内，以保证气雾淬火前，高强钢零件仍保持均匀奥氏体化的特征。4.根据权利要求1所述的一种变强度高强...

【专利技术属性】
技术研发人员：盈亮，高天涵，滕晖，侯文彬，胡平，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21