一种高强度鞍座壳体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度鞍座壳体的制备方法，该方法包括如下步骤：1)选材：钢材的化学成分质量百分比为：C：0.2‑0.3、Mn：1.1‑1.4，Si：0.2‑0.3，B：0.002‑0.0035，其余为Fe及不可避免的杂质；2)平板冲压成型：冲压制成所需形状和尺寸的鞍座壳体坯体；3)压弯折边：将鞍座壳体坯体的边缘部位进行压弯处理，得到成型的鞍座壳体；4)淬火：放置于保护气体N

【技术实现步骤摘要】
一种高强度鞍座壳体的制备方法
本专利技术属于汽车零部件制造的
，具体涉及一种高强度鞍座壳体的制备方法。
技术介绍
汽车鞍座壳体为汽车鞍座总成中的一个重要部件，其与挂车箱体底板直接接触，承受较大的正向载荷，因此要求鞍座壳体具备较高的强度和一定的耐磨性，在使用过程中经常发生鞍座壳体表面磨损，由此导致的赔偿较高。现阶段鞍座壳体的生产采用的板材多为厚度8mm的低碳钢冷成型板材。随着汽车轻量化趋势的发展，汽车的自重在逐渐减轻，反之汽车的载重量却在逐渐增大，这就需要鞍座壳体具备更大的承载能力，鞍座壳体的材料牌号也在逐渐升级，材料的强度也在逐渐提高，现阶段鞍座壳体材料的最大抗拉强度为700MPa。材料强度的升级导致需要投入具备更大冲压能力的设备，投入成本随之增加；且材料强度越高，对于鞍座壳体这种形状复杂的零件而言，冲压难度也越大，折弯角容易开裂或者折弯不到位，产品质量难以保证；此外材料强度虽然升级，但材料表面的硬度依然较低(HB180-250)，壳体耐磨性较差，壳体的磨损率依然较大，赔偿依旧较高。因此，有必要开发一种合适的鞍座壳体制备方法，提升壳体的强度和硬度的同时也要保证壳体的质量符合技术要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种高强度鞍座壳体的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高强度鞍座壳体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)选材：钢材的化学成分质量百分比为：C：0.2-0.3、Mn：1.1-1.4，Si：0.2-0.3，B：0.002-0.0035，其余为Fe及不可避免的杂质；2)平板冲压成型：将步骤1)选取的钢材进行冲压制成所需形状和尺寸的鞍座壳体坯体；3)压弯折边：将步骤2)制成的鞍座壳体坯体的边缘部位进行压弯处理，得到成型的鞍座壳体；4)淬火：将步骤3)处理后成型的鞍座壳体放置于保护气体N2的氛围中进行分段淬火处理；5)回火：将步骤4)处理后的鞍座壳体进行回火处理；6)喷砂：将步骤5)处理后的鞍座壳体进行喷砂处理；7)涂装：将步骤6)处理后的鞍座壳体进行喷漆处理，得到成品。作为优选实施方式地，所述步骤1)中，钢材的厚度为5-7mm。作为优选实施方式地，所述步骤1)中，钢材的化学成分质量百分比为：C：0.23，Mn：1.2，Si：0.23，B：0.003，其余为Fe及不可避免的杂质。作为优选实施方式地，所述步骤4)中，分段淬火处理具体为：首先，将鞍座壳体加热至低温区300-350℃，保温5-10min；之后，将鞍座壳体加热至中温区500-550℃，保温5-10min；接着，将鞍座壳体加热至高温区850-880℃，保温5-10min；最后，将鞍座壳体加热至910-920℃，保温10-15min，待鞍座壳体均匀受热以后，将鞍座壳体传送至淬火区，采用夹具对鞍座壳体的上下面进行约束，之后对鞍座壳体的上下面同时进行喷淋淬火，直至鞍座壳体冷却至15℃-35℃。作为优选实施方式地，所述步骤4)中，分段淬火处理具体为：首先，将鞍座壳体加热至低温区330℃，保温5min；之后，将鞍座壳体加热至中温区550℃，保温5min；接着，将鞍座壳体加热至高温区850℃，保温5min；最后，将鞍座壳体加热至920℃，保温10min，待鞍座壳体均匀受热以后，将鞍座壳体传送至淬火区，采用夹具对鞍座壳体的上下面进行约束，之后对鞍座壳体的上下面同时进行喷淋淬火，直至鞍座壳体冷却至15℃-35℃。作为优选实施方式地，所述鞍座壳体在低温区、中温区以及高温区加热时均可在炉内做往复运动使得壳体均匀受热。作为优选实施方式地，所述夹具包括上压头和下压头，所述上压头和下压头采用十字交叉布置的方式控制，所述上压头和下压头均匀分布在鞍座壳体的上下面。作为优选实施方式地，所述喷淋淬火处理采用的淬火介质为清水，喷水压力为0.2-0.3Mpa。作为优选实施方式地，所述步骤5)中，回火处理的回火温度为150-180℃，回火时间为0.5-1h。作为优选实施方式地，所述步骤7)中，鞍座壳体成品的抗拉强度为1250-1480MPa，屈服强度为950-1150MPa，延伸率为8-11％，屈强比为76-79％，强塑积为13750-16280MPa％，表面硬度为HRc42-46。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：其一，本专利技术所选用的钢板的化学成分质量百分比中含有Mn1.1-1.4、B0.002-0.0035，Mn、B元素均可显著提高钢材的淬透性，后续热处理后可获得较强的综合力学性能。其二，本专利技术采用的钢板厚度为5-7mm，相比于常规的壳体厚度8mm可减薄，1-3mm，可减重12.5％-37.5％，实现轻量化，降低材料成本18％-30％。其三，本专利技术所选材料加工难度低，材料原始状态适用于常规的冲压成型设备、常规的冲压成型，成型后经过特殊热处理后强度及耐磨性大幅提高。其四，本专利技术中的鞍座壳体先成型后热处理，热处理加热过程在保护气氛中进行，可大大减小壳体表面氧化，加热过程采用分段加热，低中高温区严格控制加热温度和保温时间，且壳体在炉体内各个加热区内做往复运用，可保证壳体均匀受热。其五，本专利技术鞍座壳体的淬火温度区间严格控制在915±5℃，且保温10-15min，该淬火温度区间为板材热处理后综合性能最好的温度，因为从高温区850-880℃保温后再加热至915±5℃温度过程中，板材本身塑性变形所产生的形变储能会逐渐释放，这会大大增加马氏体的形核率，淬火后的马氏体组织也就越细，材料的强度和硬度较高，另外在此温度区间加热时，由于Mn元素会大大溶于奥氏体中，增大奥氏体的稳定性，导致淬火后组织中也会保留部分的残余奥氏体，板材的塑韧性也较好，但是当温度高于920℃以后，板材的形变储能释放完毕，温度进一步增高，会导致组织粗大，材料的强度和硬度均会下降；最终淬火后的组织为马氏体和铁素体，通过加热和冷却对马氏体和铁素体的比例可适当控制，既提高材料强度也使其具有一定的塑韧性。其六，本专利技术的鞍座壳体淬火时，壳体上下面被夹具约束(类似压淬)，为减小压头对淬火的影响，同时为控制变形上下压头采用十字交叉布置的方式控制，上下压头均匀分布在壳体上；上下两面同时喷淋淬火，淬火介质为水，喷水压力为0.2-0.3MPa，其中壳体被约束有助于减小淬火时壳体的变形量，淬火介质为水，且喷水压力控制在0.2-0.3Mpa，这种压力下水的冷却较快，淬火获得的马氏体组织更为细小，壳体的强度更高，壳体上下面同时喷水淬火，可以保证板材整体淬透，且上下面冷速一致可有效减小淬火变形；其七，本专利技术获得的鞍座壳体外形精度符合技术要求，且整体强度和硬度较普通鞍座壳体有较大提升，鞍座壳体抗拉强度达到1250-1480MPa，屈服强度达到950-1150MPa，延伸率为8-11％，屈强比为76-79％，强塑积为13750-16280MPa％，表面硬度为HRC40-46，鞍座壳体达到国标GB/T20069-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度鞍座壳体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)选材：钢材的化学成分质量百分比为：C：0.2-0.3、Mn：1.1-1.4，Si：0.2-0.3，B：0.002-0.0035，其余为Fe及不可避免的杂质；/n2)平板冲压成型：将步骤1)选取的钢材进行冲压制成所需形状和尺寸的鞍座壳体坯体；/n3)压弯折边：将步骤2)制成的鞍座壳体坯体的边缘部位进行压弯处理，得到成型的鞍座壳体(1)；/n4)淬火：将步骤3)处理后成型的鞍座壳体(1)放置于保护气体N

【技术特征摘要】
1.一种高强度鞍座壳体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)选材：钢材的化学成分质量百分比为：C：0.2-0.3、Mn：1.1-1.4，Si：0.2-0.3，B：0.002-0.0035，其余为Fe及不可避免的杂质；
2)平板冲压成型：将步骤1)选取的钢材进行冲压制成所需形状和尺寸的鞍座壳体坯体；
3)压弯折边：将步骤2)制成的鞍座壳体坯体的边缘部位进行压弯处理，得到成型的鞍座壳体(1)；
4)淬火：将步骤3)处理后成型的鞍座壳体(1)放置于保护气体N2的氛围中进行分段淬火处理；
5)回火：将步骤4)处理后的鞍座壳体(1)进行回火处理；
6)喷砂：将步骤5)处理后的鞍座壳体(1)进行喷砂处理；
7)涂装：将步骤6)处理后的鞍座壳体(1)进行喷漆处理，得到成品。


2.根据权利要求1所述的高强度鞍座壳体的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，钢材的厚度为5-7mm。


3.根据权利要求1所述的高强度鞍座壳体的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，钢材的化学成分质量百分比为：C：0.23，Mn：1.2，Si：0.23，B：0.003，其余为Fe及不可避免的杂质。


4.根据权利要求1所述的高强度鞍座壳体的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，分段淬火处理具体为：首先，将鞍座壳体(1)加热至低温区300-350℃，保温5-10min；之后，将鞍座壳体(1)加热至中温区500-550℃，保温5-10min；接着，将鞍座壳体(1)加热至高温区850-880℃，保温5-10min；最后，将鞍座壳体(1)加热至910-920℃，保温10-15min，待鞍座壳体(1)均匀受热以后，将鞍座壳体(1)传送至淬火区，采用夹具(2)对鞍座壳体(1)的上下面进行约束，之后对鞍座壳体(1)的上下面同时进行喷淋淬火，直至鞍座壳体(1)冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛恩来，赵俊平，余金科，吴永强，樊晓光，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42