一种轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法，将变厚轧制与热冲压有机结合，首先将镀铝硅钢板进行变厚轧制，再经落料得到异形板，然后异形板经热冲压得到轻量化铝硅变厚板零件；该轻量化铝硅变厚板零件的过渡段代替焊缝，不仅使得零件的连接强度以及性能大幅提高，弥补了拼焊工艺的不足，同时具有明显的减重效果，在提升性能的同时减轻了零部件的重量，实现汽车轻量化。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法
本专利技术属于铝硅变厚板技术，尤其涉及一种轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法。
技术介绍
当今汽车技术发展的总趋势是节能、环保、安全、舒适和智能，在确保性能的前提下降低油耗、减少排放是当今汽车领域需要迫切解决的问题之一，而汽车零件材料轻量化是解决这一问题的重要途径，并已成为现代汽车设计制造的主流；考虑到汽车车身质量约占汽车总重的30～40％，且汽车重量每降低100公斤，每百公里至少可节约0.6L燃油，每公里可降低5g的CO2排放量；因此通过车身轻量化对于减轻汽车整车自重、提高整车燃油经济性和节能环保至关重要。在现有汽车身材料应用技术中，使用热冲压钢板已成为汽车车身结构轻量化用材的优选方案之一，尤其是使用带有均匀镀铝硅层的热冲压板来制造车身零件，不仅降低了冲压过程中表面氧化等质量风险以及减少了冲压后的抛丸处理工序，同时又有利于防止零件服役过程发生锈蚀等；但是现有技术中通常采用等厚的镀铝硅热冲压钢板，不能根据零件的服役功能合理安排零件的厚度分布，若利用拼焊技术制造不同厚度的铝硅钢板，则需要面临复杂的剥层焊接技术或填丝焊接技术，且拼焊后突变的焊缝结构给模具设计和制造带来不同程度的冲压开裂风险，且在冲压时也不利于材料的金属流动。中国专利CN101583486B公开了一种涂敷钢带材及其制备方法，将铝或铝合金预涂覆的钢片材厚度在大于等于0.7mm且小于等于1.5mm时所规定的加热温度和时间区间，以及所述片材大于1.5mm且小于等于3mm所规定的加热温度和时间区间，之后转移到模具中，通过热冲压获得热冲压的钢片材产品；该方法中仅为单一等厚材料制造过程中的工艺选择，无法满足厚度不等的零件的制备，特别是当零件所需的厚度分布同时覆盖上述两种范围的厚度时，若选用工艺不当，则会造成冲压性能不合格；除此之外其所采用的涂覆钢片材，是通过用铝或铝合金对钢带表面进行热镀获得，其所述带材上镀层每个位置镀层厚度为20-33μm，上述制备方法无法满足变厚度零件上每个厚度段不同镀层厚度的要求。中国专利CN106466697B公开一种带铝或者铝合金镀层的钢制热冲压产品及其制造方法，将带铝或铝合金镀层钢板采用冲裁或者激光切割方法加工成零件所需形状的坯料；所述的带镀层钢板厚度不超过2.8mm；再将坯料放入加热炉中加热并保温，加热炉温度为900～950℃，加热炉中气氛保证含氧量大于15％，坯料在加热炉中总的停留时间为2.5～10分钟；将加热后的坯料快速传送至模具中进行冲压，传输时间为4～12秒，保证冲压前的坯料温度为680～750℃；将热的坯料直接在模具中冲压成形，冲压成形过程中对模具冷却降温，确保冲压前模具的表面温度低于100℃。此方法也是针对一种等厚度的镀层材料，采用上述方法同样也无法满足变厚度零件上每个厚度段不同镀层厚度的要求。鉴于上述情况，亟待研发一种铝硅变厚板零件的生产方法，能够弥补拼焊工艺的不足，以及满足变厚度零件的服役功能要求，在提升性能的同时，减轻零部件的重量，实现汽车轻量化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法，将变厚轧制与热冲压有机结合，首先将镀铝硅钢板进行变厚轧制，再经落料得到异形板，然后异形板经热冲压得到轻量化铝硅变厚板零件；该轻量化铝硅变厚板零件的过渡段代替焊缝，不仅使得零件的连接强度以及性能大幅提高，弥补了拼焊工艺的不足，同时具有明显的减重效果，在提升性能的同时减轻了零部件的重量，实现汽车轻量化。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法，包括以下步骤：(1)变厚轧制：将镀铝硅钢板进行变厚轧制得到铝硅变厚板；所述铝硅变厚板的厚度分布为0.8～3.2mm；(2)落料：将所述铝硅变厚板落料形成异形板；所述异形板有n个等厚段，n个等厚段之间有n-1个过渡段，各等厚段的厚度分别为H1，H2，H3，……，Hn；所述n个等厚段的最大厚度为Hmax＝max(H1，H2，……，Hn)，最小厚度为Hmin＝min(H1，H2，……，Hn)，其中Hmax≤2Hmin；(3)热冲压：将所述异形板放入加热炉中加热并保温，然后将加热后的异形板快速传送至热冲压模具中进行冲压，冲压后保压6～25s，得到所述轻量化铝硅变厚板零件。优选地，所述步骤(1)中，所述镀铝硅钢板通过以22MnB5钢种的热轧板或冷轧板为基板进行镀铝硅制得；所述镀铝硅钢板的厚度为1.1～3.5mm。优选地，所述步骤(2)中，所述异形板的镀层厚度为15～32μm；和/或所述步骤(2)中，所述n个等厚段的镀层平均厚度不相等。优选地，所述步骤(2)中，所述n为2～10。优选地，所述步骤(3)中，所述异形板n个等厚段的最小厚度满足0.6mm≤Hmin≤1.2mm，最大厚度满足1.2mm≤Hmax≤1.8mm时，控制加热炉的加热温度为880～940℃，加热时间为3～14min。优选地，所述步骤(3)中，所述异形板n个等厚段的最小厚度满足1.2mm≤Hmin≤1.8mm，最大厚度满足1.8mm≤Hmax≤3.2mm时，控制加热炉的加热温度为900～950℃，加热时间为4～15min。优选地，所述步骤(3)中，所述加热后的异形板从所述加热炉传送至所述热冲压模具所用的时间≤12s。优选地，所述步骤(3)中，所述热冲压模具包括上模、下模以及所述上模与所述下模对接形成的合模空腔；所述合模空腔与所述轻量化铝硅变厚板零件的形状相适配。优选地，所述步骤(3)中，所述热冲压模具包括上模、下模以及所述上模与所述下模对接形成的合模空腔；所述合模空腔靠近所述上模/下模的一面为平面，与所述平面相对应的另一面与所述轻量化铝硅变厚板零件的形状相适配。本专利技术的第二方面提供一种根据本专利技术第一方面所述的轻量化铝硅变厚板零件的制备方法得到的轻量化铝硅变厚板零件，所述轻量化铝硅变厚板零件包括基板以及所述基板上的镀层；所述轻量化铝硅变厚板零件上设有n个等厚段以及设于所述n个等厚段之间有n-1个过渡段；各等厚段的厚度分别为H1，H2，H3，……，Hn；所述n个等厚段的最大厚度为Hmax＝max(H1，H2，……，Hn)，最小厚度为Hmin＝min(H1，H2，……，Hn)，其中Hmax≤2Hmin。优选地，所述镀层包括合金层和表面层，所述合金层的厚度为≤16μm，所述镀层的总厚度为20～50μm。优选地，所述n个等厚段的镀层平均厚度不相等。优选地，所述n为2～10。本专利技术所提供的轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法，还具有以下几点有益效果：1)本专利技术的轻量化铝硅变厚板零件及其制备方法，将变厚轧制与热冲压有机结合，首先将镀铝硅钢板进行变厚轧制，再经落料得到异形板，然后异形板经热冲压得到轻量化铝硅变厚板零件；该轻量化铝硅变厚板零件的过渡段代替焊缝，不仅使得零件的连接强度以及性能大幅提高，弥补了拼焊工艺的不足，同时具有明显的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)变厚轧制：将镀铝硅钢板进行变厚轧制得到铝硅变厚板；所述铝硅变厚板的厚度分布为0.8～3.2mm；/n(2)落料：将所述铝硅变厚板落料形成异形板；所述异形板有n个等厚段，n个等厚段之间有n-1个过渡段，各等厚段的厚度分别为H

【技术特征摘要】
1.一种轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)变厚轧制：将镀铝硅钢板进行变厚轧制得到铝硅变厚板；所述铝硅变厚板的厚度分布为0.8～3.2mm；
(2)落料：将所述铝硅变厚板落料形成异形板；所述异形板有n个等厚段，n个等厚段之间有n-1个过渡段，各等厚段的厚度分别为H1，H2，H3，……，Hn；所述n个等厚段的最大厚度为Hmax＝max(H1，H2，……，Hn)，最小厚度为Hmin＝min(H1，H2，……，Hn)，其中Hmax≤2Hmin；
(3)热冲压：将所述异形板放入加热炉中加热并保温，然后将加热后的异形板快速传送至热冲压模具中进行冲压，冲压后保压6～25s，得到所述轻量化铝硅变厚板零件。


2.根据权利要求1所述的轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述镀铝硅钢板通过以22MnB5钢种的热轧板或冷轧板为基板进行镀铝硅制得；所述镀铝硅钢板的厚度为1.1～3.5mm。


3.根据权利要求1所述的轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述铝硅变厚板/异形板的镀层厚度为15～32μm；和/或
所述步骤(2)中，所述n个等厚段的镀层平均厚度不相等。


4.根据权利要求3所述的轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述n为2～10。


5.根据权利要求1所述的轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述异形板n个等厚段的最小厚度满足0.6mm≤Hmin≤1.2mm，最大厚度满足1.2mm≤Hmax≤1.8mm时，控制加热炉的加热温度为880～940℃，加热时间为3～14min。


6.根据权利要求1所述的轻量化铝硅变厚板零件的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述异形板n个等厚段的最小厚度满足1.2mm≤Hmin≤1.8mm，最大厚度满足1.8mm≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹栋杰，范黎洪，董运宝，徐裕之，
申请(专利权)人：上海宝钢新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31