一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车用高韧性热成形零件的制备方法，属于金属材料技术领域，首先将热成形钢坯在室温下进行三次不同压下量预轧制；然后将板料经电阻加热至750

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法


[0001]本专利技术属于金属材料
，具体涉及一种汽车用高韧性热成形零件的制备方法。

技术介绍

[0002]高强钢的使用对汽车轻量化具有积极有效的作用，而随钢板强度级别不断提升，在冷成形过程中面临成形困难、回弹大和模具寿命低等问题。因此，尽管已开发出抗拉强度约为1.5GPa的高强度钢板，但对抗拉强度高于1.2GPa的钢板进行冷成形难以实现产业化。热冲压成形技术利用钢板的高温下塑形增加，成形抗力下降的特点，将料板高温加热至奥氏体化后快速冲压成形，保压并同步进行模淬冷却，其零件具有成形简单和高强度、高尺寸精度的特点，且回弹小。
[0003]一般情况下，热成形技术首先需将原料通过辊底炉或箱式加热炉加热至Ac3+60℃，并保温180s
‑
300s，保证其组织完全奥氏体化后，再经冲压模淬为完全的马氏体组织，故：普遍的热成形零件抗拉强度在1500MPa左右，延伸率在6％左右。由于热成形零件具有高强度特点，通常被用做汽车的安全部件以满足安全防护和轻量化需求；然而其较低的延伸率不利于碰撞吸能，造成其在使用过程中的局限性。目前，为了增加热成形钢零件塑形,主要有两种方式：一是减少C含量质量分数，但该方式往往以牺牲其强度为代价；二是添加稀土元素，该方式虽不降低其强度，但会大幅增加材料成本。
[0004]因此，亟需一种成本较低的方式，在不降低强度的情况下提高热成形钢的塑性，以满足汽车行业日益增加的安全防护和轻量化需求。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种汽车用高韧性热成形零件的制备方法，即采用低成本商用原料，通过简单预轧制变形处理，获得合适的形变组织及内能状态，然后经电阻式加热 +箱式加热炉复合快速加热后冲压成形，再配合模淬冷却速度，实现微观组织细化，以达到在不降低强度的情况下提高热成形钢的塑性。
[0006]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0007]一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法，具体的步骤如下：
[0008]步骤一：
[0009]S1：将热成形钢坯在室温下进行三次不同压下量预轧制,获得具有高位错密度的热成形钢薄板坯料，为后续组织奥氏体化转变储备更多内能。
[0010]S2：将S1预轧制完成的热成形薄板坯料，落料成适合于热冲压成形板料；
[0011]步骤二：
[0012]S3：将S2中的板料经电阻加热至750
‑
800℃，加热时间为5
‑
7s；
[0013]S4：将S3中加热后的坯料放入设置为920℃的箱式加热炉中加热，加热时间为5
‑
8s，完成全部奥氏体组织转变；
[0014]步骤三：
[0015]S5：将S4中加热后的坯料转移至压机模具中冲压成形，然后保压并同时进行冷却，冷却速率≥60℃/s，冷却至300℃以下，最终制备出具有均匀细晶组织的热成形钢零件。
[0016]优选地，步骤S1中热成形钢板的厚度4
‑
6mm。
[0017]优选地，步骤S1中的三次轧制的压下量分别为40
‑
50％、30
‑
40％和40
‑
50％，总压下量为75％
‑
85％。
[0018]优选地，步骤S1中的热成形钢板，其化学成分按质量分数如下： C：0.15
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0.25％，Si：0.10
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0.30％,Mn：1.00
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1.4％，P:≤0.025％，S:≤ 0.010％，Al:0.02
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0.06％,Cr:0.10
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0.30％， B:0.0015
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0.0050％,Mo:0.10％
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0.30％，其中，Cr、Mo元素总质量分数≤0.4％。
[0019]优选地，步骤S3的板料至惰性气体条件下进行加热，避免在加热过程中产生过多氧化皮，影响后续淬透性。
[0020]优选地，步骤S5中的冲压速度为50—65mm/s，冲压变形速度过慢易于冲压过程发生奥氏体转变为马氏体，不利于成形；冲压速度过快易于使部分奥氏体先转化为铁素体，不利于强度提高。
[0021]优选地，将S5中模具冷却的热成形零件转移至回火炉中回火，回火分为两个阶段：第一阶段回火温度为250
‑
300℃，回火时间为 40
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60s,第二阶段回火温度为180
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220℃，回火时间为60
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80s,通过两阶段回火降低组织内应力，提高拉伸塑形，然后取出零件进行空冷，最终制备出具有均匀细晶组织的热成形钢零件。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0023](1)通过本专利技术的制备方法，采用低成本方式制备出具有均匀细晶组织的热成形钢零件，材料抗拉强度在1600MPa以上，延伸率约 10％；
[0024](2)本专利技术通过室温下大压下量预轧制使热成形钢板坯料产生大量的位错密度，为后续奥氏体化储备更多内能。
[0025](3)本专利技术的热成形钢加热过程采用电阻加热炉+箱式炉结合的方式进行加热，加热时间短，更快促进热成形钢组织奥氏体化转变，再配合快冷速模淬及分阶段退火，可制备出均匀细小的马氏体组织，提高热成形钢件的室温力学性能。
[0026](4)该方法相较于传统热成形工艺而言，还具有加热时间短、有效避免裸板在冲压过程中氧化铁皮的产生，亦可满足汽车行业日益增加的安全防护和轻量化需求。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0028]图1为本专利技术的一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法的加热工艺示意图；
[0029]图2为实施例1
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3的热成形零件的微观组织SEM图；
[0030]其中，(a)为实施例1的热成形零件，(b)为实施例2的热成形零件，(c)为实施例3的热成形零件。
具体实施方式
[0031]为清楚、完整地描述本专利技术所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本专利技术的具体实施方式如下：
[0032]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]在本专利技术中，除非另有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法，其特征在于，具体的步骤如下：步骤一：S1：将热成形钢坯在室温下进行三次不同压下量预轧制,获得具有高位错密度的热成形钢薄板坯料，为后续组织奥氏体化转变储备更多内能。S2：将S1预轧制完成的热成形薄板坯料，落料成适合于热冲压成形板料；步骤二：S3：将S2中的板料经电阻加热至750
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800℃，加热时间为5
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7s；S4：将S3中加热后的坯料放入设置为920℃的箱式加热炉中加热，加热时间为5
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8s，完成全部奥氏体组织转变；步骤三：S5：将S4中加热后的坯料转移至压机模具中冲压成形，然后保压并同时进行冷却，冷却速率≥60℃/s，冷却至300℃以下，最终制备出具有均匀细晶组织的热成形钢零件。2.如权利要求1所述的一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法，其特征在于，步骤S1中热成形钢板的厚度4
‑
6mm。3.如权利要求1所述的一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法，其特征在于，步骤S1中的三次轧制的压下量分别为40
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50％、30
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40％和40
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50％，总压下量为75％
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85％。4.如权利要求1所述的一种汽车用高强韧性热成形零件的制备方法，其特征在于，步骤S1中的热成形钢板，其化学成分按质量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋起峰，李军，夏广明，赵隆卿，庄厚川，曹广祥，常悦彤，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：