一种超硬铝合金7075耐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法技术

一种超硬铝合金7075耐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法，属于汽车零部件加工技术领域，解决了超硬铝合金7075复杂零件冷成形困难问题。本发明专利技术方法包括备料、固溶、淬火、冷成形及预时效后烘烤等工序。先采用商业软件反求B柱坯料形状尺寸并通过模具下料，随后将坯料进行双级固溶处理（460℃保温60min+480℃保温30 min），再迅速取出浸入冷水淬火获得过饱和固溶体W态；将W态坯料拉深切边成形制得B柱零件，最后进行预时效（120℃保温60 min后室温冷却），焊装后随车身进行油漆烘烤（180℃保温30 min）。本申请方法，采用双级固溶处理获得W坯料，成形后综合烘烤工序进行双级时效，获得了峰值时效T6状态的强度和双级过时效T73状态的耐蚀性能，综合性能和效率均得以提高。综合性能和效率均得以提高。综合性能和效率均得以提高。

【技术实现步骤摘要】
一种超硬铝合金7075耐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法


[0001]本专利技术属于汽车零部件加工
，具体涉及一种超硬铝合金7075耐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法。

技术介绍

[0002]全球节能减排的标准不断提高，节能减排压力愈发凸显。汽车制造工业中，汽车轻量化是最容易实现、潜力相对较大的方式，也是汽车未来发展的大势所趋。汽车轻量化的有效途径有结构轻量化、工艺轻量化、材料轻量化三个方面，其中材料轻量化是当前实现轻量化最主要的研究与发展方向，为当前轻量化的核心，结构轻量化与工艺轻量化起辅助作用。铝合金由于比强度大、耐磨性好、耐蚀性强及回收利用率高等优点，在当前各类轻质材料中最为主流，仅次于钢材的用量。
[0003]超硬铝合金7075属于Al
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Zn
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Mg
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Cu系可热处理强化多元时效合金，是商用最强力铝合金之一，具有密度小、比强度高、韧性好及成本较低等一系列优点，广泛用于航天、航空和交通运输领域，相较5000系、6000系铝合金及高强钢有更显著的轻量化效果。然而，超硬铝合金7075峰值时效（T6）状态下强度最高，但是室温成形能力低且对应力腐蚀很敏感，成形后回弹量很大，给超硬铝合金7075
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T6板材冲压成形大规模应用带来很大的挑战。双级时效可以显著提高超硬铝合金7075的抗应力腐蚀性能，却使其抗拉强度和屈服强度大幅度下降，在预时效之后进行短时高温回归，然后再次进行时效，这种三级时效称为回归再时效，能使晶界上连续网状分布的析出相转化为断续析出物，既保持了材料强度性能，又显著改善了超硬铝合金7075的抗应力腐蚀性能。中国专利技术CN102216484A公开了一种铝合金薄板构件的成形方法，中国专利技术CN102712985A公开了成形复杂形状部件的方法，中国专利技术CN109433924A公开了一种实现模内快速成形和淬火的模具，均属于成形
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淬火复合成形技术。热成形技术虽然能提高铝合金复杂零件的成品率，但超硬铝合金7075对冷却速度敏感，模内淬火冷却速率控制要求较高。超硬铝合金7075
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T6中的析出物在温成形温度范围内受到影响，导致材料强度降低，后续工艺难以恢复。同时，刀具和板材之间的润滑条件在高温下变差，成形零件的表面质量较差。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种超硬铝合金7075耐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法，该方法将超硬铝合金7075
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T6板材预先进行双级固溶处理，随后在室温冷水中淬火，形成过饱和固溶体W态，然后进行冷冲压成形，最后再通过预时效加烘烤时效，以提高零件的力学性能和耐蚀性能。
[0005]一种超硬铝合金7075耐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法的目的通过如下技术方案来实现，包括以下步骤：步骤一，采用商业成形软件Dynaform对汽车B柱零件进行毛坯尺寸反求，计算出毛坯形状尺寸，并通过模具完成下料；
步骤二，对步骤一所得的坯料进行双级固溶处理。先将固溶加热炉设定为初级固溶温度，待温度恒定后，把坯料插入固溶加热炉内加热，待坯料温度达到初级固溶温度后保温一定时间，然后将固溶加热炉的温度升高到二级固溶温度，保温一定时间，完成固溶处理；步骤三，将步骤二固溶处理后的坯料从固溶加热炉取出，迅速浸入冷水中淬火，待冷却至室温后得到过饱和固溶体即W态坯料；步骤四，将步骤三所得的W态坯料放入冷拉深切边复合模具完成汽车B柱零件拉深成形和切边，制得汽车B柱零件；步骤五，从步骤四中的拉深切边复合模具中取出汽车B柱零件，放入另一时效加热炉进行预时效，取出后室温冷却，得到预时效的汽车B柱零件；步骤六，将步骤五所得的预时效汽车B柱零件完成车身焊装，车身油漆后随车身进入烘烤房烘烤。
[0006]优选地，步骤二所述的双级固溶处理，初级固溶温度为460℃，保温60min；二级固溶温度为480℃，保温30 min。
[0007]优选地，步骤三所述的浸入冷水这一过程用时不超过10秒。
[0008]优选地，步骤四所述的汽车B柱零件拉深成形过程中凸模下行速度为14毫米/秒。
[0009]优选地，步骤五所述的预时效温度为120℃，保温60 min，在这一条件下过饱和固溶体主要析出相是GP区和半共格亚稳相η
´
，且在晶界η
´
相呈网状连续分布。
[0010]进一步地，步骤六所述的车身油漆烘烤温度为180℃，时间为30 min。
[0011]进一步地，步骤六所述的汽车B柱零件焊装后随车身经过180℃烘烤30min后，晶内析出相尺寸有所长大，开始析出短棒状析出相（η
´
相），以获得较高的强度；同时，晶界析出相开始长大，并呈现长条状的不连续分布，溶断了晶界的网状析出相，有效提升了耐蚀性。
[0012]步骤六所述汽车B柱零件随车身经过180℃烘烤30min后，B柱零件抗拉强度达到559 MPa，相较峰值时效T6条件抗拉强度565MPa仅损失了1.06%；导电率却从31.07%IACS 上升为42.37%IACS，相较双级时效T73条件下40%IACS 略有提高。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术通过双级固溶处理获得W态铝合金坯料，随后冷冲压成形制得汽车B柱零件，相较热冲压成形和热冲压淬火一体化成形方法，冷成形克服了热冲压模具成本高、生产效率低、表面氧化严重及冷却速率控制难等问题。
[0014]（2）本专利技术属于冷成形工艺，相比热成形工艺对成型设备要求低。由于铝合金的固溶温度与其淬火敏感区间仅相差几十摄氏度，所以热成形温度区间相对较窄。铝合金的热传导率大，散热速度快，材料的温度容易变化，因此，热成形过程中，固溶后铝合金板材的转移和成形需要在很短时间内完成，这就对成形设备提出了更高要求。
[0015]（3）本专利技术采用双级固溶处理，比单级固溶处理可获得更高程度的过饱和固溶体，为后续时效处理做好组织准备。
[0016]（4）本专利技术对冷冲压成形后的零件综合油漆烘烤时效进行双级时效处理，在维持较高的强度前提下，提升了零件耐蚀性能，同时结合油漆烘烤工艺，提高了生产效率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的超硬铝合金7075汽车B柱零件冷冲压成形工艺流程图。
[0018]图2为本专利技术的超硬铝合金7075汽车B柱零件冷冲压成形工艺方案。
[0019]附图标记说明1—开卷，2—落料，3—固溶处理，4—冷水淬火，5—冷冲压成形，6—预时效，7—车身焊装，8—油漆烘烤。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。特别指出的是，在本专利技术构思的前提下做出若干变形和改进，均属于本专利技术的保护范围。
[0021]本专利技术属于汽车零部件加工
，具体说是峰值时效高强铝合金经过固溶处理后形成过饱和固溶体，采用冷冲压工艺成形，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超硬铝合金7075耐腐蚀汽车B柱零件冷冲压成形方法，其特征在于，将超硬铝合金7075坯料通过双级固溶处理，获得过饱和固溶体W态，随后放入模具内完成冷冲压成形，取出后短时间内进行预时效，焊装后随车身经历油漆烘烤时效，最后获得优良的力学性能和耐腐蚀性能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，采用商业成形软件Dynaform对汽车B柱零件进行毛坯尺寸反求，计算出毛坯形状尺寸，并通过模具完成下料；步骤2，对步骤1所得的坯料进行双级固溶处理，先将固溶加热炉设定为初级固溶温度，待温度恒定后，把坯料插入固溶加热炉内加热，待坯料温度达到初级固溶温度后保温一定时间，然后将固溶加热炉的温度升高到二级固溶温度，保温一定时间，完成固溶处理；步骤3，将步骤2固溶处理后的坯料从固溶加热炉取出，迅速浸入冷水中淬火，待冷却至室温后得到过饱和固溶体即W态坯料；步骤4，将步骤3所得的W态坯料放入冷拉深切边复合模具完成汽车B柱零件拉深成形和切边，制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈水生，任莉，陈国强，王艳鹏，宫三朋，胡爱军，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：