一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体及其制备方法。鞍座壳体包括如下重量百分数的化学成分：C≤0.25％，Mn≤0.2％，Si≤0.5％，P≤0.025％，S≤0.010％，Alt 0.010％～0.040％，B≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。制备方法包括如下步骤：将热轧板激光切割制成鞍座壳体板料；将板料加热后转运至模具进行压制成型，压制成型的同时通水快速冷却实现模压淬火，获得鞍座壳体坯料；对鞍座壳体坯料精修边，得成品。本发明专利技术制得的轻量化鞍座壳体具有强度高、延伸率高等优点。延伸率高等优点。延伸率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及汽车零部件
，具体涉及一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体及其制备方法。

技术介绍

[0002]汽车轻量化既可以节省燃油成本，又可以减少环境污染，是汽车行业的发展趋势。鞍座壳体是牵引车鞍座的主要承载部件，要求有较高的强度以达到承载满载货箱的需求。现有牵引车鞍座壳体多采用8mm厚的Q345低合金钢，强度有限但重量较大。
[0003]鞍座壳体多采用冷冲压成形，冷成形加工是在常温或再结晶温度以下的温度进行的、利用塑性变形的加工方法。与在再结晶温度以上温度进行的热成形加工相比，冷成形加工的优点是，没有温度的影响，并且可利用加工硬化，提高加工品的强度。但是冷成形加工的缺点是成形负荷大，加工时需要施加很大的外力以及加工品内积蓄残余应力，且成形过程中存在回弹不可控的问题，尺寸精度无法保证。热成型技术已在薄板成形中成熟应用，可显著提升零件强度，减小零件回弹。如将热成型技术应用在鞍座壳体等6mm以上厚板类零件，可显著降低产品重量，提升零件强度。
[0004]将热成型技术应用在鞍座壳体加工中，存在以下两个技术难点：
[0005](1)传统热成型钢成品延伸率为5％左右，而鞍座壳体的延伸率要求为12％以上。
[0006](2)传统热成型为3mm以下厚板，模体内通冷却水即可实现27℃/s的冷却速度需求，料厚加大后，模具冷却速度不足不能快速冷却影响产品性能。

技术实现思路

[0007]针对热成型延伸率低、强度差等技术问题，本专利技术提供一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体及其制备方法，具有强度高、延伸率高等优点。
[0008]第一方面，本专利技术提供一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体，包括如下重量百分数的化学成分：C≤0.25％，Mn≤0.2％，Si≤0.5％，P≤0.025％，S≤0.010％，Alt 0.010％～0.040％，B≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0009]进一步的，鞍座壳体具有如下力学性能：抗拉强度为750～1000MPa，屈服强度为550～800MPa，延伸率≥12％，表面硬度为270～300HBW。
[0010]进一步的，鞍座壳体重量≤33KG，相较于同类型普通钢鞍座壳体降重10KG以上。实现减重25％的轻量化目标，降低材料成本20％以上。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)将热轧板激光切割制成鞍座壳体板料；
[0013](2)将板料加热后转运至模具进行压制成型，压制成型的同时通水快速冷却实现模压淬火，获得鞍座壳体坯料；
[0014](3)对鞍座壳体坯料精修边，得成品。
[0015]进一步的，步骤(1)中，热轧板的厚度为6mm，将常规8mm厚鞍座壳体的厚度减薄2mm，更轻量化。
[0016]进一步的，步骤(2)中，板料在加热炉中加热后板料芯部温度870～930℃，加热时间为300～360s。
[0017]进一步的，步骤(2)中，板料加热后采用机械手转运，转运时间＜10s。
[0018]进一步的，步骤(2)中，快速冷却使板料冷却速度＞27℃/s，模压淬火时间为12～18s。
[0019]进一步的，步骤(2)中，模具包括模体底板及设置于模体底板上的镶块，模体底板一侧面上设有进水口与出水口，镶块内部设有水流通道，水流通道一端与进水口连接，水流通道另一端与出水口连接，镶块表面上设有若干个出水孔，所有出水孔均与水流通道连通。为确保坯料模压冷却的速度达到预期，可在镶块内部加大水流通道直径，在镶块表面开通出出水孔，实现零件表面喷淋降温的功能，大幅提升冷却效率。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术相比于传统薄板热成型钢材22MnB5，优化了钢材C、Mn等元素的含量，提升了钢材淬透性，制得热成型产品延伸率≥12％，更符合鞍座壳体的使用工况。
[0022](2)本专利技术相比于传统冷冲压工艺，本专利技术大幅降低材料所需成形力，减少成形回弹，可显著提升尺寸精度，确保鞍座上平面平面度符合国标1mm的要求。
[0023](3)本专利技术将板料芯部温度加热至870～930℃，实现内部组织奥氏体化，不同于薄板热成型淬火后全部转化为马氏体，本专利技术经过模压淬火后，形成马氏体加贝氏体组织，材料强度下降，但韧性、延伸率得到提升。
[0024](4)本专利技术生产的鞍座壳体尺寸精度符合设计标准，相比于普通鞍座壳体整体强度和硬度有较大提升，鞍座壳体抗拉强度为750～1000MPa，屈服强度为550～800MPa，延伸率≥12％，表面硬度为270～300HBW，鞍座壳体符合国标GB/T 20069
‑
2006《道路车辆牵引座强度试验》中相关要求，在经过200万次试验后无断裂、开裂及变形现象。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本专利技术具体实施方式实施例1鞍座壳体模具镶块图。
[0027]图2是本专利技术具体实施方式实施例2鞍座壳体成品等轴侧视图。
[0028]图3是本专利技术具体实施方式实施例2鞍座壳体成品正视图。
[0029]图4是本专利技术具体实施方式鞍座壳体激光切割图。
[0030]图5是本专利技术具体实施方式实施例2鞍座壳体金相组织图。
[0031]图中：1
‑
进水口，2
‑
出水口，3
‑
出水孔，4
‑
模体底板，5
‑
镶块。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例1
[0034]结合图1，本专利技术所述的模具包括模体底板4及设置于模体底板4上的镶块5，模体底板4一侧面上设有进水口1与出水口2，进水口1连接供水管，出水口2连接回水箱，镶块5内部设有水流通道(图中未绘出)，水流通道一端与进水口1连接，水流通道另一端与出水口2连接，镶块5表面上设有若干个出水孔3，所有出水孔3均与水流通道连通，实现喷淋功能，使冷却水与零件的直接接触快速冷却降温。
[0035]实施例2
[0036]一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体的制备方法，包括如下步骤：
[0037](1)选材：选用一种6mm厚度热轧板，其钢材的化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体，其特征在于，包括如下重量百分数的化学成分：C≤0.25％，Mn≤0.2％，Si≤0.5％，P≤0.025％，S≤0.010％，Alt 0.010％～0.040％，B≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体，其特征在于，鞍座壳体具有如下力学性能：抗拉强度为750～1000MPa，屈服强度为550～800MPa，延伸率≥12％，表面硬度为270～300HBW。3.如权利要求1所述的高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体，其特征在于，鞍座壳体重量≤33KG。4.一种权利要求1所述的高强度高延伸率的轻量化鞍座壳体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将热轧板激光切割制成鞍座壳体板料；(2)将板料加热后转运至模具进行压制成型，压制成型的同时通水快速冷却实现模压淬火，获得鞍座壳体坯料；(3)对鞍座壳体坯料精修边，得成品。5.如权利要求4所述的高强度高延伸率的轻...

【专利技术属性】
技术研发人员：任张丰，贡泽飞，马春辉，郑长秀，王宁，李占岺，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：