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在熱沖壓過程中硼合金鋼的性能優(yōu)化

由于對高強(qiáng)度質(zhì)量比汽車零部件的需求不斷增長，因此促進(jìn)了熱沖壓工藝在制造汽車白車身各種零部件時的利用率增長。在冷卻模具內(nèi)直接進(jìn)行熱沖壓可以使合金鋼同時成形和淬火。在確保拉伸強(qiáng)度高達(dá)1500MPa的條件下，采用此工藝可獲得完全馬氏體結(jié)構(gòu)。因此，熱沖壓工藝是生產(chǎn)高強(qiáng)度和與碰撞相關(guān)產(chǎn)品的一種非常成熟制造工藝，可以使生產(chǎn)的零部件獲得一個良好的強(qiáng)度。作為汽車工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，熱沖壓技術(shù)同樣可以滿足CO2排放法規(guī)的要求。通過常規(guī)的熱沖壓工藝，可以生產(chǎn)出高強(qiáng)度和低延展性的均勻分布組件。并且，這種組件的耐撞性能可以通過局部軟化得到進(jìn)一步提高?？偨Y(jié)了熱沖壓成形硼合金鋼的獨特性能。每條工藝路線都有其自身的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，必須基于額外的工藝和加工時間成本進(jìn)行選擇，但這會限制每分鐘生產(chǎn)零件的數(shù)量。對結(jié)構(gòu)件力學(xué)性能的調(diào)節(jié)主要通過相變動力學(xué)實現(xiàn)，這取決于該過程的時間-溫度曲線。硼錳鋼的溫度和應(yīng)變率必須予以考慮。改進(jìn)結(jié)構(gòu)件微觀組織結(jié)構(gòu)可提高其幾何精度。對熱沖壓硼錳鋼進(jìn)行不同的表面處理很容易影響過程中摩擦因數(shù)和模具的磨損狀況。針對熱沖壓模具的新涂層系統(tǒng)正在做進(jìn)一步開發(fā)，其將保證熱沖壓過程中摩擦和磨損性能得到提高?？紤]到熱沖壓成形構(gòu)件具有局部調(diào)整的力學(xué)性能，因此不同階段成形金屬的共存可能會影響到碰撞時的性能。

對熱沖壓過程中提高硼合金性能的主要研究項目進(jìn)行了介紹。重點介紹產(chǎn)品局部力學(xué)性能的調(diào)節(jié)，以及在測試和建模過程中如何校正回火過程數(shù)值模型，并評估熱沖壓成形后的產(chǎn)品性能。研究結(jié)果表明，熱沖壓技術(shù)兼具安全性和使產(chǎn)品質(zhì)量減輕的優(yōu)點，顯示出該技術(shù)未來的巨大潛力。

刊名：Journal of Materials Processing Technology（英）

刊期：2016年第21期

作者：Marion Merklein et al

編譯：李峻峰