一种多层金属复合板材的热成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102430628A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102430628A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110299802.3(22)申请日2011.09.30(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人马宁胡平郭威(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人李洪福(51)Int.Cl.B21D22/02(2006.01)B21D37/16(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种多层金属复合板材的热成形方法(57)摘要本发明公开了一种多层金属复合板材的热成形方法，包括以下步骤：将冷却管路分别安装在模具的上模具和下模具中；将硼合金钢板材加热使之奥氏体化，随后将红热的板材送入有冷却管路的模具内、将模具放入有可控气氛保护加热炉进行热冲压成形；加热炉中温度控制在在750～800℃之间；在大于50℃/s的冷却速率下均匀冷却成形。通过试样硬度测试表明，采用本发明的方法制造的板材硬度从表面到内部逐渐增加，HRC硬度从20左右增加到50左右，这也说明热成形过程中试件得到均匀可控的成形与淬火。由于试样的强度分布与硬度分布趋势相同，说明本发明制造的金属复合材料为具有表面硬度、强度低而内部的硬度、强度高的连续梯度分布的复合材料。CN1024368ACCNN110243062802430631A权利要求书1/1页1.一种多层金属复合板材的热成形方法，其特征在于：包括以下步骤：A、安装冷却管路(3)：将冷却管路(3)分别安装在模具的上模具(1)和下模具(2)中；B、热冲压成形：将硼合金钢板材(4)加热使之奥氏体化，随后将红热的板材(4)送入有冷却管路(3)的模具内、并将模具放入有可控气氛保护加热炉进行热冲压成形；加热炉中温度控制在在750～800℃之间；C、快速均匀冷却：在大于50℃/s的冷却速率下均匀冷却成形。2CCNN110243062802430631A说明书1/2页一种多层金属复合板材的热成形方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属复合板材的成形方法，特别是一种多层金属复合板材的热成形方法。背景技术[0002]汽车轻量化的研究是现代汽车设计制造的一大主流。高强度材料的应用是目前轿车车身轻量化技术所走的一种普遍途径。近年来，发源于欧洲的高强度钢板热成形(也称作热冲压)技术受到工业界的关注。热成形工艺的技术优势是：能够成形强度高达1500MPa的零部件，可组焊成高强度驾乘单元，承受6t以上的静压而不损；通过减小壁厚或截面尺寸从而减轻质量(达18％～35％)，实现轻量化，并节约材料消耗。[0003]热成形技术原理是把特殊的硼合金钢加热使之奥氏体化，随后将红热的板料送入有冷却系统的模具内冲压成形，同时被具有快速均匀冷却系统的模具冷却淬火，钢板组织由奥氏体转变成马氏体，从而得到超高强度比的钢板。热成形技术不仅有高强度比的优点，高温下，材料塑性、成形性好，能一次成形复杂的冲压件；高温下成形能消除回弹影响，零件精度高，成形质量好。热成形工艺打破常规，构思新颖，是冲压成形领域的前沿技术，可广泛应用于汽车前、后保险杠、A柱、B柱、C柱、车顶构架、车底框架以及车门内板、车门防撞杆等构件的生产。[0004]但现有的热成形钢板，其沿厚度方向的硬度和强度性能基本上是相等的，不利于降低结构的峰值冲击力。发明内容[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种具有表面硬度、强度低而内部的硬度、强度高的多层金属复合板材的热成形方法。[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种多层金属复合板材的热成形方法，包括以下步骤：[0007]A、安装冷却管道：将冷却管道分别安装在模具的上模具和下模具中；[0008]B、热冲压成形：将硼合金钢板材加热使之奥氏体化，随后将红热的板材送入有冷却管路的模具内、并将模具放入有可控气氛保护加热炉进行热冲压成形；加热炉中温度控制在在750～800℃之间；[0009]C、快速均匀冷却：在大于50℃/s的冷却速率下均匀冷却成形。[0010]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0011]1、由于本发明的板材采用了一种称为22MnB5的材料，是目前广泛应用于热冲压成形的钢板，这类钢的成分特点是在C-Mn钢的基础上添加一定质量分数的硼。固溶的硼偏析在奥氏体晶粒边界，延迟了铁素体和贝氏体的形核进而增加了钢的强度。通过三个试样硬度测试表明，材料的硬度从表面到内部逐渐增加，HRC硬度从20左右增加到50左右，这与金相试验观测到的微观组织相对应；三个试样的变化趋势基本一致，这也说明热成形过3CCNN110243062802430631A说明书2/2页程中试件得到均匀可控的