以冷成型工艺冲压1.5GPa汽车钢取得技术突破

放大  缩小 日期:2022-06-30     来源:SSAB    评论:0      
核心提示:【汽车材料网 】高度复杂的形状不可能采用冷成型工艺。我们必须做好回弹规划,并找到应对回弹问题的措施。日本及其他国家正在证明这样做是可行的。与世界其他国家相比,日本的模具制造商在开发模具方面取得了更高的
【汽车材料网 】高度复杂的形状不可能采用冷成型工艺。我们必须做好回弹规划,并找到应对回弹问题的措施。日本及其他国家正在证明这样做是可行的。


“与世界其他国家相比,日本的模具制造商在开发模具方面取得了更高的成就,这些模具可以在控制回弹的同时,承受1500MPa钢所需的更大的力。”Hiroshi Kondo指出,他30多年来一直从事日本的汽车钢咨询工作。
 
他说道:“现在所有的日本汽车主机厂商都在评估1500兆帕冷冲压钢。”
 
“传统上,相较于辊压成型工艺或热冲压工艺,日本的主机厂商及其一级零部件供应商一直以来都更钟爱冷冲压工艺。”Kondo继续说,“冷冲压工艺与辊压成型工艺相比,冷冲压工艺的一大优势是,它可以使您在零件的几何形状上有更多的自由度。”
 
 
“此外,冷冲压工艺与热冲压工艺相比,拥有众多优势。对日本汽车制造商来说,最重要的是能源使用量低,生产节拍快,当然现在还可减少二氧化碳排放,所有这些都说明冷冲压工艺优于热冲压工艺。”Kondo说道。
 
哪些汽车部件可以在1.5GPa下进行冷冲压?
 
对于1500M钢的应用,可以采用冷冲压工艺的潜在部件包括侧面防护梁、保险杠、横梁及其加强件。
 
 
“大多数门槛板、门槛板加强件、地板横梁和一些车顶横梁都可以进行辊压成型。”SSAB汽车钢业务发展专家Kenneth Olsson说道,“但是,有许多部件因其形状,不能采用辊压成型工艺。”。

 
Olsson继续说道:“虽然一直以来,我们都可以选择采用热冲压工艺。但热冲压更昂贵,速度更慢,而且如果与大多数制造商一样,使用化石燃料加热烤炉,就会产生二氧化碳排放,这与汽车主机厂商的可持续发展目标相违背。因此,1500兆帕强度水平钢实现冷冲压是一项振奋人心的新进展。”
 
冷冲压1.5GPa和1.7GPa钢的试验结果令人满意
 
Kirchhoff汽车公司使用Docol® 1500M和1700M钢牌号成功地冷冲压了车门防撞梁样件。上图为成型部件,而下图为经过三点弯曲实验后的部件。
 
QQ截图20221011110436
照片由Kirchhoff汽车公司提供。
 
对于一些汽车零部件来说,只是需要更高强度
 
这根由Docol® CR1150Y1400-MS-EG钢材冷冲压而成的车门防撞梁在为CR950Y1200T-MS-EG设计的批量生产模具中测试成功。SSAB的成型专家认为,该零件可以使用CR1220Y1500T-MS-EG成功进行冷冲压。
 
QQ截图20221011110449
1400M的车门防撞梁,在为1200M设计的模具中成功地进行了冷冲压。
 
冷成型工艺避免了氢脆隐患
 
采用热冲压工艺后,制造商必须非常谨慎地进行冲孔和修边操作,否则可能会造成延迟断裂。因此,通常需要用激光来对热冲压件进行冲孔或修边——而这些激光器比传统的机械工具更复杂、更昂贵。
 
采用冷成型工艺,冲压厂可以使用传统的机械冲孔和修边模具,即使是在1.5GPa的钢上也不会产生延迟断裂的风险。而且机械修边和冲孔生产线对冲压厂来说很熟悉,并且速度更快、成本效益更高。
 
对超高强度钢的冷冲压回弹的管理
 
热冲压工艺的两个关键优势:能够成型非常复杂的形状,还能消除回弹,而日本的冲压厂及相关人员已开发了一系列策略来控制冷冲压零件的回弹。
 
 
  • 仿真分析:成型仿真分析使设计人员能够优化零件的几何形状,以控制回弹,提高冷冲压零件的最终精度。
 
  • 优化:包括使用直线折弯线和工程圆角(半径)设置。
 
  • 拉延筋:拉延筋的形状和位置,以加强回弹控制。
 
  • 模具几何形状:从低屈服强度钢到高屈服强度钢,如CR1220Y1500T-MS,可能需要对模具的几何形状做一些改变以补偿较高的回弹。
 
  • 模具:改进模具材料,包括材料的耐磨性和材料涂层,以处理更高的模具力。
 
 
 
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