專利名稱：超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁及其制造方法
超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明涉及汽車零部件及其制造方法，具體涉^L^高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞 梁及其制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，汽車車門防撞梁是汽車最為重要的安全部件之一，它在汽車發(fā) 生側(cè)面碰撞時(shí)，對(duì)乘員的安全保護(hù)致關(guān)重要。由于要求很高的強(qiáng)度，其材料及 成型工藝的選擇都非常關(guān)鍵。在很多主機(jī)廠普遍采用熱成型材料及熱成型工藝 來制造汽車車門防撞梁。熱成型工藝一般為下料—板料涂層—加熱板材—模 具中成型并冷卻—噴沙—激光切割。熱成型材料主要含有錳、硼等合金元素， 從而增強(qiáng)其淬透性。熱成型材料在加熱前強(qiáng)度并不高，在加熱升溫后其強(qiáng)度降 低，塑性增強(qiáng)，可以成型出復(fù)雜的零件形狀及穩(wěn)定的零件尺寸，在成型的同時(shí)， 依靠模具的冷卻系統(tǒng)淬火得到馬氏體組織從而使強(qiáng)度增高。由于采用熱成型工 藝，設(shè)備^v大，需要解決高溫防氧化和模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題，實(shí)施難度大。 因此，選擇另外的材料和制造方法，生產(chǎn)汽車車門防撞梁是客觀存在的需求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁，它采用超高強(qiáng)度鋼板 制造，不僅能滿足汽車車門防撞梁的強(qiáng)度要求，而且能使制造成本大大降低. 本發(fā)明所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁，梁體為橫斷面呈"U"形的鋼板成型整體構(gòu)件，呈細(xì)長(zhǎng)形狀;在梁體的右部設(shè)有主定位孔、左部設(shè)有副定位孔；在梁體的左、右兩端分別設(shè)有焊接搭接面，其特征在于梁體的材質(zhì)為超高強(qiáng) 度鋼。梁體橫斷面設(shè)計(jì)呈"U"形，可以提高整體的剛度和撓度。所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁，其特征在于制造梁體的超高強(qiáng)度鋼 的成分中含有C=0. 11%, Si=0. 20%， Mn-l. 6%， P<0. 015%, S < 0. 002%, A1=0. 04%, Nb<0. 015%，其屈服強(qiáng)度大于950Mpa,抗拉強(qiáng)度大于1200Mpa。該超高強(qiáng)度鋼是在低碳鋼中添加少量的合金元素，使其與碳、氮等元素形成 碳化物、氮化物，得到主要是鐵素體為基體、馬氏體為硬質(zhì)相的顯微組織，較 高含量的馬氏體用于提高強(qiáng)度，適量的鐵素體用于保持延伸率；由于晶粒高度 細(xì)化、成份控制精確，雜質(zhì)含量極少，因此與普通高強(qiáng)度鋼相比，機(jī)械性能更 穩(wěn)定均勻。Docol 1200 M(瑞典SSAB公司生產(chǎn)的)是冷禮鋼板，它不需要像熱成 型工藝那樣靠加熱淬火發(fā)生相變來增加強(qiáng)度，它沖壓前板料的強(qiáng)度就決定了成 型后零件的強(qiáng)度。本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁的制造方法， 它能有效地防止或避免在沖壓過程中出現(xiàn)開裂、扭曲、回彈變形的情況發(fā)生， 保證產(chǎn)品的精度和強(qiáng)度。本發(fā)明所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁的制造方法，其步驟如下 第一步，成型拉延采用以成型為主拉延為輔的成型拉延模具，在800T的油壓設(shè)備上進(jìn)行，板料通過成型拉延獲得初步的"U"形型面的毛坯件；壓機(jī)力參數(shù)上缸力560T;下缸力120T，保壓時(shí)間M。由于材料強(qiáng)度高，延伸率低，所以模具結(jié)構(gòu)采用成以成型為主拉延為輔的成型拉延模.為保證必要的成型深度，必須施加較大的壓邊力，但過大的壓邊力和低的延伸率將導(dǎo)致零件容易破裂。第二步，切邊沖孔采用切邊模具，在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，切除毛坯件 上的多余工藝廢料，沖出的主定位孔、副定位孔；并沿修邊輪廓線進(jìn)行修邊， 得到梁體坯件。切邊前由上模壓料器將成型后的板料壓緊，按照預(yù)訂的修邊輪廓線切出翻 邊前的形狀及切除多余的工藝補(bǔ)廢料一工藝補(bǔ)充面和拉延筋，工藝補(bǔ)充面邊緣 出現(xiàn)的裂紋也會(huì)被切除；由于上才莫壓料器采用整體平板式接觸施力，細(xì)長(zhǎng)的零 件不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，從而保證沖出的主、副定位孔的精度。第三步，翻邊整形采用翻邊模具，在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，對(duì)梁體坯 件中間部分的側(cè)面進(jìn)行了翻邊，對(duì)梁體坯件兩端的焊接搭接面進(jìn)行了整形，制得成品o由于零件呈細(xì)長(zhǎng)特點(diǎn)，為防止軸向發(fā)生扭曲，翻邊從兩側(cè)對(duì)稱施力，保證翻邊的垂直度；整形對(duì)中間部分的開口尺寸不發(fā)生作用，主要是針對(duì)兩端的焊 接搭接面，從而保證零件與門內(nèi)板的匹配平面度。根據(jù)試制模調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，模具 需要的沖壓力不大，選用800T油壓機(jī)為最佳，壓力參數(shù)上缸壓力480T。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)選擇超高強(qiáng)度，使用冷沖壓成型方 法制造的汽車車門防撞梁，能有效地防止或避免在沖壓過程中出現(xiàn)開裂、扭曲、 回彈變形的情況發(fā)生，保證產(chǎn)品的精度和強(qiáng)度;經(jīng)長(zhǎng)春國(guó)家汽車測(cè)試中心執(zhí)行 的門系統(tǒng)靜態(tài)入侵實(shí)驗(yàn)和經(jīng)天津國(guó)家汽車測(cè)試中心執(zhí)行的整車級(jí)側(cè)面碰撞測(cè)試 均表明，該方法制造的汽車門防撞梁滿足了國(guó)家汽車安全法規(guī)測(cè)試要求，其安 全性能得分超過原來的熱成型材料和工藝制成的汽車車門防撞梁。


圖1為本發(fā)明所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖1的A-A斷面圖。圖4為超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁安裝在車門中的示意圖。 圖5為汽車車門防撞梁成形拉延才莫結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為板料經(jīng)成型拉延工序后的示意圖， 圖7為梁體坯件經(jīng)切邊沖孔工序示意圖。 圖8為汽車車門防撞梁翻邊整形工序后的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁的梁體1 為橫斷面呈"U"形的鋼板成型整體構(gòu)件，梁體呈細(xì)長(zhǎng)形狀，在梁體的右部設(shè)有 主定位孔6、左部設(shè)有副定位孔7，在梁體的左、右兩端分別設(shè)有焊接搭接面10 和11;梁體l的材質(zhì)為超高強(qiáng)度鋼，其成分中含有C-0.11%, Si=0. 20%， Mn=1.6%， P《0.015%， S< 0. 002%, A1-0. 04%, Nb< 0.015%,其屈服強(qiáng)度大于950Mpa，抗 拉強(qiáng)度大于1200Mpa。選用的材料為Docol 1200 M(瑞典SSAB公司生產(chǎn)的)，屬 于超高強(qiáng)度鋼板。參見圖4，本發(fā)明所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁梁體1安W車門2 中，其左、右兩端的焊接搭接面10和11分別與車門2的兩邊焊接. 本發(fā)明所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁通過以下步驟制成 第一步，成型拉延參見圖5，采用以成型為主拉延為輔的成型拉逸漠具， 在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，油壓機(jī)的力參數(shù)上缸力560T;下缸力120T,保 壓時(shí)間2S;板料1 - 1通過成型拉延獲得初步的"U"形型面的毛坯件(參見圖6 )。具體操作是將下好的超高強(qiáng)度鋼板板料1 - 1放到成型拉延模具的壓邊圏15 上，由壓邊圈上的限位塊來確定板料放置位置；使上模13向下運(yùn)動(dòng)，與壓邊圈 一起將板料壓緊，壓邊圈也同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)；隨著壓邊圈繼續(xù)下行，下模14上的 凸模12上升，板料通過成型拉延獲得初步的"U"形型面的毛坯件。為防止起 皺，設(shè)計(jì)拉延筋5來增加壓邊力，使得成型充分，同時(shí)將易開裂部位轉(zhuǎn)移到工 藝補(bǔ)充面4上，并在后續(xù)的切邊工序中切除，從而降低制造難度。第二步，切邊沖孔采用切邊模具，在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，切除毛坯件 上的多余工藝廢料一工藝補(bǔ)充面4和拉延筋5;沖出的主定位孔6、副定位孔7; 并沿修邊輪廓線8進(jìn)行修邊，得到梁體坯件(參見圖7 )。第三步，翻邊整形采用翻邊模具，在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，對(duì)梁體坯件 中間部分的側(cè)面壓出翻邊9，對(duì)梁體兩端的焊接搭接面10和11進(jìn)行了整形，制 得成品(參見圖8)。
權(quán)利要求
1. 超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁，梁體(1)為橫斷面呈“U”形的鋼板成型整體構(gòu)件，呈細(xì)長(zhǎng)形狀；在梁體的右部設(shè)有主定位孔(6)、左部設(shè)有副定位孔(7)；在梁體的左、右兩端分別設(shè)有焊接搭接面(10)和(11)；其特征在于梁體(1)的材質(zhì)為超高強(qiáng)度鋼。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁，其特征在于制造 梁體(1 )的超高強(qiáng)度鋼的成分中含有C=0. 11X， Si=0. 20%， Mn-l. 6%， P< 0. 015%, S《0.002%， Al-0. 0454， Nb< 0.015%，其屈月艮強(qiáng)度大于950Mpa,抗拉強(qiáng)度大于 1200Mpa。
3、 如權(quán)利要求l所述的超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁的制造方法，其步驟如下第一步，成型拉延采用以成型為主拉延為輔的成型拉延模具，在800T的油壓設(shè)備上進(jìn)行，板料(i -1)通過成型拉^m得初步的"U"形型面的毛坯件；壓機(jī)力參數(shù)上缸力560T;下缸力120T,保壓時(shí)間2S;第二步，切邊沖孔采用切邊模具，在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，切除毛坯件 上的多余工藝廢料，沖出的主定位孔(6)、副定位孔(7);并沿修邊輪廓線(8) 進(jìn)行修邊，得到梁體坯件；第三步，翻邊整形采用翻邊模具，在800T的油壓機(jī)上進(jìn)行，對(duì)梁體坯 件中間部分的側(cè)面進(jìn)行了翻邊，對(duì)梁體坯件兩端的焊接搭接面(10)和(11)進(jìn)行了整形，制得成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及超高強(qiáng)度鋼汽車車門防撞梁，梁體為橫斷面呈“U”形的鋼板成型整體構(gòu)件，在梁體的左部設(shè)有主定位孔、右部設(shè)有副定位孔，在梁體的左、右兩端分別設(shè)有焊接搭接面，其特征在于梁體的材質(zhì)為超高強(qiáng)度鋼，其成分中含有C＝0.11％，Si＝0.20％，Mn＝1.6％，P≤0.015％，S≤0.002％，Al＝0.04％，Nb≤0.015％。其制造方法的步驟如下第一步，成型拉延獲得初步的“U”形型面的毛坯件；第二步，切邊沖孔得到梁體坯件；第三步，翻邊整形制得成品。本發(fā)明選擇超高強(qiáng)度，使用冷沖壓成型方法制造的汽車車門防撞梁，能有效地防止或避免出現(xiàn)開裂、扭曲、回彈變形的情況發(fā)生，保證產(chǎn)品的精度和強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B21D47/00GK101260776SQ20081006959
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者勇 劉, 勇 徐, 兵 王, 程小彪, 華 羅, 鄒文超 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安福特馬自達(dá)汽車有限公司