本發(fā)明涉及一種可淬火高強(qiáng)鋼熱成形技術(shù)，具體涉及利用可淬火高強(qiáng)鋼熱沖鍛成形技術(shù)制造汽車功能件的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今汽車制造的主要發(fā)展趨勢(shì)是：輕量化和高安全性。另外，與傳統(tǒng)汽車相比，電動(dòng)汽車電池為200-400公斤，大幅增加了汽車重量。因此，對(duì)于電動(dòng)汽車而言，實(shí)現(xiàn)輕量化顯得尤為重要。汽車上多種中、小型功能件(如同步器齒環(huán)等)對(duì)力學(xué)性能(強(qiáng)度和韌性)有嚴(yán)苛要求：超高強(qiáng)度、超高韌性和高使用壽命，此外，該類功能件具有較大厚差。采用高強(qiáng)鋼制造汽車中、小型功能件的主要優(yōu)勢(shì)是可提高汽車功能件的強(qiáng)度和韌性，并降低汽車重量。但當(dāng)前主要采用高強(qiáng)鋼板體積冷成形技術(shù)制造汽車中、小型功能件，其主要缺點(diǎn)和不足是：1)高強(qiáng)鋼成形性不高，材料大變形時(shí)易發(fā)生破裂；2)變形抗力大，對(duì)壓力機(jī)設(shè)備要求較高；3)成形件強(qiáng)度和韌性提高幅度不大(抗拉強(qiáng)度約700MPa，稍高于坯料強(qiáng)度)；4)僅采用板材成形難以制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚差大的汽車功能件。存在不足的主要原因在于：室溫下高強(qiáng)鋼塑性低、強(qiáng)度高，現(xiàn)有技術(shù)未充分利用可淬火高強(qiáng)鋼所具有的良好的可淬火性能，未結(jié)合利用板材成形技術(shù)和體積成形技術(shù)可制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚差大的零件的的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可淬火超高強(qiáng)度汽車功能件的熱沖鍛制造方法，其可大幅提高超高強(qiáng)度汽車功能件的強(qiáng)度、韌性和使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

可淬火超高強(qiáng)度汽車功能件的熱沖鍛制造方法，采用加熱爐對(duì)可淬火高強(qiáng)鋼坯料進(jìn)行加熱，加熱溫度900-950℃，保溫3-5分鐘后從加熱爐中取出此坯料置于壓力機(jī)上進(jìn)行熱沖鍛成形，成形終了后，快速?gòu)哪＞邇?nèi)取出成形的汽車功能件置于冷卻液內(nèi)進(jìn)行快速冷卻，獲得淬火處理，便得到超高強(qiáng)度汽車功能件成品。

采用上述方案后，本發(fā)明綜合利用可淬火高強(qiáng)鋼高溫下良好的塑性和可淬火性能以及板材成形、體積成形的各自特點(diǎn)，可大幅提高汽車功能件的強(qiáng)度、韌性和使用壽命，并能制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚差大的汽車功能件，同時(shí)達(dá)到降低能耗的目的。采用本發(fā)明方法可使得汽車功能件抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa以上。

附圖說(shuō)明

圖1為高強(qiáng)鋼成形件與可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件(熱沖壓件，非汽車功能件)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖；其中，(a)為可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖，(b)為可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。

圖2為高強(qiáng)鋼成形件與可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件(熱沖壓件，非汽車功能件)的微觀組織分布圖；其中，(a)為可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件材料的微觀組織分布圖，(b)為可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件材料的微觀組織分布圖。

圖3為可淬火高強(qiáng)鋼在不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可淬火超高強(qiáng)度汽車功能件的熱沖鍛制造方法，具體通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

S1：對(duì)可淬火高強(qiáng)鋼進(jìn)行下料，其抗拉強(qiáng)度約為700MPa，可采用普通剪床直接下料，得到可淬火高強(qiáng)鋼坯料，此可淬火高強(qiáng)鋼坯料為厚度為2-4mm的板材；

S2：采用箱式加熱爐加熱所述坯料，加熱溫度為900-950℃，并保溫3-5分鐘，使所述坯料的內(nèi)部組織完全奧氏體化并使得晶粒尺寸均勻化；

S3：采用機(jī)械手從爐內(nèi)取出坯料并將坯料置于摸具上，取出坯料的時(shí)間控制在3-4秒，以保證成形溫度達(dá)到850℃左右；

S4：壓力機(jī)帶動(dòng)凸模下行，對(duì)所述坯料進(jìn)行熱沖鍛復(fù)合成形，在1-2秒內(nèi)完成汽車功能件的成形；

S5：成形后，快速取出成形的汽車功能件并置于冷卻液中進(jìn)行快速冷卻，獲得淬火處理，便得到超高強(qiáng)度汽車功能件成品。

本發(fā)明綜合利用可淬火高強(qiáng)鋼高溫下良好的塑性和可淬火性能以及板材成形和體積成形的各自特點(diǎn)，可大幅提高汽車功能件的強(qiáng)度、韌性和使用壽命，并制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大厚度差的功能件，同時(shí)達(dá)到降低能耗的目的。采用本發(fā)明方法可使得汽車功能件抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa以上。

步驟S4中，可按照常規(guī)的方式進(jìn)行模具設(shè)計(jì)以控制材料流動(dòng)，使得因材料流動(dòng)而形成的纖維組織沿汽車功能件輪廓分布，有利于進(jìn)一步提高汽車功能件的使用壽命。

圖1為高強(qiáng)鋼成形件與可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件(熱沖壓件，非汽車功能件)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。從圖1中可以看出，可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件(熱沖壓件，非汽車功能件)比高強(qiáng)鋼成形件抗拉強(qiáng)度明顯高。此外，可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件延伸率比高強(qiáng)鋼延伸率稍高。

圖2為高強(qiáng)鋼成形件與可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件(熱沖壓件，非汽車功能件)的微觀組織分布圖。從圖2可以看出，高強(qiáng)鋼成形件內(nèi)部組織為部分珠光體組織和鐵素體組織，而可淬火高強(qiáng)鋼熱成形件(熱沖壓件，非汽車功能件)內(nèi)部微觀組織基本上為馬氏體組織，馬氏體組織的一個(gè)特點(diǎn)是韌性強(qiáng)，強(qiáng)度高。因此，采用可淬火高強(qiáng)鋼熱成形技術(shù)制造汽車功能件其強(qiáng)度高、韌性高。

圖3為可淬火高強(qiáng)鋼在不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。從圖3中可以看出，溫度越高材料塑性越高，抗拉強(qiáng)度越低。因此，采用熱成形技術(shù)可顯著降低可淬火高強(qiáng)鋼變形抗力、成形時(shí)有利于控制材料流動(dòng)而不發(fā)生破裂。