基于高强钢22MnB5的U形件热冲压工艺研究

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随着汽车行业关于碰撞安全性、环境污染等方面的要求越来越严格,以及汽车对高强度钢性能方面的要求,近20多年以来发展、应用起来一项新技术.热成形工艺。热成形工艺是一种综合了成形、传热、组织相变的热耦合新工艺。本文利用ETA/DYNAFORM有限元分析软件对以22MnB5为材料的U形件成形过程进行模拟分析。在影响热成形工艺的参数中,主要研究了板料初始温度、摩擦系数、模具结构、压边力、凸模冲压速度:设置板料初始温度4种水平:800℃、850℃、900℃、950℃;设置摩擦系数4种水平:0.1、0.125、0.15、0.2;模具结构设置了有压料板和无压料板两种水平;压边力设置了4种水平:1000N、1500N、2000N、2500N;凸模冲压速度设置了4种水平:2000mm/s、2500mm/s、3000mm/s、3500mm/s。后处理得到FLD(Forming Limit Diagram)成形极限图以及表面缺陷分布图、板料厚度分布图。对比了FLD图INSUFFICIENT STRETCH成形不足区域、表面缺陷面积大小、厚度均匀程度。研究了冷成形成形过程中不同摩擦系数的成形过程:设置摩擦系数4种水平:0.1、0.125、0.15、0.2;模具结构设置了有压料板和无压料板两种水平。冷、热成形结果FLD图成形不足区域面积对比,热成形后成形不足区域面积比冷成型后的小;对比冷、热成形后U形件表面质量,常温25℃成形的U形件表面质量最好;板料在初始温度950℃时,U形件厚度最均匀,质量越好。因此热成形工艺成型的U形件成形性能更好。  结果表明适宜22MnB5的U形件成形的工艺为热加工工艺;适宜热成形的参数区间:最佳成形板料初始温度的温度区间在850℃-950℃、摩擦系数在0.1-0.125之间;适宜成形模具结构:增加压料板;从板料厚度均匀程度考虑,最适宜的压边力区间为1000-2000N;凸模冲压速度为2000mm/s时,表面质量最好。
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