模具工業(yè)：超高強(qiáng)度鋼板料脹形成形極限研究
2022-02-18【作 者】王蘇靜;鄧沛然;宣守強(qiáng);徐輝;種習(xí)文
【引 言】近年來(lái)，各種輕量化材料不斷發(fā)展，但鋼材仍是汽車(chē)結(jié)構(gòu)制造中的主要材料。為實(shí)現(xiàn)減輕質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保和提高車(chē)身安全性，需使用抗拉強(qiáng)度超過(guò)1GPa的先進(jìn)超高強(qiáng)度鋼（AUHSSs）。DP1180雙相鋼作為一種新型超高強(qiáng)度鋼，是國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)研究的重點(diǎn)材料之一。然而，UHSS中較硬的馬民體組織，給沖壓過(guò)程和成形工藝設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。超高強(qiáng)度鋼在室溫下成形性能較差，且冷成形的技術(shù)難度大和生產(chǎn)限制多，因此熱成形加工方式將成為其主要加工方法。
SPANDRE等研究了不同溫度和應(yīng)變速率下的DP590拉伸變形行為和材料性能。關(guān)于600MPa級(jí)別的DP鋼研究較多，而1000MPa級(jí)別的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼研究較少，因此DPI180高強(qiáng)度鋼在不同參數(shù)條件下的性能研究對(duì)實(shí)現(xiàn)其在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用具有參考價(jià)值。吳愷威利用沖壓成形測(cè)試系統(tǒng)對(duì)DP590板料進(jìn)行了不同沖壓速度下的杯突試驗(yàn)，通過(guò)何服壓力機(jī)板料測(cè)試系統(tǒng)的精密傳感器讀取了沖壓過(guò)程中的凸模位置、速度和載荷的關(guān)系曲線，獲得了0.8mm厚的板料在不同沖壓速度、潤(rùn)滑條件及壓邊力條件下的IE值。其試驗(yàn)結(jié)果表明：沖
壓速度、潤(rùn)滑條件和壓邊力對(duì)DP590材料的脹形性能均有影響，研究有助于材料的輕量化應(yīng)用和工藝參數(shù)的優(yōu)化。孫立君等通過(guò)公式推導(dǎo)并結(jié)合有限元模擬技術(shù)，基于Swift分散性失穩(wěn)和Hill集中性失穩(wěn)2種理論模型，將最小厚度的計(jì)算結(jié)果與有限元模擬試驗(yàn)得到材料破裂時(shí)的最小厚度對(duì)比，計(jì)算結(jié)果表明：Hill失穩(wěn)理論能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)超薄不銹鋼材料在脹形過(guò)程中的破裂趨勢(shì)，該結(jié)論可用于預(yù)測(cè)超薄不銹鋼發(fā)生脹形時(shí)的極限。
【結(jié)束語(yǔ)】DP1180高強(qiáng)度鋼板料的塑性性能隨溫度的升高而提升，IE值隨著溫度的升高而逐漸增大，室溫下的IE值為7.155，溫度為300℃時(shí)，IE值為13.853，材料的脹形性能提升了93.6%，脹形性能得到了顯著提升。通過(guò)控制變量，分別探究了在不同的壓邊力、沖壓速度下的IE值變化情況。結(jié)果表明：在脹形試驗(yàn)中，0.8mm厚的DPI180高強(qiáng)度鋼板料的IE值隨著壓邊力的增大而先增后減，隨著沖壓速度的增大逐漸減??；不同溫度條件下，IE值隨壓邊力、沖壓速度的變化趨勢(shì)相似；隨著溫度的升高，壓邊力的影響程度逐漸減小，沖壓速度一直為主要影響因素。
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