模具工業(yè)：超高強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;徐輝;種習文
【引 言】近年來，各種輕量化材料不斷發(fā)展，但鋼材仍是汽車結構制造中的主要材料。為實現(xiàn)減輕質量、節(jié)能環(huán)保和提高車身安全性，需使用抗拉強度超過1GPa的先進超高強度鋼（AUHSSs）。DP1180雙相鋼作為一種新型超高強度鋼，是國內外鋼鐵企業(yè)研究的重點材料之一。然而，UHSS中較硬的馬民體組織，給沖壓過程和成形工藝設計帶來困難。超高強度鋼在室溫下成形性能較差，且冷成形的技術難度大和生產(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變速率下的DP590拉伸變形行為和材料性能。關于600MPa級別的DP鋼研究較多，而1000MPa級別的先進高強度鋼研究較少，因此DPI180高強度鋼在不同參數(shù)條件下的性能研究對實現(xiàn)其在汽車輕量化中的應用具有參考價值。吳愷威利用沖壓成形測試系統(tǒng)對DP590板料進行了不同沖壓速度下的杯突試驗，通過何服壓力機板料測試系統(tǒng)的精密傳感器讀取了沖壓過程中的凸模位置、速度和載荷的關系曲線，獲得了0.8mm厚的板料在不同沖壓速度、潤滑條件及壓邊力條件下的IE值。其試驗結果表明：沖
壓速度、潤滑條件和壓邊力對DP590材料的脹形性能均有影響，研究有助于材料的輕量化應用和工藝參數(shù)的優(yōu)化。孫立君等通過公式推導并結合有限元模擬技術，基于Swift分散性失穩(wěn)和Hill集中性失穩(wěn)2種理論模型，將最小厚度的計算結果與有限元模擬試驗得到材料破裂時的最小厚度對比，計算結果表明：Hill失穩(wěn)理論能較準確地預測超薄不銹鋼材料在脹形過程中的破裂趨勢，該結論可用于預測超薄不銹鋼發(fā)生脹形時的極限。
【結束語】DP1180高強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，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。結果表明：在脹形試驗中，0.8mm厚的DPI180高強度鋼板料的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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