- 乘用車車身零部件輕量化設計典型案例
- 劉波主編 中國汽車工程學會 汽車輕量化技術創新戰略聯盟組編
- 801字
- 2021-03-23 15:05:07
2.2 熱沖壓B柱結構對標分析
2.2.1 材料對標
目前,熱沖壓鋼板從成分上可分為:Mn-B、Mn-Mo-B、Mn-Cr-B、Mn-Cr和Mn-W-Ti-B系列,其中,Mn-B系硼鋼系列鋼板的使用量最大,技術也最成熟,Mn-Mo-B系列鋼板主要是北美、歐洲等車企所用的熱沖壓用鋼,Mn-Cr-B為高淬透性熱沖壓用鋼,Mn-Cr為部分馬氏體熱沖壓用鋼,Mn-W-Ti-B系列為韓國浦項(Posco)開發的高烘烤硬化的細晶粒熱沖壓用鋼。目前,我國各大鋼廠研發仍以Mn-B系硼鋼系列鋼板為主,熱沖壓用Mn-B鋼材料化學成分如表2-2所示。
表2-2 材料化學成分(質量分數)

從總體上講,我國熱沖壓材料市場上主要有:寶鋼B1500HS材料、安賽樂米塔爾公司以22MnB5作為基板的Al-Si鍍層板(USIBORl500P)、SSAB公司的Docol Boron 02/Domex 024B和Docol Boron 04/Domex044B等裸板材料、韓國POSCO開發的PCT1470裸板及納米鍍層材料、蒂森克虜伯開發的Mn-B合金鋼、新日鐵的含硼鋼等材料。從總體的用量來看,熱沖壓裸板材料(22MnB5類似)及Al-Si鍍層占據了90%的熱沖壓材料市場。
案例 B柱冷沖壓方案:HC420LA、t=1.5mm(B柱外板);HC420LA、t=2.0mm(B柱加強板)。當B柱外板采用冷軋板時,其內部一般設計有上下貫通的B柱加強板,二者配合才能滿足碰撞性能要求。
熱沖壓材料選擇一般原則如表2-3所示。
表2-3 熱沖壓材料選擇原則

熱沖壓與冷沖壓零件結構設計基本一致,但熱沖壓零件為一次成形,也會出現開裂和起皺的現象,因此熱沖壓零件型面高度差不要過大,R角盡量放大。
2.2.2 結構對標
冷沖壓和熱沖壓的B柱,截面結構尺寸上基本一致,如圖2-4所示。

圖2-4 B柱截面結構尺寸
熱沖壓B柱條件下,鉸鏈加強板結構尺寸減小,如圖2-5所示。

圖2-5 B柱鉸鏈加強板結構
2.2.3 表面處理
1.帶涂層
鋁硅鍍層板在成形時,形成氮化鋁保護層可以阻止鐵向鍍層擴散,因此鋁硅鍍層在加熱、沖壓過程中無氧化皮生成,后續無需拋丸、涂油處理,且零件在儲存過程中不生銹,耐腐蝕性能好,但原材料價格較貴且供應商單一。
2.不帶涂層
不帶涂層即裸板,在加熱時必須添加保護氣體(惰性氣體),加熱過程中有氧化皮生成,需拋丸處理清除氧化皮,再進行涂油,以防止儲存過程中生銹,但其原材料價格較低,具有成本優勢。