本發(fā)明涉及汽車零部件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鋅基鍍層1500mpa級(jí)熱成形鋼彎曲管件的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著輕量化需求的不斷提高，高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼的使用成為方向之一。但隨著用鋼強(qiáng)度的不斷提高，其塑性及成形性大幅降低，成形過程中易產(chǎn)生開裂和回彈，嚴(yán)重影響零件的形狀和尺寸精度。熱成形鋼室溫狀態(tài)下主要金相組織為鐵素體加碳化物顆粒，初始屈服強(qiáng)度大概280~450mpa，抗拉強(qiáng)度大概450~550mpa。直接熱成形工藝?yán)酶邷叵乱壮尚巍⒒貜椥〖按慊饛?qiáng)化，可獲得抗拉強(qiáng)度大于1500mpa的超高強(qiáng)度零件，可很好地解決高強(qiáng)度冷成形易開裂、回彈嚴(yán)重等問題。

2、封閉截面的管件是主要的防撞吸能結(jié)構(gòu)，能提高其結(jié)構(gòu)剛度及抵抗變形的能力，在汽車上的應(yīng)用越來越多，管框式的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成為一種趨勢(shì)?，F(xiàn)有管件彎曲成形技術(shù)的一部分為管件冷彎曲成形技術(shù)，常規(guī)的彎曲成形有壓彎、拉彎、繞彎、推彎、滾彎等工藝，還有近年來國(guó)際塑性加工領(lǐng)域興起的3d自由彎曲成形技術(shù)，彎曲成形技術(shù)在對(duì)管件進(jìn)行彎曲時(shí)，材料強(qiáng)度太高，管件容易發(fā)生開裂和起皺的現(xiàn)象，且回彈難以控制，只能用于加工小曲率、截面和軸線形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的管件?，F(xiàn)有管件彎曲成形技術(shù)的另一部分為管件熱彎曲成形技術(shù)，采用熱成形用鋼及在線加熱彎曲工藝來降低管件彎曲成形的難度，提高彎曲成形極限，如中國(guó)寶山鋼鐵股份有限公司的專利cn201910087057.2公開了一種管件彎曲成形裝置，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜截面管件的在線二維加熱彎曲。新日鐵住金公司專利wo2006093006a1，提出了一種在線感應(yīng)加熱淬火技術(shù)，采用機(jī)器臂夾持管端帶動(dòng)管材進(jìn)行三維在線加熱彎曲。這些都屬于管件的直接熱成形技術(shù)，可用于無鍍層的熱成形鋼彎曲管件的加工。而對(duì)于熱成形鋼的鋅基鍍層gi/ga，不僅可以有效防止加熱過程中的表面氧化和脫碳，還能提供陰極保護(hù)作用，能更好地提高漆裝后的防腐蝕性能，但由于鋅基鍍層鋼在直接熱成形過程中易產(chǎn)生液態(tài)金屬脆（lme）現(xiàn)象，目前對(duì)于鋅基鍍層熱成形鋼彎曲管件，還未有很好的加工解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鋅基鍍層1500mpa級(jí)熱成形鋼彎曲管件的制備方法，該制備方法采用間接熱成形工藝，先彎曲加工再淬火冷卻，能控制管件加工精度，同時(shí)避免鋅基鍍層熱成形鋼產(chǎn)生液態(tài)金屬脆（lme）的問題。

2、為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種鋅基鍍層1500mpa級(jí)熱成形鋼彎曲管件的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟一，采用erw焊接或激光焊接工藝加工直管；

5、步驟二，根據(jù)彎曲管件的截面及軸線形狀，選擇與其相適合的彎曲工藝進(jìn)行管件彎曲加工；

6、步驟三，采用加熱爐加熱彎曲管件，加熱到設(shè)定溫度后將彎曲管件置于模具內(nèi)進(jìn)行整形，整形后模具通過外接的冷卻系統(tǒng)通入水或氣體直冷淬火。

7、所述管件使用的材料為鋅基鍍層熱成形用鋼，其基板的化學(xué)成分為：c:0.10～0.25，si:≤0.4，mn:1.0～1.4，p:≤0.025，alt:0.01～0.06，s:≤0.01，b:≤0.005，n:≤0.008，cr:≤0.35，ti:0.02～0.05，mo:≤0.35。

8、所述管件的彎曲軸線為二維曲線、三維曲線或可連續(xù)變曲率曲線。

9、所述管件的截面為單腔或多腔的封閉形狀。

10、所述彎曲工藝為壓彎、拉彎、繞彎、推彎、滾彎或3d自由彎。

11、所述模具為上模具和下模具結(jié)構(gòu)，上模具型面腔內(nèi)端面開有若干個(gè)噴口用于冷卻被加工管件，下模具為y型截面模具。

12、所述模具包括上模本體和下模本體，

13、所述上模本體包括上模進(jìn)口端鑲塊、上模鑲塊、上模出口端鑲塊，上模進(jìn)口端鑲塊開有進(jìn)口和出口，上模出口端鑲塊開有進(jìn)口和出口，上模鑲塊內(nèi)開有通道，上模鑲塊型面腔朝向被加工管件端面開若干個(gè)噴口，若干個(gè)噴口與通道貫通，上模鑲塊通道進(jìn)口與上模進(jìn)口端鑲塊出口連通，上模鑲塊通道出口與上模出口端鑲塊進(jìn)口連通；上模進(jìn)口端鑲塊進(jìn)口和上模出口端鑲塊出口外接冷卻系統(tǒng)；

14、所述下模本體包括下模進(jìn)口端鑲塊、下模鑲塊、下模出口端鑲塊，下模進(jìn)口端鑲塊開有進(jìn)口和出口，下模出口端鑲塊開有進(jìn)口和出口，下模鑲塊內(nèi)開有通道，下模鑲塊通道進(jìn)口與下模進(jìn)口端鑲塊出口連通，下模鑲塊通道出口與下模出口端鑲塊進(jìn)口連通；下模進(jìn)口端鑲塊進(jìn)口和下模出口端鑲塊出口外接冷卻系統(tǒng)。

15、所述模具還包括底板，

16、上模具底板上并排安裝多個(gè)所述上模具本體，上模具底板內(nèi)開有多組通道，每組通道包括進(jìn)口通道和出口通道，每組通道與位于通道上的上模具本體相對(duì)應(yīng)，進(jìn)口通道與上模進(jìn)口端鑲塊進(jìn)口連通，出口通道與上模出口端鑲塊出口連通，進(jìn)口通道和出口通道的另一端外接冷卻系統(tǒng)；

17、下模具底板上并排安裝多個(gè)所述下模具本體，下模具底板內(nèi)開有多組通道，每組通道包括進(jìn)口通道和出口通道，每組通道與位于通道上的下模具本體相對(duì)應(yīng)，進(jìn)口通道與下模進(jìn)口端鑲塊進(jìn)口連通，出口通道與下模出口端鑲塊出口連通，進(jìn)口通道和出口通道的另一端外接冷卻系統(tǒng)；

18、所述模具為一模多腔，能同時(shí)處理多件同一彎曲管件或多件不同彎曲管件。

19、所述加熱爐加熱管件的加熱階段為：將管件加熱到設(shè)定溫度，該設(shè)定溫度為850～950℃，保溫3～6分鐘，該設(shè)定溫度為管件的奧氏體化溫度。

20、所述被加熱管件置于模具中整形，整形溫度在400～780℃，通過壓力機(jī)作用進(jìn)行整形處理，保壓6～10秒。

21、所述模具保持閉合的同時(shí)通過冷卻系統(tǒng)向模具內(nèi)通入冷卻水或氣體對(duì)被加熱管件進(jìn)行冷卻，冷卻水或氣體最終在模具外部通過回路系統(tǒng)循環(huán)回收。

22、所述冷卻速度大于等于30℃?/?秒。

23、所述加熱爐為箱式加熱爐或步進(jìn)鏈?zhǔn)郊訜釥t。

24、所述冷卻系統(tǒng)通入的氣體為空氣、二氧化碳或氮?dú)狻?/p>

25、所述制備方法還包括：

26、步驟四、根據(jù)彎曲和淬火工序制備的樣件的尺寸狀態(tài)，對(duì)彎曲工藝和淬火的模具進(jìn)行優(yōu)化，以便獲得達(dá)到要求的形狀、尺寸精度和性能的彎曲管件產(chǎn)品；

27、步驟五、固化模具狀態(tài)及各工序工藝參數(shù)，穩(wěn)定制造生產(chǎn)。

28、本發(fā)明鋅基鍍層1500mpa級(jí)熱成形鋼彎曲管件的制備方法采用間接熱成形工藝，即先彎曲后基于模具整形及通過水或氣體的直冷技術(shù)，就是先彎曲加工再淬火冷卻，從而避免鋅基鍍層熱成形鋼產(chǎn)生液態(tài)金屬脆（lme）的問題，克服了目前常規(guī)彎管工藝彎曲超高強(qiáng)管件時(shí)容易發(fā)生開裂和起皺的現(xiàn)象。

29、本發(fā)明的制備方法采用管件模具結(jié)構(gòu)“y型截面”設(shè)計(jì)，可以有效保障管件加熱變形后的順利合模整形，提高整形精度及成材率。

30、本發(fā)明的制備方法采用的模具為兩端儲(chǔ)水或氣體的鑲塊結(jié)構(gòu)，可使冷卻水或氣體有效密封，適合管件為單腔截面和多腔截面采用水或氣體的直冷技術(shù)。本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，制造成本低，實(shí)施性強(qiáng)。

31、本發(fā)明鋅基鍍層1500mpa級(jí)熱成形鋼彎曲管件的制備方法采用間接熱成形工藝，先彎曲加工再淬火冷卻，再結(jié)合仿真技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)和一模多腔的模具結(jié)構(gòu)，可最大限度地提高效率及控制管件加工精度，同時(shí)避免鋅基鍍層熱成形鋼產(chǎn)生液態(tài)金屬脆（lme）的問題。

32、本發(fā)明鋅基鍍層1500mpa級(jí)熱成形鋼彎曲管件的制備方法可以制造各種截面為單腔截面或多腔截面的、軸線為二維或三維的、抗拉強(qiáng)度超過1500mpa以上的高防腐性能的金屬管件。本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)便，采用的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、性能突出、且具有輕量化優(yōu)勢(shì)，可推廣至汽車車身及座椅、客車車身等各種管件零件上進(jìn)行應(yīng)用。