理论教育 汽车冲压件制造技术:车架梁材料

汽车冲压件制造技术:车架梁材料

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:材料性能 货车车架纵梁材料的国内生产厂家主要有武钢、攀钢、宝钢、鞍钢、济钢、太钢等,表7-3所列为东风商用车车架厂主要采用钢厂的材料化学成分及力学性能。同时,为满足车架不同部位强度和扭转刚度的需求以及横梁成形性的要求,对横梁材料材料性能又有不同的要求,表7-4为横梁主要采用材料的化学成分及力学性能。

汽车冲压件制造技术:车架梁材料

1.车架纵梁材料

(1)车架纵梁常用材料种类及基本要求 由于车架是承载构件,车架纵梁一般在设计上选用低合金高强度热轧中厚钢板材料,我国以往常用的材料牌号为16MNL和09SIVL,目前国内各钢厂根据材料强度级别不同,采用自己的钢板牌号,如武钢的WL510、WL590;攀钢的P510L,P590L;太钢的T510L、T610L;宝钢的B510L、B590L、B700L等。

国产热轧钢板表面氧化皮比较严重,冲压生产前须进行酸洗或抛丸除锈处理。热轧钢板表面还容易出现划痕和麻点等表面质量缺陷。划痕的产生,是由于热轧机组的滚道失修造成滚子不转动和卷取机技术状态不良或其他操作工艺不当所造成的。划痕具有缺口效应,变形时造成应力集中,因而导致零件冲压开裂。划痕越深,缺口效应越明显;划痕越长,缺口作用的区域就越大。即使是微细的划痕,也可能成为零件冲压开裂并迅速向金属内部诱发裂纹的起始点,同时还可能成为零件疲劳断裂的潜伏因素。

麻点的产生是由钢坯表面的氧化铁皮未被清除所引起的表面缺陷。由于钢和氧化铁皮的塑性不同,轧制时氧化铁皮被破碎成为轧入钢板表面的细小颗粒,钢板表面呈现满布的麻点。若轧制时较粗大的氧化铁皮未去除,则在钢板局部表面上可观察到十分粗大而轮廓明显的麻点聚集现象。麻点以独特的形状使污垢聚集,使钢板表面质量恶化,降低材料的冲压性能及冲压零件的使用寿命。

除钢板表面的划痕和麻点外,钢板厚度公差超差也会造成零件冲压开裂,使表面起皱,引起零件回弹,甚至造成重大的模具事故等。

钢板厚度公差超差是指钢板的实际厚度超过标准允许的偏差。钢板厚度超差或者厚度波动范围大,是由于钢板的轧制工艺不当,如轧制温度偏低、加热不均和各轧辊的下压率分配不当等。轧制设备不良,如轧辊刚度不够,轴承精度差,轧辊不及时修复或者轧制处于轧制周期的前后期等。检测不健全,如无自动检测装置,人工检测制度不健全或执行不严等造成的情况最普遍。

钢板厚度公差波动的大小实际上影响模具对零件施加压边力的大小和金属流动的难易,从而影响零件冲压开裂和起皱。

钢板的同板差大,对零件冲压的影响更为明显。所谓同板差是指同一张钢板厚度的差异。这种同板差往往造成零件既冲压开裂(较厚的部位)又起皱(较薄的部位),是冲压工艺很难调整和解决的生产质量问题。

(2)材料性能 货车车架纵梁材料的国内生产厂家主要有武钢、攀钢、宝钢、鞍钢、济钢、太钢等,表7-3所列为东风商用车车架厂主要采用钢厂的材料化学成分及力学性能。

表7-3 货车车架纵梁材料的化学成分及力学性能(www.daowen.com)

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2.车架横梁材料

(1)车架横梁常用材料种类及基本要求 基于横梁在车架总成中的作用,横梁必须具备一定的扭转刚度,同时还必须具备一定的强度,因此横梁用材通常主要选用低合金高强度热轧中厚钢板材料,对于车架局部要求较高扭转刚度的封闭截面横梁通常会选用圆管或方管等型材为主材。横梁用材通常料厚3~8MM,材料抗拉强度为370~700MPA。为保证车架总成结构的可靠性及强度的均衡性,横梁用材在材料料厚及材料的抗拉强度方面通常与纵梁用材保持一致,特别是槽型截面横梁和Z形截面横梁,因此横梁用材从料厚到强度都与纵梁用材存在很大的交集,16MNL、09SIVL、P510L、B590L、B700L等牌号的纵梁用钢板均可以作为横梁常用材料。同时,为了保证车架总成的扭转刚度,车架局部位置须采用强度相对较低而韧性高的横梁,通常采用帽形截面横梁和封闭截面横梁。帽形截面横梁(见图7-6A和图7-6B)形状较为复杂,要求其使用的材料必须具备较好的塑性,屈服强度低,屈强比小,且内部组织晶粒细化,故常用16MNREL、SAPH370、SAPH440、P370L、T52、T50、08AL等牌号的低合金中板。封闭截面横梁通常使用型钢。对于车架总成中强度及扭转刚度要求不高的横梁通常采用碳素钢中板或优质碳素钢中板,如Q235、08AL等。

如同纵梁用板材一样,横梁用板材也是热轧中厚板,因此冲压生产前须进行酸洗或抛丸除锈处理。同时,也必须避免划痕、麻点等表面质量缺陷,钢板的厚度公差及同板差须复合国标要求,否则会降低冲压性能,产生冲压质量问题。

冲压变形性能在热轧钢板上表现为各向异性,板材的轧制方向(俗称纤维方向)冲压变形性能最好,因此横梁冲压变形最大的方向应与板材的纤维方向重合,这样才能获得最好的板材成形性。

(2)材料性能 如上所述,横梁常用材料料与纵梁常用材料有很大的交集,纵梁常用材料均可以做横梁常用材料,因此表7-3所列牌号均可以做横梁的常用材料。同时,为满足车架不同部位强度和扭转刚度的需求以及横梁成形性的要求,对横梁材料材料性能又有不同的要求,表7-4为横梁主要采用材料的化学成分及力学性能。

表7-4 横梁主要采用材料的化学成分及力学性能

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①该标准已作废,但尚无替代标准。表中所列数据为原标准中的数据。

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