鏈條聯(lián)接件的冷沖壓模具設(shè)計(jì)-級(jí)進(jìn)模含NX三維及8張CAD圖

鏈條聯(lián)接件的冷沖壓模具設(shè)計(jì)-級(jí)進(jìn)模含NX三維及8張CAD圖,鏈條,聯(lián)接,沖壓,模具設(shè)計(jì),級(jí)進(jìn)模含,nx,三維,cad 熱沖壓鋼的熱機(jī)械性能的調(diào)查 M. Merklein 1, J. Lechler ? 埃爾蘭根 - 紐倫堡大學(xué)， Egerlandstrasse11，91058埃爾蘭根， 德國(guó)制造技術(shù)系 摘要 熱成沖壓是一種創(chuàng)新的熱加工成形過(guò)程，它也許可以在一個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)熱處理和成形的有效結(jié)合。這給目前在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用的幾何形狀復(fù)雜，高強(qiáng)度和最小的回彈組件的制造提供了一個(gè)機(jī)會(huì)。作為熱沖壓的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，quenchenable高強(qiáng)度鋼22MnB5被廣泛地使用。為了建立工藝的數(shù)字模型，掌握材料熱機(jī)械性能的知識(shí)是必須的。為了確定22MnB5鋼的熱機(jī)械材料特性，本文通過(guò)導(dǎo)電處理研究了22MnB5鋼在奧氏體狀態(tài)下的流動(dòng)特性以及采用根據(jù)時(shí)間 - 溫度特性原理研究熱沖壓過(guò)程的Gleeble1500系統(tǒng)進(jìn)行熱拉伸試驗(yàn)。 @2006愛(ài)思唯爾B.V.保留所有權(quán)利。 關(guān)鍵詞：熱沖壓；高強(qiáng)度鋼;22mnB5;熱機(jī)械性能，流動(dòng)行為 1、介紹 今后幾年汽車(chē)行業(yè)最重要的挑戰(zhàn)之一是在實(shí)現(xiàn)油耗在降低的同時(shí)滿足安全性能的增加。這可以初步實(shí)現(xiàn)了由白色組件通過(guò)使用更薄的材料滿足更高的強(qiáng)度及重量的減少。因此越來(lái)越高和超高強(qiáng)度鋼越來(lái)越多地使用在汽車(chē)行業(yè)，由于其成形性??能改善[1]。例如與應(yīng)用quenchenable超高強(qiáng)度鋼22MnB5，復(fù)雜的碰撞加固等有關(guān)組件部分，前保險(xiǎn)杠等與最終強(qiáng)度約1500MPa [2]可以同時(shí)降低材料的厚度，制造。但是，使用高強(qiáng)度鋼通常也導(dǎo)致一些缺點(diǎn)像工具的影響，降低成形性和回彈趨勢(shì)。為了提高材料成形性，如熱沖壓過(guò)程中的quenchenables鋼已開(kāi)發(fā)的技術(shù)。熱沖壓是一個(gè)非等溫金屬板材，在那里形成和淬火形成的過(guò)程，需要在一個(gè)組合的過(guò)程中一步到位。圖1為熱沖壓過(guò)程圖。作為交付22MnB5具有的抗拉強(qiáng)度約600MPa級(jí)鐵素體 - 珠光體組織的基礎(chǔ)材料。通過(guò)熱成型過(guò)程后，終于組件展品，強(qiáng)度約1500MPa馬氏體顯微組織。所需的最終高強(qiáng)度馬氏體組??織的一個(gè)先決條件，是空白必須第一奧氏體約5-10分鐘一爐約900-950?C。后達(dá)到均勻的奧氏體微觀空白自動(dòng)轉(zhuǎn)移到水冷卻三年內(nèi)死亡秒，形成和淬火同時(shí)發(fā)生。采取的減少流動(dòng)應(yīng)力由于溫度升高，從而優(yōu)勢(shì)。通過(guò)發(fā)生接觸的熱與冷?？瞻?，可實(shí)現(xiàn)高冷卻速率和非擴(kuò)散馬氏體相變的發(fā)生。 有了可靠的流程建模，除了摩擦條件和機(jī)械特性如楊氏模量，泊松比等熱機(jī)械材料特性的知識(shí)，在熱成型時(shí)的溫度特性的依賴方面，過(guò)程中，是必需的。在下面的章節(jié)22MnB5的熱機(jī)械的流動(dòng)性的調(diào)查結(jié)果，根據(jù)熱沖壓工藝要求 和參數(shù)的影響，將提交。由于熱拉伸試驗(yàn)已進(jìn)行了修改，伺服液壓機(jī)械采用Gleeble 1500測(cè)試系統(tǒng)。 圖1 直接熱沖壓工藝的示意圖 2材料和實(shí)驗(yàn)程序 2.1材料的特性 在汽車(chē)行業(yè)的直接和間接的熱沖壓的quenchenable超高強(qiáng)度鋼22MnB5常用。本文的范圍內(nèi)與材料厚度的1.75毫米由阿塞洛產(chǎn)生的冷軋帶鋼。硼/錳微合金鋼，所以稱為USIBOR1500P，展品與鐵素體 - 珠光體組織的171 HV10的硬度，屈服強(qiáng)度400MPa級(jí)和拉伸強(qiáng)度約為600MPa級(jí)[3]。軋制方向和應(yīng)變率的依賴基體材料中的流動(dòng)性方面，它應(yīng)該被稱為到Merklein等。 [4]。 [4]顯示，USIBOR1500P表現(xiàn)方面軋制方向和變形速度交付顯著沒(méi)有對(duì)flowbehavior的靈敏度。為了防止氧化和脫碳的空白，在熱處理爐轉(zhuǎn)移到模具USIBOR1500P是預(yù)涂鋁層。涂層厚度一般是23和32之間有根據(jù)供應(yīng)商提供的。為了實(shí)現(xiàn)所需的同質(zhì) 淬火前的奧氏體微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)[5]，一爐 停留時(shí)間至少3.5分鐘為1.75毫米厚空白是必不可少的。以下連續(xù)時(shí)間溫度轉(zhuǎn)變（TTT）圖 2，冷卻速率，至少27Ks-1是為避免貝氏體相變，并實(shí)現(xiàn)了全熱沖壓件的馬氏體組織所必需的。 圖2 根據(jù)Arcelor [3]的USIBOR 1500P TTT 圖表. 2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置和程序 根據(jù)熱沖壓過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，實(shí)際形成過(guò)程的溫度窗口限于 22MnB5奧氏體相。由于馬氏體開(kāi)始溫度（MS）的約400?C和轉(zhuǎn)移依賴空氣冷卻，形成的空白，通常在850和400之間發(fā)生?C。為熱成型過(guò)程的數(shù)值模擬，確定材料的熱機(jī)械特性影響參數(shù)如溫度，加熱和冷卻速度，真應(yīng)變和應(yīng)變率的依賴的先決條件，是必不可少的。與傳統(tǒng)的機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)是難以滿足。因此，采用Gleeble1500測(cè)試系統(tǒng)已被修改，是能夠重現(xiàn)導(dǎo)電熱拉伸試驗(yàn)USIBOR1500P的流動(dòng)性為特征的熱沖壓過(guò)程中的有關(guān)工藝參數(shù)的依賴，。調(diào)整后的伺服液壓采用Gleeble1500系統(tǒng)原理圖顯示。 3。更精確的武力或脅迫的數(shù)據(jù)，分別由于在高溫下，外部的，更敏感的50千牛稱重傳感器的應(yīng)力值降低，根據(jù)自建夾緊裝置，用于接收，實(shí)現(xiàn)在本機(jī)的試驗(yàn)室。為了實(shí)現(xiàn)更高的冷卻速率比27Ks-1，兩個(gè)壓縮空氣噴嘴已集成。作為這些修改熱拉伸試驗(yàn)的結(jié)果與 時(shí)間 - 溫度特性，適合熱沖壓過(guò)程中，冷卻速度高達(dá)8090Ks-1就可以實(shí)現(xiàn)。測(cè)量試樣的伸長(zhǎng)率，實(shí)現(xiàn)了使用光學(xué)變形系統(tǒng)，阿拉米斯（墨西哥灣，德國(guó)）。 在這項(xiàng)工作單軸，導(dǎo)電熱拉伸試驗(yàn)已執(zhí)行 USIBOR1500P的流動(dòng)性，以確定在滾動(dòng)的依賴 風(fēng)向，溫度（500，650，700和800?C）和應(yīng)變率（0.01，0.1和1個(gè)S-1），根據(jù)DIN EN10002第5部分指引。因此，標(biāo)本已被判處以下的熱機(jī)械測(cè)試程序方面的鋼鐵供應(yīng)商的建議已測(cè)試樣品加熱到奧氏體化溫度950?CNOT速度比約6Ks-1。離開(kāi)試樣在950?C的180秒，以保證一個(gè)完整的，均勻的奧氏體[5]，快速冷卻，并在800和500之間的溫度穩(wěn)定?C的五秒鐘后發(fā)生的。事后等溫條件下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。使用鎳/鉻鎳熱電偶樣品到現(xiàn)場(chǎng)焊接長(zhǎng)度的一半（比較圖3），溫度測(cè)量的實(shí)現(xiàn)。變形的標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，使用光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)阿拉米斯。試樣的幾何形狀遵循EN482-2[6]，在變形過(guò)程中的照片已采取頻率為10赫茲的建議。對(duì)于每個(gè)調(diào)查參數(shù)已經(jīng)進(jìn)行了至少5個(gè)測(cè)試運(yùn)行。流量計(jì)算的曲線基本的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，已收到來(lái)自50 kN載荷細(xì)胞和阿拉米斯系統(tǒng)的，分別為。最后計(jì)算的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變值之后[7,8]。 圖3 修改的測(cè)試室的伺服液壓1500Gleeble機(jī)械系統(tǒng)示意草圖 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3.1軋制方向在奧氏體狀態(tài)的流動(dòng)性的影響 ????軋制方向22MnB5流動(dòng)行為的影響被調(diào)查的在不同溫度下的奧氏體狀態(tài)，繼前一節(jié)中提到的測(cè)試路徑。對(duì)于上下測(cè)試極限溫度，500和800?，軋制方向上的流動(dòng)性USIBOR 1500P的影響，代表性的圖所示。 4。測(cè)試溫度為模范流量曲線說(shuō)明三個(gè)軋制方向0°，45°和90°，后冷卻速度與約80Ks-1和模范應(yīng)變率0.1 S-1的快速冷卻。此外，試驗(yàn)溫度為650?C流量曲線在軋制方向的依賴。根據(jù)所有曲線顯示，該材料表現(xiàn)出的軋制方向上在奧氏體相沒(méi)有依賴。各種應(yīng)變和冷卻速率進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拉伸試驗(yàn)已進(jìn)行了帳戶沒(méi)有采取滾動(dòng)方向。因此，同一個(gè)方向平行于軋制方向的唯一標(biāo)本已被使用。 3.2在奧氏體狀態(tài)的流動(dòng)性溫度的影響 ????溫度對(duì)試驗(yàn)材料的流動(dòng)性能的影響USIBOR 1500P已研究不同溫度和應(yīng)變率在奧氏體狀態(tài)后快速冷卻。圖5顯示溫度敏感的材料。對(duì)于500和800之間的不同溫度?C后迅速冷卻，代表真實(shí)的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線顯示模范應(yīng)變率1個(gè)S-1。流量曲線特性表明，溫度有重大影響力上鋼quenchenable的成形行為。溫度增加導(dǎo)致的流動(dòng)應(yīng)力顯著減少和降低加工硬化指數(shù)，在一個(gè)真實(shí)的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線的斜率明顯減少。低應(yīng)變速率一樣，例如，0.1 S-1的材料顯示，在溫度相同的依賴，但額外的，同時(shí)發(fā)生的動(dòng)態(tài)毀滅和恢復(fù)過(guò)程，在溫度高于650?C在變形（比較圖6）。這將導(dǎo)致鈑金增加的趨勢(shì)，表現(xiàn)出幾乎是平面的流量曲線隨著溫度的升高后的初始應(yīng)變硬化的特點(diǎn)。由于時(shí)間和溫度的依賴，這種效果更加明顯較高的溫度和變形速度較低。據(jù)在圖中顯示的結(jié)果。 5和6，應(yīng)變率似乎影響以及22MnB5的流動(dòng)性，除了溫度升高溫度，因而被認(rèn)為是表征材料的成形行為。 圖5、6 1500 P、應(yīng)變速率為1 s?1條件下溫度對(duì)流曲線USIBOR屬性的影響。 3.3 應(yīng)變率中的流動(dòng)性的影響奧氏體狀態(tài) 一直依賴應(yīng)變率材料的流動(dòng)行為在三個(gè)不同的應(yīng)變率0.01，0.1和1個(gè)S-1在奧氏體階段快速冷卻后，調(diào)查。模范的圖，這個(gè)影響??參數(shù)的敏感性。 7應(yīng)變硬化函數(shù)顯示在各種變形速度的依賴于溫度650?C。對(duì)于每個(gè)應(yīng)變率有代表性的流量曲線顯示。根據(jù)曲線的特征，這是明顯的應(yīng)變率有USIBOR1500P形成行為產(chǎn)生重大影響。應(yīng)變率增加導(dǎo)致的應(yīng)力水平，并強(qiáng)迫材料加工硬化的后果曲線的斜率明顯增加。進(jìn)一步可以看出，測(cè)試速度下降，從而增加變形時(shí)，流量曲線表現(xiàn)出一種傾向，初始應(yīng)變硬化后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。出現(xiàn)這種情況的應(yīng)變硬化功能幾乎漸近趨勢(shì)與方法 逐步延伸。這種效應(yīng)可以發(fā)生擴(kuò)散平衡的應(yīng)變硬化[9,10]的依賴微觀復(fù)蘇的進(jìn)程。對(duì)于更高的溫度高達(dá)800?C時(shí)，變形速度相媲美的材料靈敏度可檢測(cè)[4]。 圖7 USIBOR 1500 P,650?C條件下應(yīng)變速率對(duì)流動(dòng)特性的影響。 4 結(jié)論 熱機(jī)械覆膜22MnB5的流動(dòng)性，本文進(jìn)行了調(diào)查，在熱沖壓過(guò)程的時(shí)間 - 溫度特性的依賴。從這些測(cè)試中接收的數(shù)據(jù)是必要的有關(guān)材料的成形行為在熱沖壓過(guò)程的數(shù)值模擬。在第三章顯示的結(jié)果，對(duì)于材料的流動(dòng)行為的數(shù)學(xué)描述在高溫奧氏體狀態(tài)，軋制方向具有不被考慮。在對(duì)面的溫度和應(yīng)變率以及22MnB5超高強(qiáng)度鋼的成形行為的影響。溫度增加導(dǎo)致的流動(dòng)應(yīng)力值顯著下降和初始應(yīng)變硬化的斜坡。對(duì)于敏感性 關(guān)于應(yīng)變率材料的成形性能，變形速度增加導(dǎo)致的應(yīng)力水平顯著增加和加工硬化。 5 總結(jié)和展望 在此工作的quenchenable超高強(qiáng)度鋼USIBOR由阿塞洛制造的1500P的熱機(jī)械的流動(dòng)性進(jìn)行了研究。因此，伺服液壓采用Gleeble1500系統(tǒng)進(jìn)行了修改，是能夠表征22MnB5形成的行為，在奧氏體狀態(tài)的熱沖壓過(guò)程中的時(shí)間 - 溫度特性。因此導(dǎo)電熱拉伸試驗(yàn)已進(jìn)行出，像rollingdirection，溫度和應(yīng)變速率從950?C至溫測(cè)試溫度后迅速冷卻下來(lái)的影響參數(shù)的依賴。結(jié)果表明，該材料對(duì)溫度和應(yīng)變速率具有高靈敏度。可確定軋制方向無(wú)顯著影響。對(duì)于一個(gè)數(shù)值模型來(lái)描述材料的流動(dòng)行為的產(chǎn)生，溫度和應(yīng)變率必須考慮到。在今后的工作中，將影響加熱和冷卻速度的流動(dòng)特性一個(gè)數(shù)值的工藝設(shè)計(jì)可靠的材料模型方面的研究。此外，實(shí)驗(yàn)解決方案，將開(kāi)發(fā)用于測(cè)定根據(jù)顯著的特點(diǎn)斷裂準(zhǔn)則熱沖壓過(guò)程。 鳴謝 作者感謝德國(guó)研究基金會(huì)東風(fēng)集團(tuán)項(xiàng)目的財(cái)政支持，這是東風(fēng)集團(tuán)成立科研單位“quenchenable鋼板材熱成形原則”的一部分。此外，作者感謝他們就免費(fèi)供應(yīng)充足USIBOR1500P阿塞洛的支持。 References [1] G. 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