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熱成形零部件性能標(biāo)準(zhǔn)與檢驗方法

熱成形發(fā)展背景

  隨著高強度鋼熱成形技術(shù)的不斷發(fā)展，人們開始關(guān)注于在不同部位獲得不同的力學(xué)性能分布，進(jìn)而提高熱成形零部件在車身碰撞過程中的綜合服役性能。因此，具有梯度力學(xué)性能的熱成形高強鋼零部件得到了汽車制造業(yè)的關(guān)注與應(yīng)用。基于高強度鋼熱成形技術(shù)，利用熱沖壓成形工藝因素中冷卻速率與硬度、力學(xué)強度間的關(guān)系，可以通過控制工藝流程參數(shù)來調(diào)整淬火過程中的冷卻速率，改變熱沖壓成形后的零部件微觀組織，從而獲得擁有不同力學(xué)性能分布的熱成形零部件，使得其在改善車體結(jié)構(gòu)服役性能中起到關(guān)鍵作用。

熱成形件性能標(biāo)準(zhǔn)與檢驗

  在了解熱成形零件的重要性之后，對于生產(chǎn)出來的零件，我們需要管控它的尺寸、性能。對于供應(yīng)商提供的熱成形部件，產(chǎn)品工程師應(yīng)該用什么方法來驗收呢？我們今天就一起來看看熱成形件常見重要參數(shù)的常用檢驗手段。

1、尺寸精度

  滿足主機廠規(guī)定的切邊精度和裝配精度要求，可使用檢具、三坐標(biāo)測量儀或三維掃描儀進(jìn)行檢測。注意：成形過程中會有料厚的減薄，局部料厚相對于公稱料厚的減薄不超過20%。

三坐標(biāo)測量機	便攜式三坐標(biāo)
三維掃描儀	定制專用檢具

2、力學(xué)性能

  熱成形后零件的典型機械性能如下表所示：

狀態(tài)	屈服強度Rp0.2（MPa）	抗拉強度Rm（MPa）	斷后延伸率
			A80	A50	A
終成品	950~1250	1300~1650	4.5	5	6

  a. 如無法從全工裝樣件上獲得標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，要保證芯部維氏硬度（HV1/HV10/HV30=400~520），表面洛氏硬度（41~50HRC）范圍內(nèi)。
  b. 以上機械性能為熱成形之后的零件。
  c. 測試方法參考GB／T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗：室溫試驗方法》。
  d. 可進(jìn)行三點壓彎/彎曲試驗。

拉伸試驗機

高速拉伸試驗機

3、表面質(zhì)量

  熱沖壓件加工表面不允許有裂紋、雜質(zhì)、起皺、氧化皮、切邊拉傷等缺陷。
  a. 對于不帶鍍層的熱沖壓零件，表面應(yīng)經(jīng)過噴丸或其他處理方式去除氧化皮。要去氧化皮，建議使用金屬噴砂進(jìn)行噴丸處理，改用其他方案需得到主機廠的批準(zhǔn)。
  b. 對于鋁硅鍍層板，鋁硅鍍層上不得出現(xiàn)成形相關(guān)的壓痕或內(nèi)陷。其鍍層厚度見下表所示：

鍍層代碼	每側(cè)鍍層總厚度（μm）		每側(cè)擴散層厚度（μm）
	典型值	范圍	范圍
AS 40/40	21	15~30	≤12
AS 75/75	35	30~50	≤16

4、硬度

  零件的硬度指標(biāo)是判斷熱成形工藝是否成功的決定性標(biāo)準(zhǔn)?？墒褂蔑@微硬度計對試樣進(jìn)行硬度測試，測試前需要對試樣進(jìn)行研磨拋光處理。熱成形零件的HV10/HV30須在400~520之間。
  測試方法可參考《GB／T231.2-2012金屬材料布氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與校準(zhǔn)》。

數(shù)顯硬度計

便攜式硬度檢測儀

5、熱成形件多項性能無損檢驗方法：

  德國Fraunhofer開發(fā)的3MA PHS車身熱成形件機械性能無損測量技術(shù)能夠同時測定材料的多種相關(guān)質(zhì)量特征，如硬度或拉伸試驗的變量。3MA-PHS快速無損檢驗技術(shù)是熱成形零件大批量生產(chǎn)中提升檢驗效率和檢驗覆蓋率的解決方式。

3MA-PHS技術(shù)在模具熱沖壓成形的汽車車身部件中常見檢測參數(shù)：   ● 硬度（HV）   ● 抗拉強度Rm   ● 屈服強度Rp0.2   ● 斷裂應(yīng)變A50 / A80   ● 均勻應(yīng)變AG   ● 總涂層厚度TLT   ● 擴散層厚度DLT   ● 軟硬過渡區(qū)力學(xué)性能掃描測量

  需要了解3MA-PHS無損檢驗相關(guān)技術(shù)及設(shè)備的，請在頁面留言中留下您的郵箱或聯(lián)系德國3MA系列儀器總代理上海量博實業(yè)有限公司。

6、元素組成

  成形前后的元素組成滿足要求，當(dāng)然，禁止使用有害物質(zhì)。元素組成會因為供應(yīng)商的差異而有所不同，可由供需雙方協(xié)商確定。
  測試方法可參考GB／T4336-2016《碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法》。

7、金相組織

  熱成形零件的基體金相組織為板條狀馬氏體或馬氏體與貝氏體，總脫碳層深度不得超過0.05mm。部分主機廠規(guī)定，馬氏體含量大于95%。

8、整車碰撞試驗

  汽車整車碰撞試驗中，車身熱成形部件會發(fā)生吸能變形，但不允許產(chǎn)生碰撞開裂。

熱成型件檢驗技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

  本文簡要介紹了熱成形零件的幾個重要參數(shù)，同時對各種性能及參數(shù)的檢驗方法和標(biāo)準(zhǔn)做了描述。
  想做好熱成形零件的性能檢驗和品質(zhì)管控，需以量產(chǎn)的節(jié)拍來進(jìn)行沖壓，并去除剛開始的若干個零件，在后面的零件中隨機抽取若干個零件，進(jìn)行相關(guān)的尺寸及性能等各方面的檢測。在這幾個參數(shù)中，尺寸精度要求是要達(dá)到的基礎(chǔ)，其次，更重要的是零件的力學(xué)性能要達(dá)標(biāo)。元素分析與金相組織分析是從深層次方面來驗證零件的合格性。
  如果您對熱成形件質(zhì)量、抗拉強度、屈服強度等機械性能，以及硬度、涂層厚度測量等有需要，上海量博實業(yè)有限公司經(jīng)驗豐富的客戶服務(wù)團隊會在工作時間內(nèi)為您解答有關(guān)我們產(chǎn)品，價格，訂購和其他信息的問題。