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基于高強(qiáng)度鋁板AA7075的B柱外板熱沖壓成形工藝研究

主要研究了制造B柱外板用鋁合金AA7075進(jìn)行熱沖壓的可行性。鋁合金AA7075具有以下特點(diǎn)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量?jī)?nèi)具有很高強(qiáng)度且屈服強(qiáng)度可以與高強(qiáng)度鋼DP（雙相鋼）和TRIP（相變誘發(fā)塑性剛）等相媲美。鋁合金AA7075主要應(yīng)用于航空航天業(yè)，原因是使用這種材料需要進(jìn)行一定的成形和接合處理，而這些處理過(guò)程將直接提高制造成本。

若想在汽車(chē)行業(yè)使用這類(lèi)材料，則首先要改進(jìn)該材料的成形方法，這樣才可以在生產(chǎn)更多量產(chǎn)沖壓件的同時(shí)，很好地控制生產(chǎn)成本。主要探索了通過(guò)對(duì)鋁合金薄板進(jìn)行低溫模壓淬火提高材料強(qiáng)度的可能性。利用鋅合金模具評(píng)估制作B柱外板熱成形工藝的好壞。在成形和淬火處理之后，對(duì)零件進(jìn)行人為老化處理，以重新獲得T6（固溶熱處理后進(jìn)行人工時(shí)效的狀態(tài)）回火屬性。結(jié)果表明，熱沖壓成形過(guò)程中適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行人為時(shí)效處理能夠生產(chǎn)出高強(qiáng)度組件，這些組件的材料特性能夠與從供應(yīng)商那里拿到的T6特性相比擬。此外，通過(guò)熱沖壓成形生產(chǎn)的B柱外板（圖1）經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其回彈特性具有高尺寸精度。

本研究結(jié)果表明，在熱沖壓成形的AA7075-T6（一種高強(qiáng)度鋁合金板）過(guò)程中能得出以下結(jié)論。

（1）AA7075鋁合金材料在提升溫度時(shí)有夠的成形特性，可以成型制造出B柱外板。

（2）對(duì)于熱成形過(guò)程中的熱-力學(xué)性能的處理要注意兩個(gè)因素：一是對(duì)溶液熱處理；二是人工時(shí)效處理。只有處理好這兩個(gè)因素才能獲得接近T6特性的高強(qiáng)度鋁合金板材。

（3）雖然只對(duì)小樣板進(jìn)行了檢驗(yàn)，但觀察到了有殘余應(yīng)力存在時(shí)其尺寸精度仍然能達(dá)到± 1mm。

（4）淬火速率充足（>300℃/s），可用于生產(chǎn)部件高強(qiáng)度部分。

（5）鋁的熱沖壓過(guò)程可以使用與沖壓件當(dāng)前原型制造策略一致的鋅合金模具。

Nia R. Harrison et al. SAE 2004-01-0981.

編譯：王一瀏