摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及群眾日常生活水平的不斷提升，汽車行業(yè)同樣得到了較為全面的發(fā)展，在具體的汽車制造過(guò)程中，汽車鋁合金板加工工藝技術(shù)水平直接影響著整體汽車制造效率以及制造質(zhì)量，而為了確保汽車鋁合金板所用的加工工藝技術(shù)能夠有效發(fā)揮出自身作用，本文主要從車用鋁合金板材的沖壓成形工藝與預(yù)時(shí)效處理工藝兩方面進(jìn)行深入研究，為車用鋁合金板材加工工藝技術(shù)提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：車用鋁合金板;沖壓成形工藝;預(yù)時(shí)效處理工藝

引言：在各類金屬材料當(dāng)中，鋁合金材料由于自身具備著強(qiáng)度高以及整體質(zhì)量低等主要特征，使其成為汽車制造過(guò)程中減重材料的重要候選材料。而相對(duì)于鋼材來(lái)說(shuō)，鋁合金材料在塑性比、成形性能以及延伸率等方面存在著較為明顯的差異，這也使其具體的沖壓成形過(guò)程中充滿著挑戰(zhàn)性，如成形的極限低于鋼材，在實(shí)際交工過(guò)程當(dāng)中鋁合金的應(yīng)變集中區(qū)部位，使得容易出現(xiàn)破裂等問題，同時(shí)，鋁合金材料的彈性模量也比較低，一旦接受沖壓的零部件脫模后就會(huì)產(chǎn)生明顯的回彈現(xiàn)象。因此，這就需要深入研究鋁合金板的加工工藝技術(shù)（沖壓成形工藝和預(yù)時(shí)效處理工藝）。

1? 汽車鋁合金板材中所用的沖壓成型工藝

1.1板料成形CAE分析技術(shù)

在對(duì)車用鋁合金板材展開有限元模擬的過(guò)程中，首先利用三維建模軟件（Solidworks/UG/Creo/CATIA）建立詳細(xì)的加工模具及板料的詳細(xì)模型，保存過(guò)度文件導(dǎo)入到專用的板料沖壓成形軟件（Dynaform/Autoform/PAM-STAMP）中，劃分各部件的網(wǎng)格，通過(guò)常規(guī)設(shè)計(jì)來(lái)完成必要的凸模、凹模、壓邊圈和板料的設(shè)置工作，在設(shè)置號(hào)模具以及胚料基本參數(shù)，并提交到處理器中求解。而在前期的設(shè)置參數(shù)以及建模工作中可以明顯看出，對(duì)車用鋁合金板材成形性能產(chǎn)生影響的主要因素就在于沖壓速度以及溫度，特別是在軟件的模擬試驗(yàn)中，僅僅只可以對(duì)鋁合金板材的變形溫度以及模具溫度加以控制。在模擬過(guò)程中，車用鋁合金變形量最大的區(qū)域出現(xiàn)在零部件的圓角處，但由于板材自身成形速度比較快，因此沒有產(chǎn)生破裂問題。由上所述，鋁合金零部件在法蘭處所產(chǎn)生的厚度變化相對(duì)較小，但在其他區(qū)域當(dāng)中仍舊產(chǎn)生了變化，并且這種變化與厚度的變化規(guī)律基本一致。

1.2物理試驗(yàn)

在對(duì)鋁合金板材展開物理模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以采取剛性凸模的方式來(lái)開展對(duì)應(yīng)的試樣脹形試驗(yàn)，這一試驗(yàn)內(nèi)容屬于一種高溫成形工藝，可以有效忽略試樣與模具之間所產(chǎn)生的摩擦。而在實(shí)際物理試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，利用壓邊圈將試樣鑲嵌在其與模具之間，并通過(guò)施加不同的壓邊力進(jìn)行壓實(shí)處理，通過(guò)凸模運(yùn)動(dòng)使得試樣發(fā)生變形，并實(shí)時(shí)檢測(cè)變形區(qū)域的變形情況，是否出現(xiàn)如起皺、破裂等成形缺陷。如出現(xiàn)嚴(yán)重的成形缺陷，就要停止對(duì)于凸模進(jìn)行的施壓運(yùn)動(dòng)。針對(duì)試樣變形過(guò)后的表面部位展開準(zhǔn)確測(cè)量，準(zhǔn)確記錄好試樣的長(zhǎng)短軸尺寸，根據(jù)相應(yīng)的公式來(lái)完成對(duì)于極限應(yīng)變量的準(zhǔn)確運(yùn)算，而如在模具圓角產(chǎn)生了起皺問題，或是試樣變形不合理等現(xiàn)象，都需要重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)[1]。

2? 預(yù)時(shí)效處理工藝

在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境中，鋁合金板已經(jīng)在各類輕量化汽車車身的設(shè)計(jì)改造過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用，這種板件同時(shí)還具備著十分強(qiáng)大的烤漆硬化性能，在最初階段中，鋁合金板在經(jīng)過(guò)固溶處理過(guò)后，并沒有獲得較為穩(wěn)定的烤漆硬化性能，這也代表著這種板材在進(jìn)行固溶處理過(guò)后，必須要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)時(shí)效處理工作，只有這樣才可以確保在后續(xù)的操作過(guò)程中展現(xiàn)出更加優(yōu)異的烘烤硬化性能[2]。

2.1固溶處理

針對(duì)鋁合金板材所展開的固溶處理，其中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)就在于維持好鋁合金的基本固溶溫度，應(yīng)當(dāng)保證其穩(wěn)定在500-600℃之間，而在經(jīng)過(guò)半個(gè)小時(shí)的保溫處理過(guò)后進(jìn)行水淬。在鋁合金板的固溶處理完畢過(guò)后，鋁合金板自身硬度產(chǎn)生明顯變化，而根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以明顯看出，在固溶處理方面所消耗的時(shí)間越久，試樣的硬度就會(huì)隨之提升。在各類工程實(shí)踐中，也證明了鋁合金板在人工時(shí)效下所具備的基本烘烤硬化性能，會(huì)由于自然時(shí)效方面的影響而降低自身的穩(wěn)定性，而引發(fā)這一現(xiàn)象的主要原因就在于自然時(shí)效當(dāng)中，各個(gè)原子團(tuán)并沒有經(jīng)過(guò)高溫處理，使得這些原子團(tuán)沒有溶解，而在失穩(wěn)條件下，原子團(tuán)在本質(zhì)上與初始合金成分較為類似，這就會(huì)降低固溶態(tài)能量，對(duì)原子遷移產(chǎn)生了不良影響[3]。

2.2預(yù)時(shí)效對(duì)成形性能影響

在預(yù)時(shí)效處理過(guò)程當(dāng)中，其必然會(huì)影響到鋁合金板微觀結(jié)構(gòu)，特別是在人工時(shí)效處理過(guò)后，在鋁合金板當(dāng)中會(huì)迅速分析出呈現(xiàn)出均勻分布狀態(tài)的兩相，而板材的烘烤硬化時(shí)效大部分情況下都在180℃左右，具體時(shí)間為30分鐘，這也使其處在一種欠時(shí)效狀態(tài)當(dāng)中。而鋁合金的具體人工時(shí)效，也會(huì)隨著預(yù)時(shí)效處理結(jié)束而逐漸提升。而在對(duì)預(yù)時(shí)效處理的DSC測(cè)試進(jìn)程當(dāng)中，能夠從具體的DSC曲線當(dāng)中準(zhǔn)確讀出其中存在的放熱峰以及吸熱峰，并將部分溫度測(cè)定的異常狀態(tài)作為基礎(chǔ)所在，穩(wěn)步提升人工時(shí)效析相的均勻化速度，在根本上強(qiáng)化板件自身的烤瓷硬化效果[4]。

結(jié)論：一般情況下，在汽車的合金板材變形溫度達(dá)到350℃左右過(guò)后，整體成形質(zhì)量以及成形效率比較高，并且沒有出現(xiàn)較為明顯的破損現(xiàn)象。因此，為了更好的確保車用鋁合金板加工工藝技術(shù)有效發(fā)揮出自身作用，就應(yīng)當(dāng)采取物理試驗(yàn)以及CAE分析等方式進(jìn)行準(zhǔn)確分析，且在后續(xù)的預(yù)時(shí)效處理工藝的研究進(jìn)程中，對(duì)鋁合金板的合理參數(shù)展開預(yù)時(shí)效處理，在最大程度上提高合金材料的烘烤硬化效果。

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