Die Umformtechnik von hochfestem Stahl für Automobile

In Automobilen wird hochfester Stahl verwendet, der aufgrund seiner höheren Festigkeit die Blechdicke reduzieren und so die Fahrzeugstruktur leichter machen kann. Gleichzeitig werden die Beulfestigkeit, die Haltbarkeit und die Schlagfestigkeit des Fahrzeugs bei großer Verformung verbessert und die Kosten sind niedriger als bei Leichtmetallen. Die Vorteile von hochfestem Stahl führten zu einer schnellen Entwicklung und breiten Anwendung in der Automobilindustrie, was dazu beiträgt, die Einheit von Leichtbau und Sicherheit im Automobilbau zu erreichen. Der Umformbereich von hochfestem Stahl ist jedoch eng und der Umformprozess stößt auf schwierigere Probleme als bei herkömmlichem Stahl.

Daher müssen fortschrittliche Verarbeitungsmethoden entsprechend den Eigenschaften von hochfestem Stahl angewendet werden. Die Umformtechnologie von hochfestem Stahl umfasst hauptsächlich Kaltprägen, Warmumformen, Innenhochdruckumformen usw.

1. Kaltprägetechnologie

Die Kaltumformtechnologie von hochfestem Stahl ähnelt der des herkömmlichen Kaltumformens von Stahl, der Umformbereich von hochfestem Stahl ist jedoch begrenzt und er neigt nach dem Umformen zur Rückfederung, und seine Rückfederung ist viel größer als die von gewöhnlichen Stanzteilen aus kohlenstoffarmem Stahl. Die Vorhersage und Kontrolle des Stahls brachten große Schwierigkeiten mit sich. Gleichzeitig kommt es bei hochfestem Stahl zu Problemen wie Faltenbildung und Rissbildung an den Formteilen während der Anwendung. Diese Probleme führen alle zu einer schlechten Maß- und Formgenauigkeit von hochfestem Stahl während der Umformung. Das japanische Unternehmen NKK Co., Ltd. hat eine neue Technologie zum einfachen Stanzen von Stahlplatten entwickelt, um das Problem der Rissbildung beim Stanzprozess von hochfesten Stahlplatten zu lösen. Diese Technologie erzeugt einen Spalt von mehreren zehn Mikrometern zwischen der Stahlplatte und der Matrize, indem Schmieröl aus der Öffnung in der Matrize eingespritzt wird. Daher wird das Problem der Rissbildung von Stahlplatten beim Stanzvorgang verhindert und dieses Verfahren kann mit einer geringfügigen Modifikation an der gewöhnlichen Stanzmaschine realisiert werden.

2. Heißprägetechnologie

Wenn die Stahlfestigkeit 1000 MPa übersteigt, lassen sich einige Teile mit komplexen Formen nur schwer mit dem herkömmlichen Kaltprägeverfahren umformen; Selbst wenn das Kaltprägeverfahren angewendet werden kann, gibt es Probleme wie hohe Stanzkraft, leichte Rissbildung im Formteil, große Rückfederung usw., sodass die Warmumformtechnologie ins Leben gerufen wurde. Die Heißpräge-Umformtechnologie besteht darin, die Borstahlplatte (Anfangsfestigkeit 500–600 MPa) in den austenitisierten Zustand zu erhitzen und sie zum Hochgeschwindigkeitsprägen schnell in die Form zu übertragen. Unter der Bedingung, dass ein bestimmter Druck gewährleistet ist, ist das Teil größer als der Formkörper. Die Abkühlungsrate beträgt 27℃/s und das Abschrecken unter Druck wird über einen bestimmten Zeitraum hinweg durchgeführt. Gleichzeitig werden die Teile mit gleichmäßiger Martensitstruktur geformt. Die Heißprägetechnologie für hochfesten Stahl unterteilt das Formen und Verstärken in zwei Schritte, um den Widerspruch zwischen Festigkeit und Plastizität von hochfestem Stahl zu lösen. Seine Hauptvorteile sind: geringer Verformungswiderstand, gute Plastizität, hohe Umformgrenze, gute Stanzformbarkeit; einfache Kontrolle der Rückfederung, hohe Präzision der Formteile; reduzierter Tonnagebedarf der Stanzmaschine; geringer Umformwiderstand des Stahls, geringer Einheitsdruck der Matrize; Umformteile Kurzer Produktionszyklus usw. Die Heißprägetechnologie weist jedoch auch einige Mängel auf, wie z. B. große Ausrüstungsinvestitionen, komplexe Formenkonstruktion und -verarbeitung sowie hohe Wartungs- und Instandhaltungskosten.

3. Hydroforming-Technologie

Die Hydroforming-Technologie ist eine Kunststoffverarbeitungstechnologie, die auf Hochdruckflüssigkeit (Wasser oder Öl) als Kraftübertragungsmedium zur Formung eines Werkstücks setzt. Beim Hydroforming-Verfahren wird das Blech durch den Druck eines kraftübertragenden Mediums zu einer konvexen oder konkaven Matrize geformt, was eine flexible Verarbeitungstechnologie darstellt. Bei den hydrogeformten Teilen handelt es sich hauptsächlich um Rohre, Platten und Schalen. Der erforderliche mittlere Druck liegt im Allgemeinen über 400 MPa. Die Hauptvorteile der Hydroforming-Technologie sind: Es kann ein hohles Bauteil geformt werden, das sich gleichzeitig entlang der Achse und des Querschnitts des Bauteils ändert; die Kosten der Form werden reduziert; die Präzision des Formteils wird verbessert und auch die Rückfederung wird verringert; Es wird durch ein einziges Teil ersetzt und gleichzeitig die Steifigkeit der Karosserie erhöht, was zu einer Qualitätsminderung führt.

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