車輛上的b柱及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車輛上的B柱及制造方法，包括B柱主體，B柱主體頂部為與車頂固定的上固定部，B柱主體底部為與門檻固定的下固定部；其特征是：所述B柱主體的上部為硬區(qū)部分，下部為軟區(qū)部分，硬區(qū)部分和軟區(qū)部分之間為過渡區(qū)，在硬區(qū)部分設(shè)置加強(qiáng)管；所述硬區(qū)部分由超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝得到，強(qiáng)度為1300～1500MPa的馬氏體組織，軟區(qū)部分是在超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝中，通過慢速冷卻得到的強(qiáng)度為500～700MPa的鐵素體和珠光體組織、或者為貝氏體組織；所述加強(qiáng)管為中空管，由液壓成型工藝得到。所述加強(qiáng)管的管壁厚度為1.8mm±30%。本發(fā)明采用液壓成形的加強(qiáng)管，可以根據(jù)B柱形狀靈活變化加強(qiáng)管的截面設(shè)計(jì)，使每個(gè)截面負(fù)載更加均勻，并且符合車輛輕量化要求。
【專利說明】 車輛上的B柱及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛上的B柱及制造方法，屬于車輛部件【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車的B柱是汽車上的豎梁，位于駕駛艙的前座和后座之間，從車頂延伸到車底部。B柱不但支撐車頂蓋，還要承受前、后車門的支承力，在B柱上還要裝置一些附加零部件，例如前排座位的安全帶，有時(shí)還要穿電線線束。因此B柱大都有外凸半徑，以保證有較好的力傳遞性能?，F(xiàn)代轎車的B柱截面形狀是比較復(fù)雜的，它由多件沖壓鋼板焊接而成。隨著汽車制造技術(shù)的發(fā)展，不用焊接而直接采用液壓成型的封閉式截面中柱已經(jīng)問世，它的剛度大大提高而重量大幅減小，有利于現(xiàn)代轎車的輕量化。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中B柱一般采用冷沖壓件，同等強(qiáng)度下冷沖件的重量大，不符合輕量化趨勢(shì)。另外，為了加強(qiáng)強(qiáng)度，在B柱上焊接加強(qiáng)板，加強(qiáng)板和B柱需要分別成型后焊接，這就造成了模具工裝、焊裝夾具的數(shù)量較多，使加工成本較高；并且焊接的質(zhì)量不宜控制，不夠穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種車輛上的B柱及制造方法，采用液壓成形的加強(qiáng)管，可以根據(jù)B柱形狀靈活變化加強(qiáng)管的截面設(shè)計(jì)，使每個(gè)截面負(fù)載更加均勻，并且符合車輛輕量化要求。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述車輛上的B柱，包括B柱主體，B柱主體頂部為與車頂固定的上固定部，B柱主體底部為與門檻固定的下固定部；其特征是:所述B柱主體的上部為硬區(qū)部分，下部為軟區(qū)部分，硬區(qū)部分和軟區(qū)部分之間為過渡區(qū)，在硬區(qū)部分設(shè)置加強(qiáng)管；所述硬區(qū)部分由超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝得到，強(qiáng)度為1300?1500MPa的馬氏體組織，軟區(qū)部分是在超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝中，通過慢速冷卻得到的強(qiáng)度為500?700MPa的鐵素體和珠光體組織、或者為貝氏體組織；所述加強(qiáng)管為中空管，由液壓成型工藝得到。
[0006]所述過渡區(qū)的高度為50mm左右；所述軟區(qū)部分的高度占B柱主體高度的10%?25%。
[0007]所述加強(qiáng)管的管壁厚度為1.8mm±30%。
[0008]所述車輛上的B柱的制造方法，其特征是，包括以下步驟:
(1)將B柱主體的坯料在加熱爐內(nèi)加熱至850?940°C，使其轉(zhuǎn)化為奧氏體組織，所述B柱主體的坯料采用22MnB5 ；
(2)將奧氏體化后的B柱主體的坯料在模具內(nèi)進(jìn)行熱成型，并同時(shí)淬火，得到的硬區(qū)部分強(qiáng)度為1300?1500MPa的馬氏體組織，軟區(qū)部分進(jìn)行保溫，經(jīng)過慢速冷卻得到強(qiáng)度為500?700MPa的鐵素體和珠光體組織、或者貝氏體組織；
(3)將直管在常溫下進(jìn)行彎管，并預(yù)成型得以與加強(qiáng)管最終形狀基本一致的零件；所述直管的材質(zhì)為微合金鋼、雙相鋼或多相鋼； (4)將步驟(3)預(yù)成型后的零件在模具中由壓力機(jī)進(jìn)行液壓成形，具體過程為:模具在壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)下閉合，壓力機(jī)的水系統(tǒng)向預(yù)成形后的管狀零件的內(nèi)腔進(jìn)行注水，使得零件的內(nèi)腔充滿水；軸向缸向零件移動(dòng)并將零件密封，同時(shí)向零件內(nèi)腔注入高壓水，在高壓水的作用下，工件變形，直至與模具的成型面貼合，得到所需要的加強(qiáng)管的形狀；所述高壓水的內(nèi)壓力為5?250MPa，軸向缸推力為5?100噸；
(5 )將步驟(2 )熱成型得到的B柱主體和步驟(4)液壓成形得到的加強(qiáng)管焊接在一起，得到所述的B柱。
[0009]所述直管的材質(zhì)為低碳鋼、不銹鋼、鋁或鋁鎂合金。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)加強(qiáng)管采用液壓成形工藝，具有輕量化的優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)品的強(qiáng)度更高，重量反而更輕；(2)應(yīng)力集中小:相對(duì)于傳統(tǒng)沖壓工藝，即沖壓兩片零件再焊接到一起的工藝，使用液壓成形工藝可以根據(jù)B柱主體的情況靈活變化截面設(shè)計(jì)，讓每個(gè)截面的負(fù)載更加均勻；(3)尺寸質(zhì)量更高:由于液壓成形工藝成形時(shí)內(nèi)部壓力很高，工件塑性變形處理壓應(yīng)力狀態(tài)，而非傳統(tǒng)從沖壓工藝的拉、壓兩種應(yīng)力狀態(tài)，這樣更容易產(chǎn)生零件回彈，零件的尺寸精度因而更高；(4) B柱下部軟區(qū)強(qiáng)度弱，延伸率高，碰撞時(shí)能達(dá)到變形吸能目的，能更好保護(hù)駕乘人員頭部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述B柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為所加強(qiáng)管的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1?圖2所示:所述車輛上的B柱包括上固定部1、下固定部2、B柱主體3、硬區(qū)部分4、軟區(qū)部分5、過渡區(qū)6、加強(qiáng)管7等。
[0015]如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括B柱主體3，B柱主體3頂部為與車頂固定的上固定部1，B柱主體3底部為與門檻固定的下固定部2 ;所述B柱主體3的上部為硬區(qū)部分4，下部為軟區(qū)部分5，硬區(qū)部分4和軟區(qū)部分5之間為過渡區(qū)6，在硬區(qū)部分4設(shè)置加強(qiáng)管7 ;所述硬區(qū)部分4由超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝得到，強(qiáng)度為1300?1500MPa的馬氏體組織，軟區(qū)部分5是在超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝中，通過慢速冷卻得到的強(qiáng)度為500?700MPa的鐵素體和珠光體組織、或者為貝氏體組織；所述加強(qiáng)管7為中空管，由液壓成型工藝得到；
所述過渡區(qū)6的高度為50mm左右；所述軟區(qū)部分5的高度占B柱主體3高度的10%?
25% ；
所述加強(qiáng)管7的管壁厚度為1.8mm±30%。
[0016]所述車輛上的B柱的制造方法，包括以下步驟:
(1)將B柱主體的坯料在加熱爐內(nèi)加熱至850?940°C，使其轉(zhuǎn)化為奧氏體組織，所述B柱主體的坯料采用22MnB5 (俗稱硼鋼)；
(2)將奧氏體化后的B柱主體的坯料在模具內(nèi)進(jìn)行熱成型，并同時(shí)淬火；其中，軟區(qū)部分進(jìn)行保溫，經(jīng)過慢速冷卻得到鐵素體和珠光體組織、或者貝氏體組織；
(3)選擇材質(zhì)為低碳鋼、不銹鋼、鋁、鋁鎂合金的直管，將直管在常溫下進(jìn)行彎管，并預(yù)成型得以與加強(qiáng)管最終形狀基本一致的零件；所述直管的材質(zhì)為微合金鋼(如SM355MC)、雙相鋼(如DP800)或多相鋼；
(4)將步驟(3)預(yù)成型后的零件在模具中由壓力機(jī)進(jìn)行液壓成形，具體過程為:模具在壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)下閉合，壓力機(jī)的水系統(tǒng)向預(yù)成形后的管狀零件的內(nèi)腔進(jìn)行注水，使得零件的內(nèi)腔充滿水；軸向缸向零件移動(dòng)并將零件密封，同時(shí)向零件內(nèi)腔注入高壓水，在高壓水的作用下，工件變形，直至與模具的成型面貼合，得到所需要的加強(qiáng)管的形狀；所述高壓水的內(nèi)壓力為5?250MPa，軸向缸推力為5?100噸；
(5 )將步驟(2 )熱成型得到的B柱主體和步驟(4)液壓成形得到的加強(qiáng)管焊接在一起，得到所述的B柱。
[0017] 本發(fā)明的加強(qiáng)管采用內(nèi)空的管件進(jìn)行液壓成形得到，B柱主體由熱壓成形得到，具有以下效果:(I)加強(qiáng)管采用液壓成形工藝，具有輕量化的優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)品的強(qiáng)度更高，重量反而更輕；(2)應(yīng)力集中小:相對(duì)于傳統(tǒng)沖壓工藝，即沖壓兩片零件再焊接到一起的工藝，使用液壓成形工藝可以根據(jù)B柱主體的情況靈活變化截面設(shè)計(jì)，讓每個(gè)截面的負(fù)載更加均勻；(3)尺寸質(zhì)量更高:由于液壓成形工藝成形時(shí)內(nèi)部壓力很高，工件塑性變形處理壓應(yīng)力狀態(tài)，而非傳統(tǒng)從沖壓工藝的拉、壓兩種應(yīng)力狀態(tài)，這樣更容易產(chǎn)生零件回彈，零件的尺寸精度因而更高；(4)下部軟區(qū)強(qiáng)度弱，延伸率高，碰撞時(shí)能達(dá)到變形吸能目的，能更好保護(hù)駕乘人員頭部。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛上的B柱，包括B柱主體(3)，B柱主體(3)頂部為與車頂固定的上固定部(I)，B柱主體(3)底部為與門檻固定的下固定部(2);其特征是:所述B柱主體(3)的上部為硬區(qū)部分(4)，下部為軟區(qū)部分(5)，硬區(qū)部分(4)和軟區(qū)部分(5)之間為過渡區(qū)(6)，在硬區(qū)部分(4)設(shè)置加強(qiáng)管(7);所述硬區(qū)部分(4)由超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝得到，強(qiáng)度為1300?1500MPa的馬氏體組織，軟區(qū)部分(5)是在超高強(qiáng)度鋼熱成形工藝中，通過慢速冷卻得到的強(qiáng)度為500?700MPa的鐵素體和珠光體組織、或者為貝氏體組織；所述加強(qiáng)管(7)為中空管，由液壓成型工藝得到。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛上的B柱，其特征是:所述過渡區(qū)(6)的高度為50mm左右；所述軟區(qū)部分(5)的高度占B柱主體(3)高度的10%?25%。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛上的B柱，其特征是:所述加強(qiáng)管(7)的管壁厚度為1.8mm±30%。
4.一種車輛上的B柱的制造方法，其特征是，包括以下步驟: (1)將B柱主體的坯料在加熱爐內(nèi)加熱至850?940°C，使其轉(zhuǎn)化為奧氏體組織，所述B柱主體的坯料采用22MnB5 ； (2)將奧氏體化后的B柱主體的坯料在模具內(nèi)進(jìn)行熱成型，并同時(shí)淬火，得到的硬區(qū)部分(4)強(qiáng)度為1300?1500MPa的馬氏體組織，軟區(qū)部分(5)進(jìn)行保溫，經(jīng)過慢速冷卻得到強(qiáng)度為500?700MPa的鐵素體和珠光體組織、或者貝氏體組織； (3)將直管在常溫下進(jìn)行彎管，并預(yù)成型得以與加強(qiáng)管最終形狀基本一致的零件；所述直管的材質(zhì)為微合金鋼、雙相鋼或多相鋼； (4)將步驟(3)預(yù)成型后的零件在模具中由壓力機(jī)進(jìn)行液壓成形，具體過程為:模具在壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)下閉合，壓力機(jī)的水系統(tǒng)向預(yù)成形后的管狀零件的內(nèi)腔進(jìn)行注水，使得零件的內(nèi)腔充滿水；軸向缸向零件移動(dòng)并將零件密封，同時(shí)向零件內(nèi)腔注入高壓水，在高壓水的作用下，工件變形，直至與模具的成型面貼合，得到所需要的加強(qiáng)管的形狀；所述高壓水的內(nèi)壓力為5?250MPa，軸向缸推力為5?100噸； (5 )將步驟(2 )熱成型得到的B柱主體和步驟(4)液壓成形得到的加強(qiáng)管焊接在一起，得到所述的B柱。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛上的B柱的制造方法，其特征是:所述直管的材質(zhì)為低碳鋼、不銹鋼、銷或銷鎂合金。
【文檔編號(hào)】B21D26/033GK104512472SQ201410784821
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】孫財(cái), 陳揚(yáng), 李向榮, 楊云龍 申請(qǐng)人:無錫朗賢汽車組件研發(fā)中心有限公司