專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料及縱梁制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料及縱梁制造方法。
背景技術(shù)：
汽車(chē)車(chē)架由縱梁和橫梁構(gòu)成的大梁等部件組成，經(jīng)由懸掛裝置、前橋、后橋支承在車(chē)輪上，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度以及承受汽車(chē)的載荷及各種復(fù)雜エ況下的沖擊。汽車(chē)縱梁一般采用高強(qiáng)度鋼板經(jīng)過(guò)沖壓或者滾壓成型加工而成，隨著鋼板強(qiáng)度的提高，所需沖壓機(jī)械的沖壓カ增加，沖壓后的回彈量也將增大，因此高強(qiáng)度汽車(chē)縱梁的成型一般采用滾壓成型。由于汽車(chē)車(chē)架一般采用冷加工成型，縱梁和橫梁之間采用螺栓連接或焊接等連接方式，車(chē)架承受車(chē)廂、裝載貨物重量及外界各種復(fù)雜エ況下的沖擊，因此汽車(chē)縱梁用鋼板必須·具有高強(qiáng)度、較好的沖擊性能和冷彎性能，以適應(yīng)冷成型加工要求。同時(shí)在國(guó)家鼓勵(lì)減重節(jié)能的環(huán)境下，充分挖掘汽車(chē)零部件的減重和輕量化潛力，是汽車(chē)行業(yè)材料技術(shù)人員面臨的長(zhǎng)期課題?，F(xiàn)有技術(shù)為提高汽車(chē)的裝載能力，重型汽車(chē)車(chē)架通常采用雙梁，即縱梁內(nèi)襯副梁的方法，這種結(jié)構(gòu)存在的缺陷是汽車(chē)自身的重量加大，這不僅増加制造成本，也増加了汽車(chē)重量和燃油消耗。汽車(chē)縱梁用鋼板一般為微合金高強(qiáng)度鋼，屈服強(qiáng)度為500-650MPa級(jí)別；德國(guó)某重型汽車(chē)車(chē)架也多為屈服強(qiáng)度500MPa級(jí)別鋼板，成型エ藝多采用滾壓成型。該強(qiáng)度級(jí)別的車(chē)架縱梁存在的缺陷是，載重汽車(chē)車(chē)架承載能力不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決高強(qiáng)度汽車(chē)縱梁難成型的問(wèn)題；提供一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料及縱梁制造方法。本發(fā)明的熱軋汽車(chē)縱梁鋼板具有強(qiáng)度高，易于成型，適用于700MPa級(jí)別縱梁鋼板的成型，所需設(shè)備噸位小，縱梁表面質(zhì)量好，車(chē)架縱梁由采用低強(qiáng)度主、副梁相配的雙層車(chē)架變成單層車(chē)架，單車(chē)可實(shí)現(xiàn)減重300kg以上，達(dá)到減輕汽車(chē)自重，降低燃油消耗的目的，有明顯的社會(huì)效益。本發(fā)明的還提供一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁的成型方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料，所述縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為C :0. 04 0. 10%、Si:0. 05 0. 12%、Mn: I. 70 2. 10%、P:彡 0. 025%、S:彡 0. 010%、V: く 0. 020%、Ti:0. 08 0. 15%、Nb:0. 04 0. 09%, Al: 0. 015 0. 065%、余量為 Fe?！N高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁制造方法，包括以下步驟I)利用分條刀具將大梁鋼板進(jìn)行開(kāi)卷、矯平、分條；2)大梁鋼板通過(guò)成型輥滾壓成型；3)通過(guò)切斷模具采用45°斜切エ藝切斷大梁鋼板；4)大梁鋼板數(shù)控打孔；所述步驟I)分條采用的分條刀具材料H13，刀具硬度58_60HRC，分條刀具間隙8-10mm。所述步驟2)采用15套成型輥，每套成型輥分別包括一只主動(dòng)輥、ニ只從動(dòng)輥，每套成型輥使得大梁鋼板的變形角度分別為1輥0°、2輥15°、3輥25°、4輥35°、5輥43°、6 輥 51°、7 輥 59°、8 輥 67°、9 輥 75°、10 輥 81°、11 輥 86°、12 輥以后均為 90°，每套成型輥之間的距離為1000mm。所述步驟3)的切斷模具包括靜刀片，動(dòng)刀片，材料為H13，硬度58-60HRC，動(dòng)刀片R角半徑為0-14臟，切斷刀具間隙為0. 8-1. 2mm。所述大梁鋼板力學(xué)性能為Rpq.2彡700MPa, Rm 750 950MPa，A5彡15%。本發(fā)明工作原理本發(fā)明縱梁的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為C:0.04 0. 10%、Si:0. 05 0. 12%、Mn:l. 70 2. 10%、P: ^ 0. 025%,S:彡 0. 010%、V:彡 0. 020%、Ti:0. 08 0. 15%、Nb:0. 04 0. 09%, Al:0. 015 0. 065%、余量為 Fe。其力學(xué)性能為RP0.2 彡 7·00MPa,Rm 750 950MPa，A5彡15%。本發(fā)明的縱梁通過(guò)以下步驟制造I)將大梁鋼板進(jìn)行開(kāi)卷、矯平、分條；2)大梁鋼板通過(guò)成型輥滾壓成型；3)通過(guò)切斷模具采用45°斜切エ藝切斷大梁鋼板；4)大梁鋼板數(shù)控打孔；數(shù)控打孔后，熱軋大梁鋼板成為預(yù)定長(zhǎng)度、截面規(guī)格的縱梁。步驟2)采用15套成型輥，每套成型輥分別包括一只主動(dòng)輥、ニ只從動(dòng)輥，每套成型輥使得大梁鋼板的變形角度分別為1輥0°、2輥15°、3輥25°、4輥35°、5輥43°、6輥51°、7輥59°、8輥67°、9輥75°、10輥81°、11輥86°、12輥以后均為90°，每套成型輥之間的距離為1000mm。本發(fā)明的有益效果I.與沖壓成型相比，滾壓成型高強(qiáng)度熱軋縱梁，所需設(shè)備噸位小，縱梁表面質(zhì)量好；2.采用屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)以上的縱梁，材料強(qiáng)度提高40%以上，車(chē)架縱梁由采用低強(qiáng)度主、副梁相配的雙層車(chē)架變成單層車(chē)架，單車(chē)可實(shí)現(xiàn)減重300kg以上，達(dá)到減輕汽車(chē)自重，降低燃油消耗的目的，有明顯的社會(huì)效益。


圖I為成型輥結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為切斷模具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的左視圖；圖中，I.主動(dòng)輥，2.大梁鋼板，3.從動(dòng)輥，4.靜刀片，5.動(dòng)刀片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步說(shuō)明。實(shí)施例I以6750mm長(zhǎng)、300X90X8截面規(guī)格的縱梁為例進(jìn)行說(shuō)明。結(jié)合圖I至圖3，一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料，所述縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為C 0. 063%、Si 0. 10%、Mn :1. 85%、P :0. 008%、S :0. 002%、Ti :0. 11%、Nb :0. 054%、Al 0. 043%，余量為 Fe。所述縱梁的力學(xué)性能為RP(l.2=815MPa，Rm=885MPa，A5=20%，采用 8mm厚度熱軋大梁鋼板2。
一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁的成型方法，包括以下步驟I)利用分條刀具將大梁鋼板2進(jìn)行開(kāi)卷、矯平、分條；分條刀具材料H13，刀具硬度58-60HRC，分條刀具間隙8-10_。2)大梁鋼板2通過(guò)成型輥滾壓成型；采用15套成型輥，每套成型輥分別包括一只主動(dòng)輥I、ニ只從動(dòng)輥3，每套成型輥使得大梁鋼板2的變形角度分別為1輥0°、2輥15°、3 輥 25°、4 輥 35°、5 輥 43°、6 輥 51°、7 輥 59°、8 輥 67°、9 輥 75°、10 輥 81°、11 輥86°、12輥以后均為90°，每套成型輥之間的距離為1000mm。圖I中表示出第5套成型輥的結(jié)構(gòu)使得大梁鋼板2的變形角度與水平呈43°。3)通過(guò)切斷模具采用45°斜切エ藝切斷大梁鋼板；切斷模具包括靜刀片4，動(dòng)刀片5，其材料為H13，硬度58-60HRC，切斷動(dòng)刀R角半徑為12mm，切斷刀具間隙L為1.0mm。4)滾壓成縱梁后，采用02M305數(shù)控沖孔機(jī)打孔。
·
熱軋大梁鋼板成為預(yù)定長(zhǎng)度、截面規(guī)格的縱梁。經(jīng)過(guò)上述步驟將鋼板制成6750mm長(zhǎng)、300X90X8截面規(guī)格的縱梁。實(shí)施例2以6750mm長(zhǎng)、300X90X8截面規(guī)格的縱梁為例進(jìn)行說(shuō)明。高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為c 0. 065%、Si :0. 15%、Mn: I. 85%、P:0. 009%、S:0. 0015%、V:0. 010%、Ti :0. 10%、Nb:0. 05%、Al :0. 041、余量為 Fe。鋼板的力學(xué)性能為RP0.2=798MPa,Rm=859MPa, A5=22%。實(shí)施例3以6750mm長(zhǎng)、300X90X8截面規(guī)格的縱梁為例進(jìn)行說(shuō)明。高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為c 0. 075%、Si:0. 07%、Mn: I. 84%、P:0. 01%, S:0. 0029%、V:0. 010%,Ti :0. 11%,Nb:0. 053%,Al :0. 038%、余量為 Fe。鋼板的力學(xué)性能為RP0.2=813MPa,Rm=875MPa, A5=23%。實(shí)施例4以6750mm長(zhǎng)、300X90X8截面規(guī)格的縱梁為例進(jìn)行說(shuō)明。高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為c 0. 076%、Si :0. 10%、Mn: I. 86%、P:0. 012%、S:0. 0028%、V:0. 001%, Ti :0. 10%,Nb:0. 058%,Al :0. 030%、余量為 Fe。鋼板的力學(xué)性能為RP0.2=751MPa,Rm=823MPa, A5=20%。實(shí)施例2到實(shí)施例4所述的高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁的成型方法，參照實(shí)施例I的步驟，在此不再贅述。采用8mm厚度熱軋大梁鋼板2滾壓成型高強(qiáng)度熱軋縱梁，力學(xué)性能達(dá)到了Rpa2:751 815MPa,Rm 823 885MPa, A5 :20 23%，相比屈服強(qiáng)度500MPa級(jí)主、副梁用鋼板，材料強(qiáng)度提高40%以上，屈服強(qiáng)度高，而且縱梁表面質(zhì)量好；單車(chē)可實(shí)現(xiàn)減重300kg以上，達(dá)到減輕汽車(chē)自重，降低燃油消耗的目的，有明顯的社會(huì)效益。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料，其特征是，所述縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為C 0. 04 0. 10%、Si:0. 05 0. 12%、Mn: I. 70 2. 10%、P:彡 0. 025%、S:彡 0. 010%、V: ( 0. 020%、Ti:0. 08 0. 15%、Nb:0. 04 0. 09%, Al: 0. 015 0. 065%、余量為 Fe。
2.一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料，其特征是，所述縱梁材料的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為C 0. 063%、Si 0. 10%、Mn :1. 85%、P :0. 008%、S :0. 002%、Ti :0. 11%、Nb :0. 054%、Al 0.043%，余量為 Fe。
3.如權(quán)利要求I或者2所述的高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁制造方法，包括以下步驟 1)利用分條刀具將上述成分的大梁鋼板進(jìn)行開(kāi)卷、矯平、分條； 2)大梁鋼板通過(guò)成型輥滾壓成型； 3)通過(guò)切斷模具采用45°斜切工藝切斷大梁鋼板； 4)大梁鋼板數(shù)控打孔。
4.如權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁制造方法，其特征是，所述步驟I)分條采用的分條刀具材料H13，刀具硬度58-60HRC，分條刀具間隙8-10mm。
5.如權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁制造方法，其特征是，所述步驟2)采用15套成型輥，每套成型輥分別包括一只主動(dòng)輥、二只從動(dòng)輥，成型輥使得大梁鋼板的變形角度分別為1 輥 0°、2 輥 15°、3 輥 25°、4 輥 35°、5 輥 43°、6 輥 51°、7 輥 59°、8 輥 67°、9輥75°、10輥81°、11輥86°、12輥以后均為90°，每套成型輥之間的距離為1000mm。
6.如權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁制造方法，其特征是，所述步驟3)的切斷模具包括靜刀片、動(dòng)刀片，材料為H13，硬度58-60HRC，動(dòng)刀片R角半徑為0_14mm，切斷刀具間隙為 0. 8-1. 2mm。
7.如權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁制造方法，其特征是，所述大梁鋼板力學(xué)性能為Rpo.2 彡 700MPa, Rm 750 950MPa, A5 彡 15%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度熱軋汽車(chē)縱梁材料及縱梁制造方法，所述縱梁的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)為C0.04～0.10%、Si:0.05～0.12%、Mn:1.70～2.10%、P:≤0.025%、S:≤0.010%、V:≤0.020%、Ti:0.08～0.15%、Nb:0.04～0.09%、Al:0.015～0.065%、余量為Fe；包括以下步驟1)利用分條刀具將大梁鋼板進(jìn)行開(kāi)卷、矯平、分條；2)大梁鋼板通過(guò)成型輥滾壓成型；3)通過(guò)切斷模具采用45°斜切工藝切斷大梁鋼板；4)大梁鋼板數(shù)控打孔；熱軋高強(qiáng)度大梁鋼板成為預(yù)定長(zhǎng)度、截面規(guī)格的縱梁。本發(fā)明的汽車(chē)縱梁鋼板具有強(qiáng)度高，易于成型，適用于700MPa級(jí)別縱梁鋼板的成型，所需設(shè)備噸位小，縱梁表面質(zhì)量好，車(chē)架縱梁由雙層車(chē)架變成單層車(chē)架，單車(chē)減重300kg以上，達(dá)到減輕汽車(chē)自重，降低燃油消耗的目的，有明顯的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B62D21/02GK102785697SQ20121031901
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者劉家春, 張國(guó)亮, 張繼魁, 楊兵, 董倫, 黃鎮(zhèn)如 申請(qǐng)人:中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司