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熱成形零部件性能標準與檢驗方法

熱成形發展背景

  隨著高強度鋼熱成形技術的不斷發展，人們開始關注于在不同部位獲得不同的力學性能分布，進而提高熱成形零部件在車身碰撞過程中的綜合服役性能。因此，具有梯度力學性能的熱成形高強鋼零部件得到了汽車制造業的關注與應用。基于高強度鋼熱成形技術，利用熱沖壓成形工藝因素中冷卻速率與硬度、力學強度間的關系，可以通過控制工藝流程參數來調整淬火過程中的冷卻速率，改變熱沖壓成形后的零部件微觀組織，從而獲得擁有不同力學性能分布的熱成形零部件，使得其在改善車體結構服役性能中起到關鍵作用。

熱成形件性能標準與檢驗

  在了解熱成形零件的重要性之后，對于生產出來的零件，我們需要管控它的尺寸、性能。對于供應商提供的熱成形部件，產品工程師應該用什么方法來驗收呢？我們今天就一起來看看熱成形件常見重要參數的常用檢驗手段。

1、尺寸精度

  滿足主機廠規定的切邊精度和裝配精度要求，可使用檢具、三坐標測量儀或三維掃描儀進行檢測。注意：成形過程中會有料厚的減薄，局部料厚相對于公稱料厚的減薄不超過20%。

三坐標測量機	便攜式三坐標
三維掃描儀	定制專用檢具

2、力學性能

  熱成形后零件的典型機械性能如下表所示：

狀態	屈服強度Rp0.2（MPa）	抗拉強度Rm（MPa）	斷后延伸率
			A80	A50	A
終成品	950~1250	1300~1650	4.5	5	6

  a. 如無法從全工裝樣件上獲得標準拉伸試樣，要保證芯部維氏硬度（HV1/HV10/HV30=400~520），表面洛氏硬度（41~50HRC）范圍內。
  b. 以上機械性能為熱成形之后的零件。
  c. 測試方法參考GB／T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗：室溫試驗方法》。
  d. 可進行三點壓彎/彎曲試驗。

拉伸試驗機

高速拉伸試驗機

3、表面質量

  熱沖壓件加工表面不允許有裂紋、雜質、起皺、氧化皮、切邊拉傷等缺陷。
  a. 對于不帶鍍層的熱沖壓零件，表面應經過噴丸或其他處理方式去除氧化皮。要去氧化皮，建議使用金屬噴砂進行噴丸處理，改用其他方案需得到主機廠的批準。
  b. 對于鋁硅鍍層板，鋁硅鍍層上不得出現成形相關的壓痕或內陷。其鍍層厚度見下表所示：

鍍層代碼	每側鍍層總厚度（μm）		每側擴散層厚度（μm）
	典型值	范圍	范圍
AS 40/40	21	15~30	≤12
AS 75/75	35	30~50	≤16

4、硬度

  零件的硬度指標是判斷熱成形工藝是否成功的決定性標準。可使用顯微硬度計對試樣進行硬度測試，測試前需要對試樣進行研磨拋光處理。熱成形零件的HV10/HV30須在400~520之間。
  測試方法可參考《GB／T231.2-2012金屬材料布氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與校準》。

數顯硬度計

便攜式硬度檢測儀

5、熱成形件多項性能無損檢驗方法：

  德國Fraunhofer開發的3MA PHS車身熱成形件機械性能無損測量技術能夠同時測定材料的多種相關質量特征，如硬度或拉伸試驗的變量。3MA-PHS快速無損檢驗技術是熱成形零件大批量生產中提升檢驗效率和檢驗覆蓋率的解決方式。

3MA-PHS技術在模具熱沖壓成形的汽車車身部件中常見檢測參數：   ● 硬度（HV）   ● 抗拉強度Rm   ● 屈服強度Rp0.2   ● 斷裂應變A50 / A80   ● 均勻應變AG   ● 總涂層厚度TLT   ● 擴散層厚度DLT   ● 軟硬過渡區力學性能掃描測量

  需要了解3MA-PHS無損檢驗相關技術及設備的，請在頁面留言中留下您的郵箱或聯系德國3MA系列儀器總代理上海量博實業有限公司。

6、元素組成

  成形前后的元素組成滿足要求，當然，禁止使用有害物質。元素組成會因為供應商的差異而有所不同，可由供需雙方協商確定。
  測試方法可參考GB／T4336-2016《碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法》。

7、金相組織

  熱成形零件的基體金相組織為板條狀馬氏體或馬氏體與貝氏體，總脫碳層深度不得超過0.05mm。部分主機廠規定，馬氏體含量大于95%。

8、整車碰撞試驗

  汽車整車碰撞試驗中，車身熱成形部件會發生吸能變形，但不允許產生碰撞開裂。

熱成型件檢驗技術應用總結

  本文簡要介紹了熱成形零件的幾個重要參數，同時對各種性能及參數的檢驗方法和標準做了描述。
  想做好熱成形零件的性能檢驗和品質管控，需以量產的節拍來進行沖壓，并去除剛開始的若干個零件，在后面的零件中隨機抽取若干個零件，進行相關的尺寸及性能等各方面的檢測。在這幾個參數中，尺寸精度要求是要達到的基礎，其次，更重要的是零件的力學性能要達標。元素分析與金相組織分析是從深層次方面來驗證零件的合格性。
  如果您對熱成形件質量、抗拉強度、屈服強度等機械性能，以及硬度、涂層厚度測量等有需要，上海量博實業有限公司經驗豐富的客戶服務團隊會在工作時間內為您解答有關我們產品，價格，訂購和其他信息的問題。