[发明专利]高强度热轧汽车纵梁材料及纵梁制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种高强度热轧汽车纵梁材料及纵梁制造方法。

背景技术

汽车车架由纵梁和横梁构成的大梁等部件组成，经由悬挂装置、前桥、后桥支承在车轮上，必须有足够的强度和刚度以及承受汽车的载荷及各种复杂工况下的冲击。汽车纵梁一般采用高强度钢板经过冲压或者滚压成型加工而成，随着钢板强度的提高，所需冲压机械的冲压力增加，冲压后的回弹量也将增大，因此高强度汽车纵梁的成型一般采用滚压成型。由于汽车车架一般采用冷加工成型，纵梁和横梁之间采用螺栓连接或焊接等连接方式，车架承受车厢、装载货物重量及外界各种复杂工况下的冲击，因此汽车纵梁用钢板必须具有高强度、较好的冲击性能和冷弯性能，以适应冷成型加工要求。同时在国家鼓励减重节能的环境下，充分挖掘汽车零部件的减重和轻量化潜力，是汽车行业材料技术人员面临的长期课题。现有技术为提高汽车的装载能力，重型汽车车架通常采用双梁，即纵梁内衬副梁的方法，这种结构存在的缺陷是汽车自身的重量加大，这不仅增加制造成本，也增加了汽车重量和燃油消耗。汽车纵梁用钢板一般为微合金高强度钢，屈服强度为500-650MPa级别；德国某重型汽车车架也多为屈服强度500MPa级别钢板，成型工艺多采用滚压成型。该强度级别的车架纵梁存在的缺陷是，载重汽车车架承载能力不足。

发明内容

本发明的目的就是为了解决高强度汽车纵梁难成型的问题；提供一种高强度热轧汽车纵梁材料及纵梁制造方法。本发明的热轧汽车纵梁钢板具有强度高，易于成型，适用于700MPa级别纵梁钢板的成型，所需设备吨位小，纵梁表面质量好，车架纵梁由采用低强度主、副梁相配的双层车架变成单层车架，单车可实现减重300kg以上，达到减轻汽车自重，降低燃油消耗的目的，有明显的社会效益。

本发明的还提供一种高强度热轧汽车纵梁的成型方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度热轧汽车纵梁材料，所述纵梁材料的化学成分按重量百分数为：C：0.04～0.10%、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%、余量为Fe。

一种高强度热轧汽车纵梁制造方法，包括以下步骤：

1）利用分条刀具将大梁钢板进行开卷、矫平、分条；

2）大梁钢板通过成型辊滚压成型；

3）通过切断模具采用45°斜切工艺切断大梁钢板；

4）大梁钢板数控打孔；

所述步骤1）分条采用的分条刀具材料：H13，刀具硬度：58-60HRC，分条刀具间隙：8-10mm。

所述步骤2）采用15套成型辊，每套成型辊分别包括一只主动辊、二只从动辊，每套成型辊使得大梁钢板的变形角度分别为：1辊0°、2辊15°、3辊25°、4辊35°、5辊43°、6辊51°、7辊59°、8辊67°、9辊75°、10辊81°、11辊86°、12辊以后均为90°，每套成型辊之间的距离为1000mm。

所述步骤3）的切断模具包括静刀片，动刀片，材料为H13，硬度58-60HRC，动刀片R角半径为0-14mm，切断刀具间隙为0.8-1.2mm。

所述大梁钢板力学性能为：R_P0.2≥700MPa，Rm 750～950MPa,A₅≥15%。

本发明工作原理：本发明纵梁的化学成分按重量百分数为：C：0.04～0.10%、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%、余量为Fe。其力学性能为：R_P0.2≥700MPa，Rm 750～950MPa,A₅≥15%。本发明的纵梁通过以下步骤制造：1）将大梁钢板进行开卷、矫平、分条；2）大梁钢板通过成型辊滚压成型；3）通过切断模具采用45°斜切工艺切断大梁钢板；4）大梁钢板数控打孔；数控打孔后，热轧大梁钢板成为预定长度、截面规格的纵梁。步骤2）采用15套成型辊，每套成型辊分别包括一只主动辊、二只从动辊，每套成型辊使得大梁钢板的变形角度分别为：1辊0°、2辊15°、3辊25°、4辊35°、5辊43°、6辊51°、7辊59°、8辊67°、9辊75°、10辊81°、11辊86°、12辊以后均为90°，每套成型辊之间的距离为1000mm。