[发明专利]一种高强度扭力梁横梁的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度扭力梁横梁的制作方法，属于汽车配 件技术领域。

背景技术

随着全球汽车保有量的不断增加及生态环境的日益恶化，如 何减少汽车的碳排放成为世界各国汽车行业的首要解决问题。而 汽车的自重则跟油耗、碳排放有直接的关系，经研究发现：汽车 自重每减轻10％，其油耗可降低8％-10％，因此汽车的轻量化则是 解决这一问题的有效方法之一。而高强度钢的运用，可以在保证 汽车零部件的结构强度，满足碰撞要求的同时，能够有效降低零 件的厚度，实现对汽车零部件的轻量化。

汽车扭力梁横梁是汽车的底盘零部件，在进行设计及材料选 择时，需要同时考虑零件的强度及疲劳耐久性能(疲劳极限)。 目前，汽车扭力梁横梁通常有两类型：闭口梁和开口梁，而开口 梁相对于闭口梁来说，在满足同样性能要求的基础上，开口梁的 重量要增加2kg-5kg。因此，目前在制造扭力梁横梁时，基于强 度，疲劳耐久及轻量化的考虑，通常采用高强度钢作为原料,采用 内高压成形获得闭口式扭力梁横梁。

扭力梁横梁内高压成型工艺一般工艺加工流程如下：制管： 通过制管设备，将高强度钢板弯曲成所需要的尺寸的圆管，随后 通过高频焊机进行焊接，从而获得一根闭合截面的圆管；预成型： 通过人工或机器人将管件放置冷成形模具中，通过冷冲压的方式 获得具有大致形面的半成品件；内高压成形：将半成品件放置内 高压成型模具中，通过管件内外部的冲液，加压，成形，从而获 得最终零件形貌。如韩聪等人发表的预制坯形状对扭力梁内高压 成形的影响分析(材料科学与工艺，第19卷，第4期，2011年8 月)通过采用高强度的钢板坯料制成圆管，然后再进行预成型处 理和内高压成型，得到最终的高强度扭力梁横梁。虽然，该方法 能够获得一定强度的扭力梁横梁，然而，随着材料强度的提高， 获得闭口式扭力梁横梁所需装备的载荷及模具的要求也逐渐增 大，模具的磨损加剧，易造成模具使用寿命的降低和零件的成品 率降低等问题，因此，现有的采用内高压成型的强度最大也大多 是只能达到780MPa左右，而为了满足成品率的要求一般也只采用 强度在600MPa的钢板材料，而该文献中为了得到较高强度的成品 是通过对预成型加工工序的改进来实现，但其也只能达到428MPa 左右的强度性能。由于材料的强度无法提高，又导致扭力梁无法 满足最初的设计要求，疲劳循环次数也无法达到要求。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的问题，提供一种高强度扭 力梁横梁的制作方法，解决的问题是如何实现提高材料的强度性 能和耐疲劳的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种高强度 扭力梁横梁的制作方法，该方法包括以下步骤：

A、制管：选取微观组织为铁素体和珠光体双相组织的钢板坯 料，根据扭力梁横梁的尺寸大小，通过制管机进行卷曲成相应尺 寸的圆管，再进行焊接，使获得闭合的圆管；

B、预成型：将上述闭合的圆管进行冷冲压成型，使获得具有 扭力梁横梁形面的扭力梁横梁半成品；

C、内高压成型：将获得的扭力梁横梁半成品再通过内高压成 型加工，得到成型后的扭力梁横梁；

D、热加工：使得到的成型后的扭力梁横梁在温度为900℃～ 980℃的条件下进行热加工处理，然后，进行冷却淬火，获得高强 度的扭力梁横梁。

本发明的高强度扭力梁横梁的制作方法，由于采用微观组织 为铁素体和珠光体双相组织的钢板坯料为原材料，相比于高强度 的钢板，由于所选用的原材料具有较低的强度，使具有较高的延 伸率，实现无需增加成型设备的载荷，就能够满足预冷冲压成型 和内压成型的要求，从而能够减少模具磨损，保证了模具的精度 要求，从而使具有较高的成品率要求；但另一方面，由于采用较 低强度的钢板其通过内高压成型后的产品的强度还较低，为了解 决该问题，本发明通过对内高压成型后的产品进行热加工处理， 通过使其在900℃～980℃的条件下进行处理，然后，再经过淬火 过程，从而使其微观组织发生转化，最终获得均匀的马氏体组织， 从而使得到的扭力梁横梁具有相当高的力学性能，抗拉强度能够 达到1500MPa以上，屈服强度能够达到1000MPa以上，从而也就 提高了扭力梁横梁的疲劳耐久性能，而由于强度性能的提高，从 而使能够满足扭力梁横梁的疲劳耐久要求的基础上，还能够降低 所选钢板坯料的厚度，也实现了对产品轻量化的要求。