[发明专利]一种横向连续变厚度的材料及其制备方法

说明书

一种横向连续变厚度的材料及其制备方法，所述材料沿宽度方向在不同位置产生不同的料厚{t₀,t₁,t₂,…,t_i,…,t_n}，其中t₀为初始材料厚度，t_i为减薄区域厚度，n为减薄区域数量，n≥1；减薄区域与非减薄区域之间为厚度过渡区域，其为过渡斜面，过渡斜面圆角半径R＝0.5～5mm。本发明通过后续的成形工艺加工成变厚度零件，以实现零件轻量化设计与低成本制造。

技术领域

本发明涉及成形技术，特别涉及一种横向连续变厚度的材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车燃油经济性要求不断提高，零部件轻量化设计与制造方法得到越加广泛的关注。变厚度材料可以根据零部件不同区域服役性能要求实现不同的材料厚度分布，在满足零部件功能要求的同时实现进一步轻量化。原材料的厚度变化主要通过激光拼焊或者轧辊轧制的方式来实现。采用轧制方式生产的变厚度材料由于其厚度连续变化，不存在焊缝突变，使用性能更好。

变厚度材料的主要分为纵向(平行于材料轧制方向)变厚度与横向(垂直于材料轧制方向)变厚度两种。

中国专利公开号CN105772505A公开了一种采用调整榨季辊缝的方式生产纵向变厚度板的方法；中国专利公开号CN103028601A公开了一种横向连续变厚度型材的连轧连辊成形方法及其装置，其关键在于通过上下轧辊组进行局部减薄；中国专利公开号CN103822081A公开了一种采用两组带有一定截面的轧机生产变厚度板的方法。

上述的横向变厚度材料制备方法均采用特殊的轧辊形状对材料进行轧制来实现，在加工强度较高的材料时难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种横向连续变厚度的材料及其制备方法，通过后续的成形工艺加工成变厚度零件，以实现零件轻量化设计与低成本制造。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

横向连续变厚度的材料，其特征是，所述材料沿宽度方向在不同位置产生不同的料厚{t₀,t₁,t₂,…,t_i,…,t_n}，其中t₀为初始材料厚度，t_i为减薄区域厚度，n为减薄区域数量，n≥1；减薄区域与非减薄区域之间为厚度过渡区域，其为过渡斜面，该过渡斜面圆角半径R＝0.5～5mm。

优选的，所述材料厚度过渡区域过渡斜面的倾角θ取值范围为15°～75°。

本发明的横向连续变厚度的材料制备方法，其特征是，采用至少一组包括上、下驱动辊及相应的上、下轴和至少一成形工具体的工具；上、下驱动辊分别安装于上、下轴上，其中，上驱动辊与上轴不固定联接，两者间可产生自由的相对转动；下驱动辊与下轴固定联接，通过下轴转速来调节材料进给速度；所述成形工具体与上驱动辊同轴安装，与上轴固定联接，对材料特定的部位进行旋薄；成形工具体、上驱动辊、下驱动辊与材料接触的线速度分别为v₁、v₂、v₃，满足v₁>v₂，v₂＝v₃；材料经成形工具体高速旋转挤压后流向相邻的区域，从而实现局部减薄，材料在横向不同的位置产生不同的料厚{t₀,t₁,t₂,…,t_i,…,t_n}，其中t₀为初始材料厚度，t_i为减薄区域厚度，n为减薄区域数量，n≥1。

优选的，所述下轴两端设用于材料横向定位的下轴肩辊。