基于高強度鋁板AA7075的B柱外板熱沖壓成形工藝研究

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基于高強度鋁板AA7075的B柱外板熱沖壓成形工藝研究

主要研究了制造B柱外板用鋁合金AA7075進行熱沖壓的可行性。鋁合金AA7075具有以下特點：單位質量內具有很高強度且屈服強度可以與高強度鋼DP（雙相鋼）和TRIP（相變誘發塑性剛）等相媲美。鋁合金AA7075主要應用于航空航天業，原因是使用這種材料需要進行一定的成形和接合處理，而這些處理過程將直接提高制造成本。

若想在汽車行業使用這類材料，則首先要改進該材料的成形方法，這樣才可以在生產更多量產沖壓件的同時，很好地控制生產成本。主要探索了通過對鋁合金薄板進行低溫模壓淬火提高材料強度的可能性。利用鋅合金模具評估制作B柱外板熱成形工藝的好壞。在成形和淬火處理之后，對零件進行人為老化處理，以重新獲得T6（固溶熱處理后進行人工時效的狀態）回火屬性。結果表明，熱沖壓成形過程中適當的進行人為時效處理能夠生產出高強度組件，這些組件的材料特性能夠與從供應商那里拿到的T6特性相比擬。此外，通過熱沖壓成形生產的B柱外板（圖1）經檢驗發現其回彈特性具有高尺寸精度。

本研究結果表明，在熱沖壓成形的AA7075-T6（一種高強度鋁合金板）過程中能得出以下結論。

（1）AA7075鋁合金材料在提升溫度時有夠的成形特性，可以成型制造出B柱外板。

（2）對于熱成形過程中的熱-力學性能的處理要注意兩個因素：一是對溶液熱處理；二是人工時效處理。只有處理好這兩個因素才能獲得接近T6特性的高強度鋁合金板材。

（3）雖然只對小樣板進行了檢驗，但觀察到了有殘余應力存在時其尺寸精度仍然能達到± 1mm。

（4）淬火速率充足（>300℃/s），可用于生產部件高強度部分。

（5）鋁的熱沖壓過程可以使用與沖壓件當前原型制造策略一致的鋅合金模具。

Nia R. Harrison et al. SAE 2004-01-0981.

編譯：王一瀏