汽車底盤件沖壓開裂成因分析及控制

姜楊

摘要：隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，沖壓技術(shù)在汽車領(lǐng)域中也獲得了較大的發(fā)展，如由原來單工序沖壓升級為連續(xù)沖壓，提高了工作效率，但這對原材料的質(zhì)量提出了更高的要求，而原材料成分和工藝設(shè)計的不合理以及產(chǎn)品質(zhì)量的波動等因素常常會導(dǎo)致在加工過程中出現(xiàn)沖壓開裂的現(xiàn)象，給加工企業(yè)和材料供應(yīng)商帶來較大的經(jīng)濟損失。

關(guān)鍵詞：汽車底盤件;沖壓開裂;成因分析;控制

引言

從汽車角度來講，汽車底盤故障的發(fā)生概率比較大，特別是經(jīng)常形式在復(fù)雜路面的車輛，車輛底盤的受損概率更高，也更容易誘發(fā)汽車底盤故障，因此，我們要提高對汽車底盤的重視程度，避免發(fā)生安全事故，因此，加強對汽車底盤的故障診斷是十分有必要的。一般而言，在汽車底盤中含有傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)。汽車底盤的狀態(tài)，關(guān)系到整車的操控性和安全性，以及發(fā)動機的動力傳遞和燃油情況，并且直接關(guān)系駕駛員的生命安全。為了保證汽車能夠安全行駛，及時地對汽車底盤進(jìn)行檢測和保養(yǎng)。隨著我國科技的不斷發(fā)展，針對于汽車底盤的檢測技術(shù)也越來越發(fā)達(dá)，檢測設(shè)備主要采用機電一體化設(shè)備，不僅能夠快速地檢查汽車底盤存在的安全隱患，還能有效地保證準(zhǔn)確率，為汽車底盤維修提供可靠的參考技術(shù)，保證汽車底盤的安全工作。

1汽車底盤的重要性分析

通常情況下，在汽車行駛的過程當(dāng)中，其中最常見的一種情況便是其底盤受損的問題。一般來說，汽車在行駛的過程當(dāng)中，經(jīng)常處于不同的工況之下，鑒于汽車的底盤最下方到地面的間距是很近的，所以，造成底盤所處的環(huán)境十分復(fù)雜多變。因此，應(yīng)該用鍍鋅鋼板作為汽車底盤的相關(guān)部件的原材料，發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。實際上，在底盤各部件的表面上本身加工使用了眾多防腐蝕性的物質(zhì)，而其外表面一旦受到鋒利物質(zhì)劃傷，必然造成其防腐層出現(xiàn)脫落的情況，從而造成生銹的問題。如果車主缺少底盤維護(hù)的意識，在車輛使用過程中不加注意，將導(dǎo)致其他汽車零部件的功能也不能很好地實現(xiàn)，汽車性能下降，同時也將縮短汽車的使用壽命。

2開裂原因分析

在熱軋生產(chǎn)過程中由于沿板寬溫度分布存在固有的差異，邊部溫度比中部低30℃左右，板寬方向的邊部與中部組織性能有一定差異，但通過以上現(xiàn)場試驗跟蹤和生產(chǎn)圖紙發(fā)現(xiàn)，同一塊鋼板同時沖壓左、右控制臂零件時，左控制臂無開裂，右控制臂開裂嚴(yán)重，并且開裂均在右控制臂，這與零件在酸洗板寬度即邊、中部的位置關(guān)聯(lián)度不大;從沖壓工藝的角度看，由于該零件成形缺陷處為伸長類翻邊成形，即為內(nèi)凹的外緣翻邊，此種翻邊凸緣成形會產(chǎn)生拉應(yīng)力而易于破裂;在伸長類成形工藝中，當(dāng)鋼板屈服強度低時，所需的拉力也小，成形工藝的穩(wěn)定性高，不易拉裂，即較低的材料強度和較高的延伸率會更有利于成形;但是通過現(xiàn)場取回缺陷樣板進(jìn)行檢測分析，發(fā)現(xiàn)鋼板橫向屈服強度高于縱向60MPa左右，延伸率偏下限。通過金相和電鏡檢測表明在開裂部位附近有硫化錳等夾雜物的存在，由于帶鋼S含量偏高，會使鋼中形成硫化錳夾雜，會進(jìn)一步降低材料的韌塑性，在沖壓變形過程中由于夾雜物的存在會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，致使有夾雜物存在的位置不能隨基體的形變而變形，產(chǎn)生微裂紋或小孔，在隨后的變形過程中，微裂紋或小孔進(jìn)一步聚集、長大，最終導(dǎo)致板材的開裂，為此需要從成分設(shè)計和煉鋼工藝著手改善帶鋼內(nèi)在純凈度。因此，較高的橫向屈服強度、較低的延伸率以及帶鋼硫化錳等夾雜物的存在是導(dǎo)致右控制臂沖壓開裂的主要原因。

3開裂消除措施

3.1做好車架的維修與保養(yǎng)工作

對于汽車而言，車架的作用很大，能夠?qū)Σ煌牧悴考M(jìn)行連接，承受了汽車內(nèi)部與外部的載荷。由于車架屬于重要的結(jié)構(gòu)之一，大多數(shù)零件均被固定到車架的上面。通常情況下，需要強化對車架的維修保養(yǎng)管理，而實際當(dāng)中，往往很多車主當(dāng)車架出現(xiàn)變形之后，才開始加以維修。為了延長車輛的使用壽命，車架應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)檢測，具體包括以下方面：（1）合理運用有關(guān)測量工具，完成準(zhǔn)確測定車架縱、橫寬度的任務(wù)，并且仔細(xì)觀看其符合相關(guān)規(guī)定與否;（2）應(yīng)用相關(guān)測量工具，完成測定汽車橫、縱間直線度的任務(wù)，以便明確其符合要求與否;（3）通過準(zhǔn)確測定汽車橫、縱梁間的具體垂直高度數(shù)據(jù)，明確其達(dá)到相關(guān)規(guī)定與否;（4）準(zhǔn)確測定汽車鋼板彈簧當(dāng)中支架銷孔的中心距與對角線間的長度，可以明確其滿足相關(guān)要求與否。（5）通過將上述數(shù)據(jù)信息與以往相關(guān)數(shù)據(jù)加以對比，最終明確車架具體的維修策略。進(jìn)行架裂紋、鉚接質(zhì)量維修的過程中，需要借助輕敲擊的方式來檢查車架有無裂紋、不同鉚接的部位是否存在松動的現(xiàn)象，如果部分鉚釘銜接發(fā)生松動的情況，應(yīng)該仔細(xì)加以檢查，同時予以有效焊接。

3.2具體措施

1）由于鈮元素作為一種重要的微合金元素，在軋制過程中可以提高材料的再結(jié)晶溫度，形成細(xì)小的碳化物和氮化物，抑制奧氏體晶粒的長大，最終通過晶粒細(xì)化和析出強化影響強度和韌性，為此通過適當(dāng)減少鈮元素含量，進(jìn)一步降低帶鋼的整體強度;2）通過提高卷取溫度，適當(dāng)增加晶粒的尺寸，可使帶鋼的屈服強度進(jìn)一步降低;3）由于錳元素與硫元素形成的硫化錳夾雜物和帶狀組織對鋼板的成形性具有不利作用，為此通過縮小硫含量的控制范圍;同時優(yōu)化煉鋼精煉工藝路徑，采取LF+RH雙聯(lián)工藝，并且RH采取本處理工藝，進(jìn)一步提高帶鋼的內(nèi)在純凈度。

結(jié)束語

1）通過采取降低鈮合金含量和提高卷取溫度，降低了帶鋼強度，提高了延伸率，保證鋼板合適的強韌性;2）通過降低硫含量和優(yōu)化煉鋼工藝路徑，使帶鋼純凈度得到進(jìn)一步改善，從而有效降低開裂的風(fēng)險;3）收嚴(yán)產(chǎn)品性能的放行標(biāo)準(zhǔn)，確保了左右控制臂沖壓生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。

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