第42卷第9期 Vol. 42No.9
假压技术
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
新型模具制取变强度制件及其力学性能研究包丽，谷泉2，蔡有杰，吴志东，刘萌，刘尚
2017年9月 Sep-2017
（1.齐齐哈尔大学机电工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006：2.辽宁科技学院机械工程学院，辽宁本溪117004）
摘要：设计出利用感应加热方式形成变强度制件的热冲压新型分区模具，进行了热－流-固耦合场的理论分析，建立了热一力耦合有限元模型，得到了板料在热冲压过程中温度和维氏硬度的分布。仿真结果表明，当模具感应加热端温度升至400C 时，加热端的冷却速度为13.6℃·s-"，冷却速度决定了板料不同温区的微观组织和维氏硬度。利用该模具进行了热冲压实验，对不同温区的微观组织和维氏硬度进行检测。结果表明：
该模具可冲压不同高温区（低强度）
形状的制件。制件高温区
已经基本转化为贝氏体组织，过渡区转化为马氏体、
贝民体和铁素体多相混合组织，
低温区转化为板条状马氏体组织。设计
出的新型分区模具可以获得变强度制件，为成形复杂变强度零件和工艺参数的优化提供了依据。
关键词：新型模具：热冲压；变强度制件；力学性能；有限元模拟 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 09, 023
中图分类号：TG142.33
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）09-0123-07
Producing hot stamping parts with variable strengths by a new die and
study on mechanicalproperties of stamping parts Bao Li', Gu Quan', Cai YouJie', Wu Zhidong', Liu Meng', Liu Shang
( 1. Mechanical and Electrieal Engineering College, Qiqihar University , Qiqihar 161006, China :
2. School of Mechanical Engineering, Liaoning Institute of Science and Technology, Benxi 117004, China)
Abstract : A new type of hot stamping partition die was designed to form parts with variable strengths by induction heating, and the ther mal fluid solid coupling theory analysis was carried out. Then, the finite element model with thermal mechanical coupling was established, and the temperature and Vickers hardness distributions of sheet metal in hot stamping were obtained. The simulation results show that the cooling rate of heating die is 13. 6 °C - s-1 when the temperature of induction heating end of the die raises to 400 °C , so the microstructure and Vickers hardness of sheet metal at different tempenatures are detemined by diferent cooling rates, Furthemore, the hot stamping ex-periments are carried out by the die, and the microstructure and Vickens handness at different temperatures regions are examined. The re-sults show that the new die can form parts with high temperature xone ( low strength) , and the bainite mierostructure of stamping parts is transformed from the high temperature zone, the martensite as well as bainite and ferrite multiphase mised microstructures are transformed from the transition zone respectively, the lath shape martensite is transformed from low temperature region. The new hot stamping die can obtain stamping parts with variable strengths and provides the basis for obtaining stamping parts with variable strength and the optimization of process parameters.
Key words : new die; hot stamping; stamping parts with variable strengths; mechanical properties; FE simulation
近十几年来，国内外对热冲压技术研究进展迅传统意义的高强钢板热冲压成形工艺要求对板
速。
料整体进行均匀加热后快速成形并模冷萍火，获得整体力学性能均匀的冲压件。但是，某些汽车车身冲压件并不要求均勾的整体高强度]，恰恰相反，
收稿日期：20170328；修订日期：20170620
基金项目：黑龙江省教育厅基本业务专项理工青年骨干项目
(135109310）作者简介：包
丽（1984-），女，博士，副教授
万方擎据al：M19841222e163.com
某种强度的差异分布反倒对汽车的轻量化和安全性更有利。例如，当汽车B柱的上部具有较高强度
会提高汽车乘员空间的抗变形能力，而其下部时，
具有较低强度和较高塑性时则有利于吸收汽车撞击能量。因此，上部具有高强度而下部具有高塑性的 B柱可以最大程度地保障司机和乘客的安全[2]。如何实现汽车热冲压件强度的可设计分布已经成为近年来科研工作者关注的重点。如图1所示，目前提出的变强度汽车零部件的制造方法可以分为两类：通过改变热冲压工艺和工具的方法（图1a）和通过