자동차 용 고강도 강판의 유형 및 특성
용도에 따라 각종 강화 메커니즘이 자동차 강판에 적용된다. 전통적인 자동차 강판은 주로 저탄소강에 합금 원소를 첨가하여 용액 강화 강철과 결정립 미세화의 침전 강화 강철을 형성하여 저탄소강의 고강도를 실현하는 두 가지 방법을 채택하고 있다. 현대자동차 고강도 강판은 강철의 김상조직을 이용하여 제련과 열처리 과정에서 강화되는 메커니즘으로 현미조직 강화, 복합조직 강화, 상변화 강화, 열처리 강화, 냉가공경화 강화, 시효강화 등 현대 고강도 강철을 얻는다. 최근 몇 년 동안 이 고강도 강철 압연 강판은 자동차 제조에서 광범위하게 응용되었다.
(1) 베이킹 경화강 (BH 강).
BH 강의 현미조직은 철소체를 기체로 하여 주로 용액 형태로 강화된다. BH 강철의 특징은 첨가된 화학원소인 인이 제강 과정에서 탄소 질소와 함께 용액 강화를 형성하여 용액 강화를 실현할 수 있다는 것이다. 자동차 차체 제조 과정에서 펀치 가공을 할 때 기체 (철소체) 의' 전위' 밀도가 증가하고 탄소, 질소 원자가' 전위' 로 확산되는 거리가 짧아진다. BH 강철로 만든 차체가 페인트칠을 할 때, 차체는 각종 건조로에서 가열되거나 구워진다. 이때 탄소, 질소 원자가 고용체에 퍼지는 열 활성화 에너지를 부여하여 탄소, 질소 원자를' 전위' 에서 석출시켜 제품의 항복 강도를 높였기 때문에 경화 강철을 굽는다고 한다. BH 강은 일반적으로 차문과 트렁크 외판 등의 부품을 가공하는 데 사용됩니다.
(2) 쌍상 강 (DP 강).
DP 강에는 매우 부드러운 철소체와 단단한 마르텐 사이트가 있습니다. 김상조직에는 대량의 철소체 (즉, 김상조직의 기체는 철소체임) 가 함유되어 있기 때문에 연신율이 상당히 높고 소성이 상당히 좋아 인 등의 원소를 첨가하여 고용체를 형성하는 기존의 고강도 강판에 가깝다. 또한, 강철의 경상 마르텐 사이트와 연상 페라이트 사이의 변형은 조정되지 않지만, 압력 하에서 처리 할 때 상당한 가공 경화가 발생할 수 있으므로 DP 강은 상당히 높은 가공 경화를 생성하여 인장 강도를 가지며, 스트레칭시 "목 수축" 의 발생을 제한하며, 우수한 연성과 성형 성을 갖는다. 따라서 도어 보강판, 범퍼 등과 같이 가공성에 대한 요구가 엄격한 보드 펀치에 사용됩니다.
(3) 상 변화 유도 플라스틱 강 (트립 강).
TRIP 강철의 김상 조직에는 철소체와 상전이로 인한 베이 기체와 잔여 오스테 나이트 및 마르텐 사이트가 많이 포함되어 있습니다. 베이 조직은 중온 등온 또는 연속 냉각을 통해 얻을 수 있다. TRIP 강철의 베이 나이트 또는 베이 나이트-페라이트로 구성된 매트릭스 (매트릭스) 금상에는 마르텐 사이트 및 잔류 오스테 나이트가 분산됩니다. 이러한 잔여 오스테 나이트는 가공 중 마르텐 사이트로 다시 전환되어 특정 재료의 강도가 증가하여 재료의 가공 성능이 우수하고 내 충격성이 크게 향상됩니다.
현재 세계 주요 철강회사에서 생산하는 DP 강 또는 TRIP 강의 인장 강도는 이미 590 ~ 980 MPa 에 달하며 이미 실용단계에 들어섰다. 새로 개발된 버스의 전면 선반 대들보, 스티어링 레버 아래쪽 팔 및 차체 기둥은 DP 강철 또는 TRIP 강철을 사용합니다.
(4) 다상 복합 강 (CP 강).
CP 강은 결정립 미세화 메커니즘에 따라 가소성을 높이는 조치를 취했을 뿐만 아니라, 김상 조직 경화 메커니즘을 통해 강도를 높이는 조치를 취했으며, 동시에 역학 성능을 향상시켰다. 듀플렉스 스틸 DP 에 비해 동일한 인장 강도 800MPA 에서 CP 강의 항복 강도가 현저히 높아지고 더 크다는 점을 강조해야 합니다. CP 강은 또한 상당히 높은 내충격성과 에너지 흡수 특성과 높은 잔류 변형 능력을 가지고 있다. 따라서 CP 강은 인장 강도, 가공 경화 계수, 균일성이 매우 높습니다. CP 강철로 가공된 제품을 예로 들면, 코팅할 때 굽는 경화 후 인장 강도가 800MPA 를 넘을 수 있습니다.
(5) 페라이트-베이 나이트 강 (FB 강).
페라이트-베이 니틱 강은 플랜지 플랜지 플랜지 플랜지 또는 긴 구멍의 인장 강도를 높일 수 있는 기능을 가지고 있기 때문에 스트레칭 플랜지 또는 높은 리밍 강으로도 알려져 있습니다. FB 강철은 열연 제품을 만드는 데 사용할 수 있으며, 주요 장점은 리밍 플랜지 실험을 통해 결정된 평평한 플랜지 또는 플랜지 모서리 형성으로 인한 모서리 성능을 향상시키는 것입니다. 이 방면에서 모두 고강도 합금강과 쌍상강보다 우수하다. HSLA 강보다 동일한 항복 강도에서도 가공 경화 계수 N 이 더 높고 전체 모서리 연장이 증가합니다. 또한 FB 강은 납땜성이 뛰어나 중대형 차체 부품을 스탬핑하는 레이저 맞대기 용접판 (TWB) 을 생산하는 데 사용되었습니다. FB 강의 중요한 특징은 좋은 충돌 방지 성능과 우수한 피로 방지 성능입니다.
자동차 및 기존 문제에 고강도 강판 적용
1 자동차 외판에서의 고강도 강재의 적용
지붕, 차 문, 트렁크 등의 부위에는 변형 강성과 처짐 방지 성능이 필요하며 주로 인장 강도 340 ~ 390 MPa 의 BH 강판을 사용합니다. 굽고 페인트할 때 BH 강판의 항복 강도가 증가하면 내처성을 높이고 성형성을 잃지 않고 강판을 얇게 만들 수 있다. 현재 일부 차종은 이미 440MPA BH 고강도 강판을 사용하고 있다.
차체 골격에 고강도 강판 적용
정면 및 측면 충돌 안전 표준이 향상됨에 따라 590MPA 급 고강도 강판은 주로 프레임 및 보강재에 사용됩니다. 일부는 780MPA, 980MPA 의 고강도 강판도 사용한다. 390MPA, 440MPA 급 고강도 강판까지 스탬핑한 다음 강화 부위에 고주파 가열 담금질을 하여 부품 부분 인장 강도가 1200 MPa 에 달하고, 가열 강판을 스탬핑하는 동안 냉각되어 부품 전체 인장 강도가 1470 MPa 에 달합니다 또한 레이저를 이용하여 두께가 다르고 재료가 다른 강판을 조립하여 재료 구성을 원하는 재료와 사용 부위에 맞추는 철자 용접법도 있습니다. 스펠링 부품을 조립하고, 부품 수를 줄이고, 스폿 용접 플랜지를 제거하는 것은 자동차 경량화에 큰 역할을 한다. 사용 초기에 재료 활용도를 높이기 위해 용접 재료는 작은 부품에만 사용되었지만 최근에는 차체 측면판과 트렁크 바닥 등 대형 부품으로 확장되었습니다. 용접판은 주로 400 ~ 590 MPa 급 고강도 강판을 사용하며, 때로는 780MPA 급 및 980MPA 급 고강도 강판도 사용한다.
자동차 섀시에 3 고강도 강판 적용
현량용 재료는 기존의 440MPA 열연판에서 780MPA 로 발전하여 최대 30% 감량했다. 최근 몇 년 동안 고강도 강판이 섀시에 사용되는 비율이 급격히 증가했다. 앞으로 고강도 강판의 비중과 고강도 강판의 응용이 더욱 높아질 전망이다.
4 고강도 강판 성형의 주요 문제점
고강도 강판은 가소성이 떨어지고 성형성이 떨어지는 반면 항복 강도가 높아지면 표면 왜곡과 반발 효과가 생겨 모양 불안정성이 높아진다. 일반적인 성형 결함으로는 균열, 모양 불량, 치수 정밀도 저하 및 점성 금형이 있습니다.
(1) 금이 갔다.
고강도 강판의 강도를 높이면 가소성이 떨어지기 쉬우며, 팽창형과 스트레칭 플랜지의 파단 한계도 낮아진다. 강판의 강도가 높아서 균열이 생기기 쉽다. 또한 더 큰 성형력이 필요하기 때문에 연속 가공 중 성형 온도가 높아지면 금형이 막히고 결과적으로 균열이 유발됩니다.
(2) 외형이 좋지 않다.
항복점이 올라가면 주름이 생기기 쉽다. 구김은 끈적임과 균열을 일으킬 뿐만 아니라, 성형 후기에 제거하기 어려우며, 종종 모양이 불량하게 된다. 성형 후기에는 구김살을 제거할 수 없기 때문에 펀치는 하점에서 성형할 수 없습니다. 또한 성형 후 탄성 회복으로 인한 모양이 불량하고 구김으로 인한 표면 변형도 큰 문제다.
(3) 치수 정확도가 떨어집니다.
재질 강도가 증가하고 잔여 응력이 증가하면 모양이 불량해지고, 성형 후 탄성 회복으로 인해 치수 정확도가 떨어집니다 (반발). 이것은 고강도 강판 성형에서 가장 심각한 문제이다. 스프링 백은 두께 방향의 응력 차이로 인한 치수 정밀도가 떨어지는 현상으로 펀치 각도 불합격 및 표면 뒤틀림으로 나타납니다. 재료의 강도가 증가함에 따라 불합격 각도와 뒤틀림이 심각해졌다.
(4) 클램핑.
고강도 강판은 가공물과 금형 사이의 접촉 압력을 높이기 위해 큰 성형력이 필요합니다. 이렇게 하면 금형에 쉽게 끼울 수 있다. 이런 현상이 비교적 심하면 금형을 교정해야 한다. 이를 위해서는 금형을 표면 처리하고 담금질하는 데 더 적합한 재질이 필요할 뿐만 아니라 금형의 유지 관리 주기를 단축하고 금형의 유지 관리 비용을 늘려야 합니다.
고강도 판의 스탬핑 공정 특성 분석
금형 제조는 주로 공정 설계, 구조 설계, 가공, 클램핑, 디버깅 5 단계로 나뉩니다. 공정 방안의 설계는 부품의 최종 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 요소라고 말해야 한다. 공정 시나리오는 제품의 모양과 사용 기능을 직접 결정하며 금형의 생산 비용에도 영향을 줍니다. 또한 금형 구조의 합리성은 금형의 가공 성능 및 작동 유지 관리의 편리성에 직접적인 영향을 미칩니다. 빔형 고강도 강판에 재질 선택과 열처리는 매우 중요합니다. 부품 스프링 백 및 스트레칭 몰드 풀 문제를 해결하기 어렵다. 이 두 가지 문제를 해결하기 위해서는 전체 과정을 통제해야 한다. 위의 분석을 바탕으로 전체 프로젝트의 주요 제어점은 다음과 같이 결정됩니다.
제품 입력 제어 (제품 스탬핑 공정 검토);
최적의 펀치 공정 설계 (강도 시트마다 다른 시나리오 사용)
합리적인 금형 구조 (가공 성능, 스프링 백 조정 촉진);
인서트 재료의 마모 및 찰과상 (적절한 재질 및 열처리 방법 선택).
1 고강도 보드 제품의 성형 성 예측
갑작스러운 보스를 도태하다
지역 드럼 백을 피하십시오.
단면선 길이의 급격한 변화를 피하십시오.
반등 방지 조치
모깎기: 부품의 모깎기는 원칙적으로 8 보다 작을 수 없을 정도로 커야 합니다. 그렇지 않으면 시트가 쉽게 끊어지고 부품의 플랜지가 성형 후 위로 올라갑니다.
2 고강도 강판 결함 제어 기술
고강도 강판은 균열, 모양 불량, 치수 정밀도 차이 등의 펀치 결함을 일으키기 쉽다.
(1) 균열과 불량 모양 (구김) 을 방지하는 기술.
강판의 강도가 높으면 성형성의 저하를 초래하기 쉽다. 따라서 복잡한 쉐이프를 가진 부품을 펀치하는 것은 매우 어렵습니다. 그러나 이 방법은 부품의 형태를 플랫화하는 효과적인 방법입니다. 컴퓨터 처리 속도와 소프트웨어 기능이 향상됨에 따라 시뮬레이션 성형 기술이 빠르게 발전하여 균열, 구김 등의 불량 모양 결함을 정밀하게 예측할 수 있습니다. 이제 시뮬레이션 성형 기술이 파열 및 구김 예측, 적용 가능한 압력력 설정, 적합한 가공물 여유 설정 및 강성 리브 펀치 형상 최적화에 적용되었습니다.
(2) 치수 정확도가 떨어지는 것을 방지하는 기술.
자동차 구조 부품의 고강도 재료가 급속히 발전함에 따라 최근 몇 년 동안 스탬핑형 리바운드 방지 기술 개발에 대한 목소리가 날로 강해지고 있다. 이를 위해 금형 구조에서 다음과 같은 조치를 취했습니다. ① 다이 어깨 근처의 역방향 굽힘을 사용하여 펀치 굽힘을 줄일 때 자주 발생하는 표면 뒤틀림을 줄입니다. (2) 금형에 리브를 설정하고 하한점 근처의 볼록한 부분을 강판에 밀어 넣어 시트 두께 방향으로 인한 잔여 응력을 줄여 표면 뒤틀림을 방지합니다. 또한 한 번의 성형 과정에서 전체 성형 프로세스의 대부분을 완료한 다음 2 차 성형을 위해 리브 공정을 수행하고 고압 가장자리 힘을 적용하여 가공물이 가장자리 루프에서 유입되는 것을 방지하는 구부리기 펀치 방법도 있습니다. (주:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,)
반면 금형 설계 중 스톡 스프링 백 양을 예측합니다. 금형 쉐이프를 예측하는 방법은 리바운드를 방지하기 위한 조치로 널리 사용되었습니다. 시뮬레이션 성형법은 예측 방법 중 하나로, 그 작용이 점점 더 두드러져 균열과 불량 모양을 정밀하게 예측할 수 있다. 이 방법은 이미 실제 공사에 적용되었다.
(3) 끈적 끈적한 몰드 (생산성에 영향을 미침) 를 방지하기위한 조치.
새로운 박막 가공 방법인 다이아몬드 탄소 (DLC) 박막 가공 방법은 생산성에 영향을 미치는 점성 현상을 해결할 수 있다. 또한 DLC-Si 막 처리 방법이 있어 현재 TIC 및 TIN 처리에 비해 금형의 수명 1 배를 높일 수 있습니다. 금형 비용을 제어하는 관점에서 시뮬레이션을 통해 표면 처리가 필요한 부품을 미리 예측할 수 있는 방법도 제시되었습니다. 성형력이 증가함에 따라 펀치 설비의 능력 부족도 우려할 만한 문제이다. 펀치 부품의 모양을 단순화하고 용접 재질을 사용하는 것이 이 문제를 해결하는 효과적인 방법입니다. 이는 성형 공정 수를 늘리는 데도 효과적이지만, 펀치 부품과 공정의 구분을 재검토하는 데도 효과적이지만, 비용 증가와 관련해서는 면밀한 연구가 필요하다.
고강도 시트 부품 금형 구조 포인트
금형 가공을 용이하게 하기 위해 금형 재작업시 예기치 않은 이중 압력으로 인해 다이캐스팅이 손상되는 것을 방지하기 위해 새로운 구조를 채택했습니다. 금형 고정석은 두 개로 나뉘어 중간에 M24 스터드로 연결되어 있고, 양쪽에는 잠금판으로 연결되어 있고, 하단은 밑받침에 누워 있습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 몰드명언) 가공시 좌우로 분리하여 중간 슬롯 가공을 용이하게 하고, 작업사고가 발생했을 때 볼트와 잠금판을 손상시켜 주물의 안전을 보장합니다.
강도 높은 판, 빔 부품의 특수성에 대해서는 이전 단계에서 다중 라운드 시뮬레이션을 거쳐 스프링 백이 수정되고 보정되었습니다. 그러나 금형을 물리적으로 수정하는 것은 불가피합니다. 금형 삽입은 모두 CR 12MOV 이므로 금형 표면 용접이 어렵기 때문에 용접 후 국부 재질 경도 편차로 인해 부품 표면 인장 결함이 발생하기 쉽습니다. 둘째, 열처리 후 CR 12MOV 인서트 가공이 어렵고 재료 비용이 높습니다. 따라서 인서트의 폐기 손실을 피하기 위해 HT300 을 펀치 인서트로 사용하고 부품 디버깅이 완료될 때까지 교체하기로 결정했습니다.
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