热冲压工艺传热系数的测定

热冲压技术是汽车应用领域中的高端技术，最早被部分发达国家的钢铁企业所掌握，现已成为汽车制造技术的发展趋势。该技术能大大提高钢板使用强度和零件尺寸精度，达到车身轻量化的要求。热冲压技术可以大幅提高冲压后产品的抗拉强度。热冲压的关键工艺过程是加热、冲压、保压和冷却。热冲压过程中传热系数的选择是决定热冲压工艺及其有限元模拟结果可靠性的最重要因素之一。淬火冷却过程可能需要长达10s的时间。为了最大限度地提高生产速度，优化淬火参数以实现最高淬火速率和减少淬火时间。

为了实现上述目的，设计和制造了热模拟新型测试台，利用

式中，Q是从工件传到模具的总热量；Tworkpiece是工件的初始温度；Tdie是模具的初始温度。

该热模拟新型测试台可以用空气或水等急冷系统，提供一个较高的冷却速度；测试过程可以完全用计算机控制和合理改变载荷温度，因此能精确地模拟实际生产过程；该测试台可以承受20t的静载荷，并且具有热电偶、传感器、称重传感器和激光引伸反馈先进控制系统对温度和接触压力进行控制。同时，对接触压力和温度对传热系数的影响进行了研究。热模拟新型测试台的开发是为了衡量热冲压工艺的界面传热系数（IHTC），定义如下：等辅助设备。

设计相应的试验，测量不同接触压力和温度下的传热系数。试验结果发现，随着接触压力的增大，传热系数呈现出非线性变化趋势，但当接触压力为100MPa时传热系数达到最大值。该研究对模拟热冲压工艺过程中传热系数的选择提供了一定依据。

刊名：Materials Today: Proceedings（英）

刊期：2015年第25期

作者：Kang Ji et al

编译：孙坚