5 系铝合金车门内板冲压成形及回弹研究
2023-12-21陈俊张玉成王博甘贵生彭波郑雪勇马相
陈俊,张玉成,王博,甘贵生,彭波,郑雪勇,马相
(1.重庆赛力斯新能源汽车设计院有限公司,重庆 401335;2.重庆理工大学 材料科学与工程学院,重庆 401135;3.挪威科技工业研究院,奥斯陆 0314)
随着对碳排放的要求越来越高,对汽车轻量化提出了更高的要求。铝合金材料因其质轻的特点而成为了汽车制造领域的新兴材料[1],近年来在汽车覆盖件上的应用也越来越多。国外主要是美国、日本、加拿大等国家对铝合金的应用较早,车用铝合金主要有2000、5000、6000 系列[2-3]。国内铝合金板材制造研究起步相对晚,随着国内新能源汽车的不断突破及市场占有量的飞速增加,铝合金材质在汽车车身上的应用迈向了更高的台阶,除侧围应用较少外,其余汽车覆盖件均应用较多[4-5]。
铝合金材料的延伸率小、成形性差,在成形过程中,应力分布不均、板料流动不均会导致零件极易出现开裂、起皱等现象[6]。车门内板是汽车A 级零件,其成形复杂、尺寸较难控制,且对外观要求较高[7-8],是汽车覆盖件的关重件,尤其是整体式车门内板,近年来铝合金材质在门内板方面的应用也越来越广。
由于钢、铝的弹性系数及弹性模量(钢弹性模量为210 GPa,铝弹性模量为72 GPa)不同,所以钢、铝回弹相差较大。由理论纯膜应力的回弹计算公式LSB=L0σmen/Emod(其中LSB为理论回弹,σmem为拉伸应力,Emod为弹性模量,L0为试件原始长度)可知,理论上铝合金的回弹是普通钢回弹的2.6 倍。例如,当L0=1 000 mm 时,低碳钢与铝合金材质的回弹分别为1.0 mm(对应σmem=210 MPa,Emod=210 GPa)和2.6 mm(对应σmem=182 MPa,Emod=72 GPa)。
综上所述,成形性差和回弹大是铝合金材质面临的两大挑战。……
