1、第三章 汽車覆蓋件資料第一節(jié) 汽車覆蓋件板材的根本要求第二節(jié) 汽車覆蓋件常用板材第三節(jié) 汽車覆蓋件板材成形性能及實驗方法.第一節(jié) 汽車覆蓋件板材的根本要求為滿足不同部位覆蓋年的作用和簡化工藝過程，對覆蓋件有以下要求：1. 強度高 2.成形性好3.質量輕 4.耐腐蝕5.良好的焊接性 6.抗凹陷性7.外表光潔，易涂裝 8.不污染環(huán)境9.可以再生 10.質量均勻11.供應渠道寬 12.價錢合理.第二節(jié) 汽車覆蓋件常用板材 自1912年以來，鋼板不斷是制造汽車覆蓋件和構造件運用的主要資料。據(jù)統(tǒng)計，在汽車的兩萬多個零件中，有86%是金屬資料，而在金屬資料中有80%是鋼鐵資料，闡明在汽車制造業(yè)中，鋼板占有

2、重要的位置。 汽車用沖壓鋼分為： 1沸騰鋼 運用于20世紀5060年代 2鋁鎮(zhèn)靜鋼 運用于20世紀6080年代 3無間隙原子鋼 運用于20世紀80年代以后.表3-1 三代沖壓鋼性能比較鋼種屈服點s/MPa抗拉強度b/MPa斷后伸長率（%）厚向異性系數(shù)r值硬化指數(shù)n值沸騰鋼18019029031014481.01.2約0.22鋁鎮(zhèn)靜鋼16018029030044501.41.8約0.22IF鋼10015025030045551.82.80.230.28.一、汽車廠訂貨 我國國家規(guī)范中冷軋鋼板的外表精度分為兩個或三個等級，I級，II級或III級，但是 有的規(guī)范I是普通外表精度，有的卻代表最高外表精

3、度。在選擇鋼板鋼帶的外表質量時，一定要按照所選鋼板或鋼帶的詳細牌號和運用規(guī)范而定。應按國家規(guī)范GB/T 708-2006進展選擇鋼帶。.二、鋼板的分類按規(guī)范不同，可以將鋼板按如下方式分類：按厚度分：薄板，中板，厚板，特厚板按軋制方法分：熱軋鋼板，冷軋鋼板按外表特征分：鍍鋅板，鍍錫板，復合鋼板，彩色涂層鋼板按強度級別分：普通強度鋼板，高強度鋼板，超高強度鋼板按強化機理分：固溶強化，析出強化，組織強化等冷軋板按沖壓級別分：商用級，普通沖壓級，深沖壓級，超深沖壓級，特超深沖壓級。.1.普通低碳鋼板汽車車身消費用鋼板幾乎全是普通低碳鋼板，用于汽車覆蓋件的鋼板厚度為0.3mm3.0mm，其中0.62.0

4、是優(yōu)選厚度。鋼件外表質量分為：超高級的精整外表FDO5外表，高級的精整外表O4外表，較高級的精整外表O3外表。.2.鍍層鋼板沒有鍍層的鋼板稱為基板，裸板或原板，為了防止基板氧化而銹蝕，提高鋼板的耐腐蝕性，汽車車身覆蓋件開場運用鍍鋅鋼板消費。表3-2 國外幾個主要廠家轎車用鍍鋅板的消費工藝廠家外板內板及底部零件日產電鍍Zn-Ni 20/20+絡酸鹽 處理層75g/m2+有機膜1um同外板豐田電鍍Zn-Fe 20/20熱鍍鋅合金化 45/45三菱單面熱鍍鋅合金化 0/45熱鍍鋅合金化 45/45馬自達熱鍍Zn-Ni 30/30同外板奧迪電鍍Zn 53/53熱鍍Zn 70/70通用熱鍍Zn 70/7

5、0熱鍍Zn 65/65.3.無間隙原子鋼IFIF鋼的消費工藝是：經過低溫大氣壓下的熱軋過程，軋后立刻加速冷卻。IF鋼按微合金元素的不同通常分為：鈦-IF鋼，鈮-IF鋼，鈮+鈦-IF鋼.鈦-IF鋼：對成分和工藝動搖敏感性小，在力學性能上顯示出相對較大的各向異性，存在涂層黏結力低和無規(guī)律的問題，所以汽車鋼板多采用鈮-IF鋼。.4.高強度和超高強度鋼板普通高強度鋼板是在低碳鋼內參與適當?shù)奈⒘吭兀淝姸仍?75400MPa。抗拉強度在700MPa以上的鋼板稱為超高強鋼AHSS。低合金高強度鋼板的種類有如下：1高強度鋼板強化機制2烘烤硬化鋼3含磷高強度冷軋鋼板4雙相鋼5低合金高強度鋼板6相變誘導塑

6、性鋼.5.激光拼焊板拼焊板技術的優(yōu)點：1減少車身零件的數(shù)量2可以利用邊角料提高資料的利用率3提高了車身設計的靈敏性，縮短了設計和開發(fā)周期4減輕了車身的質量5)提高了車輛構造的整體性能和平安性能6加強了耐撞性能.6.輕金屬資料1鋁及鋁合金資料 鋁的導熱率、比熱容比鋼大，在常溫中具有良好的耐蝕性，強度和剛度均高，使得鋁在車身零件中得到廣泛的運用。實例見P46的表3-19和表3-21。2鎂合金資料 鎂合金資料具有較高的比強度和比高度，可接受較大的沖擊載荷，具有良好的可加工性和拋旋光性能，熔點低，壓鑄成型性能好。主要用于離合器踏板，離合器殼體，儀表板骨架，車輪輪輞等。3鈦合金資料 鈦合金具有比密度低，

7、強度高，低溫韌性好等優(yōu)點，主要用于車閥，排氣閥，連桿，車懸架彈簧，氣門彈簧等關鍵部件。.7.非金屬資料1塑料汽車在車身外部件的運用分為：1垂直部件，如翼子板，門等。2程度部件，如發(fā)動機罩和車頂?shù)取?裝飾部件，如保險杠系統(tǒng)飾件、門檻等。 塑料在新型轎車車身上的運用如圖3-1所示。2高強度纖維復合資料 高強度纖維復合資料主要有碳纖維復合資料和玻璃鋼兩種。 碳纖維復合資料具有質量輕，強度高，剛度高，良好的耐蠕變等特點，玻璃鋼具有耐蝕，絕緣性好，比強度較高，車身模具本錢低，工藝簡單，消費周期短等特點。.圖3-1 塑料在新型轎車車身上的運用.8. 其他車身新型資料1泡沫金屬 指泡沫鋁合金，出現(xiàn)于20世紀

8、90年代末，主要用于發(fā)動機艙蓋，行李箱蓋，翼子板等。泡沫金屬密度低，熱導率低，變形恢復性能佳，在汽車行業(yè)遭到注重。2蜂窩夾芯復合板 由兩層薄面板中間夾一層厚而輕的蜂窩資料組成的，具有輕質，比強度高，抗振，隔熱，阻燃等特點，在車身的外板，車門，保險杠等。.第三節(jié) 汽車覆蓋件板材成形性能及實驗方法板材沖壓成型性能試驗間接實驗直接實驗拉伸實驗金相實驗硬度實驗模擬實驗Erichsen實驗Swift拉深實驗液壓脹形實驗擴孔實驗實物實驗和模型實驗福井錐杯實驗成形極限圖實驗.一、汽車板成形性能的間接實驗1.板料的單向拉伸實驗1拉伸試樣圖a 板材拉伸試樣圖b 單向拉伸曲線圖3-2 拉伸實驗.2力學性能目的:屈

9、服強度s 指板材由彈性變形進入塑性變形時的應力。 其中Fs為拉伸曲線上屈服平臺的力； Ao為試樣原始面積。抗拉強度b 指拉伸實驗時的拉伸力最大時的應力，為最大拉伸力Fmax與試樣該時辰的瞬時截面積之比。.屈強比s/b 屈強比越小，闡明s和b之間的間隔越寬，資料塑性變形的才干越強；對緊縮類成形，資料不易起皺；對彎曲成形，回彈變形小；對伸長類成形，零件形裝尺寸凍結性好，工藝穩(wěn)定性高，對沖壓成形很有利。.均勻伸長率u和均勻應變j 指板材試樣產生部分塑性變形時的伸長率和真實應變。 .硬化指數(shù)n 表示塑性變形時資料硬化的程度。根據(jù)不同的軋制方向計算出n的值。隨著塑性變形程度的添加，資料的塑性目的降低，強

10、度目的上升，這種景象稱為加工硬化。硬化指數(shù)n值就是評價資料加工硬化性能的參數(shù)，n值增大，可以提高資料的部分應變才干，使變形均勻化，增大資料極限變形。式中 、真實應力和真實應變； K強化系數(shù)； .厚向異性系數(shù)r 也稱塑性應變比，是板材拉伸實驗中寬度應變b與厚度應變t之比。 r值越大，厚度方向上不容易變形，對于拉深成形就不易出現(xiàn)起皺。.面內方向異性系數(shù)r 指板材平面內不同方向上板厚方向異性系數(shù)r的平均差別。當r=0時，不產生凸耳；當r0時，在0，90方向產生凸耳；當r0時，在45方向產生凸耳。.x1和x0.5 x1為雙向等拉與單向拉伸的抗拉強度之比b=1雙向等拉應力形狀下板材的抗拉強度；b=0單向

11、拉應力形狀下板材的抗拉強度。x0.5值為平面應變形狀下與單向拉應力形狀下的抗拉強度之比。.2.板材的金相實驗 經過金相實驗，可以研討汽車板材的結晶組織構造、化學成分、板材外表質量、熱處置工藝與成形性能之間的關系。3.板料的硬度實驗 金屬板料的硬度，是衡量金屬資料軟硬程度的一種目的。 汽車用板材通常用布氏硬度來反映硬度目的。.二、汽車板成形性能的模擬實驗1.Erichsen(杯突實驗)1-凸模 2-凹模 3-壓邊圈 4- 試樣圖3-3 杯突實驗安裝.表3-3 杯突實驗方法規(guī)范.2.液壓脹形實驗液壓脹形實驗是將試件放在規(guī)范模具中，將周邊嚴厲壓緊，不準周邊資料參與變形，利用油壓將試件鼓脹起來。在試件

12、成形球面的過程中，在其頂點上的資料是處在雙向等拉形狀，從這個頂點的一個單元體上看，兩個相互垂直的主應力是相等的。實驗參數(shù)用K表示。hmax開場產生裂紋時的高度；a模口半徑。.3.KWI擴孔實驗1-凸模 2-凹模 3- 試樣 4-壓邊圈圖3-4 KWI擴孔實驗簡圖用擴孔系數(shù)作為擴孔性能目的，越大，資料擴孔性能越好。.4.Swift杯形件拉深成形實驗Swift拉深實驗也叫沖杯實驗、LDR實驗，是采用50mm的平底凸模將試樣拉深成形，實驗過程中，采用逐級增大試件直徑Do的方法，測定杯體底部不被拉破而又能將凸緣全部拉入凹模的最大直徑Domax，并用下式計算極限拉深比LDR作為拉深成形性能目的。Dmax

13、不發(fā)生破裂所能拉深成形件的最大毛坯直徑；dp凸模直徑。LDR值越大，板材的拉深性能越好。圖3-5 Swift實驗簡易安裝.5.福井錐杯實驗圖3-6 錐杯成形實驗安裝評定金屬薄板的拉延與脹形的綜合成形性能的常用實驗方法。實驗時，用鋼球凸模將金屬薄板壓入錐形凹模內，使之成形為一球底錐杯形件，直至錐杯件底部出現(xiàn)破裂為止。該實驗最早由日本學者福井(Fukui)提出，也稱福井實驗。CCV越大，拉深脹構成形性能越好。.5.凸耳實驗實驗時，將直徑為60的圓形試樣于凹模和壓邊圈之間，經過凸模對試樣進展拉伸，成形一個空心圓柱形杯，用凸耳率e來作為評定金屬薄板平面各項異性的程度。凸耳實驗是評價板料平面各向異性的模擬實驗。在凸耳實驗中，凸耳率e越小，板料的平面各向異性越小。圖3-7 凸耳實驗.6.成形極限圖Forming Limit Diagram 由金屬薄板在各種應變形狀時所能到達的極限應變值所構成的圖形，簡稱FLD。它用來表示金屬薄板在出現(xiàn)部分變薄(失穩(wěn)或頸縮)和斷裂之前能夠到達的變形程度。1成形極限曲線的建立1在實驗用坯料上制備好坐標網格；2以一定的加載方式使坯料產生脹形變形，測出試件破裂或失穩(wěn)時的應變1、2長、短軸方向；3改動坯料尺寸或加載條件，反復2項實驗，測得另一形狀下的1、2；4獲得一定量的數(shù)值后，在平面坐標圖上