[发明专利]800MPa高强度扭力梁横梁的制作方法

说明书

本发明提供了一种800MPa高强度扭力梁横梁的制作方法，其包括：焊管，根据横梁的尺寸大小，钢板通过制管设备弯曲成相应尺寸的圆管，再进行焊接，获得封闭的圆管；预成型，将所述圆管进行冷冲压成形，从而获得具有扭力梁型面的横梁半成品；内高压成形，将上述横梁半成品两端进行充液，充液后密封，加压胀形，两端冲头推进补料，使得管材贴靠模具，从而得到横梁成品。本发明的管件的抗拉强度在达到800～950MPa的同时，屈服强度达到500～600MPa，且屈服强度与抗拉强度之比不超过0.75，延伸率达到14％以上。良好的成形性使得管件在预成型和内高压成形过程中不容易发生开裂，保证了横梁在大变形区域具有高强度。

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种800MPa高强度扭力梁横梁的制作方法。

背景技术

扭力梁式后桥是汽车底盘的关键部件，其作用为平衡车轮的上下跳动，减少车辆晃动，保证车辆稳定。由于其结构简单、节省空间、成本低廉等优势广泛应用在小型乘用车中，且近年来应用比例呈上升趋势。作为扭力梁式后桥中重要零件的扭力梁横梁，其高强度减薄设计对于扭力梁式后桥乃至底盘的轻量化意义重大。

在汽车行驶过程中，扭力梁横梁会反复受到冲击载荷和扭转载荷等。因此，为了提高车辆的稳定性，需要横梁具有高强度和优异的疲劳特性。目前，扭力梁横梁设计方案主要分为两种：封闭梁和开口梁。相对开口梁设计，封闭梁在满足相同性能要求时，其重量更轻，结构更加简单，制造成本也相对较低。因此，基于轻量化、高性能和低成本的考虑，近年来国内外汽车厂纷纷加强对管状封闭扭力梁横梁的开发与应用力度。

然而，人们在制造过程中发现，当材料强度达到800MPa以上时，管件焊接以及横梁本体成形难度均显著提升，而且相应成品的疲劳性能也急剧下降，这就限制了超高强度在封闭横梁上的应用。

现有技术中有一种高强度耐疲劳扭力梁横梁的热成形方法，其通过将管件在900～950℃保温，随后放入热成形模具中进行成形和淬火，得到一种屈服强度达到1000MPa，其抗拉强度达到1500MPa的高强度扭力梁横梁，且该横梁具有良好的疲劳特性。

此外，现有技术中还有一种高强度扭力梁横梁的制作方法，其通过将成形零件在900℃以上保温，然后淬火冷却和回火，也可以得到抗拉强度在1300MPa以上兼具良好的疲劳耐久性能的扭力梁横梁。

上述几种方案均通过采用淬火和回火热处理的方式得到了超高强度且疲劳性能优异的横梁件，但采用热处理的方式通常伴随着生产效率低、淬火变形严重、表面氧化和脱碳以及高能耗等问题，这都造成了横梁制造成本的显著上升。

此外，为了保证横梁淬火回火后仍具有超高强度，管件材料中需添加大量昂贵的合金元素以提高淬透性。这就再次增加了成本，而且高合金元素也影响了管件焊缝以及横梁本体的焊接质量。

有鉴于此，本领域技术人员需要开发一种工艺简单，无需热处理工艺，生产成本低廉的封闭扭力梁横梁制造方法，使得零件强度级别在达到800MPa以上时，横梁仍然具有良好的疲劳耐久性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中通过淬火和回火热处理的方式得到的横梁件生产效率低，且制造成本高等缺陷，提供一种800MPa高强度扭力梁横梁的制作方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种800MPa高强度扭力梁横梁的制作方法，其特点在于，所述高强度扭力梁横梁的制作方法包括：

焊管，根据横梁的尺寸大小，钢板通过制管设备弯曲成相应尺寸的圆管，再进行焊接，获得封闭的圆管；

预成型，将所述圆管进行冷冲压成形，从而获得具有扭力梁型面的横梁半成品；

内高压成形，将上述横梁半成品两端进行充液，充液后密封，加压胀形，两端冲头推进补料，使得管材贴靠模具，从而得到横梁成品。