[发明专利]一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法

权利要求书

1.一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤一、预先经实验验证获得金属板料数据库，金属板料数据库包含各金属板料晶相及其对应的最优化的成形加工工艺参数；

步骤二、根据金属板料数据库，以数据导向的方法对用户的数据要求进行分析，选择合适的含有特定微观组织的初始金属板料；

其中，用户的数据要求包括烤漆工艺、零件设计、制造过程中金属板料的塑性应变量以及成形后的性能要求；数据导向是指通过金属板料数据库计算含有特定微观组织的初始金属板料的过程；

步骤三、根据选择的含有特定微观组织的初始金属板料在金属板料数据库中进行检索，获得相应的最优化的成形加工工艺参数；

按照获得的成形加工工艺参数进行如下步骤的加工制造；

步骤四、将含有特定微观组织的初始金属板料快速加热到目标温度获得热金属板料；

步骤五、将热金属板料快速转移到冷模具中，并保证热金属板料转移到冷模具后的温度不低于其成形温度；

步骤六、将冷模具内的金属板料冲压成形，获得成形件；

步骤七、将成形件在冷模具中进行淬火并保压，淬火速率不低于临界淬火速率。

2.根据权利要求1所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的步骤一中，成形加工工艺参数包括：加热速率、目标温度、成形温度、金属板料转移时间、金属板料移动降温速率、临界淬火速率、模具保压时间。

3.根据权利要求2所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的金属板料的加热速率在15-200℃/s范围内。

4.根据权利要求3所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的目标温度计算公式为：

目标温度＝成形温度+金属板料转移时间*金属板料移动降温速率；

其中，金属板料转移时间是指，金属板料从加热设备到用于成形的冷模具的转移时间，通过以下方法确定：通过多次试验并记录板料的从加热设备中取出并置于空气中的降温过程，从而确定金属板料从加热设备到冷模具的转移时间。

5.根据权利要求2或4所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的金属板料移动降温速率通过以下方法获得：

通过热电偶收集金属板料在移动过程的温度变化，绘制温度的时间变化曲线图，将曲线的斜率作为金属板料移动降温速率。

6.根据权利要求5所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的金属板料为超高强钢、高强铝合金以及钛合金材料中的一种。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：所述的步骤二中，选择合适的含有特定微观组织的初始金属板料的步骤，通过透射电子显微镜观察后确认，以满足数据导向的方法匹配的特定微观组织要求。

8.根据权利要求7所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：针对用户性能要求数据为：薄壁钣金零件材料为AA6082铝合金材料，其板料厚度为2mm，成形零件为“U”形构件；基于数据导向法确定的特定微观组织为：25％pre-β”相、25％GP相、40％β”相和10％β相；基于数据导向法确定的成形工艺参数为：加热速率45-55℃/s、成形温度300-325℃、模具保压时间：2s，金属板料移动降温速率的平均值为80℃/s。

9.根据权利要求7所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于：针对用户性能要求数据为：薄壁钣金零件材料为超高强钢，板料厚度为2mm，成形零件为“U”形构件；选用超高强钢的微观组织含有87％的马氏体、12％的铁素体和1％奥氏体，以55-65℃/s的加热速率进行快速加热，使板料快速升温至目标温度；成形温度为425-450℃；模具保压时间为5秒。

10.根据权利要求7所述的一种以数据为导向制造轻量化薄壁钣金零件的方法，其特征在于，针对用户性能要求数据为：薄壁钣金零件材料选择TC4钛合金材料，板料厚度为2mm，成形零件为加强筋构件；选用TC4钛合金的微观组织含有50％β相和50％α相，以50-60℃/s的加热速率进行快速加热，使板料快速升温至目标温度；成形温度为725-750℃；模具保压时间为6秒。