CN104627245A - 一种b柱及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种B柱及制造方法,包括B柱主体,B柱主体顶部为与车顶固定的上固定部,B柱主体底部为与门槛固定的下固定部;其特征是:所述B柱主体的上部为硬区部分,中部及下部为软区部分,硬区部分和软区部分之间为过渡区,在软区部分设置加强管;所述过渡区的高度为50mm左右,硬区部分的高度占B柱主体高度的1/3~1/4;所述硬区部分由超高强度钢热成形工艺得到,强度为1300~1500MPa的马氏体组织;所述软区部分是在超高强度钢热成形工艺中,通过慢速冷却得到的强度为500~700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织;所述加强管为中空管,由液压成型工艺得到。本发明可以根据B柱形状灵活变化加强管的截面设计,使每个截面负载更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种B柱及制造方法,属于车辆部件技术领域。
背景技术
汽车的B柱是汽车上的竖梁,位于驾驶舱的前座和后座之间,从车顶延伸到车底部。B柱不但支撑车顶盖,还要承受前、后车门的支承力,在B柱上还要装置一些附加零部件,例如前排座位的安全带,有时还要穿电线线束。因此B柱大都有外凸半径,以保证有较好的力传递性能。现代轿车的B柱截面形状是比较复杂的,它由多件冲压钢板焊接而成。随着汽车制造技术的发展,不用焊接而直接采用液压成型的封闭式截面中柱已经问世,它的刚度大大提高而重量大幅减小,有利于现代轿车的轻量化。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种B柱及制造方法,采用液压成形的加强管,可以根据B柱形状灵活变化加强管的截面设计,使每个截面负载更加均匀,并且符合车辆轻量化要求。
按照本发明提供的技术方案,所述B柱,包括B柱主体,B柱主体顶部为与车顶固定的上固定部,B柱主体底部为与门槛固定的下固定部;其特征是:所述B柱主体的上部为硬区部分,中部及下部为软区部分,硬区部分和软区部分之间为过渡区,在软区部分设置加强管;所述过渡区的高度为50mm左右,硬区部分的高度占B柱主体高度的1/3~1/4;所述硬区部分由超高强度钢热成形工艺得到,强度为1300~1500MPa的马氏体组织;所述软区部分是在超高强度钢热成形工艺中,通过慢速冷却得到的强度为500~700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织;所述加强管为中空管,由液压成型工艺得到。
所述加强管的管壁厚度为1.8mm±30%。
所述B柱的制造方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)将B柱主体的坯料在加热炉内加热至850~940℃,使其转化为奥氏体组织,所述B柱主体的坯料采用22MnB5(俗称硼钢);
(2)将奥氏体化后的B柱主体的坯料在模具内进行热成型,并同时淬火;软区部分进行保温,经过慢速冷却得到铁素体和珠光体组织、或者贝氏体组织;其中,硬区部分的高度占B柱主体高度的1/3~1/4,硬区部分和软区部分之间为过渡区,过渡区的高度为50mm左右,B柱主体的其他部分为软区部分;
(3)将直管在常温下进行弯管,并预成型得以与加强管最终形状基本一致的零件;所述直管的材质为微合金钢、双相钢或多相钢;
(4)将步骤(3)预成型后的零件在模具中由压力机进行液压成形,具体过程为:模具在压力机驱动下闭合,压力机的水***向预成形后的管状零件的内腔进行注水,使得零件的内腔充满水;轴向缸向零件移动并将零件密封,同时向零件内腔注入高压水,在高压水的作用下,工件变形,直至与模具的成型面贴合,得到所需要的加强管的形状;所述高压水的内压力为5~250MPa,轴向缸推力为5~100吨;
(5)将步骤(2)热成型得到的B柱主体和步骤(4)液压成形得到的加强管焊接在一起,得到所述的B柱。
本发明具有以下优点:(1)加强管采用液压成形工艺,具有轻量化的优点,即产品的强度更高,重量反而更轻;(2)应力集中小:相对于传统冲压工艺,即冲压两片零件再焊接到一起的工艺,使用液压成形工艺可以根据B柱主体的情况灵活变化截面设计,让每个截面的负载更加均匀;(3)尺寸质量更高:由于液压成形工艺成形时内部压力很高,工件塑性变形处理压应力状态,而非传统从冲压工艺的拉、压两种应力状态,这样更容易产生零件回弹,零件的尺寸精度因而更高;(4)B柱下部软区强度弱,延伸率高,碰撞时能达到变形吸能目的,能更好保护驾乘人员头部。
附图说明
图1为本发明所述B柱的结构示意图。
图2为所加强管的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1~图2所示:所述B柱包括上固定部1、下固定部2、B柱主体3、硬区部分4、软区部分5、过渡区6、加强管7等。
如图1、图2所示,本发明包括B柱主体3,B柱主体3顶部为与车顶固定的上固定部1,B柱主体3底部为与门槛固定的下固定部2;所述B柱主体3的上部为硬区部分4,中部及下部为软区部分5,硬区部分4和软区部分5为过渡区6,软区部分4设置加强管7;所述硬区部分4由超高强度钢热成形工艺得到,强度为1300~1500MPa的马氏体组织;所述软区部分5是在超高强度钢热成形工艺中,通过慢速冷却得到的强度为500~700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织;所述加强管7为中空管,由液压成型工艺得到;
所述过渡区6的高度为50mm左右;所述硬区部分5的高度占B柱主体3高度的1/3~1/4;
所述加强管7的管壁厚度为1.8mm±30%。
所述B柱的制造方法,包括以下步骤:
(1)将B柱主体的坯料在加热炉内加热至850~940℃,使其转化为奥氏体组织,所述B柱主体的坯料采用22MnB5(俗称硼钢);
(2)将奥氏体化后的B柱主体的坯料在模具内进行热成型,并同时淬火;软区部分进行保温,经过慢速冷却得到铁素体和珠光体组织、或者贝氏体组织;其中,硬区部分5的高度占B柱主体3高度的1/3~1/4,过渡区6的高度为50mm左右,B柱主体的其他部分为软区部分;
(3)选择材质为低碳钢、不锈钢、铝、铝镁合金的直管,将直管在常温下进行弯管,并预成型得以与加强管最终形状基本一致的零件;所述直管的材质为微合金钢(如SM355MC)、双相钢(如DP800)或多相钢;
(4)将步骤(3)预成型后的零件在模具中由压力机进行液压成形,具体过程为:模具在压力机驱动下闭合,压力机的水***向预成形后的管状零件的内腔进行注水,使得零件的内腔充满水;轴向缸向零件移动并将零件密封,同时向零件内腔注入高压水,在高压水的作用下,工件变形,直至与模具的成型面贴合,得到所需要的加强管的形状;所述高压水的内压力为5~250MPa,轴向缸推力为5~100吨;
(5)将步骤(2)热成型得到的B柱主体和步骤(4)液压成形得到的加强管焊接在一起,得到所述的B柱。
Claims (3)
1.一种B柱,包括B柱主体(3),B柱主体(3)顶部为与车顶固定的上固定部(1),B柱主体(3)底部为与门槛固定的下固定部(2);其特征是:所述B柱主体(3)的上部为硬区部分(4),中部及下部为软区部分(5),硬区部分(4)和软区部分(5)之间为过渡区(6),在软区部分(4)设置加强管(7);所述过渡区(6)的高度为50mm左右,硬区部分(5)的高度占B柱主体(3)高度的1/3~1/4;所述硬区部分(4)由超高强度钢热成形工艺得到,强度为1300~1500MPa的马氏体组织;所述软区部分(5)是在超高强度钢热成形工艺中,通过慢速冷却得到的强度为500~700MPa的铁素体和珠光体组织、或者为贝氏体组织;所述加强管(7)为中空管,由液压成型工艺得到。
2.如权利要求1所述的B柱,其特征是:所述加强管(7)的管壁厚度为1.8mm±30%。
3.一种B柱的制造方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)将B柱主体的坯料在加热炉内加热至850~940℃,使其转化为奥氏体组织,所述B柱主体的坯料采用22MnB5(俗称硼钢);
(2)将奥氏体化后的B柱主体的坯料在模具内进行热成型,并同时淬火;软区部分进行保温,经过慢速冷却得到铁素体和珠光体组织、或者贝氏体组织;其中,硬区部分(5)的高度占B柱主体(3)高度的1/3~1/4,硬区部分(5)和软区部分(4)之间为过渡区(6),过渡区(6)的高度为50mm左右,B柱主体的其他部分为软区部分;
(3)将直管在常温下进行弯管,并预成型得以与加强管最终形状基本一致的零件;所述直管的材质为微合金钢、双相钢或多相钢;
(4)将步骤(3)预成型后的零件在模具中由压力机进行液压成形,具体过程为:模具在压力机驱动下闭合,压力机的水***向预成形后的管状零件的内腔进行注水,使得零件的内腔充满水;轴向缸向零件移动并将零件密封,同时向零件内腔注入高压水,在高压水的作用下,工件变形,直至与模具的成型面贴合,得到所需要的加强管的形状;所述高压水的内压力为5~250MPa,轴向缸推力为5~100吨;
(5)将步骤(2)热成型得到的B柱主体和步骤(4)液压成形得到的加强管焊接在一起,得到所述的B柱。
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