专利名称：高强度汽车桥壳材料与桥壳制造方法
技术领域：
本发明涉及汽车桥壳技术领域，尤其涉及一种高强度汽车桥壳材料与桥壳制造方法。
背景技术：
减重节能是目前汽车发展的主题之一，降低一定的重量，载重汽车就可以多载重相应重量的货物，也可以减少制造单车所需的原材料消耗。在国家鼓励减重节能的环境下，充分挖掘汽车零部件的减重和轻量化潜力，是汽车行业材料技术人员面临的长期课题。车桥是整个汽车行驶系统的主要构件之一，支撑车架及车架上的各总成重量，保护传动系统中的各部件。其中桥壳是车桥的关键部件之一，其可靠性是车桥甚至车辆可靠性的重要保证，桥壳分冲焊桥壳与铸造桥壳两种，随着车桥制造技术的发展和汽车减重节能的需要，高强度热连轧钢板制作冲焊桥壳将是未来汽车桥壳发展的方向。重型汽车驱动桥壳体的结构特点和使用要求，决定了所用材料要求强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能。·目前国际上桥壳专用钢有日本的SAPH440、SHP45、GW3300等，德国TL-VWlIHTiTL-VWl 128等牌号。这些桥壳专用钢板的缺陷是屈服强度较低，其屈服强度级别均小于460MPa。目前国内重型汽车冲焊桥壳基本采用C彡O. 20、Si彡O. 50、Mn彡I. 60、P彡O. 030、S彡O. 030，屈服强度为彡Q345MPa的普通热轧钢板或20A钢板热冲压成形，钢板厚度达16毫米，存在的问题是屈服强度低、钢板厚，致使桥壳总成的重量增加，增加了桥总成的自重。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题；提供一种高强度汽车桥壳材料；具有材料强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能，桥壳材料热压成形后，通过调整焊接工艺参数、焊接材料以及工艺流程，解决了桥壳总成在经过压型、焊接、机加工后的变形问题，桥壳性能可靠、稳定，疲劳寿命高。本发明还提供了该高强度汽车桥壳制造方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C:O. 10 O. 20%, Si 0. 20 O. 60%, Mn :1. 00 I. 70%，P 彡 O. 025%，S 彡 O. 010%, Ti ( O. 05%,
V彡 O. 20%, Nb ( O. 10%, Cr ( O. 30%, Ni ( O. 80%, Cu ( O. 55%, Alt 0. 020 O. 065%,Nb+V+Ti ( O. 22%，余量为 Fe。所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C 0. 12 O. 18%，Si :0. 25 O. 50%, Mn :1· 25 I. 60%, P 彡 O. 025%, S 彡 O. 010%, Ti ( O. 05%, V 彡 O. 20%, Nb ( O. 10%,Cr ( O. 30%,Ni ( O. 80%,Cu ( O. 55%,Alt 0. 020 O. 060%,Nb+V+Ti ( O. 22%，余量为 Fe。所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C O. 16%，Si O. 39%，Mn I. 53%，PO. 015%, S O. 003%, Ti O. 026%, V O. 026%, Nb O. 059%, Cr O. 08%, Ni O. 05%, Cu O. 02%, AltO. 029%。一种高强度汽车桥壳制造方法，包括以下步骤I)钢板切割将上述成分的热连轧钢板进行切割；2)钢板加热采用中频感应加热炉加热并保温；3)钢板热压成形在压力机上进行热压；4)钢板整型在压力机上进行整型、保压，热压成桥半壳；5)桥半壳冷却桥半壳在冷却机内冷却；6)桥半壳抛丸处理冷却后对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮；
7)桥半壳焊接对桥半壳进行焊接；8)桥壳总成焊接；9)桥壳总成机加工；10)桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。所述步骤7)、8)焊接采用的工艺流程为点加强环一焊加强环一割豁口，以防止焊接过程变形。所述热连轧钢板力学性能为Rpq.2彡460 MPa7Rm 550 720MPa，A5彡17%。本发明的钢板具有强度高、冷弯性能良好、焊接性能良好的特点。本发明的工作原理本发明汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C 0. 10 O. 20%, Si 0. 20 O. 60%, Mn 1. 00 L 70%, P^O. 025%, S^O. 010%, Ti ( O. 05%,
V彡 O. 20%, Nb ( O. 10%, Cr ( O. 30%, Ni ( O. 80%, Cu ( O. 55%, Alt 0. 020 O. 065%,Nb+V+Ti ( O. 22%，余量为Fe。将上述成分的热连轧钢板进行切割；由热连轧钢板经过冲焊构成。具体步骤是，通过钢板数控火焰切割下料一中频加热一热压成形一整型一半壳冷却一半壳抛丸清理一半壳焊接一桥壳总成焊接一桥壳总成机加工一桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接步骤，形成桥壳总成。使得本发明的钢板和桥壳的材料力学性能达到了 Rp0.2彡460MPa,Rm550 720MPa，延伸率A5彡17%，具有冷弯性能良好，材料强度提高30%以上，可实现减重30%以上。本发明的有益效果I.本发明桥壳材料的成分和性能、使得材料力学性能达到了 Rpq.2彡460MPa, Rm 550 720MPa，延伸率A5 ^ 17%，具有冷弯性能良好，材料强度高，焊接性能良好的优点；2.通过制造工艺参数的选用，以及工艺流程的调整，保证了桥壳总成强度高，减轻了重量30%以上。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例I一种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为CO. 16%, Si O. 39%, Mn I. 53%, P O. 015%, S O. 003%, Ti O. 026%, V O. 026%, Nb O. 059%, CrO. 08%, Ni O. 05%, Cu O. 02%, Alt O. 029%，余量为 Fe。桥壳采用的钢板厚度为 14mm。高强度汽车桥壳制造方法，包括以下步骤I)钢板切割将上述成分的热连轧钢板进行切割；
2)钢板加热采用KGPS02中频感应加热炉(额定输出电压700V、最大输入电流680A、额定输出频率3000HZ、额定输出功率350KW)加热3_4分钟，加热温度在870_920°C ；3)钢板热压成形在1000吨压力机上进行热压，保压时间O. Ols ；4)钢板整型接着在2500吨压力机上进行整型，保压时间3s，热压成桥半壳；5)桥半壳冷却桥半壳在QL1800冷却机内冷却；6)桥半壳抛丸处理冷却后在QZJ6905抛丸机对桥半壳进行抛丸,去除表面氧化皮；7)桥半壳焊接对桥半壳进行焊接；
8)桥壳总成焊接；9)桥壳总成机加工；10)桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。为防止焊接过程变形，步骤7)、8)采用的工艺流程为点加强环一焊加强环一割豁口，焊接技术参数为额定电流500A，额定电压39V，功率19. 5KW，工作电流340-460A，电压33-37V。本发明专利涉及的高强度汽车桥壳材料的性能要求为屈服强度Rp0.2彡460Mpa,抗拉强度Rm为550 720MPa，延伸率A5彡17%，具有强度高、冷弯性能良好、焊接性能良好的特点。在具体实施该方法时，将钢板经数控火焰切割后，采用KGPS02中频感应加热炉加热3分钟，加热温度在880°C，在1000吨压力机上进行热压，保压时间O. 01s，接着在2500吨压力机上进行整型，保压时间3s，热压成桥半壳，半壳在QL1800冷却机内冷却，冷却后在QZJ6905抛丸机对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮,再进行桥半壳焊接、桥壳总成焊接、桥壳总成机加工和桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。为防止焊接过程变形，采用的工艺流程为点加强环一焊加强环一割豁口。焊接技术参数为额定电流500A，额定电压39V，功率19. 5KW,工作电流420A，电压35V。实施例2一种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C:O. 18%, Si 0. 35%, Mn :1. 46%, P :0. 011%, S :0. 005%, Ti :0. 024%, V :0. 031%, Nb :0. 048%, Cr O. 04%, Ni 0. 02%, Cu :0. 01%, Alt :0. 049%，余量为 Fe。桥壳采用的钢板厚度为 14mm。实施例3—种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C :O. 16%, Si 0. 42%, Mn :1. 48%, P :0. 017%, S :0. 004%, Ti :0. 024%, V :0. 032%, Nb :0. 051%, Cr O. 09%, Ni 0. 05%, Cu :0. 03%, Alt :0. 031%，余量为 Fe。桥壳采用的钢板厚度为 14mm。实施例4一种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C:O. 15%, Si 0. 36%, Mn :1. 51%, P :0. 011%, S :0. 003%, Ti :0. 025%, V :0. 023%, Nb :0. 051%, Cr O. 05%, Ni 0. 02%, Cu :0. 02%, Alt :0. 037%，余量为 Fe。桥壳采用的钢板厚度为 14mm。实施例5一种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C:
O.16%, Si 0. 36%, Mn :1. 49%, P :0. 014%, S :0. 003%, Ti :0. 021%, V :0. 023%, Nb :0. 051%,Cr:0. 04%, Ni :0. 02%, Cu :0. 01%, Alt :0. 04%，余量为 Fe。桥壳采用的钢板厚度为 14mm。
实施例6一种高强度汽车桥壳材料，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C:O. 15%, Si 0. 35%, Mn :1. 4%, P :0. 01%, S :0. 006%, Ti :0. 02%, V :0. 03%, Nb :0. 053%, Cr O. 07%, Ni 0. 06%, Cu :0. 035%, Alt :0. 05%，余量为 Fe。桥壳采用的钢板厚度为 14mm。实施例2到实施例6的高强度汽车桥壳制造方法，参照实施例I的步骤，在此不再赘述。本发明的材料与现有技术的材料力学性能对比见表I表I
权利要求
1.一种高强度汽车桥壳材料，其特征是，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C 0. 10 O. 20%, Si 0. 20 O. 60%, Mn :1. 00 I. 70%, P ≤ O. 025%, S ≤ O. 010%,Ti ≤ O. 05%, V ≤ O. 20%, Nb ≤ O. 10%, Cr≤ O. 30%, Ni ≤ O. 80%, Cu ≤ O. 55%, Alt 0. 020 O. 065%，Nb+V+Ti ≤O. 22%，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.一种高强度汽车桥壳材料，其特征是，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C 0. 12 O. 18%, Si 0. 25 O. 50%, Mn :1· 25 I. 60%, P ≤ O. 025%, S ≤ O. 010%,Ti ≤O. 05%, V ≤ O. 20%, Nb ≤O. 10%, Cr ≤O. 30%, Ni≤ O. 80%, Cu ≤ O. 55%, Alt 0. 020 O. 060%, Nb+V+Ti ( O. 22%，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.一种高强度汽车桥壳材料，其特征是，所述汽车桥壳材料的化学成分按重量百分数为C O. 16%,Si O. 39%, Mn I. 53%, P O. 015%,S O. 003%,Ti O. 026%,V O. 026%,Nb O. 059%,Cr O. 08%, Ni O. 05%, Cu O. 02%, Alt O. 029%。
4.利用权利要求I至3任意一项所述的高强度汽车桥壳材料的桥壳制造方法，其特征是，包括以下步骤 1)钢板切割将上述成分的热连轧钢板进行切割； 2)钢板加热采用中频感应加热炉加热并保温； 3)钢板热压成形在压力机上进行热压； 4)钢板整型在压力机上进行整型、保压，热压成桥半壳； 5)桥半壳冷却桥半壳在冷却机内冷却； 6)桥半壳抛丸处理冷却后对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮； 7)桥半壳焊接对桥半壳进行焊接； 8)桥壳总成焊接； 9)桥壳总成机加工； 10)桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。
5.如权利要求4所述的桥壳制造方法，其特征是，所述步骤7)、8)焊接采用的工艺流程为点加强环一焊加强环一割豁口。
6.如权利要求4所述的桥壳制造方法，其特征是，所述热连轧钢板力学性能为RP0. 2 ≥ 460MPa, Rm :550 720MPa，A5 ≥ 17%。
全文摘要
本发明公开了高强度汽车桥壳材料与桥壳制造方法；桥壳由以下成分的热连轧钢板经过冲焊构成，热连轧钢板的化学成分按重量百分数为C0.10～0.20%，Si0.20～0.60%，Mn1.00～1.70%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ti≤0.05%，V≤0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt0.020～0.065%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe及不可避免的杂质；具有材料强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能，桥壳材料热压成形后，通过调整焊接工艺参数、焊接材料以及工艺流程，解决了桥壳总成在经过压型、焊接、机加工后的变形问题，桥壳性能可靠、稳定，疲劳寿命高。
文档编号C22C38/42GK102864384SQ20121031912
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者代瑞环, 鲁统轮, 张继魁, 梁英, 赵红, 董伦, 夏茂森 申请人:中国重汽集团济南动力有限公司