一种轻量化高强度汽车防护梁及其制备方法和拉弯机与流程

本技术涉及汽车零部件制造的，更具体地说，它涉及一种高强度汽车防护梁及其制备方法和拉弯机。

背景技术：

1、汽车防护梁是一种由金属合金制备而成的汽车零部件，其通常与车架纵梁连接，被作为汽车被动安全的第一道屏障，是吸收和缓和外界冲击力、防护车前后部的重要安全装置之一。

2、现有的卡车前防护梁通过采用低强度钢进行制备，并通过加厚以达到高强度的性能。但是加厚的操作将导致汽车防护梁的整体重量较大，不符合汽车零部件轻量化的要求。而由于汽车防护梁的两端需要向内弯曲，所以在使用高强度钢材来制备汽车防护梁时，汽车防护梁很容易出现回弹或者开裂，进而导致汽车防护梁的合格率较低。

技术实现思路

1、为了改善使用高强度钢材来制备汽车防护梁时，汽车防护梁很容易出现回弹或者开裂的缺陷，本技术提供一种轻量化高强度汽车防护梁及其制备方法和拉弯机。

2、第一方面，本技术提供一种轻量化高强度汽车防护梁，采用如下的技术方案：一种轻量化高强度汽车防护梁，由以下重量百分比的组分型材热拉弯成型而得：c：0.15-0.35％，mn：1.0-1.8％，si≤1.3％，b≤0.005％，其余为fe及不可避免的杂质。

3、c：碳是钢中的基础元素，碳含量如设置较低，则钢的塑性相对较强，碳含量如设置较高，则钢的强度较高。本技术中，碳的含量选自0.15-0.35％，从而促使制备得到的汽车防护梁兼具优良的抗压强度、屈服强度以及延伸率。

4、mn：锰具有固溶强化的作用，锰是扩大奥氏体相区的重要元素，可以降低钢的临界淬火速度，稳定奥氏体，细化晶粒，推迟奥氏体向珠光体的转变。本技术中，锰的含量选用1.0-.1.8％，如锰含量超过1.8％，将在制备汽车防护梁时管材强度太大，进而导致加工难度增加，甚至在炼钢时发生锰偏析，进而导致热拉弯时汽车防护梁发生断裂。

5、si：硅使钢中的基础元素，硅在一定温度范围内可抑制掺碳体的系数，使得碳原子从马氏体中扩散至残余奥氏体中，从而稳定残余奥氏体。但是如硅的含量超过1.3％时，在对汽车防护梁进行热拉弯时，汽车防护梁很容易发生热裂。

6、b：硼具有提高钢的高温强度，强化晶界、推迟铁元素和珠光体的形成的作用，从而在快速淬火时可以帮助马氏体的形成，进而增加汽车防护梁的强度。另外，加入少量的硼便可以有效增加汽车防护梁的强度，然而如果超过0.005％，则汽车防护梁的强度增加量并不大。

7、而本技术中，上述组分的添加可以有效提升汽车防护梁的强度，从而促使汽车防护梁兼具轻量化以及高强度的功能。而上述组分的含量可以在对汽车防护梁进行热拉弯工艺时，暂时降低汽车防护梁的强度，进而有效降低汽车防护梁出现回弹或者开裂的可能性，有效增加汽车防护梁的拉弯合格率。

8、优选的，由以下重量百分比的组分型材热拉弯成型而得：c：0.21-0.35％，mn：1.0-1.8％，si≤1.3％，b≤0.005％，其余为fe及不可避免的杂质。

9、当碳的含量介于0.15-0.20％时，汽车防护梁的抗拉强度介于1200-1400mpa，屈服强度介于800-900，延伸率介于6-8％。而当碳的含量介于0.21-0.35％时，汽车防护梁的抗拉强度介于1200-1800mpa，屈服强度介于900-1300mpa，延伸率介于4-8％，显然，当碳的含量介于0.21-0.35％时，制备得到的汽车防护梁在具有优良的强度的同时，还具有优良的延伸率，从而在对汽车防护梁进行热拉弯工艺时，有效降低汽车防护梁出现回弹或者开裂的可能性。

10、优选的，由以下重量百分比的组分型材热拉弯成型而得：c：0.21-0.35％，mn：1.0-1.8％，si≤0.5％，b≤0.005％，其余为fe及不可避免的杂质。

11、当碳的含量增加时，汽车防护梁的强度也将同步增加，然而在该含量下对汽车防护梁进行热拉弯工艺时，汽车防护梁将更容易发生热裂，而当硅的含量适当降低可以有效降低汽车防护梁出现热裂的可能性。

12、第二方面，本技术提供一种轻量化高强度汽车防护梁的制备方法，采用如下的技术方案：

13、一种轻量化高强度汽车防护梁的制备方法，包括以下步骤：

14、步骤一：将c、mn、si、b、fe进行混合，随后冶炼并铸成型材坯；

15、步骤二：将型材坯切割成所需长度，随后加热并保温以使型材坯转变成奥氏体，随后将型材坯进行热拉弯，得到粗加工汽车防护梁；

16、步骤三：随后将粗加工汽车防护梁快速且均匀地冷却，使粗加工汽车防护梁从奥氏体转化为马氏体，得到轻量化高强度汽车防护梁。

17、当采用上述含量的组分并配合热拉弯时，汽车防护梁将转变为强度较低的奥氏体，从而有效降低汽车防护梁出现回弹或者开裂的可能性。而匀速冷却的操作则可以促使汽车防护梁从奥氏体转化为马氏体，从而促使汽车防护梁获得高强度和高韧性得到特点。

18、优选的，步骤二中，加热温度为900-950℃，保温时间为3-10min。

19、当热拉弯工艺采用900-950℃，保温时间为3-10min时，汽车防护梁可以更为快速且稳定地转化为奥氏体，从而促使汽车防护梁的强度稳定下降，进而有效降低热拉弯操作时汽车防护梁出现回弹或者开裂的可能性。

20、优选的，步骤三中，冷却速度为23-87℃/s。

21、当冷却操作才有23-87℃的冷却速度时，汽车防护梁可以更为简单稳定地从奥氏体转化为马氏体，进而有效提升汽车防护梁的强度以及韧性。

22、第三方面，本技术提供一种轻量化高强度汽车防护梁的拉弯机，采用如下的技术方案：

23、一种轻量化高强度汽车防护梁的拉弯机，包括机架、对称设置于机架的两端的滚弯装置以及沿所述机架的长度方向横向设置的传动装置；

24、所述机架上设置有限位座，所述限位座上开设有移动通道，所述传动装置设置于所述移动通道内，所述传动装置驱使汽车防护梁于所述移动通道内横向移动；

25、两个所述滚弯装置分别设置于所述移动通道的两端；所述滚弯装置包括设置于机架上的旋转液压油缸、固定连接于所述旋转液压油缸的输出端的连接盘以及设置于所述连接盘的偏心处的滚弯轮；所述限位座的两端设置有圆弧面，所述旋转液压油缸通过所述滚弯轮将汽车防护梁的端部挤压至所述圆弧面处。

26、当需要对汽车防护梁进行热拉弯操作时，工作人员可以首先将加热完毕的汽车防护梁转移至移动通道处，此时，传动装置对汽车防护梁进行横向传送，从而将汽车防护梁完全转移至移动通道内。而后，旋转液压油缸控制滚弯轮将汽车防护梁的端部挤压至圆弧面处，从而实现对汽车防护梁的拉弯操作。

27、目前，常见的拉弯机有夹持管件两端进行拉弯以及竖向挤压与滚动协同配合两种模式，其中夹持管件两端进行拉弯需要管件保留较长的夹持部，而后再进行切除，而竖向挤压与滚动协同配合的形式对汽车防护栏进行拉弯时，由于单向滚动的性质，其需要分别对汽车防护梁的两端进行拉弯，而完全无法实现汽车防护梁两端同时拉弯的操作，从而导致汽车防护梁的加工效率较低。

28、优选的，所述连接盘的外端面开设有若干限位孔，若干所述限位孔由所述连接盘的圆心均匀间隔向外直线设置；所述滚弯轮包括连接杆以及转动连接于连接杆上的轮部，所述连接杆可拆卸连接于所述限位孔内。

29、由于连接杆可拆卸连接于限位孔内，所以在需要拉弯形成不同弧度的汽车防护梁时，工作人员可以根据实际情况选择适合直径的轮部，从而有效增加拉弯的实用性。

30、优选的，还包括用于将汽车防护梁转移至冷却区域的转移装置，所述转移装置包括传送带以及对称设置于所述机架上的推送组件；

31、所述推送组件包括推送液压缸以及推送块，所述推送液压缸设置于所述移动通道处，所述推送块固定连接于所述推送液压缸的输出端，所述推送块上开设有供汽车防护梁放置的放置槽，所述推送液压缸通过推送块将拉弯完毕的汽车防护梁转移至传送带处，所述传送带将所述拉弯完毕的汽车防护梁转移至冷却区域。

32、由于汽车防护梁在拉弯完毕后其两端将得到一段弯曲部，而弯曲部的存在将导致传送装置难以将汽车防护梁转移至冷却区域处。而本技术中，在汽车防护梁拉弯完毕后，推送液压缸可以通过托送块将拉弯完毕的汽车防护梁脱离移动通道并最终转移至传送带处，进而完成对拉弯完毕的汽车防护梁的转移操作。

33、优选的，所述转移装置还包括若干连动组件，所述连动组件包括底座、第一齿轮、第二齿轮、第一齿条、驱动电机以及转动辊，所述第一齿轮与所述第二齿轮均转动连接于底座上，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合；

34、所述第一齿条滑移连接于所述底座上，所述第一齿条与所述第一齿轮相互啮合，所述驱动电机固定连接于所述第一齿条的上端，所述转动辊固定连接于所述驱动电机的输出端；所述推送块的下端面设置有第二齿条，所述第二齿条与所述第二齿轮相互啮合，所述第一齿条通过所述第一齿轮促使所述第二齿轮旋转，所述第二齿轮通过第二齿条驱使转动辊上移并对拉弯完毕的汽车防护梁进行支撑，所述驱动电机通过传动辊将拉弯完毕的汽车防护梁转移至传送带处。

35、当推送液压缸通过托送块将拉弯完毕的汽车防护梁脱离移动通道时，第一齿条通过第一齿轮促使第二齿轮旋转，第二齿轮通过第二齿条驱使转动辊上移并对拉弯完毕的汽车防护梁进行支撑，驱动电机通过传动辊将拉弯完毕的汽车防护梁转移至传送带处，从而实现对拉弯完毕的汽车防护梁的转移操作。

36、综上所述，本技术具有以下有益效果：

37、1.c、mn、si、b的添加可以有效提升汽车防护梁的强度，从而促使汽车防护梁兼具轻量化以及高强度的功能；

38、2.c：0.15-0.35％，mn：1.0-1.8％，si≤1.3％，b≤0.005％的比例可以在对汽车防护梁进行热拉弯工艺时，汽车防护梁将转变为强度较低的奥氏体，从而有效降低汽车防护梁出现回弹或者开裂的可能性。

39、3.匀速冷却的操作则可以促使汽车防护梁从奥氏体转化为马氏体，从而促使汽车防护梁获得高强度和高韧性的特点。