【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种冲焊桥壳及其制备方法，特别的该冲焊桥壳强度塑性优异，冲压成形后不存在“制耳”缺陷，冲压过程中以及后期服役过程中裂纹风险低，服役稳定性和可靠性高。
技术介绍
1、桥壳作为承重部件和传力部件，在确保车辆稳定运行中发挥了十分重要的作用。长久以来，桥壳产品基本都采用铸造工艺制备，铸造桥壳强度高，但是壳重量大，不利于运输，制备过程环境友好性差，铸造缺陷多，废品率高，故障率较高。近年来，桥壳的另一种制备方式--冲焊桥壳也占据了一定的市场，其产品质量轻，利于汽车的轻量化，并且可以针对重点受力部位进行强化，故障率低，制备过程相比于铸造桥壳更加环保，并且随着钢材性能的提升，冲焊桥壳同样可以达到铸造桥壳的强度水平。
2、长远来看，无论是从服役可靠性、轻量化角度，还是从环保角度考虑，冲焊桥壳大有取代铸造桥壳的趋势。
3、顾名思义，冲焊桥壳需要冲压成形和焊接两个基本步骤，在实际生产中，桥壳钢板由于比较厚，在冲压成形过程中由于轧后各向异性导致冲压过程中容易出现“制耳”缺陷，更严重的是部分钢材冲压后出现裂纹，导致废品率较高，或者部分冲焊桥壳由于各向异性明显，在后续使用过程中容易产生裂纹，导致服役失效。目前，为了避免各向异性，通常采用增加冷轧压下率的手段，然而，冲焊桥壳用钢板通常是热轧钢板，无冷轧步骤，各向异性在钢板制备阶段并无法有效控制，导致冲压成形制备桥壳时容易出现“制耳”缺陷，冲压过程以及后期服役过程中容易出现裂纹。
4、因此，如何获得无“制耳”缺陷，冲压成形无裂纹的桥壳成为了该领域面临的一个重要技
技术实现思路
1、本专利技术提出一种冲焊桥壳，该冲焊桥壳不仅强塑性优异，并且冲压成形后不产生“制耳”缺陷，冲压后不出现裂纹，后期服役过程中稳定性和可靠性好。
2、本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术提供一种冲焊桥壳，其特征在于，所述冲焊桥壳由两个桥半壳焊接而成，所述两个桥半壳通过钢板热冲压成形制备，所述钢板的化学成分以质量百分比计为c：0.14-0.22%，si：0.25-0.65%、mn：1.55-1.95%、p≤0.01%、s≤0.01%、ti：0.03-0.07%、v：0.04-0.08%、nb：0.02-0.045%、al：0.22-0.47%、sn：0.08-0.26%，余量为fe和不可避免的杂质，并且al和sn的含量满足([al]/27)/([sn]/119)=5.7-13.4，其中[al]、[sn]分别代表al和sn的质量百分含量，所述钢板的cev在0.5以下，cev=[c]+[mn]/6+[v]/5，其中[c]、[mn]、[v]分别代表c、mn、v的质量百分含量。
4、下面，首先介绍用于制备本专利技术冲焊桥壳的钢板成分的设计原理。
5、c：碳起到固溶强化作用，并且碳在热冲压过程中产生配分，可以大幅提高桥壳的强度，但是碳会导致材料的可焊接性能恶化，由于冲焊桥壳需要冲压和焊接，因此，需要在兼顾强度和可焊接性的前提下确定碳的含量，本专利技术中碳含量控制在0.14-0.22%。
6、si：与碳类似，硅同样是提高钢材强度的元素，但是硅恶化材料的可焊接性能，因此，综合考虑强度和可焊接性，本专利技术的硅含量控制在0.30-0.80%。
7、mn：与前面所说的碳和硅类似，锰同样具有提高强度和恶化可焊接性的效果，因此，综合考虑强度和可焊接性，本专利技术的锰含量控制在1.55-1.95%。
8、ti：钛会与碳形成碳化钛，在轧制过程、热冲压过程中以微米、纳米级粒子的形式析出，起到强烈的析出强化作用，大幅提高钢材的强度，碳化钛也起到钉扎作用，能够有效抑制晶粒长大，有利于强度的提高。但是钛含量过高会导致析出物过多，影响钢板的塑性性能，在冲压过程中容易出现裂纹等缺陷，综合考虑钢材强度、塑性要求，本专利技术的钛含量控制在0.03-0.07%。
9、v：钒在轧制过程中和热冲压过程中会与碳形成碳化钒，从而对钢材形成弥散析出强化，大幅提高钢材的强度，但是钒含量过高则会导致钢板的塑性和韧性恶化，综合考虑钢材的强度、塑韧性要求，本专利技术的钒含量控制在0.04-0.08%。
10、nb：铌在轧制过程中和热冲压过程中会与碳形成微米、纳米级的碳化铌并且析出到钢板基体中从而大幅提升钢板的强度，同时碳化铌会形成钉扎效果，能够有效抑制晶粒长大，从而确保钢板具有优异的强度性能，但是铌含量过高则钢板的塑性急剧下降，综合考虑钢材强度、塑性要求，本专利技术的铌含量控制在0.02-0.045%。
11、p、s：磷和硫均是钢中常存的杂质元素，与原料条件、冶炼水平等多因素有关，磷和硫的存在将恶化钢材性能，因此，需要尽可能的控制磷和硫在较低的含量水平，本专利技术控制磷和硫均在0.01%以下，但是磷和硫的含量控制越低，成本越高。因此，需要结合实际成本情况设置磷和硫的含量下限，在兼顾性能和成本的基础上，磷和硫的含量下限通常可以设置在0.002%。
12、al、sn以及([al]/27)/([sn]/119)：铝的加入有利于钢板细化晶粒，并且能够有效促进热冲压过程中的碳配分，对于确保钢板优异的强度和塑性至关重要，本专利技术控制铝含量在0.22-0.47%；锡同样有利于晶粒的细小化，从而对于保证高钢板的强度和塑性效果显著，本专利技术控制锡含量在0.08-0.26%，铝、锡的含量过高则塑性效果不足，铝、锡的含量过低则强度无法保证；另外，专利技术人发现，当控制铝和锡在以上含量范围内的基础上，进一步协同控制二者的含量关系，可以获得意想不到低的各向异性，从而确保钢板在冲压过程不存在“制耳”现象，冲压过程中以及后续使用过程中不易开裂。通过专利技术人大量的试验研究和归纳总结，发现控制([al]/27)/([sn]/119)在5.7-13.4范围内时，钢板的各向异性特别低，可以在±0.1的水平内，冲压性能十分突出，从而使钢板具有优异的强度、塑性以及各向异性。
13、al、sn的加入以及al、sn含量关系控制对于获得低的各向异性的原理虽然不太清楚，但是基于各向异性通常是由于柱状晶引起的这一认识，推测应当是al、sn添加量以及含量关系的控制可以有效避免柱状晶的形成，使钢板获得等轴晶组织，因此，最终材料展现出很低的各向异性，特别适合于热冲压成形加工之用。
14、为了确保优异的焊接性能，本专利技术限制钢板的cev在0.5以下，cev=[c]+[mn]/6+[v]/5，其中[c]、[mn]、[v]分别代表c、mn、v的质量百分含量。钢板的cev越低，焊接性能越好，最终冲焊得到的桥壳性能质量越优异。
15、将具有上述化学成分的钢板进行热冲压成形得到桥半壳，再将两个桥半壳焊接得到本专利技术的桥壳。如前所述，本专利技术冲焊桥壳所使用的钢板具有优异的强度和塑性特点，并且各向异性低，冲压特性好，因此，最终能够确保冲焊得到的桥壳强度塑性优异，并且不存在“制耳”缺陷和冲压裂纹问题，具有优异的服役可靠性和服役稳定性。
16、本专利技术通过对桥壳钢板的成分端优化调配，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冲焊桥壳，其特征在于，所述冲焊桥壳由两个桥半壳焊接而成，所述两个桥半壳通过钢板热冲压成形制备，所述钢板的化学成分以质量百分比计为C：0.14-0.22%，Si：0.25-0.65%、Mn：1.55-1.95%、P≤0.01%、S≤0.01%、Ti：0.03-0.07%、V：0.04-0.08%、Nb：0.02-0.045%、Al：0.22-0.47%、Sn：0.08-0.26%，余量为Fe和不可避免的杂质，并且Al和Sn的含量满足([Al]/27)/([Sn]/119)=5.7-13.4，其中[Al]、[Sn]分别代表Al和Sn的质量百分含量，所述钢板的CEV在0.5以下，CEV=[C]+[Mn]/6+[V]/5，其中[C]、[Mn]、[V]分别代表C、Mn、V的质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的冲焊桥壳，其特征在于，所述冲焊桥壳的屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥720MPa，延伸率≥18%。
3.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的冲焊桥壳，其特征在于，所述钢板热冲压成形获得的桥半壳不存在“制耳”缺陷和裂纹。
4.根据权利
5.权利要求1-4任意一项权利要求所述的冲焊桥壳的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的冲焊桥壳的制备工艺，其特征在于，所述S2中均热化温度为1200-1280℃，均热时间2-5h。
7.根据权利要求5-6任意一项权利要求所述的冲焊桥壳的制备工艺，其特征在于，所述S3热轧的开轧温度为950-1000℃，热轧的终轧温度为850-910℃。
8.根据权利要求5-7任意一项权利要求所述的冲焊桥壳的制备工艺，其特征在于，所述S4的轧后层流冷却，冷却速度为10-40℃/s。
9.根据权利要求5-8任意一项权利要求所述的冲焊桥壳的制备工艺，其特征在于，所述S5的卷取温度为580-640℃。
10.根据权利要求5-9任意一项权利要求所述的冲焊桥壳的制备工艺，其特征在于，所述S6的加热温度为720-800℃，S7的热冲压成形温度为700-780℃；保压时间为0.2-3min。
...【技术特征摘要】
1.一种冲焊桥壳，其特征在于，所述冲焊桥壳由两个桥半壳焊接而成，所述两个桥半壳通过钢板热冲压成形制备，所述钢板的化学成分以质量百分比计为c：0.14-0.22%，si：0.25-0.65%、mn：1.55-1.95%、p≤0.01%、s≤0.01%、ti：0.03-0.07%、v：0.04-0.08%、nb：0.02-0.045%、al：0.22-0.47%、sn：0.08-0.26%，余量为fe和不可避免的杂质，并且al和sn的含量满足([al]/27)/([sn]/119)=5.7-13.4，其中[al]、[sn]分别代表al和sn的质量百分含量，所述钢板的cev在0.5以下，cev=[c]+[mn]/6+[v]/5，其中[c]、[mn]、[v]分别代表c、mn、v的质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的冲焊桥壳，其特征在于，所述冲焊桥壳的屈服强度≥550mpa，抗拉强度≥720mpa，延伸率≥18%。
3.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的冲焊桥壳，其特征在于，所述钢板热冲压成形获得的桥半壳不存在“制耳”缺陷和裂纹。
...【专利技术属性】
技术研发人员：帅德军，帅莉，胡力，朱昊月，帅德国，
申请(专利权)人：襄阳金耐特机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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