汽車底盤件沖壓開裂成因分析及控制

姜楊

摘要：隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，沖壓技術(shù)在汽車領(lǐng)域中也獲得了較大的發(fā)展，如由原來單工序沖壓升級(jí)為連續(xù)沖壓，提高了工作效率，但這對(duì)原材料的質(zhì)量提出了更高的要求，而原材料成分和工藝設(shè)計(jì)的不合理以及產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)等因素常常會(huì)導(dǎo)致在加工過程中出現(xiàn)沖壓開裂的現(xiàn)象，給加工企業(yè)和材料供應(yīng)商帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：汽車底盤件;沖壓開裂;成因分析;控制

引言

從汽車角度來講，汽車底盤故障的發(fā)生概率比較大，特別是經(jīng)常形式在復(fù)雜路面的車輛，車輛底盤的受損概率更高，也更容易誘發(fā)汽車底盤故障，因此，我們要提高對(duì)汽車底盤的重視程度，避免發(fā)生安全事故，因此，加強(qiáng)對(duì)汽車底盤的故障診斷是十分有必要的。一般而言，在汽車底盤中含有傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)。汽車底盤的狀態(tài)，關(guān)系到整車的操控性和安全性，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞和燃油情況，并且直接關(guān)系駕駛員的生命安全。為了保證汽車能夠安全行駛，及時(shí)地對(duì)汽車底盤進(jìn)行檢測(cè)和保養(yǎng)。隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，針對(duì)于汽車底盤的檢測(cè)技術(shù)也越來越發(fā)達(dá)，檢測(cè)設(shè)備主要采用機(jī)電一體化設(shè)備，不僅能夠快速地檢查汽車底盤存在的安全隱患，還能有效地保證準(zhǔn)確率，為汽車底盤維修提供可靠的參考技術(shù)，保證汽車底盤的安全工作。

1汽車底盤的重要性分析

通常情況下，在汽車行駛的過程當(dāng)中，其中最常見的一種情況便是其底盤受損的問題。一般來說，汽車在行駛的過程當(dāng)中，經(jīng)常處于不同的工況之下，鑒于汽車的底盤最下方到地面的間距是很近的，所以，造成底盤所處的環(huán)境十分復(fù)雜多變。因此，應(yīng)該用鍍鋅鋼板作為汽車底盤的相關(guān)部件的原材料，發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。實(shí)際上，在底盤各部件的表面上本身加工使用了眾多防腐蝕性的物質(zhì)，而其外表面一旦受到鋒利物質(zhì)劃傷，必然造成其防腐層出現(xiàn)脫落的情況，從而造成生銹的問題。如果車主缺少底盤維護(hù)的意識(shí)，在車輛使用過程中不加注意，將導(dǎo)致其他汽車零部件的功能也不能很好地實(shí)現(xiàn)，汽車性能下降，同時(shí)也將縮短汽車的使用壽命。

2開裂原因分析

在熱軋生產(chǎn)過程中由于沿板寬溫度分布存在固有的差異，邊部溫度比中部低30℃左右，板寬方向的邊部與中部組織性能有一定差異，但通過以上現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)跟蹤和生產(chǎn)圖紙發(fā)現(xiàn)，同一塊鋼板同時(shí)沖壓左、右控制臂零件時(shí)，左控制臂無開裂，右控制臂開裂嚴(yán)重，并且開裂均在右控制臂，這與零件在酸洗板寬度即邊、中部的位置關(guān)聯(lián)度不大;從沖壓工藝的角度看，由于該零件成形缺陷處為伸長(zhǎng)類翻邊成形，即為內(nèi)凹的外緣翻邊，此種翻邊凸緣成形會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力而易于破裂;在伸長(zhǎng)類成形工藝中，當(dāng)鋼板屈服強(qiáng)度低時(shí)，所需的拉力也小，成形工藝的穩(wěn)定性高，不易拉裂，即較低的材料強(qiáng)度和較高的延伸率會(huì)更有利于成形;但是通過現(xiàn)場(chǎng)取回缺陷樣板進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)鋼板橫向屈服強(qiáng)度高于縱向60MPa左右，延伸率偏下限。通過金相和電鏡檢測(cè)表明在開裂部位附近有硫化錳等夾雜物的存在，由于帶鋼S含量偏高，會(huì)使鋼中形成硫化錳夾雜，會(huì)進(jìn)一步降低材料的韌塑性，在沖壓變形過程中由于夾雜物的存在會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，致使有夾雜物存在的位置不能隨基體的形變而變形，產(chǎn)生微裂紋或小孔，在隨后的變形過程中，微裂紋或小孔進(jìn)一步聚集、長(zhǎng)大，最終導(dǎo)致板材的開裂，為此需要從成分設(shè)計(jì)和煉鋼工藝著手改善帶鋼內(nèi)在純凈度。因此，較高的橫向屈服強(qiáng)度、較低的延伸率以及帶鋼硫化錳等夾雜物的存在是導(dǎo)致右控制臂沖壓開裂的主要原因。

3開裂消除措施

3.1做好車架的維修與保養(yǎng)工作

對(duì)于汽車而言，車架的作用很大，能夠?qū)Σ煌牧悴考M(jìn)行連接，承受了汽車內(nèi)部與外部的載荷。由于車架屬于重要的結(jié)構(gòu)之一，大多數(shù)零件均被固定到車架的上面。通常情況下，需要強(qiáng)化對(duì)車架的維修保養(yǎng)管理，而實(shí)際當(dāng)中，往往很多車主當(dāng)車架出現(xiàn)變形之后，才開始加以維修。為了延長(zhǎng)車輛的使用壽命，車架應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)檢測(cè)，具體包括以下方面：（1）合理運(yùn)用有關(guān)測(cè)量工具，完成準(zhǔn)確測(cè)定車架縱、橫寬度的任務(wù)，并且仔細(xì)觀看其符合相關(guān)規(guī)定與否;（2）應(yīng)用相關(guān)測(cè)量工具，完成測(cè)定汽車橫、縱間直線度的任務(wù)，以便明確其符合要求與否;（3）通過準(zhǔn)確測(cè)定汽車橫、縱梁間的具體垂直高度數(shù)據(jù)，明確其達(dá)到相關(guān)規(guī)定與否;（4）準(zhǔn)確測(cè)定汽車鋼板彈簧當(dāng)中支架銷孔的中心距與對(duì)角線間的長(zhǎng)度，可以明確其滿足相關(guān)要求與否。（5）通過將上述數(shù)據(jù)信息與以往相關(guān)數(shù)據(jù)加以對(duì)比，最終明確車架具體的維修策略。進(jìn)行架裂紋、鉚接質(zhì)量維修的過程中，需要借助輕敲擊的方式來檢查車架有無裂紋、不同鉚接的部位是否存在松動(dòng)的現(xiàn)象，如果部分鉚釘銜接發(fā)生松動(dòng)的情況，應(yīng)該仔細(xì)加以檢查，同時(shí)予以有效焊接。

3.2具體措施

1）由于鈮元素作為一種重要的微合金元素，在軋制過程中可以提高材料的再結(jié)晶溫度，形成細(xì)小的碳化物和氮化物，抑制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，最終通過晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化影響強(qiáng)度和韌性，為此通過適當(dāng)減少鈮元素含量，進(jìn)一步降低帶鋼的整體強(qiáng)度;2）通過提高卷取溫度，適當(dāng)增加晶粒的尺寸，可使帶鋼的屈服強(qiáng)度進(jìn)一步降低;3）由于錳元素與硫元素形成的硫化錳夾雜物和帶狀組織對(duì)鋼板的成形性具有不利作用，為此通過縮小硫含量的控制范圍;同時(shí)優(yōu)化煉鋼精煉工藝路徑，采取LF+RH雙聯(lián)工藝，并且RH采取本處理工藝，進(jìn)一步提高帶鋼的內(nèi)在純凈度。

結(jié)束語

1）通過采取降低鈮合金含量和提高卷取溫度，降低了帶鋼強(qiáng)度，提高了延伸率，保證鋼板合適的強(qiáng)韌性;2）通過降低硫含量和優(yōu)化煉鋼工藝路徑，使帶鋼純凈度得到進(jìn)一步改善，從而有效降低開裂的風(fēng)險(xiǎn);3）收嚴(yán)產(chǎn)品性能的放行標(biāo)準(zhǔn)，確保了左右控制臂沖壓生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。

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