作者:劉威良、蔡盛祺熱沖壓零件設計及冷卻系統之參數分析
為了同時兼顧車體的輕量化與安全性,高強度鋼被大幅應用在車體結構件上,於是傳統冷沖壓鋼材持續開發出更高強度的鋼材。但隨著鋼材強度的增加,成形性也不斷降低,回彈隨著鋼材強度的上升而越來越不易控制,使得傳統冷沖壓鋼材在更高強度的發展遇到了瓶頸。
熱沖壓技術的重點在於硼鋼材料的相變化,硼鋼原本的強度約在500 MPa左右,但是升溫到900~950 ℃,並持溫4~10分鐘後,硼鋼的晶相會轉換沃斯田鐵相,強度會再降低至100~200 MPa,此時進行成形將得到相當好的成形性。待成形後便在模內施以淬火,當板件冷卻速率≧25 ℃時,硼鋼將再次產生相變化,此時轉換成麻田散鐵相,並因此得到強度在1470 MPa以上的超高強度鋼材。因為硼鋼是在模具內完成冷卻與麻田散鐵相之相變化,故具備不易回彈的特點。因熱沖壓技術因為具備高成形性、不易回彈與超高強度等優點,已經成為近年來超高強度鋼材的主流技術。本文使用模擬軟體比較各種零件設計及冷卻系統之參數,包含拔模角、引伸處R角、水路管徑、水路間距…等,希望能加速零件及模具的開發。