合金化镀锌板的镀层脱落分析.pdf

维普资讯 第42卷第9期 机 械 工 程 学 报 Vo1．42No．9 2006年 9 月 CHINESEJOURNALOFM ECHANICALENGNI EERNI G Sep· 2006 合金化镀锌板的镀层脱落分析水 徐 春 林忠钦 李淑慧 张卫刚 f上海交通大学汽车车身制造技术中心 上海 200030) 摘要：跟踪拍摄合金化镀锌板双球冲成形时的镀层脱落过程，发现双球冲行程变化影响镀层脱落时间、部位与程 度。结合自行开发的镀层 自动评价系统分析镀层脱落程度，表明双球冲行程会影响镀层应变，镀层脱落程度与镀 层应变有关。脱落主要发生在压应变区域，压应变越大，脱落程度越大。对各变形阶段应变进行有限元仿真，对 比镀层的实际脱落过程，进一步发现压应变对镀层脱落的影响关系：只有压应变增大到某极限值，镀层才开始脱 落；压应变继续增大，脱落继续且程度加大；压应变到达最大值之后再减小，脱落过程随即中止。 关键词：合金化镀锌板 脱落 应变状态 中图分类号：TG156 0 前言 1 试验材料和方案 1．1 试验材料 合金化镀锌板以其优异的焊接性、耐蚀性、涂 试验材料采用0．9mm厚的IF钢为基材的合金 装性广泛应用于车身制造，有取代其他镀锌板的趋 化热镀锌钢板，镀层厚度为50 ¨m。基板各成分的 势，但据最近几年的产量统计，它在汽车用材市场 质量分数如表 1所示，材料的力学性能见表2，试 的份额反而下降。这是因为它在冲压成形中易产生 样尺寸为 100mm×400mm。 “脱落”现象，影响了后续加工和产品质量，该现象 表 1 基板各成分的质量分数 ％ 目前已成为影响镀锌板在汽车覆盖件中使用的主要 制约因素。国内外对此进行广泛深入的研究，发现 墨 ! 质量分数 了影响镀层脱落的相关因素，其中镀层化学成分、 000】0 00】00 00300 00020 000】5 0．00】5 0．0100 相结构、基材成分可以解释镀层脱落的原因_l】；变 形速度、成形路径、摩擦因数的改变则从表面上解 释了同种材料出现不同的镀层脱落部位与程度的原 因_4J，但不能从根本上说明诱发这种现象产生的原 因。分析变形速度、成形路径、摩擦因数等因素变 1．2 试验方案 化对镀层脱落的影响规律，可以发现这些因素的变 为便于观察镀层脱落情况，选用双杯突成形进 化导致工件受力状态改变，从而影响镀层的应力应 行试验研究。试验装置示意图见图 1，球形冲头直 变状态，而从应力应变状态角度研究镀层脱落的文 径为22．2mm，模具和压边圈孔径为25．4mm。试 章很少，仅有RANGARAJAN等_jJ对杯形成形试验 验方法：采用 Olsen杯突方法，将试样冲出一定高 进行研究，并发现压应变是镀层脱落的主要因素。 度的杯突。然后取出，翻转试样 180。，使