本发明涉及汽车安全保障用零部件领域，特别是涉及一种汽车前防撞梁用钢材及其异形化成型方法。
背景技术：
防撞梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，由主梁、吸能盒和连接汽车的安装板组成，主梁、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害，通过这样就发挥了它对车辆的保护作用。
现在汽车前防撞梁用钢材，碳含量较高，抗拉强度在1000～1200mpa之间，延伸率≥9%，其脆性大、稳定性差，容易断裂，且由于是冷冲压件，其回弹很大，起皱严重，甚至强度超过一定值后很难实现。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种汽车前防撞梁用钢材及其异形化成型方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种汽车前防撞梁用钢材，包括如下重量百分比的组分：c0.15～0.18%、si≤0.30%、mn2.0～2.5%、mo1.0～1.5%、p≤0.01%、s0.05～0.08%、al0.05～0.10%，其余为fe。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种钢材异形化成型汽车前防撞梁的方法，包括如下步骤：
（1）锻造：按照前述的钢材采用仿形锻造工艺制备成轴线带一定弯曲度的钢管；
（2）裁剪：将步骤（1）中得到的钢管抛丸处理，并根据所述尺寸切割得到前防撞梁本体；
（3）异形化处理：采用内高压成形加工方法将步骤（1）所述的钢管制备成截面为矩形的异形钢管；
（4）热处理：将步骤（3）中得到的异形钢管置于加热炉内，先后交替进行两次正火和两次回火工艺，以消除步骤（1）中锻造产生的应力，得到所述汽车前防撞梁。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述仿形锻造工艺为：将所述钢材加热至1100～1200℃，恒温保持10～15h，经镦粗和宽砧强压锻造法拔长处理，冷至室温；然后再加热至1100～1200℃，恒温保持5～10h，经镦粗和窄砧旋压锻造成带弯曲度的钢管。
在本发明一个较佳实施例中，所述钢管的弯曲度为弯曲半径是钢管外径的10～15倍。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述异形化处理的方法为：将步骤（2）中的钢管放入到与前防撞梁形状相同或相似的下模型腔内，并将其两端装入密封冲头密封，然后利用合模压力机的滑块带动上模下行到距离下模一定的高度，最后向封端后的钢管内部通入高压液体，并使钢管内部的压力与上模行程相匹配，直到完成合模，完成异形化处理。
在本发明一个较佳实施例中，所述钢管内部的压力与上模行程相匹配的方法是指在给钢管内部通入高压液体时，钢管内部的压力与上模和下模之间的距离h应满足以下公式：
p≤2.5σsd/h
式中：p为钢管内部压力，d为钢管壁厚，h为上模和下模之间的距离。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述正火的工艺条件为：加热温度750～950℃，恒温保持时间60～90min。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述回火的工艺条件为：加热温度450～500℃，恒温保持时间40～60min。
本发明的有益效果是：本发明一种汽车前防撞梁用钢材及其异形化成型方法，在合理的钢材配方基础上，通过仿形锻造生产方法和内高压异形化成形，使得所制备的前防撞梁具有一体化结构，几乎不存在应力现象，整体强度高，耐冲击韧性好，性能稳定，在汽车防撞梁领域具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种汽车前防撞梁用钢材，包括如下重量百分比的组分：c0.15%、si≤0.30%、mn2.0%、mo1.0%、p≤0.01%、s0.05%、al0.05%，其余为fe。
利用上述钢材异形化成型汽车前防撞梁的方法，包括如下步骤：
（1）锻造：将上述钢材采用仿形锻造工艺制备成钢管；
所述仿形锻造工艺为：将所述钢材加热至1100℃，恒温保持15h，经镦粗和宽砧强压锻造法拔长处理，冷至室温；然后再加热至1100℃，恒温保持10h，经镦粗和窄砧旋压锻造成带弯曲度的钢管；
制备好的钢管的弯曲度为弯曲半径是钢管外径的10倍；
（2）裁剪：将步骤（1）中得到的钢管抛丸处理，并根据所述尺寸切割得到前防撞梁本体；
（3）异形化处理：采用内高压成形加工方法将步骤（1）所述的钢管制备成截面为矩形的异形钢管；
具体处理工艺为：将步骤（2）中裁剪后的钢管放入到与前防撞梁形状相同或相似的下模型腔内，并将其两端装入密封冲头密封，然后利用合模压力机的滑块带动上模下行到距离下模一定的高度，最后向封端后的钢管内部通入高压液体，并使钢管内部的压力与上模行程相匹配，直到完成合模，完成异形化处理；
所述钢管内部的压力与上模行程相匹配的方法是指在给钢管内部通入高压液体时，钢管内部的压力与上模和下模之间的距离h应满足以下公式：
p≤2.5σsd/h
式中：p为钢管内部压力，d为钢管壁厚，h为上模和下模之间的距离。
（4）热处理：将步骤（3）中得到的异形钢管置于加热炉内，先后交替进行两次正火和两次回火工艺，以消除步骤（1）中锻造产生的应力，得到所述汽车前防撞梁；
具体地，所述正火的工艺条件为：加热温度750℃，恒温保持时间90min；
所述回火的工艺条件为：加热温度450℃，恒温保持时间60min。
上述方法得到的汽车前防撞梁是截面为矩形，弯曲半径是钢管外径的10倍的异形钢管。
实施例2
一种汽车前防撞梁用钢材，包括如下重量百分比的组分：c0.18%、si≤0.30%、mn2.5%、mo1.5%、p≤0.01%、s0.08%、al0.10%，其余为fe。
利用上述钢材异形化成型汽车前防撞梁的方法，包括如下步骤：
（1）锻造：将上述钢材采用仿形锻造工艺制备成钢管；
所述仿形锻造工艺为：将所述钢材加热至1200℃，恒温保持10h，经镦粗和宽砧强压锻造法拔长处理，冷至室温；然后再加热至1200℃，恒温保持5h，经镦粗和窄砧旋压锻造成带弯曲度的钢管；
制备好的钢管的弯曲度为弯曲半径是钢管外径的15倍；
（2）裁剪：将步骤（1）中得到的钢管抛丸处理，并根据所述尺寸切割得到前防撞梁本体；
（3）异形化处理：采用内高压成形加工方法将步骤（1）所述的钢管制备成截面为矩形的异形钢管；
具体处理工艺为：将步骤（2）中裁剪后的钢管放入到与前防撞梁形状相同或相似的下模型腔内，并将其两端装入密封冲头密封，然后利用合模压力机的滑块带动上模下行到距离下模一定的高度，最后向封端后的钢管内部通入高压液体，并使钢管内部的压力与上模行程相匹配，直到完成合模，完成异形化处理；
所述钢管内部的压力与上模行程相匹配的方法是指在给钢管内部通入高压液体时，钢管内部的压力与上模和下模之间的距离h应满足以下公式：
p≤2.5σsd/h
式中：p为钢管内部压力，d为钢管壁厚，h为上模和下模之间的距离。
（4）热处理：将步骤（3）中得到的异形钢管置于加热炉内，先后交替进行两次正火和两次回火工艺，以消除步骤（1）中锻造产生的应力，得到所述汽车前防撞梁；
具体地，所述正火的工艺条件为：加热温度950℃，恒温保持时间60min；
所述回火的工艺条件为：加热温度500℃，恒温保持时间40min。
上述方法得到的汽车前防撞梁是截面为矩形，弯曲半径是钢管外径的15倍的异形钢管。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。