[發明專利]一種高強度鋼板沖壓件的新型熱成形法

無效

• 申請號: 200910067375.9
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101619383A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 谷諍巍;朱超;徐虹
• 申請（專利權）人: 吉林諾亞機電科技有限公司
• 主分類號: C21D8/04
• 分類號: C21D8/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種高強度鋼板沖壓件的新型熱成形法，屬于熱沖壓成形技術領域。

背景技術：

熱沖壓成形是一項專門用于制造高強度鋼板沖壓件的技術，通過這種方法制得的零件，具有超高的強度，良好的尺寸精度，應用于汽車制造領域，可以提高汽車的碰撞安全性能，減輕車身重量，符合節能環保的要求，近年來受到廣泛的關注。

高強度鋼板的高溫氧化防護是熱沖壓成形工藝需要解決的一個關鍵問題。在熱沖壓成形工藝中，板材需要被加熱到再結晶溫度以上，高溫下的板材與空氣接觸，表面會嚴重氧化，生成氧化皮，即使是在具有保護性氛圍的加熱爐中加熱，鋼板在從加熱爐轉移到模具的過程中，氧化也難以避免。該氧化皮不僅影響零件的表面質量，而且在沖壓時容易脫落，附著在模具表面，必須及時清除，否則會影響生產的連續性；而附著在成形件表面的氧化皮，由于與零件基體的結合性差，在進行噴涂等提高零件耐銹性的處理之前必須通過噴丸等方法除去，增加了生產成本，使生產周期延長；而且氧化皮硬度較高，有可能劃傷模具表面。

目前針對高強度鋼板在熱成形過程中的高溫氧化問題，主要是從鋼板的角度入手，在板材表面涂覆一層保護層，通過涂層與空氣的反應消耗氧氣或者阻隔板材與空氣的接觸的方式來達到使板材表面不被氧化的目的。一種典型方式是在板材的表面鍍一層鋁、鋅或者鋁-硅、鋁-鋅涂層，利用涂層材料與基體之間形成的固溶相保護基體金屬不被氧化，如arcelor公司的研制的超高強度鋼板usibor1500P，這種鋼板主要用于直接熱成形工藝中。另一種典型方式是以nano-x公司研制的x-tec為代表的高溫防氧化涂料，主要用于間接熱成形工藝。這種方法，不僅增加了對板材進行防氧化處理所需的費用，而且在成形之后，由于涂層或鍍層與鋼板基體結合性不佳，必須通過噴丸或者酸洗等方法將涂層除去，使熱沖壓成形工藝更加復雜，增加了生產成本，影響零件表面質量。

在美國專利PCT/EP03/09607和中國專利200480021913.6中都公開了有關熱沖壓件的加工方法，但是均未提及如何防止鋼板在高溫下表面氧化的方法。本發明對原有的加工工藝進行了改進，解決了板材在高溫下表面氧化的問題。實驗表明，只有在600℃以上，板材與空氣接觸，才會在表面形成氧化皮，而當溫度低于600℃時，板材表面不會發生明顯的氧化，在此溫度條件下，板材仍然具有良好的成形性能。因此，只要使板材在從加熱爐轉移到模具過程中的溫度保證在600℃或600℃以下，就可以避免氧化皮的產生。達到這一目的最直接的方法是在爐中將板材加熱到600℃之后就轉移到熱沖壓成形模具中，但是在這種情況下，板材尚未被加熱到再結晶溫度以上，最后零件得不到我們所期望的強度。

發明內容：

本發明提供一種熱沖壓成形件的新型加工方法，主要解決傳統的熱成形工藝在生產過程中板材在高溫下表面嚴重氧化的問題。

本發明的上述目的是通過如下手段實現的，現結合附圖說明如下：

本發明所述加工方法包括a落料、(a′預成形)、b加熱、初步降溫、c成形、淬火、d后處理(切邊、鉆孔等)等工序。首先將板材在有保護氛圍的加熱爐6中加熱到再結晶溫度以上，保溫一段時間，使板材完全奧氏體化。與現有熱沖壓成形工藝不同的是，鋼板在充分加熱之后，并不直接轉移到熱成形模具中進行成形、淬火，而是在不與空氣接觸的情況下將板材轉移到一個冷卻腔室7中，進行初步降溫。在這里板材在氣體保護氛圍下降溫至約600℃，然后再將鋼板迅速轉移到熱成形模具中進行成形、淬火，以得到無氧化皮的高強度熱沖壓成形件14。鋼板在初步冷卻腔室內冷卻速度大于35℃/S，以保證鋼板在該降溫過程以及轉移過程中不產生珠光體、貝氏體等其它組織。

所述加熱爐和冷卻腔室內的保護性氣體為氮氣，冷卻腔室內的冷卻氣體為高壓氮氣；

所述超高強度鋼板為沒有進行任何表面處理的硼合金鋼板。

對比傳統的熱沖壓成形方法，本發明具有諸多優點。

本發明所述方法生產的熱沖壓成形件表面無明顯的氧化皮，表面質量更好，避免了氧化皮在成形過程中對模具和工件造成的負面影響；在成形后不需要進行噴丸等處理，簡化了加工工序，節約了成本，縮短了生產周期。

本發明所述的高強度鋼板為硼合金鋼，表面無需進行任何防氧化處理，節約了成本，也避免了此類涂層與基體產生的反應物對模具表面可能造成的傷害；同時使零件具有更好的可噴涂性，保證零件的焊接性能。

由于板材在成形前已經被降溫到600℃左右，因此降低了模具的冷卻壓力，可以減緩模具的熱疲勞損傷，提高模具的使用壽命。

附圖說明：

圖1直接成形工藝；

圖2間接成形工藝。