[發(fā)明專利]預(yù)切割高強(qiáng)度鋼材的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310519454.5
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103861934A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉威良
• 申請（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心
• 主分類號: B21D28/00
• 分類號: B21D28/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)切割高強(qiáng)度鋼材的方法，特別涉及一種加熱后預(yù)切割高強(qiáng)度鋼材的方法。

背景技術(shù)

以汽車產(chǎn)業(yè)來說，德國無疑是掌握最多核心技術(shù)的國家，而日本的汽車零配件在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的地位也非常重要。此外，到2009年中國已取代美國成為世界上最大的汽車銷售市場。而在汽車零組件中，鋼材的組件亦占重要的一部分，而對于高強(qiáng)度與輕薄的鋼材的需求下，如何在不使用昂貴的切割設(shè)備下，利用切割技術(shù)來切割高強(qiáng)度鋼材則成為降低成本的重要課題。

熱沖壓技術(shù)具有易成形、零件成形后機(jī)械性能佳、回彈少等優(yōu)點(diǎn)。在此項(xiàng)制程中材料被加熱至900℃以上，成形后急速冷卻使制品強(qiáng)度大幅提升。針對熱沖壓模具來說，尤其是在汽車工業(yè)對于輕薄且高強(qiáng)度的鋼材的需求逐漸提升，在冷卻后的制品強(qiáng)度增加的情形下，一般用來切割鋼材的設(shè)備并不適合用來切割此類制品，而需使用昂貴的雷射切割設(shè)備來切割。

在中國臺灣公開號TW?201102444?Al的專利文件中提到一種具有抗拉強(qiáng)度大于或等于980MPa的高拉伸強(qiáng)度，且加工性、熔接性及疲勞特性均優(yōu)異的高強(qiáng)度熔融鍍鋅銅板，及其有利的制造方法。該方法藉由調(diào)配在鋼材中不同成分的比例以達(dá)到提升加工性與熔接性、良好的撓曲特性、抗疲勞特性、且仍具有高強(qiáng)度的特性，然而并未提到切割該鋼材的方法。

在申請公開號20100018277的美國專利文件中提供一種熱沖壓與切割高強(qiáng)度鋼材的裝置與方法，其方法為將一工作件加熱使其具有奧氏體鐵相，使用一沖壓工具對該工作件第一次沖壓成形，且在淬火前直接切割。該專利若是沒有預(yù)留切割用的模具的行程，則無法對加工件直接切割，或者該模具必須另行設(shè)計(jì)以讓開切割用的行程，使其第二次沖壓的直接切割不會(huì)造成模具的損壞。在此美國專利文件中，工作件在加熱至奧氏體鐵相后被沖壓成形，而在淬火之前進(jìn)行直接切割。

在中國臺灣專利號I251806的專利文件中提到一種音樂鈴的音片制法，其制法包括有滾壓加工步驟、沖壓步驟、熱處理步驟、切斷步驟、倒角形成步驟及閥針形成步驟，該沖壓步驟系以沖壓機(jī)于金屬片體的凹槽上預(yù)先沖切出復(fù)數(shù)道割槽，該割槽系用作閥針形成步驟時(shí)，研磨切割機(jī)進(jìn)行切割的引導(dǎo)線，藉由沖壓步驟預(yù)先于金屬片體的凹槽上割槽出作為引導(dǎo)線的割切槽，因此研磨切割機(jī)在切割金屬片體時(shí)只要依循割槽進(jìn)行切割即可，然而其沖壓步驟之前并未加熱使金屬片體達(dá)到奧氏體鐵相，因此其方法不適合于高強(qiáng)度鋼板。

有鑒于上述美國專利的加工方法具有必須保留切割模具的剪切行程(stroke)的限制，且上述臺灣專利I251806所提的方法不適合用于高強(qiáng)度鋼材的切割，因此期望有一種預(yù)切割高強(qiáng)度鋼材的方法提出，其不需要昂貴的切割設(shè)備就能夠?qū)Ω邚?qiáng)度鋼材切割。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種預(yù)切割高強(qiáng)度鋼材的方法，該方法可在該加工件加熱至奧氏體鐵相后且在其淬火前進(jìn)行預(yù)切割以形成預(yù)切刻痕，而在淬火后該預(yù)切刻痕處的厚度減小可直接用一般切割鋼板的設(shè)備來切割，解決切割高強(qiáng)度鋼板必須使用成本昂貴的雷射切割的問題。

本發(fā)明的主要概念在于，高強(qiáng)度鋼在高溫(約930℃)下具有較低抗拉強(qiáng)度(300~400MPa)的狀態(tài)中，藉由熱沖壓模具對被加熱鋼材的工作件第一次沖壓成需要的形狀，然后對被加熱鋼材的工作件在其淬火硬化之前，進(jìn)行第二次沖壓而在其表面形成一預(yù)割痕跡，工作件在第二次沖壓后立刻淬火而硬化形成成品，此時(shí)高強(qiáng)度鋼的成品的表面在該預(yù)切痕跡的厚度比未預(yù)切割的厚度薄，根據(jù)剪切鋼板所需的強(qiáng)度=?鋼板的機(jī)械性質(zhì)*鋼板的截面積的原理可知，高強(qiáng)度鋼材成品在該預(yù)切痕跡的厚度減小，也就是高強(qiáng)度鋼材在該預(yù)切痕跡的截面積減小，故在剪切該預(yù)切痕跡的鋼板所需的強(qiáng)度亦減小。故可使用一般的切割裝置即可切割，不需要昂貴的雷射切割設(shè)備，進(jìn)而降低成本并增加切割裝置的耐用度與壽命。

依據(jù)上述構(gòu)想，一種預(yù)切割一高強(qiáng)度鋼材的方法被提出，該方法包含：將具有奧氏體鐵相的一工作件導(dǎo)入一第一沖壓工具、一第二沖壓工具、一壓料板與一模具之間。將該工作件以該壓料板壓于該模具上。將該第一沖壓工具對該工作件沖壓，以使該工作件形成一預(yù)定形狀。在淬火之前將該第二沖壓工具對該工作件的一預(yù)切痕跡處沖壓而形成一預(yù)割痕跡。

依據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明提出一種預(yù)切割一高強(qiáng)度鋼材的裝置，其包括使一工作件形成一預(yù)定形狀的一第一沖壓工具、用以在該工作件的表面形成一環(huán)形預(yù)割痕跡的一第二沖壓工具、一壓料板、以及一模具。