[發明專利]熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置

有效

• 申請號: 201410042973.1
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103785761A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 陳揚
• 申請（專利權）人: 無錫紅弦汽車輕量化科技有限公司;陳揚;周永平
• 主分類號: B21D37/16
• 分類號: B21D37/16;B30B15/14;C21D1/673
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，模具準備：在上模和/或下模內設置工作壓力、工作時間、工作速度可調的伺服缸及其控制系統；

步驟2，預熱：將硼鋼管材加熱至850℃以上，使管材均勻奧氏體化；

步驟3，傳輸：將加熱好的硼鋼由加熱裝置傳送至熱成型壓機內，實現對工件的傳輸和過程性冷卻處理；

步驟4，成形：工件在450-850℃環境下置于熱成型模具中由壓力機驅動，由上死點向下運動至完全閉合，將工件成形為指定產品形狀；

步驟5，保壓冷卻：熱成形模具在壓機的驅動下保持模具完全閉合的下死點位置不變，壓機提供的保壓力也保持不變，分段強化各區域壓力由模具內對應位置的伺服缸動態調節，實現對不同區域的淬火冷卻速度差異化控制。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，步驟1中所述的伺服缸及其控制系統根據工件大小、形狀、厚度的不同，在成形、保壓過程中在伺服缸最大最小壓力范圍內，每組伺服缸通過各自獨立的伺服系統控制其輸入時間—保壓力參數曲線，任意的和實時動態的調節伺服缸的壓力大小和持續時間，實時變化不同區域的淬火保壓力。

3.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，步驟3中所述的過程性冷卻處理，指從加熱裝置傳輸至熱成形壓機的過程中，將工件置于溫控環境中，工件到達熱成形壓機時的溫度都低于在加熱裝置中的溫度，且冷卻速度為5-25℃/s。

4.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，步驟3中所述的傳輸的時間控制，通過加熱裝置與壓機之間的距離設計以及傳輸裝置的速度調節來實現，其中：加熱裝置與壓機之間的傳輸時間為0.1-20s，其總傳輸距離為0.5-8m；傳輸裝置為輸送帶和/或機械手，速度調節為0-5m/s。

5.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，步驟5中所述的淬火冷卻速度差異化控制是指：由工件的各區域需要達到的材料機械性能決定，通過模具內部液壓液壓缸壓力變化實現，所述伺服缸及其控制系統根據工件各區域需要得到的材料機械性能的不同，劃分為若干區域，即分段強化，每個系列的軟區和/或硬區對應的模具，各自為獨立運動的區域。

6.根據權利要求1或5所述的工藝，其特征是，所述的淬火冷卻速度為5-100℃/s。

7.根據權利要求2所述的工藝，其特征是，所述的時間—保壓力參數曲線是指：伺服缸內液壓的加載、卸載隨保壓時間變化的曲線。

8.一種實現上述任一權利要求所述的工藝的模具伺服裝置，其特征在于，包括：上模、下模、壓機上滑塊、壓機下工作臺、置于上模和/或下模內的伺服缸及其控制系統系統以及模具芯棒；

所述的伺服缸及其控制系統系統包括：多組上模模內伺服缸和/或下模模內伺服缸；

所述的上模和下模內在各區域均設有不高于室溫的模具冷卻裝置，上模和下模內沒有加熱裝置。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征是，所述的模具芯棒設置于位于上模壓料芯和下模壓料芯之間的工件內部并實現支撐工件。

10.根據權利要求8所述的裝置，其特征是，每個伺服缸的行程為0-300mm，每個伺服缸單獨的極限壓力1-30t。