[實用新型]生產變強度熱成型零件的設備

有效

• 申請號: 201520462761.9
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN204724663U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 辛憲秀
• 申請（專利權）人: 上海凌云汽車模具有限公司
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D37/16;B21D43/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及熱成型領域，特別涉及一種生產變強度熱成型零件的設備。

背景技術

變強度熱成型零件，指的是在同一熱成型零件中存在不同的強度區域。如在部分汽車零件中，希望在同一零件中，部分區域抗拉強度大于1300MPa，以實現超高的強度；而另一部分區域強度小于800MPa，以實現局部區域強度弱化，進而實現撞擊潰縮并吸收撞擊能量。

目前通常使用一種牌號為22MnB5的硼鋼作為熱成型生產的原材料，抗拉強度約為600MPa，微觀組織為鐵素體-珠光體。如圖1所示，生產時，首先將原材料的卷材經過落料工序沖裁出所需要的板材形狀；然后通過自動化機械手將板材送入加熱爐中；在加熱爐中，板材被加熱至930℃～950℃保溫至少5min使其持續奧氏體化；紅熱的板材經過生產線的自動化傳送裝置傳遞至模具內進行沖壓，傳遞時間約為8s，經過冷的、封閉的模具內部進行冷卻淬火并進行保壓，保壓時間約為8～12?s，壓力約為40MPa；此時冷卻速率超過最小的臨界速率27K?/s，當快速冷卻到溫度低于400℃時，材料進行充分的馬氏體組織轉變，獲得抗拉強度高達1500MPa的高強度、高硬度、低回彈的熱成型零件。

22MnB5熱成型材料的CCT曲線如圖2所示，由此圖可知，使用不同的冷卻速率冷卻該熱成型材料可得到不同的材料微觀組織，并且不同微觀組織在產品中的含量不同。隨著冷卻速率的增大，得到的材料硬度也隨之提高。目前熱成型生產過程中，通過控制模具的冷卻水流速來使零件的冷卻速度小于淬火臨界速度?27K/S，使零件成型過程中的材料相變避免進入奧氏體+貝氏體區（圖中A+B），保證材料充分的進行馬氏體相變（圖中M），得到要求的產品材料硬度、屈服強度和抗拉強度。

通過分析上面的熱成型材料CCT曲線，我們可以得出結論：理論上來講，通過控制材料的降溫速率，我們能夠得到不同的材料微觀組織。考慮到熱成型生產過程中的板料加熱、板料傳遞、沖壓淬火等因素，并且紅熱化的板材原料暴露在空氣中時冷卻速度約10～15℃/S，板材原料暴露在空氣中的過程中均勻冷卻并且不能得到預期的材料性能。

雖然現在已經出現很多控制板材原料局部區域冷卻速率的方法，但是大多無法準確控制，效果不好。

實用新型內容

實用新型目的：針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種生產變強度熱成型零件的設備，對強度要求不同的區域溫度控制靈活準確，設備通用性好，成本低廉，生產方式靈活。

技術方案：本實用新型提供了一種生產變強度熱成型零件的方法，包含以下步驟：S1：將用于加工所述變強度熱成型零件的板材原料加熱至第一預設溫度范圍并保溫預設時間段，使其完全奧氏體化；S2：在所述板材原料中需要加工成高強度的區域保持在所述第一預設溫度范圍的同時，將所述板材原料中需要加工成弱強度的區域以預設冷卻速率從所述第一預設溫度范圍冷卻至第二預設溫度范圍，使所述板材原料中需要加工成弱強度的區域中同時具有奧氏體、貝氏體和/或珠光體微觀組織；S3：將所述S2中的板材原料轉移到生產熱成型零件的模具中進行沖壓，得到所述變強度熱成型零件。

本實用新型還提供了一種生產變強度熱成型零件的設備，包括依次排列的第一機械手、至少一臺變溫加熱爐、第二機械手和模具；其中，所述變溫加熱爐的爐腔內具有用于放置板材原料的載物臺，所述載物臺中包含至少一個恒溫加熱區和至少一個變溫加熱區；所述第一機械手將所述板材原料放置在所述載物臺上，并確保所述板材原料中需要加工成高強度的區域正對所述恒溫加熱區放置、需要加工成弱強度的區域正對所述變溫加熱區放置；所述變溫加熱爐將整個所述板材原料加熱到第一預設溫度范圍并保溫預設時間段使其完全奧氏體化，所述恒溫加熱區將所述板材原料中需要加工成高強度的區域保持在所述第一預設溫度范圍，所述變溫加熱區將所述板材原料中需要加工成弱強度的區域以預設冷卻速率從所述第一預設溫度范圍冷卻至第二預設溫度范圍，使所述需要加工成弱強度的區域中同時具有奧氏體、貝氏體和/或珠光體微觀組織；所述第二機械手將所述板材原料從所述變溫加熱爐傳遞到所述模具中，所述模具將所述板材原料沖壓成所述變強度熱成型零件。