[發明專利]熱成型工件的工具和區域選擇性地熱成型工件的方法

有效

• 申請號: 201610007234.8
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105750427B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 斯特凡娜·格拉夫
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司;蒂森克虜伯股份公司
• 主分類號: B21D37/16
• 分類號: B21D37/16;C21D7/13
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;張杰

本發明涉及一種用于加工工件的工具，其中，該工具包括工具部件，在工作狀態下在這些工具部件之間存在溫度差，其中，由這些工具部件發出熱輻射，其中，在這些工具部件中的至少一個上和/或在這些工具部件之間設置有用于調節熱輻射的裝置。

技術領域

本發明涉及一種用于區域選擇性地硬化工件的工具和用于區域選擇性地硬化工件的方法。

背景技術

現有技術中例如已知一些工具，通過這些工具可以借助熱成型使板材轉變為期望的形狀。例如將這些板材放入工具中并且通過熱成型而獲得其最終形狀。為此，工具的工具區域通常有針對性地加熱至較高的工具溫度(幾百攝氏度)。在這樣的工具溫度下，許多熱量會排放到周圍環境中并這樣損失。用于加熱工具區段的裝置，例如電熱芯，必須通過再加熱而持續地補償這些熱量的損失，這降低了整個板材成型過程中的能效。另外，設置適合于低溫的工具部件也會不希望地一同被加熱。

為了減少在工件熱成型過程中熱工具部件與周圍環境或機器之間的熱傳遞以及溫度不同的工具部件之間的熱傳遞，現有技術中設置為，例如在出版物US 2011/0 030 442A1中公開了，在溫度不同的工具部件之間設置有間隙，該間隙降低了這些工具部件之間直接的熱傳遞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工具，其中，工具與周圍環境之間的熱傳遞或者為了硬化而加熱至不同溫度的各個工具部件之間的熱傳遞相對于現有技術得到了進一步地改善，并由此例如在板材的熱成型過程中實現了工具的高能效利用。

本發明的目的通過一種用于使工件熱成型的工具得以實現，其中，該工具包括第一工具部件和/或第二工具部件，其中，第一工具部件為了對工件調溫而具有不同于第二工具部件或者不同于工具的周圍環境的溫度，其中，工具具有用于調節熱輻射的裝置。

與現有技術相反，按照本發明的工具設置有用于調節熱輻射的裝置，通過該裝置能夠以有利的方式減少通過熱輻射引起的、在第一工具部件與周圍環境之間的熱量損失或者由第一工具部件向第二工具部件的熱量傳遞。以這種方式可以保持工具部件之間的溫度差或者對整個工具進行調溫，由此最終實現了特別高能效地利用該工具。通過熱傳遞的減少可以以有利的方式改善沿著第一工具部件或第二工具部件相對于空間均勻性的溫度分布。另外可以在工具中實現空間上明顯劃界的溫度區域，這些溫度區域在硬化過程中以有利的方式促使在具有不同硬度的工件區域之間較窄的過渡區域。

優選該工具設置用于熱成型或“定制調溫(tailored tempering)”。特別是設置為，通過第一工具部件和第二工具部件將已預熱的工件在成型過程中區域選擇性地保持在一定溫度上，或僅冷卻至工具溫度并隨后保持在相應的溫度。該工件例如是板材，將該板材加熱至720℃至900℃，隨后放置在工具中，并且通過工具引起的成型而獲得其最終形狀。在此，通過溫度不同的工具部件，以及與此相關聯的不同的冷卻速率或硬化時間有針對性地實現了在工件的這些區域中不同的材料特性。另外還設置為，工具具有陰模狀的工具作用面，工作狀態下的工件放置在該工具作用面上并且通過該工具作用面的作用使該工件成型。優選該工具作用面的形狀與已成型工件的最終形狀相適應。特別是，該工具至少部分地設計作為壓力機。在此，用于調節熱輻射的裝置是第一工具部件和/或第二工具部件的至少局部的部分，或者可以設置在第一工具部件和第二工具部件之間。該裝置特別是第一工具部件和/或第二工具部件的屬性。

本發明有利的設計和擴展方案能夠由優選的實施方式結合附圖的描述中得出。

根據本發明優選的實施方式設置為，為了調節熱輻射，對第一工具部件和/或第二工具部件的表面特性、特別是工具作用面的表面特性進行調整。在此通過表面特性形成用于調節熱輻射裝置。特別是設置為，第一工具部件和/或第二工具部件在處理之后、特別是在后處理之后，例如拋光、涂層或粗糙化之后，至少局部地具有改變的表面特性。特別是設置為，溫度不同的工具部件的表面特性、即第一工具部件和第二工具部件的表面特性相互不同。通過改變表面特性可以以有利的方式控制或調節溫度不同的工具部件之間交換的熱輻射的量以及向周圍環境發出的熱輻射的量。