[發明專利]可生產分區強度熱沖壓件的加熱裝置、生產線和方法

有效

• 申請號: 201710799611.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107552625B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 安健;王波
• 申請（專利權）人: 蘇州普熱斯勒先進成型技術有限公司
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D37/16;C21D1/18;C21D1/673
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 張佩璇

一種可生產分區強度熱沖壓件的加熱裝置，具有該加熱裝置的生產線以及熱沖壓成形方法。該加熱裝置包括：分離的加熱和冷卻裝置與終加熱裝置，所述加熱和冷卻裝置包括：相對布置的上絕熱殼體和下絕熱殼體；與所述上絕熱殼體和下絕熱殼體中的一個或者兩個連接的加壓裝置；所述上絕熱殼體和下絕熱殼體的相對布置的表面中的至少一個表面上具有仿形傳熱板和冷卻塊，所述仿形傳熱板和冷卻塊相鄰布置，所述仿形傳熱板處設置有加熱器，所述冷卻塊內設置有冷卻水道。本發明中的料片在加熱和冷卻裝置內靜止，產品的不同強度區域可以為任意位置、曲線和方向，軟硬過渡區可以很窄。

技術領域

本發明涉及熱沖壓成形技術領域，尤其是一種可生產具有分區強度的熱沖壓零件的加熱裝置，具有該加熱裝置的生產線以及熱沖壓成形方法。

背景技術

在當前熱沖壓產品中，要求不同強度分區的產品越來越多。而且在一個產品上要求不同位置出現軟區的要求也越來越多。例如，汽車B柱加強板，除了要求在車身位置的下部具有強度較低的軟區外，還要求在B柱的兩側邊的焊接位置設置軟區，這個焊接軟區與硬區的過渡區要求非常窄。這給按現有技術制造軟區帶來了空前的挑戰，現有技術無法很好地滿足這個要求。

在熱壓制件上制造軟區主要有兩種思路：一個是降低軟區部位的加熱溫度。熱壓件的通常強度要求是抗拉強度1500MPa。這需要將坯料加熱到板材的Ac3 溫度即完全奧氏體相變溫度以上，即860℃以上，然后快速冷卻，即以超過27℃ /s的平均冷卻速度實施模具冷卻。才能獲得以馬氏體為主體的抗拉強度為 1500MPa的超高強度淬火組織，即硬區。如果板材上某個區域加熱溫度不到Ac1 溫度即奧氏體相變起始溫度即700℃以下，板材中該區域的原組織鐵素體/珠光體沒有轉變為奧氏體，模具成形并保壓淬火冷卻以后的組織仍將是基材原有的強度較低的鐵素體或珠光體組織。這樣就實現了在熱壓零件上局部區域的軟區即低強度區域。

現有技術中，采用在輥底式加熱爐內分不同的加熱溫度區域：參見圖2，料片在輥底爐中做橫向送進，爐內設置擋板將爐子截面寬度方向分為兩個或者數個加熱和降溫區域:高溫區和低溫區。料片在橫向送進時，沿料片的長度方向將被加熱成兩個或者數個不同的溫度。料片上溫度低的區域保壓淬火后的強度低，以實現上述軟區。例如，公開號為CN103028645，名稱為“一種變強度分布高強鋼板材零件的熱沖壓成形方法”的專利申請即公開了這一技術。

然而，這項技術具有以下不足：

1)料片在輥底爐內作橫向送進時非常不穩定，遠遠不如縱向送進穩定。料片出爐時的位置很不穩定，導致報廢率高。

2)由于爐內高低溫區不能截然分離，加之料片在送進中的跑偏，導致料片上的強度分區之間的過渡區域的位置和寬度控制不準確。

3)由于爐內高低溫區是由擋板分隔的，而料片需要一直作送進運動，這就使得在爐內設置不同加熱區是非常不方便的，不同溫度加熱區的分界線不易改變，并且不同強度分區界線必須與爐內擋板平行。這要求料片上的不同強度區的分界線要與料片在輥底爐子中的送進方向平行。如果制件產品上的不同強度分區的分界線是任意方向的，就無法實現如此要求的軟區。當料片上的低強度區在料片上呈任意分布時，無論讓料片在爐中做哪個方向的送進，都無法同時滿足不同強度區被爐內擋板分隔成不同溫度區。如圖2所示，現有的輥底爐內雖然可以設置高溫區(501)和低溫區(502)以分別實現對汽車B柱加強板的硬區(1)和下部軟區(3)的區分加熱，然而卻無法完成對兩側軟區(2)的低溫加熱。

在熱壓制件上制造軟區的另一種思路為：即使板材全部區域被加熱到了完全奧氏體化溫度以上，通過在局部區域延緩冷卻速度，使該區域室溫組織不是馬氏體組織，而是鐵素體/珠光體/貝氏體組織，達到降低該區域強度的目的。