[發明專利]用于生產硬化鋼部件的設備和硬化方法

有效

• 申請號: 201780009233.X
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN109070172B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: J·哈斯邁爾;A·索默;R·凱爾施;B·圖特沃爾;L·斯蒂格費納
• 申請（專利權）人: 奧鋼聯鋼鐵有限責任公司;奧鋼聯金屬成型有限責任公司
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D22/20;B21D37/16;C21D9/00;C21D1/34;C21D1/673;H05B6/00;B21J9/08
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 楊黎峰;鐘錦舜

本發明涉及一種用于加熱鋼板坯料的設備，特別是用于在壓制硬化過程中成形和硬化的設備，其中存在加熱裝置，該加熱裝置包括：至少一個加熱模塊；其中所述至少一個加熱模塊具有板形或矩形中空空間的盒式、箱式元件，所述腔在下側上具有平板；其中至少一個加熱元件位于所述中空空間中，該元件被實施為電阻加熱元件，其中所述中空空間被高導熱材料(優選銅)完全填充，使得至少一個加熱元件被嵌入和包圍。本發明還涉及一種為此目的的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于生產硬化鋼板坯和鋼板部件的方法和設備。

背景技術

人們早就知道，包括在汽車工程中，使用硬化部件用于鋼板車身部件。硬化鋼板部件的優點在于，由于它們具有相當高的硬度和抗拉強度(R_m)，它們在車身制造方面實現了重量減輕，因此不需要使用強度較低且因此重量較大的大型部件。

在過去的幾年中，在市場上已經建立了兩種生產硬化金屬板部件的方法。

第一種方法是所謂的直接方法或壓制硬化。在這種方法中，坯料由鋼板帶沖壓而成，鋼板帶也可以設有由金屬制成的防腐涂層，然后將該坯料加熱，并且將加熱的坯料在成形工具中成形并且同時硬化，均一次沖壓成型。硬化發生是因為可硬化的鋼材料將其熱量傳遞給成形工具。在此，重要的是，以高于臨界硬化溫度的速度發生熱量的傳遞。這種淬火硬化的效果是具有奧氏體微觀結構的加熱坯料隨后具有基本上馬氏體的微觀結構并且因此具有高抗拉強度。

在這種方法中，通常使用所謂的硼錳鋼，換句話說，硼合金錳碳鋼，如22MnB5，這是最廣泛使用的，但基本上基于相同的合金化概念，也有許多其它適用于此目的的鋼。

在由申請人研發的稱為成形硬化的第二種方法中，從鋼板帶上切下鋼板坯，鋼板帶可能具有防腐涂層，然后在常規多階段塑造過程中使該鋼板坯成形以形成部件。該部件優選地具有最終輪廓，該最終輪廓在空間的所有方向上比該部件的最終輪廓小約2％。接著，將該部件加熱至奧氏體化溫度，使鋼板微型結構成為奧氏體。在這種情況下的熱膨脹使得該加熱的金屬板部件補償生產尺寸上的2％減小。

接下來，將該奧氏體金屬板部件放入成形硬化工具中，在該工具中對其進行壓制并且同時冷卻，但實際上不再成形，或者僅成形到非常小的程度。同樣，使用上述鋼，并且在此也必須超過臨界硬度速度。然后微型結構也以相同的方式產生。

間接方法或成形硬化的優點是可以實現具有更高復雜度的幾何形狀。

所謂的直接方法或壓制硬化的優點是可以更快地生產簡單的部件。

當使用直接壓制硬化工藝時，一個挑戰是加熱坯料。

通常，對扁平坯料的加熱在長度約為40米的常規爐中進行；例如，特別是1.5mm厚的坯料在三分鐘內通過該爐子。

此外，已經執行了通過施加熱金屬體來加熱這種坯料的一些實驗。

這伴隨著大量問題。

在傳統的輻射爐中，不利的是由于爐子的結構相對較大，因此它們需要大量的空間。此外，不利的是，在發生故障的情況下，發生高的廢品率，因為爐子中的所有板由于它們在爐子中保留的時間長于計劃的時間而不再可用。即使在正常操作中，也會發生明顯的表面氧化，這是不希望的。

DE102014101539A1公開了一種用于由金屬坯料生產熱加工和壓制硬化的金屬板產品的熱成型件，其包括加熱站和成型站。加熱站具有下部工具和上部工具，在它們之間接收金屬坯料以進行加熱。加熱站中的金屬坯料的加溫或加熱通過間接電阻加熱來完成。熱量在金屬坯料外部產生，并且通過熱傳導到達金屬坯料本身。為此，下部工具和/或上部工具也具有帶有至少一個表面加熱元件的電阻加熱器。根據本發明，表面加熱元件是加熱坯料，其具有導電材料的板體；板體被實施為熱導體。為此，加熱體開槽并且例如設置有槽，該槽在板體的厚度上延伸。