[發明專利]一種馬氏體鋼成形切邊全自動熱沖壓模具及成形方法

有效

• 申請號: 201810144281.6
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108372235B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 李琦;呂學鵬;姜濤;王章忠;張保森;李華冠
• 申請（專利權）人: 南京星喬威泰克汽車零部件有限公司;南京工程學院
• 主分類號: B21D35/00
• 分類號: B21D35/00;B21D37/10;B21D37/16;C21D8/00;C21D1/673
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

本發明涉及一種馬氏體鋼熱成形技術領域，具體為一種不僅能夠實現熱沖壓件的切片、成形和淬火一體化，還能省去傳統的激光切割工序，大大提高了生產效率的馬氏體鋼成形切邊全自動熱沖壓模具及成形方法，包括凹模組件、凸模組件、上壓邊圈組件、上切邊刀組件、下壓邊圈組件、下切邊刀組件和冷卻管，所述凹模組件設在沖床上部，所述上切邊刀組件設在凹模組件的兩側，所述上壓邊圈組件設在上切邊刀組件的兩側，所述凸模組件設在沖床下部，所述下切邊刀組件分別設在凸模組件的兩側，所述下壓邊圈組件分別位于下切邊刀組件的兩側。

技術領域

本發明涉及一種馬氏體鋼熱成形技術領域，具體為一種馬氏體鋼成形切邊全自動熱沖壓模具及成形方法。

背景技術

隨著汽車及軌道交通領域對安全和輕量化的要求越來越高，具有超高強度的馬氏體鋼越來越受到關注。馬氏體鋼中以馬氏體組織為主，其抗拉強度可到1500MPa，在保障安全性的前提下，通過減少鋼板的厚度實現了輕量化，因而在汽車及軌道交通行業得到了廣泛的應用。然而，馬氏體鋼的冷沖壓成形存在開裂、回彈和減薄的問題，限制了這些材料的使用。

熱沖壓成形技術是將低合金馬氏體鋼加熱到奧氏體化溫度，保溫至完全奧氏體化后，迅速轉移至有冷卻系統的模具內沖壓成形，同時在模具中完成快速、均勻的淬火過程，獲得均一的馬氏體組織，從而將低強度的鋼板轉變為超高強度(抗拉強度≥1500MPa，伸長率為6％左右)的構件。熱成形技術具有成形壓力小、成形零件強度高、回彈小、尺寸精度高的優點，因而得到廣泛的應用。

現有熱沖壓成形零件的普遍生產流程為：落料→加熱保溫至奧氏體化→搬運→熱沖壓成形→去除氧化皮→激光切邊→焊接等后續處理。可以明顯看出，由于熱沖壓零件的強度很高，用傳統的冷沖切設備很難對其進行后續的切邊和沖孔，而激光切割的速率較慢、設備投資較大、生產成本較高且能耗較大等缺點，嚴重影響了熱沖壓零件的生產效率。因此，如何將熱沖壓零件的成形和切片一體化，提高熱沖壓零件切片等后續處理的效率，降低生產成本成為一個急需解決的問題。中國專利CN103143630A公布了《一種熱沖壓復合模》，這種鑄造的復合模可以將熱成形、沖孔和淬火等功能集于一體。但是它首先沒有考慮沖孔廢料的排除，奧氏體化的廢料由于溫度太高，不能直接排除，不利于生產的自動化和連續性；其次，它只能實現沖孔工藝，不能實現對汽車B柱類復雜熱沖壓零件的切邊工藝以及批量化連續生產作業。

同時，中國專利CN201410178509.5公開了一種超高強度鋼熱沖壓、溫沖裁復合成形工藝及模具，通過復合模具的使用，將沖裁復合于熱沖壓過程中，使板料在馬氏體形成溫度以上完成切邊、沖孔。主要流程為：加熱至完全奧氏體化的超高強度鋼板料置于復合模具中，先進行沖壓成形，同時冷卻淬火；此過程中，需要沖裁部分板料被局部加熱，保持溫熱狀態，在成形結束后，進行溫沖裁，并進一步保壓冷卻。上述方案中在開始冷卻淬火，由于馬氏體變化是瞬時發生且不可控的，所以在如此快速變化且不可用的情況下再進行沖裁是無法實現精確切邊，并且在沖裁中其切斷的廢料沒有排出的方式，進而可以看出，上述方案只是理論的設計，現實中并不可行。

因此，急需尋找一種馬氏體鋼成形和切邊一體化的全自動熱沖壓模具及其成形方法。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種不僅能夠實現熱沖壓件的切片、成形和淬火一體化，還能省去傳統的激光切割工序，大大提高了生產效率的馬氏體鋼成形切邊全自動熱沖壓模具及成形方法。

發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種馬氏體鋼成形切邊全自動熱沖壓模具，包括凹模組件、凸模組件、上壓邊圈組件、上切邊刀組件、下壓邊圈組件、下切邊刀組件和冷卻管，所述凹模組件設在沖床上部，所述上切邊刀組件設在凹模組件的兩側，所述上壓邊圈組件設在上切邊刀組件的兩側，所述凸模組件設在沖床下部，所述下切邊刀組件分別設在凸模組件的兩側，所述下壓邊圈組件分別位于下切邊刀組件的兩側，所述冷卻管分別設在上壓邊圈組件、上切邊刀組件、下壓邊圈組件、下切邊刀組件內，還包括氮氣缸和液壓缸，所述氮氣缸和液壓缸均與下壓邊圈組件連接。