[發明專利]超高強度鋼熱壓成形生產線

在審

• 申請號: 201810547350.8
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109047429A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 宋振勇;陳天龍
• 申請（專利權）人: 浙江智造熱成型科技有限公司
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D37/16
• 代理公司: 嘉興海創專利代理事務所(普通合伙) 33251
• 代理人: 鄭文濤

本發明公開了超高強度鋼熱壓成形生產線，依次為毛坯進爐、爐內加熱到900??950℃、毛坯奧氏體狀態、上料、液壓機成形模具內冷卻淬火、最終成馬氏體狀態成品件；爐采用多層箱式爐，液壓機成形模具，采用嵌入式冷卻水槽；本發明淬火后板料馬氏體含量高于95％，零件硬度值在450HV以上,抗拉強度在1500MPa以上。

技術領域

本發明涉及熱沖壓方法，尤其涉及一種超高強度鋼板的熱壓成形生產線。

背景技術

我們作為世界第一大汽車制造國，2016年中國汽車產量為2811萬輛，超過美國(1210萬輛)、日本(880萬輛)和德國(606萬輛)的總產量(2698萬輛)。中國汽車保有量增加到1.94億輛，每千人汽車擁有量達到138輛。我國2016年石油消費量增加到5.56億噸，其中50％以上用于汽車燃油，原油進口量增加到3.8億噸，對外依存度上升至65％。全國大中城市霧霾污染逐年加劇。

面對國內和全球能源與環境壓力，我國汽車制造業正在加速推進車身輕量化、節能環保、抗沖撞安全所需的新技術與新材料開發應用。在目前看來，車用高強度和超高強度鋼板以其質量輕、強度高的特點在汽車業中慶用越來越受關注，并已成為滿足汽車減重和增加碰撞性能和安全性能的重要途徑。

高強度鋼板冷沖壓成形面臨的問題：(1)構件回彈增大：由于強度成倍提高，導致構件成形后回彈顯著增加，幾何精度降低，難以沖制形狀復雜的構件；(2)構件缺陷增加、沖壓工藝復雜：在現有的冷沖壓設備和沖壓工藝條件下，超高強度汽車板構件開裂、起皺和表面缺陷等顯著增加，需要全面改進沖壓工藝和模具設計，包括壓邊力、潤滑劑、沖壓速度、成形步驟、模具圓角等參數；(3)沖壓載荷與能耗提高：隨著鋼板強度提高2～3倍以上，需要更大噸位的沖壓設備，F>3000噸，并且沖壓成形的能耗顯著增加；(4)模具磨損嚴重、模具材料強度提高：冷沖壓過程中，超高強度汽車板與模具之間的摩擦，導致沖壓模具的磨損嚴重，使用周期和壽命明顯下降。模具材料的強度至少要比鋼板強度高1-2個級別；(5)冷成形構件TRIP效應降低：鋼板內殘余奧氏體數量顯著減少，TRIP塑性隨之降低，抗沖撞沖擊功吸收能力顯著降低。

但是，高強度鋼板的強度越高，其越難以成形，尤其是超高強度鋼板，采用常規的冷沖壓成形工藝幾乎無法成形。

發明內容

基于上述問題，本發明公開一種超高強鋼熱壓成形生產線，將抗拉強度400～600MPa的鋼板加熱到奧氏體溫度范圍并均勻化，然后快速沖壓成型，再保壓并同時在模具內實現淬火，得到金相組織為馬氏體、強度1500～2000MPa左右的超高強度零件；

本發明所采用的技術方案如下：

超高強度鋼熱壓成形生產線，其特征在于：依次為毛坯進爐、爐內加熱到900--950℃、毛坯奧氏體狀態、上料、液壓機成形模具內冷卻淬火、最終成馬氏體狀態成品件；

其中，爐采用多層箱式爐，設置5～7層的單獨加熱空間，每層設有單獨的密封門，每層的氣氛和加熱單獨控制，多層箱式爐采用側開門，爐門開關采用光電開關控制，上料和出料時機械手將鋼板快速端進端出，爐內加熱到900--950℃時，保溫3--8分鐘；

其中，液壓機成形模具，采用嵌入式冷卻水槽，凹模底面設有支撐柱，水槽內水流處于紊流狀態；

液壓機成形模具中，支撐柱的高度為10-15mm，呈圓柱形。

多層箱式爐采用從下至上的加熱方案，即:從最下面的第一爐膛加熱到設定溫度時,第二爐膛可開始加熱，第二爐膛到設定溫度時，第三爐膛開始加熱，以此類推，至到加熱到最上層爐膛。

液壓機成形模具內冷卻淬火，保壓時間至少10秒。