[發明專利]基于ESP動態變規程板坯性能梯度分布成形方法

有效

• 申請號: 202010681750.5
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111872149B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 彭艷;劉才溢;楊沖;楊彥博;劉洋;崔金星;郭賀松
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;C21D9/00;C21D1/673;B21B1/22
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

本發明基于ESP動態變規程板坯性能梯度分布成形方法，屬于鋼鐵材料軋制及深加工領域，本發明的方法通過精軋機組“5+1”動態變規程策略，實現在線不停機換輥軋制變厚度板坯，并在層流冷卻工序后與沖壓淬火技術級聯，實現上游軋制與下游深加工產業融合，實現“軋制?深加工”相結合的短流程?緊湊型生產流程，能夠生產性能變梯度特性沖壓淬火件，本發明實現從冶金原料到產品一體化生產，節省中間環節的運輸成本，并且可以有效利用軋制工藝余能能源，顯著縮短板坯深加工整體制造流程，推進軋制及深加工行業高質量發展，在促進軋制及深加工行業領域綠色發展、擴大優勢供給、優化產能布局等方面具有重要意義。

技術領域

本發明涉及鋼鐵材料軋制及深加工領域，具體地涉及一種基于ESP動態變規程板坯性能梯度分布成形方法。

背景技術

汽車工業是國民經濟的重要支柱產業，高強鋼對于汽車輕量化以及提高汽車的安全性能具有重要作用，在車身上廣泛應用，隨著科學技術的不斷發展，大量碰撞試驗證實并不是車身部件強度越高越有利于實現輕量化和保證抗撞性，服役狀態下汽車零部件所承受的載荷非均勻分布，為保證車身的整體剛度和碰撞吸能效果，要求零件不同部位的材料性能需要與使用要求相匹配，即汽車零部件中各區域所承受的載荷和使用要求不同對應的性能也不同，因此根據載荷的分布形式設計最終零件的性能梯度成為汽車防撞核心零件追求的目標，伴隨著汽車的結構減重和優化設計發展起來的柔性軋制技術可生產非均勻厚度板坯，其在優化車身結構方面具有明顯優勢，與傳統等厚度板不同，變厚度板由于其在軋制方向上的截面形狀連續變化，在隨后的成形工藝中，由于板坯厚度不同，在不同區域的力學性能不同，因此沖壓淬火件具有良好綜合力學性能。

現有變厚度板成形制造技術是上游軋制工序和下游深加工制造工序分屬不同車間或生產區域，上游軋制工序生產流程為連鑄→粗軋機組→擺式剪→感應加熱→除鱗箱→精軋機組→層流冷卻→剪切→卷取，由卷取機將帶有余熱的高強鋼卷成帶卷，再通過開卷→變厚度軋制→變厚度板坯，生產的變厚度板坯運輸到下游深加工制造工序，進行沖壓淬火成形，加工成變厚度沖壓淬火件，再運輸到車輛制造企業進行裝配，在上游軋制工序中，由于軋輥磨損導致的停機換輥，影響企業的生產效率，由于上游軋制工序和下游深加工制造工序技術裝備工藝分離，附加較高運輸成本，并且沖壓淬火件件在從原料到產品的生產制造過程造成大量余能資源的浪費，鋼鐵材料軋制及深加工生產本身屬于高能耗產業，因此需要開發研究一種縮短工藝流程、加快生產節奏、實現連續化生產、提高生產效率為中心的高效化軋制及深加工生產流程具有重要意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于ESP動態變規程板坯性能梯度分布成形方法，打破了傳統上游軋制工序和下游深加工制造工序分屬不同車間或生產區域壁壘，促進了軋制及深加工技術協同創新，改變了上下游企業相互獨立的生產工藝，實現了上下游產業的融合，本發明基于ESP精軋機組五機架布置，增設一架軋機作為待命軋機，進行不停機在線換輥生產變厚度板坯，通過后續沖壓淬火技術，實現變梯度特性沖壓淬火件制造，該工藝方法具有高效率、低成本、綠色制造的特點。

本發明的技術方案如下：

具體地，本發明提供一種基于ESP動態變規程板坯性能梯度分布成形方法，板坯的制造包括以下步驟：

連鑄→粗軋機組→擺式剪→感應加熱→除鱗箱→精軋機組進行動態變規程精軋→層流冷卻→剪切→感應加熱→保溫→沖壓淬火→激光切割→噴丸；

經連鑄處理后板坯溫度為1450℃，粗軋機組大壓下量粗軋后，溫度降為980±20℃，感應加熱處理后溫度升至1150±30℃，經過精軋機組精軋處理后溫度下降為880±20℃，經層流冷卻后，溫度降為600±30℃，隨后經過感應加熱升溫至900±20℃，保溫200～350s，，以保證板坯微觀組織轉變為奧氏體，隨后進行沖壓淬火，沖壓淬火模具冷卻速度為60±10℃/s，冷卻溫度至150±50℃；