一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法
2023-09-27 05:48:05
專利名稱：一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，屬於熱衝壓成形技術領域。
背景技術：
二十一世紀初，熱衝壓成形技術得到了廣泛應用，主要用於製造超高強度鋼板熱衝壓件，這種零件具有強度高，尺寸精度好的優點，常用於製造車內中通道、側圍B柱、車門防撞梁等汽車保安件和結構件，目前超高強鋼熱衝壓件正迅速發展成為汽車製造過程中應用前景最為看好的輕量化結構材料之一。熱成形技術的原理是將常溫下強度為500-600MPa 的高強度硼合金鋼板加熱到900-950°C，保溫5-7分鐘，使其完全奧氏體化，然後送入內部帶有冷卻管路的模具內衝壓成形，鋼板同時被模具表面冷卻淬火，把奧氏體轉變成馬氏體， 發生相變強化，強度大幅提高，可以達到1500MPa。這種工藝中，模具要同時實現對零件的衝壓成形和冷卻淬火兩種功能，為了實現模具表面對成形件的冷卻淬火，在模具凸、凹模的表層下面一定厚度處要加工冷卻管路，通過冷卻水在冷卻管路內循環流動來冷卻模具表面， 模具表面再冷卻成形件，實現對零件的冷卻淬火。熱成形模具是實現零件成形和冷卻淬火的重要裝備，其製造技術一直是高強鋼熱衝壓成形的關鍵技術。傳統的熱成形模具中，冷卻管路都是通過鑽削等機械加工方法製造的，但鑽削只能加工直孔，對於彎曲的模具型面無法做到隨形加工，管路距模具表面的厚度不均勻，導致對零件的冷卻效果不均勻，影響零件的組織和性能。本發明提供了一種新型的汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，此種方法解決了傳統熱衝壓成形模具對彎曲的模具型面無法加工出隨形冷卻管路的問題。
發明內容
本發明提供一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，主要解決傳統熱衝壓成形模具對彎曲的模具型面無法加工出隨形冷卻管路的問題。本發明的上述目的是這樣實現的，現結合
如下—種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，包括以下步驟a)冷卻管路成形根據模具鑄型型腔上表面形狀，加工出整體隨形三維曲線冷卻管路3;b)冷卻管路預熱將加工後的冷卻管路3放置在加熱爐4中預熱；c)置入冷卻管路將預熱後的冷卻管路3預埋在鑄型型腔1內，隨鑄型型腔形狀精確定位；d)合型隨後合實上、下鑄型9、10，形成封閉的澆注空間11 ；e)澆注將熔融金屬13通過冒口 12注入澆注空間，待冒口 12充滿熔融金屬後停止澆注；f)開型澆注結束後冷卻，分離上、下鑄型，取出鑄件14 ；
g)清理檢驗待鑄件14完全冷卻後，對鑄件14進行精確機械加工，獲得超高強鋼熱衝壓成形模具15。所述冷卻管路成形是通過剪切、彎曲、焊接和螺紋連接製成整體式的冷卻管路3。 於，所述的冷卻管路3成形後，在500-800°C的加熱爐4中預熱10-15分鐘。所述的預埋在鑄型型腔1內的冷卻管路3與鑄型型腔1上表面的距離相等。冷卻管路在鑄型型腔中定位，是通過定位槽8實現的，鑄型型腔內設有定位槽8， 定位槽為U形，型芯6與定位槽相互配合，以保證模具外形光滑平整鑄所述步驟f)開型時的溫度為所澆合金固相線溫度的0. 6 0. 8倍。與傳統的熱衝壓成形模具製造方法相比，本發明具有以下優點。禾Ij用本發明可以製造出隨形的三維曲線冷卻管路。傳統的熱成形模具中，冷卻管路是通過鑽削等機械加工方法製造的，但鑽削只能加工直孔，對於彎曲的模具型面無法做到隨形加工，管路距模具表面的厚度不均勻，導致對零件的冷卻效果不均勻，影響零件的組織和性能。本發明通過預先按照模具型面的形狀彎曲好管路，連接成管路系統，預埋，然後鑄造在模具表面下，保證了冷卻管路隨形，管路距離模具表面處處相等，對零件的冷卻效果均勻。
圖1鑄型型腔立體圖。圖2模具製造方法示意圖，其中圖2(a)冷卻管路成形；圖2(b)冷卻管路預熱；圖2(c)置入冷卻管路；圖2 (d)合型；圖2 (e)澆注；圖2 (f)開型；圖2(g)清理檢驗。圖3模具製造方法流程框圖。圖中1.鑄型型腔2.鑄型型腔上表面3.冷卻管路4.加熱爐5.輻射管6.型芯7.冷卻管路頭部8.定位槽9.下鑄型10.上鑄型11.澆注空間12.冒口 13.熔融金屬14.鑄件15熱衝壓成型模具16多餘的金屬管路
具體實施例方式下面結合附圖所示實例進一步說明本發明的內容及其具體實施方式
。圖1為鑄型型腔立體圖。首先根據鑄型型腔上表面2的形狀，採用剪切、彎曲、焊接、螺紋連接等方法，將金屬管加工成為整體的隨形三維曲線冷卻管路3。為了避免金屬管路在澆注時受到熔融金屬的強烈熱衝擊，形成較大的熱應力而被破壞，將金屬管路放置在 500-800°C左右的加熱爐4中預熱10-15分鐘，使金屬管路預熱均勻，參閱圖2 (b)。隨後使用夾持工具將預熱後的金屬管路迅速轉移到鑄型型腔1內，並根據鑄型型腔的形狀，精確固定冷卻管路，保證冷卻管路到型腔上表面的距離相等，參閱圖2(c)。再將上、下鑄型9、10合實，形成封閉的澆注空間11，參閱圖2(d)。使熔融金屬13通過冒口 12注入澆注空間，待冒口充滿熔融金屬後停止澆注，以便冷卻過程中補縮，參閱圖2 (e)。澆注結束後冷卻一段時間，分離上、下鑄型，抽出型芯6，取出鑄件14，參閱圖2(f)。對鑄件進行精加工，獲得完成品，參閱圖2(g)。冷卻管路的定位是通過定位槽8實現的，該定位槽加工為U形，支撐冷卻管路的頭部，為了使模具外形光滑平整，將型芯6安裝在定位槽內，與定位槽相互配合。此外，定位槽可以按照具體的管路形狀和尺寸設計，以開設數量少，開設位置合理為目的，同時，設計相應的型芯與定位槽配合。開型取件時，為了使鑄件出型方便，鑄件在鑄型中停留的時間不宜過長，一般開型溫度為所澆合金固相線溫度的0. 6到0. 8倍。對冷卻後的鑄件需要清理澆冒口、毛刺以及多餘的金屬管路16，同時精確加工模具表面和冷卻管路接頭，獲得熱衝壓成形模具15。本發明所述熱衝壓成形模具的製造方法解決了傳統模具對彎曲的模具型面無法加工出隨形冷卻管路的問題，對生產實踐具有重要的現實意義。
權利要求
1.一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，其特徵在於，包括以下步驟a)冷卻管路成形根據模具鑄型型腔上表面形狀，加工出整體隨形三維曲線冷卻管路⑶；b)冷卻管路預熱將加工後的冷卻管路( 放置在加熱爐中預熱；c)置入冷卻管路將預熱後的冷卻管路(3)預埋在鑄型型腔(1)內，隨鑄型型腔形狀精確定位；d)合型合實上、下鑄型(9、10)，形成封閉的澆注空間(11)；e)澆注將熔融金屬(13)通過冒口(12)注入澆注空間，待冒口(12)充滿熔融金屬後停止澆注；f)開型澆注結束後冷卻，分離上、下鑄型，取出鑄件(14)；g)清理檢驗待鑄件(14)完全冷卻後，對鑄件(14)進行精確機械加工，獲得超高強鋼熱衝壓成形模具(15)。
2.根據權利要求1所述的一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，其特徵在於， 所述冷卻管路成形是通過剪切、彎曲、焊接和螺紋連接製成整體式的冷卻管路(3)。
3.根據權利要求1或2所述的一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，其特徵在於，所述的冷卻管路(3)成形後，在500-800°C的加熱爐中預熱10-15分鐘。
4.根據權利要求1所述的一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，其特徵在於， 所述的預埋在鑄型型腔(1)內的冷卻管路(3)與鑄型型腔上表面O)的距離相等。
5.根據權利要求1所述的一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，其特徵在於， 鑄型型腔內設有定位槽(8)，定位槽為U形，型芯(6)與定位槽相互配合。
6.根據權利要求1所述的一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，其特徵在於， 所述步驟f)開型時的溫度為所澆合金固相線溫度的0. 6 0. 8倍。
全文摘要
本發明提供一種汽車高強鋼衝壓件熱成形模具製造方法，屬於熱衝壓成形技術領域。所述模具製造方法，解決了傳統熱衝壓成形模具對彎曲的模具型面無法加工出隨形冷卻管路的問題。所述熱成形模具製造方法是首先按照模具型面的形狀彎曲好管路，連接成管路系統，預埋，然後鑄造在模具表面下，保證冷卻管路隨形，冷卻管路距離模具表面處處相等，對零件的冷卻效果均勻。本發明的技術方案為a.冷卻管路成形；b.冷卻管路預熱；c.置入冷卻管路；d.合型；e.澆注；f.開型取件；g.清理檢驗。由上述技術方案可以製造出帶有隨形三維曲線冷卻管路的熱衝壓成形模具，利用此種模具可以加工出質量優良的超高強鋼熱衝壓件。
文檔編號B21D22/00GK102179499SQ20111009408
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者於思彬, 呂萌萌, 孟佳, 徐虹, 李欣, 沈永波, 谷諍巍 申請人:吉林大學