熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具液壓裝置製造方法
2023-05-31 00:04:41
熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具液壓裝置製造方法
【專利摘要】一種熱成形衝壓領域的熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具液壓裝置，通過模具內液壓缸裝置，根據設計的需要控制工件不同區域所受保壓加載力的有無，進而控制各分區域的冷卻速度，從而得到管材各分區域的不同材料機械性能。本發明可以根據設計的需要在任一區域實現所需要的材料特性，不需要額外布置模具加熱裝置，大幅度降低了生產成本及工序複雜度。
【專利說明】熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具液壓裝
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種高強度鋼衝壓【技術領域】的方法，具體是一種強度達到1500MP左右的熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具液壓裝置。
【背景技術】
[0002]汽車硼鋼鋼管作為一種新興超高強度熱成形鋼管，為分段強化技術提供了可能一同一個零件，可以根據汽車設計的需要，在該零件的不同區域採用不同的熱處理工藝，從而獲得不同強度和塑性。熱成形硼鋼材料的軟區技術的生產工藝分為4個階段:
[0003]1)加熱:將硼鋼鋼管加熱至熱處理所需要的溫度；
[0004]2)傳輸:將硼鋼鋼管傳送至待衝壓的模具中；
[0005]3)成形:在高溫下由模具衝壓成形；
[0006]4)淬火冷卻:在不同區域控制不同的冷卻速度，可以發生:
[0007]a)硬區快速冷卻(>25°C /s)。從奧氏體微觀組織向馬氏體微觀組織的轉變，得到強度和硬度極高、塑性較低的零件。其強度可以達到1500-2000MPa，塑性大於5%;
[0008]b)軟區慢速冷卻(<25°C /S)。通過控制不同的冷卻速度，在奧氏體組織轉化的過程中，可以緩慢冷卻，向鐵素體和珠光體微觀組織的轉變，得到強度和硬度較高、塑性良好的零件；也可以較快冷卻，向貝氏體微觀組織的轉變，得到強度和硬度很高、塑性適中的零件。
[0009]其對應CCT相圖如圖1所示。
[0010]可獲得不同強度及塑性的硼鋼材料典型分為:
【權利要求】
1.一種熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1，模具準備:在上模和/或下模內設置工作壓力有無、工作時間長短的獨立工作的液壓缸及其液壓控制系統； 步驟2，預熱:將硼鋼管材加熱至850°C以上，使管材均勻奧氏體化； 步驟3，傳輸:將加熱好的硼鋼由加熱裝置傳送至熱成型壓機內，實現對工件的傳輸和過程性冷卻處理； 步驟4，成形:工件在450-850°C溫度下置於熱成型模具中由壓機驅動，由上死點向下運動至完全閉合，將工件成形為指定產品形狀； 步驟5，保壓冷卻:熱成形模具在壓機的驅動下保持模具完全閉合的下死點位置不變，壓機提供的保壓力也保持不變，分段強化各區域壓力由模具內對應位置的液壓液壓缸動態調節，實現對不同區域的淬火冷卻速度差異化控制。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特徵是，所述的獨立工作是指:所述液壓缸及其液壓控制系統中每一組液壓缸在成形、保壓過程中根據工件大小、形狀、厚度的不同，分別由各自獨立的液壓動力源控制行程，在模具到達下死點保持閉合的保壓階段，通過外部設置每組液壓缸的壓力一時間曲線，實時變化不同區域的淬火保壓力。
3.根據權利要求1所述的工藝，其特徵是，步驟3中所述的過程性冷卻處理，指從加熱裝置傳輸至熱成形壓機 的過程中，將工件置於溫控環境中，工件到達熱成形壓機時的溫度都低於在加熱裝置中的溫度，且冷卻速度為5-25°C /S。
4.根據權利要求1所述的工藝，其特徵是，步驟3中所述的傳輸的時間控制，通過加熱裝置與壓機之間的距離設計以及傳輸裝置的速度調節來實現，其中:加熱裝置與壓機之間的傳輸時間為0.l_20s,其總傳輸距離為0.5-8m ;傳輸裝置為輸送帶和/或機械手，速度為0-5m/so
5.根據權利要求1所述的工藝，其特徵是，步驟5中所述的淬火冷卻速度差異化控制是指:由工件的各區域需要達到的材料機械性能決定，通過模具內部液壓液壓缸壓力變化實現，所述液壓缸及其液壓控制系統根據工件各區域需要得到的材料機械性能的不同，劃分為若干區域，即分段強化，每個系列的軟區和/或硬區對應的模具，各自為獨立運動的區域。
6.根據權利要求1或5所述的工藝，其特徵是，所述的淬火冷卻速度為5-100°C/S。
7.一種實現上述任一權利要求所述的工藝的模具液壓裝置，其特徵在於，包括:上模、下模、壓機上滑塊、壓機下工作檯、置於上模和/或下模內的液壓缸及其液壓控制系統以及模具芯棒； 所述的液壓缸及其液壓控制系統包括:多組上模模內液壓缸和/或下模模內液壓缸； 所述的上模和下模內在各區域均設有不高於室溫的模具冷卻裝置，上模和下模內沒有加熱裝置。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵是，每個液壓缸的行程為0-300_，每個液壓缸單獨的壓力為l_30t。
9.根據權利要求7所述的裝置，其特徵是，所述的模具芯棒設置於位於上、下模壓料芯之間的工件內部，以實現對工件的支撐。
10.根據權利要求7所述的裝置，其特徵是，所述的壓機的壓力為50-1500t，壓機的速度調節 範圍為10-900mm/s。
【文檔編號】C21D1/18GK103785734SQ201410042179
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】陳揚 申請人:無錫紅弦汽車輕量化科技有限公司, 陳揚, 劉勝孝