CN103765145A - 用于为随后的加压淬火加热成形构件的方法以及用于将预热到预设温度的成形构件局部加热到更高温度的连续加热炉 - Google Patents

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Abstract

本发明说明一种为随后的加压淬火加热成形构件（2）的方法，其中，所述成形构件（2）首先被加热到预设的温度并且随后借助于加热元件阵列（10）的能够彼此独立地控制的加热元件（7）局部加热到更高的温度。为了确保有利的温度变化曲线而提出，所述成形构件（2）在其穿过所述加热元件阵列（10）输送期间借助于相对于所述输送方向（3）设置成纵向列和横向列（8和9）的、能够至少成组地以不同的加热功率控制的加热元件（7）来加热。

Description

用于为随后的加压淬火加热成形构件的方法以及用于将预热到预设温度的成形构件局部加热到更高温度的连续加热炉
技术领域
本发明涉及一种用于为随后的加压淬火加热成形构件的方法，其中，所述成形构件首先被加热到预设温度并且随后借助于加热元件阵列的可彼此独立地控制的加热元件局部加热到更高的温度。
背景技术
在对被加热到预设的处理温度的成形构件进行加压淬火时，通过被冷却的压模引起的骤然冷却而形成淬火组织，所述淬火组织在奥氏体钢的情况下在延伸率在6%的范围中时能够导致超过1500MPa的拉伸强度。然而这样高的拉伸强度常常仅在工件的部分区域中是必要的，而在其它区域中需要例如15%至17%的较高的延伸率。为了确保所述局部地不同的材料特性而已经提出，将成形构件在加压淬火之前在相应的部分区域中经受不同的热处理，从而所述成形构件仅在高的拉伸强度的区域中被加热到高于合金的AC3点的温度，这在随后的加压淬火的条件下导致相应的组织转变。为了这个目的已知的是（DE10 2006018 406A1），在较低的拉伸强度的区域中设置冷却体，所述冷却体将输送给成形构件的热量中的一部分再次排出，造成的结果是，成形构件在冷却体的区域中的部段保持在为构成奥氏体组织所需要的温度之下。当然不利的是相对高的能量需求。为了能够将能量利用限制到相应地所需要的程度，已知的是（EP1 426 454A1），将连续加热炉横向于通过方向分为至少两个可彼此分开加热的部段。因此，横向于输送方向在至少两个这样的部段上延伸的成形构件可以局部地被加热到不同的处理温度，当然在成形构件的需要不同地加热的部分区域中的更准确的温度控制几乎是不可能的。
为了能够实现将成形构件有利地局部加热到超过AC3点的温度，此外提出（EP2 143 808A1），在仅将设置用于构成奥氏体组织的区域加热到超过AC3点的温度之前（更确切地说借助于可以彼此独立地接通的红外线灯的阵列，从而仅在被接通的红外线灯的区域中将附加的热能引入到成形构件中），首先将成形构件在共同的加热过程中加热到低于AC3点的温度。当然，成形构件的这样的附加的局部加热排除了成形构件在通过中的热处理。
最后已知的是（EP2 090 667A1），在连续加热炉中经由喷嘴阵列对成形构件加载热气体，其中，喷嘴阵列的相对于输送方向设置成纵向列和横向列的各个喷嘴可以彼此独立地被控制。所述彼此独立的喷嘴控制能够实现适配于成形构件的轮廓形状的喷嘴选择，从而能够将热气体加载限制到相应的成形构件的区域上。
发明内容
因此本发明的目的是，设计一种用于将成形构件加热到不同的温度的方法，使得尽管连续通过，成形构件仍能够经受对于随后的加压淬火所需要的热处理，所述热处理具有在需要不同地加热的部件内的改进的温度控制。
从开头描述的类型的用于为随后的加压淬火加热成形构件的方法出发，本发明通过下述方式实现所提出的目的：成形构件在其穿过加热元件阵列的输送期间借助于相对于输送方向设置为纵向列和横向列的、可至少成组地以不同的加热功率控制的加热元件来加热。
因为依据所述措施，加热元件能够以不同的加热功率来控制，所以首先满足了用于成形构件的改进的温度控制的重要前提。借助至少成组地彼此独立地控制纵向列的以及横向列的加热元件的可能性，能够在构件输送期间附加地对成形构件在沿输送方向延伸的纵向条中的温度产生影响，以便在这样的纵向条的区域中不仅能够达到预设的温度水平，而且也能够将该预设的温度水平保持一段预设的时间。因此例如可能的是，基于成形构件的尺寸和因此质量分布，在将成形构件加热到预设的出口温度时补偿或在需要的情况下加强不同的温度范围，从而在达到相应的处理温度之后，这种在不同的区域中的不同的处理温度也可以在预设的处理时间期间被保持。
为了对成形构件的需要经受不同的热处理的部段的区域中的温度控制产生附加的影响，成形构件可以经由配置给加热元件的纵向列的、可以选择性地控制的冷却装置、沿输送方向条形地被冷却。所述可以选择性地利用的冷却以本身已知的方式允许附加的散热，这在需要的情况下简便了在对成形构件进行局部的热处理期间的预设的温度变化曲线的保持。当然需要接受与这样的散热相关联的热耗损。
为了实施根据本发明的加热方法，可以从用于将预热到预设的温度的成形构件局部加热到更高的温度的连续加热炉出发，所述连续加热炉具有贯穿炉壳体的、用于成形构件的输送器和配置给所述输送器的、由可以彼此独立地控制的加热元件构成的加热元件阵列。如果至少成组地沿纵向方向和横向方向以不同的加热功率来控制相对于输送器的输送方向设置成纵向列和横向列的加热元件，那么可以在加热元件的纵向列的区域中在加热元件阵列的长度上将附加的热量敏感地引入到待处理的成形构件中，使得可以在成形构件的相应的纵向条中保持在连续加热炉的长度上的预设的温度控制，更确切地说是基本上与在相邻的纵向条中的温度控制无关地进行保持。
虽然仅需要考虑将相应地需要的附加的热量以控制的方式引入到待处理的成形构件中，从而可能使用不同的加热元件，但是当加热元件构成为电阻加热装置时，获得特别有利的结构条件，因为在这种情况下，所述加热元件的加热功率的控制可以特别简单地构成。
为了能够在需要的情况下在成形构件的纵向条的区域中排出热量，可以将可以选择性地控制的冷却装置配置给加热元件的纵向列。对这些可能的冷却区的附加的限界可以通过在冷却装置之间的分隔片而实现，所述分隔片形成在加热元件的纵向列之间的绝热部。
所述冷却装置的效果自然依赖于其与成形构件的待冷却的区域的间距。出于这个原因，当加热元件设置在可连接到冷风机上的套管中，从而在成形构件的待冷却的纵向条和冷却装置之间的间距可以保持为小的而不会影响加热功率时，获得用于这样的冷却装置的特别有利的结构前提。在控制加热元件期间，套管与冷风机分开。必要时，冷却效果可以通过如下方式提升，即经由加热元件的套管将冷却气体吹到成形构件的待处理的区域上。
附图说明
下面借助于附图详细阐述根据本发明的方法。附图中示出：
图1根据本发明的连续加热炉的示意的横截面视图；
图2连续加热炉的加热元件阵列的加热元件分布的示意的方块图；
图3在成形构件穿过连续加热炉输送期间所述成形构件的各个纵向条的区域中的温度变化曲线。
具体实施方式
从根据图2的方块图中获得用于热处理成形构件2的连续加热炉1，所述成形构件作为板材下料被引入到连续加热炉1中，所述连续加热炉沿输送方向3依次包括用于将成形构件2加热到预设的温度的贯穿炉宽的加热区4、用于将成形构件2在相对于输送方向3的纵向条中局部加热的加热区5以及保持区6，以便能够在随后的加压淬火时利用不同的温度分布，以构成在各个纵向条中的不同的组织结构。在加热区5和保持区6中，加热元件7设置在加热元件阵列10的纵向列8和横向列9中。成形构件2借助于输送器11输送通过连续加热炉1，所述输送器的输送辊在图1中用12标出。在此，加热元件7设置在输送器11之上和之下。以绝热部13加衬的炉壳体14在加热元件7的纵向列8的区域中具有以冷却管形式的冷却装置15，所述冷却装置能够选择性地连接到冷风机上。在根据图1的实施形式的变形方案中，所述冷却管可以构成加热元件7的套管，从而冷却装置15由于所述构成更加靠近成形构件2，这在给定的冷却功率下改进了冷却效果。在通过冷却装置15给定的各个冷却区之间可以设有分隔片16，所述分隔片形成绝热部，以便将冷却区相互间或相对于相邻的加热区更好地限界。
加热元件7优选构成为电阻加热装置，所述电阻加热装置能够至少成组地彼此独立地以不同的加热功率来控制。在图2中给出了加热功率的百分比份额，各个加热元件7以所述百分比份额被控制。这意味着，在指示为100时，加热元件7以全部的加热功率来控制，然而加热元件7在指示为0时被切断，而指示为50表示以一半的加热功率来控制加热元件7。
在图3中示出在以对于各个加热元件7指定的加热功率控制加热元件7时、在炉运行期间、在成形构件2的相对于输送方向3选定的纵向条a、b、c、d中的温度变化曲线。已证实的是，在共同的加热区4中，成形构件2被加热到低于AC3点的温度T1的预设温度。基于质量分布，在加热区4的出口处，获得用于成形构件2的各个纵向条a、b、c、d的不同温度Ta、Tb、Tc、Td。在纵向条a、b和d中，温度在加热区5中应被升高到高于AC3点的温度T1，而在纵向条c的区域中的温度应该保持为低于温度T1。出于这个原因，加热元件阵列10的配属于纵向条c的纵向列8的加热元件7被切断，从而在加热区5的区域中仅经由相邻的纵向列8的加热元件7获得少许的热输入，所述相邻的纵向列的加热元件分别以一半的加热功率被控制。所述纵向条c的温度变化曲线tc示出这个事实。温度变化曲线ta在继续加热时导致在加热区5的出口处的过高的处理温度。出于这个原因，在纵向条a的区域中仅经由加热元件阵列10的相邻的纵向列8的加热元件7来确保被限制的热输入，如这借助于在加热区5的区域中的温度变化曲线ta可看出的。因为加热区4的用于纵向条b和d的出口温度相对低，所以在加热区5的区域中在所述纵向条b和d中需要较强的热输入，以便确保在加热区5的出口处的相应的保持温度。因此，在加热区5中的配属于纵向条b和d的加热元件7在纵向条b的区域中以全部的加热功率加载并且在纵向条d的区域中以60%的加热功率加载，从而获得曲线变化tb或td，借助所述曲线变化，能够确保所属的纵向条b、d在加热区5的出口处的保持温度。
为了保持在加热区5出口处的处理温度，保持区6的配属于各个纵向条的加热元件7以相应的功率被控制。在考虑相邻的纵向条8的加热元件7的相应的热功率的情况下，为保持温度变化曲线ta得出分别为50%的加热功率，所述加热功率在最后的加热元件的区域中被提升至60%。温度变化曲线tb通过在所属的纵向列8中的以80%的或70%的加热功率来控制的加热元件7的相继设置来确保。对于成形构件2的纵向条d而言，在保持区6中的加热元件7首先以60%的并且然后以70%的加热功率来控制。由于对以条形方式引入到成形构件中的热量的敏感的控制，能够有利地保持预设的温度变化曲线，其中，当预设的温度变化曲线要求对条形区域的附加冷却时，借助于在图1中表明的附加的冷却可能性而开启另一种适配可能性。因此，尽管成形构件2连续地通过连续加热炉1，仍可以获得在成形构件的不同的区域中的不同的热比（Waermeverhaeltnis），作为通过随后的加压淬火而构成不同的组织结构的前提条件。通过在局部加热成形构件之前将所有的构件区域共同预热到预设的出口温度，不仅能够实现用于成形构件的不同的加热的有利的效率，而且也实现加覆层的成形构件的有利的热处理，因为借助对所有的构件区域的共同的预热确保了覆层向内扩散到成形构件中。

Claims (6)

1.一种用于为随后的加压淬火加热成形构件（2）的方法，其中，所述成形构件（2）首先被加热到预设的温度并且随后借助于加热元件阵列（10）的能够彼此独立地控制的加热元件（7）局部加热到更高的温度，其特征在于，所述成形构件（2）在其穿过所述加热元件阵列（10）输送期间借助于相对于所述输送方向（3）设置成纵向列和横向列（8和9）的、能够至少成组地以不同的加热功率控制的加热元件（7）来加热。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成形构件（2）经由配置给所述加热元件（7）的纵向列（8）的、能够选择性地控制的冷却装置（15）沿输送方向（3）条形地被冷却。
3.一种用于将预热到预设的温度的成形构件（2）局部加热到更高的温度的连续加热炉（1），所述连续加热炉具有贯穿炉壳体（14）的、用于所述成形构件（2）的输送器（11）和配置给所述输送器（11）的、由能够彼此独立地控制的加热元件（7）构成的加热元件阵列（10），其特征在于，相对于所述输送器（11）的所述输送方向（3）设置成纵向列和横向列（8、9）的加热元件（7）能够至少成组地沿纵向方向和横向方向以不同的加热功率来控制。
4.按照权利要求3所述的连续加热炉（1），其特征在于，所述加热元件（7）构成为电阻加热装置。
5.按照权利要求3或4所述的连续加热炉（1），其特征在于，能够选择性地控制的冷却装置（15）配置给所述加热元件（7）的纵向列（8）。
6.按照权利要求5所述的连续加热炉（1），其特征在于，所述加热元件（7）设置在能连接到冷风机上的套管中。
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