CN106391805B - 钢板间接热冲压变速成形方法 - Google Patents

钢板间接热冲压变速成形方法 Download PDF

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Abstract

钢板间接热冲压变速成形方法，它涉及板料冲压热成形技术领域；它的成形步骤为：下料；室温状态下冷成形；将预成形件奥氏体化，设置加热温度为900℃～950℃，加热时间为3～5分钟；将预成形件从加热炉中取出后，快速转移至模具上，根据模具的定位点正确放置；模具闭合整形过程中设置合理的速度曲线，完成预成形件的整形及淬火过程，并保压6～12秒后打开模具；自模具中取出零件，待自然冷却。本发明针对上模下行及整形保压阶段，对上模的下行速度进行分阶段设置，使材料拥有更优的综合性能及后续工艺处理性能，以及几乎无回弹的优良外形尺寸和精度。

Description

钢板间接热冲压变速成形方法
技术领域
本发明涉及板料冲压热成形技术领域，具体涉及一种钢板间接热冲压变速成形方法。
背景技术
钢板热冲压成形工艺近年来被广泛应用于汽车零部件的生产制造中，与传统钢材相比，可以得到更高的强度，并且能大幅度降低材料加工时的变形抗力，特别是一些形状复杂的零部件，采用热冲压工艺可以有效的解决成形困难的问题。另外，采用热冲压工艺生产的零部件，其回弹情况几乎可以忽略，与传统成形工艺相比具有很大的优势。
间接热冲压工艺通常采用硼钢为原材料，首先对钢板冷成形，得到带有回弹的预成形件，随后进行加热奥氏体化，保温一段时间后将预成形件转移至模具上，进行淬火整形，此过程中，淬火的效果是由零件与模具之间的温差来决定的，后经适当时间的模具保压，可获得高强度的成形零件。此工艺过程中，通常转移和成形过程的时间尽可能缩短，从而保证零件能达到最优的淬火效果，以保证其达到目标强度值。
而在实际生产中，热冲压工艺通常采用液压机操作实施，上模在下行闭合过程中，其速度基本保持不变，对零件的后续工艺要求，例如焊接性能、可变形性等也会造成影响，因而，追求零件综合性能最优化比起单纯追求高强度更值得关注，目前，类似的研究结果则较少。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种钢板间接热冲压变速成形方法，以伺服压机为操作平台，通过合理设置板料成形过程中模具的闭合速度，使成形件，特别是复杂形状零部件具有更优化的综合力学性能，兼顾后续的工艺要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它的热冲压成形方法包含如下步骤：
一、下料：根据成形零件确定板料的尺寸；
二、冷成形：室温状态下完成板料的冷成形过程，得到带有回弹的预成形件；
三、奥氏体化：根据预成形件尺寸和厚度，设置加热温度为900℃～950℃，加热时间为3～5分钟；
四、预成形件转移及放置：将预成形件从加热炉中取出后，快速转移至模具上，根据模具的定位点正确放置预成形件，此过程通常耗时5～10秒；
五、整形及保压淬火：模具闭合整形过程中设置合理的速度曲线，完成预成形件的整形及淬火过程，并保压6～12秒后打开模具；
六、零件冷却：自模具中取出零件，待自然冷却；
所述模具闭合整形过程的速度曲线，可分为两个过程考虑：
第一过程为上模开始下降，直至与预成形件接触瞬间，根据压机能力，可设置495mm/s以上的较快速度；
第二过程为上模接触预成形件开始，至模具完全闭合，此过程可根据零件复杂程度，可再细分为两阶段以上的速度变化，根据压机能力，速度可设为99～495mm/s。
现有工艺条件下，普通液压机的最快空程速度也只有300mm/s，工作速度更低，有些则是速度不可控，无法满足热冲压工艺快速成形的要求。
采用上述方案后，本发明有益效果为：本发明所述的一种钢板间接热冲压变速成形方法，采用伺服压机的快速成形功能，并设置整形过程中的不同速度，可保证热冲压工艺获得的零件具有优秀的综合力学性能和后续工艺处理性能，以及几乎无回弹的优良外形尺寸和精度。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例选用的零件为简单U形件，材料是带Si-Al涂层USIBOR1500，它的热冲压成形方法包含如下步骤：
一、下料：根据成形零件确定板料的尺寸，为130mm*240mm，厚度1.5mm；
二、冷成形：室温状态下完成板料的冷成形过程，得到带有回弹的预成形件；
三、奥氏体化：根据预成形件的尺寸和厚度，设置加热温度为900℃，加热时间5分钟；
四、预成形件转移及放置：将预成形件从加热炉中取出后，快速转移至模具上，根据模具的定位点正确放置预成形件，此过程耗时8s；
五、整形及保压淬火：模具闭合整形过程中，按两阶段速度设置，上模接触预成形件前速度设为495mm/s，接触后至完全闭合的整形过程设为198mm/s，并保压6秒后打开模具；
六、零件冷却：自模具中取出零件，待自然冷却。
本实施例得到的零件拥有较高的强度和塑性指标，几乎无回弹现象。
实施例2
本实施例选用的零件为车身加强筋分段样件，材料是B1500HS，它的热冲压成形方法包含如下步骤：
一、下料：根据成形零件确定板料的尺寸，为180mm*300mm，厚度1.5mm；
二、冷成形：室温状态下完成板料的冷成形过程，得到带有回弹的预成形件；
三、奥氏体化：根据预成形件的尺寸和厚度，设置加热温度为930℃，加热时间3分钟；
四、预成形件转移及放置：将预成形件从加热炉中取出后，快速转移至模具上，根据模具的定位点正确放置预成形件，此过程耗时8s；
五、整形及保压淬火：模具闭合整形过程中，按三阶段速度设置，上模接触预成形件前速度设为495mm/s，接触后至完全闭合的整形过程分为两段，分别设为247mm/s和148mm/s，并保压9秒后打开模具；
六、零件冷却：自模具中取出零件，待自然冷却。
本实施例得到的零件拥有较高的强度和塑性指标，几乎无回弹现象。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.钢板间接热冲压变速成形方法，其特征在于它包含如下步骤：
一、下料：根据成形零件确定板料的尺寸；
二、冷成形：室温状态下完成板料的冷成形过程，得到带有回弹的预成形件；
三、奥氏体化：根据预成形件尺寸和厚度，设置加热温度为900℃～950℃，加热时间为3～5分钟；
四、预成形件转移及放置：将预成形件从加热炉中取出后，快速转移至模具上，根据模具的定位点正确放置预成形件，此过程耗时5～10秒；
五、整形及保压淬火：模具闭合整形过程中设置合理的速度曲线，完成预成形件的整形及淬火过程，并保压6～12秒后打开模具；
六、零件冷却：自模具中取出零件，待自然冷却；
所述模具闭合整形过程的速度曲线，分为两个过程：
第一过程为上模开始下降，直至与预成形件接触瞬间，根据压机能力，设置495mm/s以上的较快速度；
第二过程为上模接触预成形件开始，至模具完全闭合，此过程根据零件复杂程度，再细分为两阶段以上的速度变化，根据压机能力，速度设为99～495mm/s。
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