CN108994135B - 一种热成形淬火一体化成形方法 - Google Patents

一种热成形淬火一体化成形方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热成型淬火一体化成形方法，用于对合金板材进行加工成形，包括：步骤一、将成形模具安装在热压成形设备上，将成形模具加热至淬火温度；步骤二、在加热炉中将板材加热至淬火温度后，取出板材固定于下模的型腔内；步骤三、开启热压成形设备，在成形模具逐渐合模对板材进行热成形的过程中，利用冷却装置对成形模具以及板材进行冷却，控制板材的温度下降从而完成淬火；待成形模具完全合模，热成形完成；步骤四、对成形板材进行时效处理。本发明在热成形之后立即对合金板材进行淬火，在加工硬化的同时保留高温下细晶组织，有效保证了材料强度；淬火过程发生在模具型腔内，有效保证了成形零件不受热应力发生变形，成形精度高。

Description

一种热成形淬火一体化成形方法
技术领域
本发明涉及一种热成型淬火一体化成形方法，属于精密钣金加工领域。
背景技术
合金板材在室温下的成形性能较差，利用传统的冷压力加工或拼焊成形的方法，精度差、变形抗力大，且很难成形形状复杂的零件。目前采用热成形的方法逐步替代了传统工艺，如热冲压，超塑性成形，热态液压成形技术、热态金属气压成形技术等通过提高材料的变形性能、降低材料变形抗力，从而达到成形的目的。但随着轻量化技术的发展，一方面结构设计逐步简化，另一方面铝合金等轻质合金替代重金属，因此为了保证结构刚度，成形零件的强度要求也越来越高。热成形过程中，合金内部同时进行着加工硬化和回复、再结晶软化两个相反的过程，热成形零件可能发生强度下降，影响其使用。为此，在热成形后往往需要再单独对合金进行热处理强化。但热处理强化过程中由于受热应力、冷热不均等影响，即便使用模具工装，已成形的材料也容易再度发生变形，导致这种方式费用高、能耗大、周期长且精度低。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，给出了一种可提高成形零件强度，保证其尺寸精度，且可减少生产工艺流程的热成型淬火一体化成形方法。
本发明的技术解决方案是：一种热成型淬火一体化成形方法，用于对合金板材进行加工成形，包括以下步骤：
步骤一、将成形模具安装在热压成形设备的机架上；
步骤二、在加热炉中将所述板材加热至淬火温度后，取出所述板材，固定于所述成形模具内；
步骤三、开启所述热压成形设备，利用所述成形模具对所述板材进行热成形，待所述成形模具完全合模，热成形完成；
步骤四、待热成形完成，立即利用冷却装置对所述成形模具以及所述成形板材进行冷却，控制所述成形板材的温度以2～3℃/s的速度下降至室温，以进行淬火；淬火过程中，利用所述成形模具对所述成形板材保压；
步骤五、打开所述成形模具，取出成形板材，对所述成形板材进行时效处理。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述成形模具包括上模和下模。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，利用所述成形模具对所述板材进行热成形的过程中，所述上模向所述下模运动的速度为50～200mm/s。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述成形模具具有下模，采用气体介质进行柔性加载。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，利用所述成形模具对所述板材进行热成形的过程中，所述气体介质的加载压力为0.1～100MPa。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，所述冷却装置包括水槽、进水管、出水管和供水设备，所述水槽形成在所述下模内部，且位于所述下模的型腔后侧，所述进水管和所述出水管均贯穿所述下模，连通至所述水槽，所述供水设备与所述进水管的连接水路上设置有进水阀；通过调节所述进水阀的开度来调节所述水槽的进水速度，进而控制所述板材的温度的下降速度。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，所述冷却装置包括冷风管和空气压缩机，其中，所述冷风管的出口对准所述下模的型腔位置；通过调节所述空气压缩机的风力来控制所述板材的温度的下降速度。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤一之前，还执行以下步骤：根据需成形的零件展开尺寸预制板材，对所述板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂；根据需成形的零件形状和外形尺寸设计所述成形模具的下模型腔，其中，所述下模的型腔尺寸相对于需成形的零件外形尺寸放大，放大量为需成形的零件外形尺寸的3‰～7‰，再根据所述下模型腔设计上模。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤一中，还对所述成形模具进行预加热，加热温度比所述板材的淬火温度低100～200℃。
优选的是，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤五中，对所述成形板材进行时效处理，其具体过程包括：将所述成形板材放置在室温中3～4天进行自然时效处理，或者放置在设定在一定温度下的保温箱内5～20个小时进行时效处理。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明在热成形之后立即对合金板材进行淬火，在加工硬化的同时保留高温下细晶组织，有效保证了材料强度。
(2)本发明在热成形之后立即对合金板材进行淬火，淬火过程发生在模具型腔内，有效保证了成形零件不受热应力发生变形，成形精度高。
(3)本发明在热成形之后立即对合金板材进行淬火，其加热方式和淬火方式多样，可根据生产选择，设计灵活。
(4)本发明在热成形之后对合金板材直接进行淬火，相比于常规的热成形～淬火工艺流程，工艺周期短，效率高、能耗低。
(5)本发明在热成形过程中对合金板材进行淬火，相比于常规的热成形～淬火工艺过程，减少了淬火所需要的工装，成本低。
(6)本发明适用于加工对成形尺寸精度、型面精度、表面质量以及材料力学性能要求较高的可热处理强化合金零件，使用范围广泛。
附图说明
图1为本发明所述的一个实施例中成形模具的结构示意图；
图2为图1的A～A剖面视图；
图3为本发明所述的一个实施例中下模具的正面示意图；
图4为本发明所述的一个实施例中下模具的反面示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明提供了一种热成型淬火一体化成形方法，用于对合金板材进行加工成形，包括以下步骤：
步骤一、将成形模具(一个实施例的成形模具的结构如图1和图2所示)安装在热压成形设备上。
步骤二、在加热炉中将所述板材加热至淬火温度后，取出所述板材，固定于所述成形模具内。
步骤三、开启所述热压成形设备，利用所述成形模具对所述板材进行热成形，待所述成形模具完全合模，热成形完成。
步骤四、待热成形完成，立即利用冷却装置对所述成形模具以及所述成形板材进行冷却，控制所述成形板材的温度以2～3℃/s的速度下降至室温，以进行淬火；淬火过程中，利用所述成形模具对所述成形板材保压。
本发明在完成热成形之后立即对合金板材进行淬火，在加工硬化的同时保留高温下细晶组织，有效保证了材料强度；而且，淬火过程发生在模具型腔内，有效保证了成形零件不受热应力发生变形，成形精度高。同时，在淬火过程中直接利用成形模具对成形板材进行保压，保压与冷却同时进行，以促使成形板材充分淬火。
步骤五、打开所述成形模具，取出成形板材，对所述成形板材进行时效处理。经时效处理，成形板材的硬度和强度显著提高。
本发明对合金板材直接进行淬火，即在热压成形设备上完成淬火过程，而不需要将热压成形工件取出热压成形设备，再装入另外设置的淬火设备中，工艺周期大大缩短，加工效率大幅度提高，极大地降低了能耗，减少了淬火所需要的工装，降低了加工成本。
本发明适用于加工对成形尺寸精度、型面精度、表面质量以及材料力学性能要求较高的可热处理强化合金零件。本发明所指的合金板材包括铝合金、钢材料等可热处理强化的合金板材。
在一个实施例中，当采用铝合金材料作为合金板材时，由于铝合金材料的固溶温度与其淬火敏感区间仅相差几十摄氏度，散热速度快，材料的温度容易变化，因此板材的转移和成形应尽量在较短时间内完成。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述成形模具包括上模1和所述下模2(如图1和图2所示)。当成形模具由上模1和下模2构成时，在将成形模具向热压成形设备上安装时，需对将上下模定位并调整至相应位置高度，以便合模。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，利用所述成形模具对所述板材进行热成形的过程中，所述上模1向所述下模2运动的速度为50～200mm/s。上模1与下模2完全合模，板材3热成形完成。
上模向下模的运动速度决定了板材的热成形速度。如板材的热成形速度过快，则会导致板材的淬火过程不能够完成，材料的强度不够；如板材的热成形速度过慢，也可能导致材料的强度不够。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述成形模具具有下模，采用气体介质进行柔性加载。柔性加载适用于对复杂型面板材的加工成形。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，利用所述成形模具对所述板材进行热成形的过程中，所述气体介质的加载压力为0.1～100MPa。
气体介质的加载压力决定了板材的热成形速度。如板材的热成形速度过快，则会导致板材的淬火过程不能够完成，材料的强度不够；如板材的热成形速度过慢，也可能导致材料的强度不够。
具体地，通过PLC压力控制阀控制气体压力，设定时间～压力曲线对板材进行加压。
请看图1至图4，优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，所述冷却装置包括水槽7、进水管6、出水管8和供水设备，所述水槽7形成在所述下模2内部，且位于所述下模的型腔5后侧，所述进水管6和所述出水管8均贯穿所述下模2，连通至所述水槽7，所述供水设备与所述进水管的连接水路上设置有进水阀；通过调节所述进水阀的开度来调节所述水槽的进水速度，进而控制所述板材的温度的下降速度。
水槽7内具有散热翅片，以便于促使成形模具和板材的温度下降。水槽通过密封焊接板4密封。
在利用成形模具进行热成形的过程中，即上模逐渐向下模运动，或者通过气体加载的过程中，开启进水阀，向下模的水槽内通入冷却水，以降低成形模具极其内部的板材的温度，从而使板材在热成形过程中温度迅速下降从而完成淬火过程。其中，通过调节进水阀的开度，调节水槽的进水速度，进而控制板材的温度下降速度，以控制板材的淬火过程。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤三中，所述冷却装置包括冷风管和空气压缩机，其中，所述冷风管的出口对准所述下模的型腔位置；通过调节所述空气压缩机的风力来控制所述板材的温度的下降速度。
在另一个实施例中，还可以采用风冷的方式进行淬火。预先在热压成形设备上安装冷风管和空气压缩器，且保证冷风管的出口对准所述下模的型腔位置，冷风管安装位置应和模具保持适当距离，避免因高温损坏。
在利用成形模具进行热成形的过程中，即上模逐渐向下模运动，或者通过气体加载的过程中，打开空气压缩机，使冷空气在成形模具或板材周围流通，达到快速降低模具和板材温度的目的，板材热成形过程中温度迅速下降，从而完成淬火。其中，通过调节空气压缩机的风力，控制板材的温度下降速度，以控制板材的淬火过程。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤一之前，还执行以下步骤：根据需成形的零件展开尺寸预制板材，对所述板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂；根据需成形的零件形状和外形尺寸设计所述成形模具的下模型腔，其中，所述下模的型腔尺寸相对于需成形的零件外形尺寸放大，放大量为需成形的零件外形尺寸的3‰～7‰，再根据所述下模型腔设计上模。
上述过程中打磨和酸洗可以防止板材表面氧化。润滑剂优选为石墨。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤一中，还对所述成形模具进行预加热，加热温度比所述板材的淬火温度低100～200℃。将板材放入成形模具时，一旦成形模具的温度太低，可能会导致板材的温度下降过快，进而影响成形和热处理效果。因此，对成形模具进行预加热，以消除不良影响。
具体地，在成形模具的周围安装有热电偶线圈，打开开关即可对模具进行加热，通过测温枪测量成形模具的温度。在利用成形模具对板材进行热成形之前，需将热电偶线圈的开关关闭。
对铝合金板材进行加工时，成形模具的预加热温度范围为300～400℃；对钢板材进行加工时，成形模具的预加热温度范围为500～600℃。
优选地，所述的热成型淬火一体化成形方法中，所述步骤五中，对所述成形板材进行时效处理，其具体过程包括：将所述成形板材放置在室温中3～4天进行自然时效处理，或者放置在设定在一定温度下的保温箱内5～20个小时进行时效处理。
以下提供实施例，以对本发明所述的技术方案做进一步的阐释。
实施例一
本实施例采用的2A12硬铝合金板材厚度为2mm，拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度要求±0.2mm，高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度要求均为±0.1mm。
具体按如下工艺步骤进行：
(1)进行平面展开：根据铝合金板外形相对位置，设计出热压成形所需板材厚度为2mm，板材尺寸为114mm×70mm。对板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂。
(2)设计成形模具：设计制作铝合金板热压成形模具时，要按照铝合金板材零件最终尺寸进行放大加工，放大系数选取为5‰。在下模上设计冷却装置的进水管和出水管的孔径，布置水槽，下模制作完成后应用方板焊接在下模底面密封水槽，成形模具的水槽设计应同时满足模具强度和成形过程中快速冷却模具和板材的作用。
(3)板材热压成形和冷却淬火：将步骤一设计制备的2A12硬铝合金板材加热至500℃。把步骤二制备的成形模具定位和安装在热压成形设备上，上下模型腔距离为100mm。将成形模具加热至400℃。装配模具，连接管路，保持进水阀关闭。将板材安装在下模的型腔内，上模下行，速度为100mm/s，板材在热压成形模具中成形。
(4)完成热成形，立即打开进水阀，水流使成形模具与板材以2℃/s的速度降温，完成对板材的冷却淬火。淬火过程中，成形模具对成形板材进行保压，压力设定为50吨。
(5)自然时效：上模上行取出成形板材，将成形板材放置在室温中4天进行自然时效，从而得到所需零件。
本实施例加工得到的拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度达到±0.2mm；高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，各尺寸精度均达到±0.1mm。铝合金成形件为T4态。对本实施例加工得到的成形件进行了切样拉伸试验分析，屈服强度达到250MPa以上，抗拉强度达到400MPa以上。
实施例二
本实施例采用的2A12硬铝合金板材厚度为2mm，拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度要求±0.2mm，高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度要求均为±0.1mm。
具体按如下工艺步骤进行：
(1)进行平面展开：根据铝合金板外形相对位置，设计出热压成形所需板材厚度为2mm，板材尺寸为114mm×70mm。对板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂。
(2)设计成形模具：设计制作铝合金板热压成形模具时，要按照铝合金板材零件最终尺寸进行放大加工，放大系数选取为3‰。在下模上设计冷却装置的进水管和出水管的孔径，布置水槽，下模制作完成后应用方板焊接在下模底面密封水槽，成形模具的水槽设计应同时满足模具强度和成形过程中快速冷却模具和板材的作用。
(3)板材热压成形和冷却淬火：将步骤一设计制备的板材加热至500℃。把步骤二制备的成形模具定位和安装在热压成形设备上，上下模型腔距离为100mm。将成形模具进行加热至300℃。装配模具，连接管路，保持进水阀关闭。将板材安装在下模的型腔内，上模下行，速度为50mm/s，板材在热压成形模具中成形。
(4)完成热成形，立即打开进水阀，水流使成形模具与板材以3℃/s的速度降温，完成对板材的冷却淬火。淬火过程中，成形模具对成形板材进行保压，压力设定为50吨。
(5)自然时效：上模上行取出成形板材，将成形板材放置在室温中3天进行自然时效，从而得到所需零件。
本实施例加工得到的拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度达到±0.2mm；高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，各尺寸精度均达到±0.1mm。铝合金成形件为T4态。对本实施例加工得到的成形件进行了切样拉伸试验分析，屈服强度达到250MPa以上，抗拉强度达到400MPa以上。
实施例三
本实施例采用的2A12硬铝合金板材厚度为2mm，拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度要求±0.2mm，高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度要求均为±0.1mm。
具体按如下工艺步骤进行：
(1)进行平面展开：根据铝合金板外形相对位置，设计出热压成形所需板材厚度为2mm，板材尺寸为114mm×70mm。对板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂。
(2)设计成形模具：设计制作铝合金板热压成形模具时，要按照铝合金板材零件最终尺寸进行放大加工，放大系数选取为7‰。在下模上设计冷却装置的进水管和出水管的孔径，布置水槽，下模制作完成后应用方板焊接在下模底面密封水槽，成形模具的水槽设计应同时满足模具强度和成形过程中快速冷却模具和板材的作用。
(3)板材热压成形和冷却淬火：将步骤一设计制备的板材加热至500℃。把步骤二制备的成形模具定位和安装在热压成形设备上，上下模型腔距离为100mm。装配模具，连接管路，保持进水阀关闭。将板材安装在下模的型腔内，上模下行，速度为200mm/s，板材在热压成形模具中成形。
(4)完成热成形，立即打开进水阀，水流使成形模具与板材以2℃/s的速度降温，完成对板材的冷却淬火。淬火过程中，成形模具对成形板材进行保压，压力设定为50吨。
(5)自然时效：上模上行取出成形板材，将成形板材放置在设定在一定温度下的保温箱内5个小时进行时效处理，从而得到所需零件。
本实施例加工得到的拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度达到±0.2mm；高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度均达到±0.1mm。铝合金成形件为T4态。对本实施例加工得到的成形件进行了切样拉伸试验分析，屈服强度达到250MPa以上，抗拉强度达到400MPa以上。
实施例四
本实施例采用的2A12硬铝合金板材厚度为2mm，拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度要求±0.2mm，高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度要求均为±0.1mm。具体按如下工艺步骤进行：
(1)进行平面展开：根据铝合金板外形相对位置，设计出热压成形所需板材厚度为2mm，板材尺寸为114mm×70mm。对板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂。
(2)设计成形模具：设计制作铝合金板热压成形模具时，要按照铝合金板材零件最终尺寸进行放大加工，放大系数选取为5‰。安装冷却装置的冷风管和空气压缩机，其中，所述冷风管的出口对准所述下模的型腔位置。
(3)板材热压成形和冷却淬火：将步骤一设计制备的板材加热至500℃。把步骤二制备的成形模具定位和安装在热压成形设备上。将成形模具进行加热至400℃。将板材安装在下模的型腔内，采用气体介质柔性加载，加载压力为0.1MPa，板材在热压成形模具中成形。
(4)完成热成形，立即打开空气压缩机，冷空气使成形模具与板材以2℃/s的速度降温，完成对板材的冷却淬火。淬火过程中，成形模具对成形板材进行保压，压力设定为50吨。
(5)自然时效：取出成形板材，将成形板材放置在室温中3天进行自然时效，从而得到所需零件。
本实施例加工得到的拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度达到±0.2mm；高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，各尺寸精度均达到±0.1mm。铝合金成形件为T4态。对本实施例加工得到的成形件进行了切样拉伸试验分析，屈服强度达到250MPa以上，抗拉强度达到400MPa以上。
实施例五
本实施例采用的2A12硬铝合金板材厚度为2mm，拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度要求±0.2mm，高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度要求均为±0.1mm。
具体按如下工艺步骤进行：
(1)进行平面展开：根据铝合金板外形相对位置，设计出热压成形所需板材厚度为2mm，板材尺寸为114mm×70mm。对板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂。
(2)设计成形模具：设计制作铝合金板热压成形模具时，要按照铝合金板材零件最终尺寸进行放大加工，放大系数选取为3‰。安装冷却装置的冷风管和空气压缩机，其中，所述冷风管的出口对准所述下模的型腔位置。
(3)板材热压成形和冷却淬火：将步骤一设计制备的板材加热至500℃。把步骤二制备的成形模具定位和安装在热压成形设备上。将成形模具进行加热至300℃。将板材安装在下模的型腔内，采用气体介质柔性加载，加载压力为100MPa，板材在热压成形模具中成形。
(4)完成热成形，立即打开空气压缩机，冷空气使成形模具与板材以3℃/s的速度降温，完成对板材的冷却淬火。淬火过程中，成形模具对成形板材进行保压，压力设定为50吨。
(5)自然时效：取出成形板材，将成形板材放置在室温中4天进行自然时效，从而得到所需零件。
本实施例加工得到的拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度达到±0.2mm；高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，各尺寸精度均达到为±0.1mm。铝合金成形件为T4态。对本实施例加工得到的成形件进行了切样拉伸试验分析，屈服强度达到250MPa以上，抗拉强度达到400MPa以上。
实施例六
本实施例采用的2A12硬铝合金板材厚度为2mm，拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度要求±0.2mm，高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度要求均为±0.1mm。铝合金成形件为T4态，屈服强度250MPa，抗拉强度400MPa以上。具体按如下工艺步骤进行：
(1)进行平面展开：根据铝合金板外形相对位置，设计出热压成形所需板材厚度为2mm，板材尺寸为114mm×70mm。对板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂。
(2)设计成形模具：设计制作铝合金板热压成形模具时，要按照铝合金板材零件最终尺寸进行放大加工，放大系数选取为7‰。安装冷却装置的冷风管和空气压缩机，其中，所述冷风管的出口对准所述下模的型腔位置。
(3)板材热压成形和冷却淬火：将步骤一设计制备的板材加热至500℃。把步骤二制备的成形模具定位和安装在热压成形设备上。将板材安装在下模的型腔内，采用气体介质柔性加载，加载压力为100MPa，板材在热压成形模具中成形，气体加载的同时打开空气压缩机，冷空气使成形模具与板材迅速降温，完成对板材的冷却淬火。直至合模完全，即板材热压成形完毕。
(4)完成热成形，立即打开空气压缩机，冷空气使成形模具与板材以3℃/s的速度降温，完成对板材的冷却淬火。淬火过程中，成形模具对成形板材进行保压，压力设定为50吨。
(5)自然时效：取出成形板材，将成形板材放置在设定在一定温度下的保温箱内5～20个小时进行时效处理，从而得到所需零件。
本实施例加工得到的拉深成形件外形尺寸下端面70mm×70mm，精度达到±0.2mm；高度15mm，上端面长10mm，圆角中心线R3，精度均达到为±0.1mm。铝合金成形件为T4态。对本实施例加工得到的成形件进行了切样拉伸试验分析，屈服强度达到250MPa以上，抗拉强度达到400MPa以上。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，包括对合金板材进行加工成形的以下步骤：
步骤一、将成形模具安装在热压成形设备的机架上；
步骤二、在加热炉中将所述板材加热至淬火温度后，取出所述板材，固定于所述成形模具内；
步骤三、开启所述热压成形设备，利用所述成形模具对所述板材进行热成形，待所述成形模具完全合模，热成形完成；
步骤四、待热成形完成，立即利用冷却装置对所述成形模具以及所述成形板材进行冷却，控制所述成形板材的温度以2～3℃/s的速度下降至室温，以进行淬火；淬火过程中，利用所述成形模具对所述成形板材保压；
步骤五、打开所述成形模具，取出成形板材，对所述成形板材进行时效处理；
所述步骤一中，还对所述成形模具进行预加热，加热温度比所述板材的淬火温度低100～200℃；
所述成形模具包括上模和下模；所述步骤三中，利用所述成形模具对所述板材进行热成形的过程中，所述上模向所述下模运动的速度为50～200mm/s；
所述合金板材为可热处理强化的硬铝合金板材。
2.如权利要求1所述的热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，所述成形模具具有下模，采用气体介质进行柔性加载。
3.如权利要求2所述的热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，所述步骤三中，利用所述成形模具对所述板材进行热成形的过程中，所述气体介质的加载压力为0.1～100MPa。
4.如权利要求1至3中任一项所述的热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，所述步骤三中，所述冷却装置包括水槽、进水管、出水管和供水设备，所述水槽形成在所述下模内部，且位于所述下模的型腔后侧，所述进水管和所述出水管均贯穿所述下模，连通至所述水槽，所述供水设备与所述进水管的连接水路上设置有进水阀；通过调节所述进水阀的开度来调节所述水槽的进水速度，进而控制所述板材的温度的下降速度。
5.如权利要求1至3中任一项所述的热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，所述步骤三中，所述冷却装置包括冷风管和空气压缩机，其中，所述冷风管的出口对准所述下模的型腔位置；通过调节所述空气压缩机的风力来控制所述板材的温度的下降速度。
6.如权利要求1至3中任一项所述的热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，所述步骤一之前，还执行以下步骤：根据需成形的零件展开尺寸预制板材，对所述板材进行打磨和酸洗，涂抹润滑剂；根据需成形的零件形状和外形尺寸设计所述成形模具的下模型腔，其中，所述下模的型腔尺寸相对于需成形的零件外形尺寸放大，放大量为需成形的零件外形尺寸的3‰～7‰，再根据所述下模型腔设计上模。
7.如权利要求1所述的热成型淬火一体化成形方法，其特征在于，所述步骤五中，对所述成形板材进行时效处理，其具体过程包括：将所述成形板材放置在室温中3～4天进行自然时效处理，或者放置在设定在一定温度下的保温箱内5～20个小时进行时效处理。
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