CN203002965U - 选择性冷却控制的热冲压件成形模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种选择性冷却控制的热冲压件成形模具，包括上模板及上模镶块、下模板及下模镶块，上模镶块和下模镶块沿模腔型线方向由多个分镶块拼接而成，上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为几组，各组分镶块采用不同热传导速率，上、下模镶块的对应组的分镶块的长度和热传导速率相同。本实用新型提出的选择性冷却控制热冲压模具生产出的热成形零件，可以显著提高汽车零部件强度和延伸率，减轻汽车零部件整体重量，达到车身轻量化的目的。同时，具有良好的吸能效果，提升整车碰撞安全性。本实用新型可以制造变强度、高性能热冲压零件，解决了现有变强度零件制造存在的工序复杂、生产成本高等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于热冲压成形技术领域，具体涉及一种选择性冷却控制的热冲压件成形模具。
背景技术
热成形技术具有成形精度高、成形性能好、可以成形强度高达2000MPa的冲压件等优点，一经出现便引起业界的普遍关注，并迅速成为高强度汽车零部件制造领域的热门技术。目前，热成形零件广泛应用于汽车车身安全结构件，如前后保险杠、A柱、B柱、防撞梁等。
对于汽车车身安全结构件而言，通常要求其具有较高强度，以满足碰撞安全性需求。然而，在某些特定部位却需要其具有较低的强度和较高的延伸性，以达到吸收碰撞能的作用，从而实现较好的综合碰撞防护功能。目前，采用传统工艺制造的热成形零件，通常由整块厚度均匀、材料性能一致的钢板经热冲压成形，强度分布均匀，延伸率较低，吸能效果较差。
为了满足汽车安全结构件的不同区域具有不同的力学性能要求，现通常采用激光拼焊板技术和连续变截面板料轧制技术。
激光拼焊板技术可以不受限制地把不同材质、不同强度、不同厚度的板坯或热冲压件拼焊在一起，实现轻量化和提高碰撞安全性的目的。但采用激光拼焊制造的热成形零件，加工成本高，焊缝部位组织性能较差，且热冲压过程中焊缝处成形极限难以测定。
连续变截面板料轧制技术可以通过不等厚轧制控制技术，将板料轧制成需要厚度，再经过热冲压成形，支撑变截面零件，使耐撞性能和轻量化水平得到了明显改善。但同一规格（轧制成分、力学性能和宽度相同）的小批量连续变截面轧板生产成本高，而且难以实现曲线拼接、三维拼接和扩宽拼接。
以上两种技术虽能能够满足安全结构件的轻量化、高强度、吸能性要求，但加工制造成本较高，从而限制了其技术的广泛应用。
发明内容
本实用新型提出一种选择性冷却控制的热冲压件成形模具，其目的是制造的热冲压件能同时满足零件不同区域不同强度需求和加工低成本的要求。
本实用新型的技术方案：本实用新型的选择性冷却控制的热冲压件成形模具包括上模板及上模镶块、下模板及下模镶块，上模镶块和下模镶块沿模腔型线方向由多个分镶块拼接而成，上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为2～5组区域，各组区域分镶块采用不同热传导速率，上、下模镶块的对应组区域的分镶块的长度和热传导速率相同。
所述的上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为2组区域，区域Ⅰ对应下模第一分镶块、下模第二分镶块和对应的上模第一分镶块、上模第二分镶块采用热传导速率5W/m℃～20W/m℃材料加工而成；区域Ⅱ的下模第三、第四、第五、第六分镶块和对应的上模第三、第四、第五、第六分镶块采用热传导速率20W/m℃～100W/m℃材料加工而成；在两个区域之间为空气间隙。
本实用新型的有益效果：本实用新型提出的选择性冷却控制热冲压模具生产出的热成形零件，可以显著提高汽车零部件强度和延伸率，减轻汽车零部件整体重量，达到车身轻量化的目的；同时，具有良好的吸能效果，提升整车碰撞安全性。
本实用新型可以制造变强度、高性能的热冲压零件，解决了现有变强度零件制造存在的工序复杂、生产成本高等问题，实现了变强度热成形零件应用的高强度、高吸能性、低加工制造成本的综合需求。
附图说明
图1是本实用新型的整体示意图。
图2是下模结构示意图。
图3是上下模分块示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3：
本实用新型的选择性冷却控制的热冲压件成形模具，包括上模板2及上模镶块4、下模板1及下模镶块3，上模镶块4和下模镶块4沿模腔型线方向由多个分镶块拼接而成，上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为2～5组区域，各组区域分镶块采用不同热传导速率，上、下模镶块的对应组区域的分镶块的长度和热传导速率相同。
如图2、图3的一种实施例：
图中所示热成形B柱零件的不同部分要求的力学性能不同，分为两组：区域Ⅰ部分要求具有较高的强度和较低的延伸率，通常要求具有较低的强度和较高的延伸率，通常要求抗拉强度500～900MPa，延伸率10%以上；区域Ⅱ部分要求抗拉强度达到1300MPa以上，延伸率5%～10%。根据此要求，设计如图2所示的选择性冷却控制的热冲压模具，模具内部布置有冷却管道；该套选择性冷却模具采用的功能分块设计：B柱零件对应下模为凸模，上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为2组区域，区域Ⅰ对应下模第一分镶块3a、下模第二分镶块3b和上模的对应上模第一分镶块4a、上模第二分镶块4b采用热传导速率5W/m℃～20W/m℃材料加工而成；区域Ⅱ对应的下模第三、第四、第五、第六分镶块3c、3d、3e、3f和对应的上模第三、第四、第五、第六分镶块4c、4d、4e、4f采用热传导速率20W/m℃～100W/m℃材料加工而成；在两个区域之间为空气间隙。下模分镶块3g、上模分镶块4g为空气间隙。
上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分的组数，根据需要而定，一般2～5组就够了。
本实用新型的成形过程如下：将已加热并均匀奥氏体化的超高强度钢热毛坯板料5放置于由不同材料物性参数下模镶块3与上模镶块4之间，或者由不同材料物性参数的上下镶块以及空气隙组成的模具上，进行热冲压成形；成形结束后，在模具内保温20s～40s，再将毛坯移出模具空冷。由于热毛坯与所述模具之间的热传导速率不相同，可以在毛坯上实现选择性冷却，即可以实现在毛坯的不同区域获得不同力学性能的组织，获得力学性能功能化梯度分布的汽车安全件，满足了轻量化和耐撞性的要求。由于热毛坯与所述模具之间的热传导速率不相同，可以在毛坯上实现选择性冷却，实现热冲压件的不同区域获得不同力学性能或力学性能功能化梯度分布的需求。
Claims (2)
1.一种选择性冷却控制的热冲压件成形模具，包括上模板及上模镶块、下模板及下模镶块，上模镶块和下模镶块沿模腔型线方向由多个分镶块拼接而成，其特征在于：上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为2～5组区域，各组区域分镶块采用不同热传导速率，上、下模镶块的对应组区域的分镶块的长度和热传导速率相同。
2.根据权利要求1所述的选择性冷却控制的热冲压件成形模具，其特征在于：上模分镶块和下模分镶块沿模腔型线方向分为2组区域，区域Ⅰ对应为下模第一分镶块（3a）、下模第二分镶块（3b）和对应的上模第一分镶块（4a）、上模第二分镶块（4b）采用热传导速率5W/m℃～20W/m℃材料加工而成；区域Ⅱ的下模第三、第四、第五、第六分镶块（3c、3d、3e、3f）和对应的上模第三、第四、第五、第六分镶块（4c、4d、4e、4f）采用热传导速率20W/m℃～100W/m℃材料加工而成；在两个区域之间为空气间隙。
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