熱成形鋼板分段強(qiáng)化類(lèi)零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種熱成形沖壓領(lǐng)域的熱成形鋼板分段強(qiáng)化類(lèi)零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置，通過(guò)模具內(nèi)伺服缸裝置，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要控制工件不同區(qū)域所受保壓加載力的大小和時(shí)間，進(jìn)而控制各分區(qū)域的冷卻速度，從而得到板材各分區(qū)域的不同物理特性。本發(fā)明可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要在任一區(qū)域?qū)崿F(xiàn)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(chǎn)成本及工序復(fù)雜度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熱成形鋼板分段強(qiáng)化類(lèi)零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種高強(qiáng)度鋼沖壓【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體是一種高強(qiáng)度熱成形鋼板分段強(qiáng)化類(lèi)零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)硼鋼鋼板作為一種新興超高強(qiáng)度熱成形鋼板，為分段強(qiáng)化技術(shù)提供了可能一同一個(gè)零件，可以根據(jù)汽車(chē)設(shè)計(jì)的需要，在該零件的不同區(qū)域采用不同的熱處理工藝，從而獲得不同強(qiáng)度和塑性。熱成形硼鋼材料的軟區(qū)技術(shù)的生產(chǎn)工藝分為4個(gè)階段:
[0003]1)加熱:將硼鋼鋼板加熱至熱處理所需要的溫度；
[0004]2)傳輸:將硼鋼鋼板傳送至待沖壓的模具中；
[0005]3)成形:在高溫下由模具沖壓成形；
[0006]4)淬火冷卻:在不同區(qū)域控制不同的冷卻速度，可以發(fā)生:
[0007]a)硬區(qū)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(zhuǎn)變，得到強(qiáng)度和硬度極高、塑性較低的零件。其強(qiáng)度可以達(dá)到1500-2000MPa，塑性大于5%;
[0008]b)軟區(qū)慢速冷卻(<25°C /S)。通過(guò)控制不同的冷卻速度，在奧氏體組織轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，可以緩慢冷卻，向鐵素體和珠光體微觀組織的轉(zhuǎn)變，得到強(qiáng)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(zhuǎn)變，得到強(qiáng)度和硬度很高、塑性適中的零件。
[0009]其對(duì)應(yīng)CCT相圖如圖1所示。
[0010]可獲得不同強(qiáng)度及塑性的硼鋼材料典型分為:
【權(quán)利要求】
1.一種熱成形鋼板分段強(qiáng)化類(lèi)零件的壓力冷卻工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，模具準(zhǔn)備:在上模和/或下模內(nèi)設(shè)置工作壓力、工作時(shí)間、工作速度可調(diào)的伺服缸及其伺服控制系統(tǒng)； 步驟2，預(yù)熱:將硼鋼板材加熱至850°C以上，使板材均勻奧氏體化； 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(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的傳輸和過(guò)程性冷卻處理； 步驟4，成形:工件在450-850°C溫度下置于熱成型模具中由壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，由上死點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)至完全閉合，將工件成形為指定產(chǎn)品形狀； 步驟5，保壓冷卻:熱成形模具在壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)下保持模具完全閉合的下死點(diǎn)位置不變，壓機(jī)提供的保壓力也保持不變，分段強(qiáng)化各區(qū)域壓力由模具內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的伺服缸動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域的淬火冷卻速度差異化控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是，所述的伺服缸及其伺服控制系統(tǒng)根據(jù)工件大小、形狀、厚度的不同，在成形、保壓過(guò)程中在伺服缸最大最小壓力范圍內(nèi)，每組伺服缸通過(guò)各自獨(dú)立的伺服系統(tǒng)控制其輸入壓力一時(shí)間曲線，任意的和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)伺服缸的壓力和/或速度且獨(dú)立工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是，步驟3中所述的過(guò)程性冷卻處理是指:從加熱裝置傳輸至熱成形壓機(jī)的過(guò)程中，將工件置于溫控環(huán)境中，工件到達(dá)熱成形壓機(jī)時(shí)的溫度都低于在加熱裝置中的溫度，且冷卻速度為5-25°C /s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是，步驟3中所述的傳輸?shù)臅r(shí)間控制，通過(guò)加熱裝置與壓機(jī)之間的距離設(shè)計(jì)以及傳輸裝置的速度調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中:加熱裝置與壓機(jī)之間的傳輸時(shí)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(jī)械手，速度調(diào)節(jié)為 0-5m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是，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(qū)域需要達(dá)到的材料機(jī)械性能決定，通過(guò)壓機(jī)內(nèi)部伺服頂桿壓力變化實(shí)現(xiàn)；對(duì)應(yīng)頂桿系統(tǒng)根據(jù)工件各區(qū)域需要得到的材料機(jī)械性能的不同，劃分為若干區(qū)域，即分段強(qiáng)化，每個(gè)系列的軟區(qū)和/或硬區(qū)對(duì)應(yīng)的模具及壓機(jī)頂桿，各自為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的工藝，其特征是，步驟5中所述的淬火冷卻速度為5-100 0C /s。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征是，所述的壓力一時(shí)間曲線是指:伺服缸內(nèi)液壓的加載、卸載隨保壓時(shí)間變化的曲線。
8.一種實(shí)現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述的工藝的模具伺服裝置，其特征在于，包括:上、下模、壓機(jī)上滑塊、壓機(jī)下工作臺(tái)以及置于上模和/或下模內(nèi)的伺服缸及其伺服控制系統(tǒng)； 所述的伺服缸及其伺服控制系統(tǒng)包括:多組上模模內(nèi)伺服缸和/或下模模內(nèi)伺服缸； 所述的上模、下模內(nèi)部在各區(qū)域的均設(shè)有不高于室溫的模具冷卻裝置，上模、下模內(nèi)部沒(méi)有加熱裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的伺服缸的行程為0-300_，單一伺服缸的極限壓力l_30t。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的上模、下模、上模壓料芯以及下模壓料芯中至少一項(xiàng)采用優(yōu)質(zhì)模具鋼如Dievar、SKD61或H13制成。
【文檔編號(hào)】B21D22/06GK103817194SQ201410042251
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】陳揚(yáng) 申請(qǐng)人:無(wú)錫紅弦汽車(chē)輕量化科技有限公司, 陳揚(yáng)