熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置制造方法
【專利摘要】一種熱成形沖壓領(lǐng)域的熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置，通過模具內(nèi)伺服缸裝置，根據(jù)設(shè)計的需要控制工件不同區(qū)域所受保壓加載力的大小和時間，進而控制各分區(qū)域的冷卻速度，從而得到管材各分區(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。
【專利說明】熱成形鋼管分段強化類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度鋼沖壓【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體是一種強度達到1500MP左右的熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝及模具伺服裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車硼鋼鋼管作為一種新興超高強度熱成形鋼管，為分段強化技術(shù)提供了可能一同一個零件，可以根據(jù)汽車設(shè)計的需要，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個階段:
[0003]I)加熱:將硼鋼鋼管加熱至熱處理所需要的溫度；
[0004]2)傳輸:將硼鋼鋼管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，得到強度和硬度極高、塑性較低的零件。其強度可以達到1500-2000MPa，塑性大于5%;
[0008]b)軟區(qū)慢速冷卻(<25°C /S)。通過控制不同的冷卻速度，在奧氏體組織轉(zhuǎn)化的過程中，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，得到強度和硬度很高、塑性適中的零件。
[0009]其對應(yīng)CCT相圖如圖1所示。
[0010]可獲得不同強度及塑性的硼鋼材料典型分為:
【權(quán)利要求】
1.一種熱成形鋼管分段強化類零件的壓力冷卻工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，模具準備:在上模和/或下模內(nèi)設(shè)置工作壓力、工作時間、工作速度可調(diào)的伺服缸及其控制系統(tǒng)； 步驟2，預(yù)熱:將硼鋼管材加熱至850°C以上，使管材均勻奧氏體化； 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內(nèi)，實現(xiàn)對工件的傳輸和過程性冷卻處理； 步驟4，成形:工件在450-850°C環(huán)境下置于熱成型模具中由壓力機驅(qū)動，由上死點向下運動至完全閉合，將工件成形為指定產(chǎn)品形狀； 步驟5，保壓冷卻:熱成形模具在壓機的驅(qū)動下保持模具完全閉合的下死點位置不變，壓機提供的保壓力也保持不變，分段強化各區(qū)域壓力由模具內(nèi)對應(yīng)位置的伺服缸動態(tài)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對不同區(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，步驟I中所述的伺服缸及其控制系統(tǒng)根據(jù)工件大小、形狀、厚度的不同，在成形、保壓過程中在伺服缸最大最小壓力范圍內(nèi)，每組伺服缸通過各自獨立的伺服系統(tǒng)控制其輸入時間一保壓力參數(shù)曲線，任意的和實時動態(tài)的調(diào)節(jié)伺服缸的壓力大小和持續(xù)時間，實時變化不同區(qū)域的淬火保壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是，步驟3中所述的過程性冷卻處理，指從加熱裝置傳輸至熱成形壓機的過程中，將工件置于溫控環(huán)境中，工件到達熱成形壓機時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間控制，通過加熱裝置與壓機之間的距離設(shè)計以及傳輸裝置的速度調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，其中:加熱裝置與壓機之間的傳輸時間為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)域需要達到的材料機械性能決定，通過模具內(nèi)部液壓液壓缸壓力變化實現(xiàn)，所述伺服缸及其控制系統(tǒng)根據(jù)工件各區(qū)域需要得到的材料機械性能的不同，劃分為若干區(qū)域，即分段強化，每個系列的軟區(qū)和/或硬區(qū)對應(yīng)的模具，各自為獨立運動的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的工藝，其特征是，所述的淬火冷卻速度為5-100°C/S。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征是，所述的時間一保壓力參數(shù)曲線是指:伺服缸內(nèi)液壓的加載、卸載隨保壓時間變化的曲線。
8.一種實現(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:上模、下模、壓機上滑塊、壓機下工作臺、置于上模和/或下模內(nèi)的伺服缸及其控制系統(tǒng)系統(tǒng)以及模具芯棒； 所述的伺服缸及其控制系統(tǒng)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； 所述的上模和下模內(nèi)在各區(qū)域均設(shè)有不高于室溫的模具冷卻裝置，上模和下模內(nèi)沒有加熱裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的模具芯棒設(shè)置于位于上模壓料芯和下模壓料芯之間的工件內(nèi)部并實現(xiàn)支撐工件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，每個伺服缸的行程為0-300_，每個伺服缸單獨的極限壓力l_30t。
【文檔編號】B30B15/14GK103785761SQ201410042973
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】陳揚 申請人:無錫紅弦汽車輕量化科技有限公司, 陳揚, 周永平