便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法技术

本发明专利技术公开了便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法，该方法包括以下步骤：S1、根据热冲压件的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线和冲孔线；S2、在凸模和凹模上设置可以完全覆盖切边线和冲孔线的降温结构，降低该处热冲压件的冷却速率，阻止热冲压件冷却淬火过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，最终实现降低热冲压件切边区和冲孔区强度，方便后期用传统冷冲切设备进行热冲压件的快速冲切，从而大大提高热冲压零件的生产效率。本发明专利技术方法简单实用，易于实现，在汽车零部件的热冲压模具中具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法
本专利技术属于热冲压成形
，具体涉及一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法。
技术介绍
随着环境污染和能源短缺的加剧，节能、减排已经越来越为人们重视，也是当今汽车行业主要发展方向之一。高强度钢板热冲压技术是汽车制造领域近几年出现的一种新型技术，通过热冲压成形得到的热冲压件强度可达1500MPa以上，且各部分强度分布一致。热冲压成形不仅可以大大提高汽车零件的强度，增加汽车的安全性，而且还可以通过减小壁厚和减小零件数目实现汽车的轻量化，实现节能、减排的目的。因此，热冲压成形在汽车制造领域的应用越来越广泛。然而，采用传统热冲压模具生产的热冲压件，组织全部为马氏体，其强度很高，用传统传统冷冲切设备很难对其进行后期的切边和冲孔，这对热冲压零件的加工造成了很大的困难。目前，普遍采用激光切割的方法对热冲压件进行切边和冲孔，但是，受激光器功率的限制，激光切割速度较慢，大大影响了热冲压零件的生产效率；另外，激光切割设备价格高，投资大，而且能耗较大，生产成本较高。因此，如何提高热冲压零件的生产效率，尤其是提高热冲压件后期切边、冲孔的效率，降低生产成本成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法，它可以有效解决传统热冲压模具生产的热冲压件切边冲孔困难、效率低、成本高的难题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具设计方法，包括以下步骤：S1、根据热冲压件的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线和冲孔线位置；S2、在凸模和凹模上设置可以完全覆盖切边线和冲孔线的降温结构，用于阻碍热冲压过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，将热冲压件切边线和冲孔线处的强度降低至750MPa以下，以便于后期用传统冷冲切的方式对热冲压件进行直接的切边和冲孔。按上述技术方案，所述降温结构为陶瓷热障涂层，包括以下步骤：S201、切边线向内、冲孔线向外分别偏移一定距离形成陶瓷热障涂层涂覆区域，以使该涂覆区域完全覆盖切边线和冲孔线；S202、采用等离子喷涂技术在凸模和凹模的涂覆区域内涂覆陶瓷热障涂层，所述陶瓷热障涂层包括先涂覆在模具上的金属粘结底层、后涂覆在所述金属粘结底层上的陶瓷面层，其中，所述金属粘结底层为NiCrAlY、CoCrAlY或NiCoCrAlY，厚度为0.1～0.2mm，所述陶瓷面层为6％～8％Y2O3+ZrO2，厚度为0.1～0.5mm。按上述技术方案，步骤S201中，切边线向内、冲孔线向外分别偏移5～15mm形成陶瓷热障涂层涂覆区域。按上述技术方案，步骤S2中，所述降温结构为空气槽，以切边线和冲孔线为中心，在凸模和凹模的型面上开设可以完全覆盖切边线和冲孔线的空气槽，所述空气槽的槽宽为6～20mm，其槽深为4～15mm。相应的，本专利技术还提供一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具，该模具包括凸模和凹模，所述凸模和凹模内均设有可以完全覆盖热冲压件切边线和冲孔线的降温结构。按上述技术方案，所述降温结构为陶瓷热障涂层，所述陶瓷热障涂层包括金属粘结底层和陶瓷面层，所述金属粘接底层涂覆在所述凸模和凹模的模具型面，所述陶瓷面层在所述金属粘接底层上，所述金属粘结底层为NiCrAlY、CoCrAlY或NiCoCrAlY，厚度为0.1～0.2mm，所述陶瓷面层为6％～8％Y2O3+ZrO2，厚度为0.1～0.5mm。、按上述技术方案，所述降温结构为空气槽，所述空气槽的槽宽为6～20mm，其槽深为4～15mm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术从降低热冲压件切边区和冲孔区的强度入手，对热冲压模具进行设计，具体为通过在切边线和冲孔线对应的凸模和凹模型面位置设置降温结构，以降低该处热冲压件在热冲压过程中的冷却速率，阻碍热冲压过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，将热冲压件切边线和冲孔线处的强度降低至750MPa以下，便于后期用传统冷冲切的方式对热冲压件进行直接的切边和冲孔。这样大大提高了生产的效率，同时也降低了生产的成本。另外，本专利技术热冲压成形的时间与传统热冲压成形相同，生产节拍一致，避免了相关工艺的重新制定和设备的调试，而且本专利技术对模具的整体结构没有大的变化，无需其它复杂结构的设计，本专利技术简单实用，易于实现，在汽车零部件的热冲压模具中具有广阔的应用前景。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术中热冲压模具设计方法的流程图；图2是本专利技术第一实施例中热障涂层在模具型面上涂覆区域示意图；图3是本专利技术第一实施例中陶瓷热障涂层的结构示意图；图4是本专利技术第一实施例中陶瓷热障涂层的涂覆示意图；图5是本专利技术第二实施例中空气槽在模具型面上的布置示意图；图6是本专利技术第二实施例中热冲压模具的结构示意图；图7是本专利技术实施例中热冲压零件示意图。图中，1-模具型面；2-热冲压件；3-陶瓷热障涂层；4-冲孔线；5-切边线；6-陶瓷面层；7-金属粘结底层；8-模具；9-等离子弧发生器；10-等离子弧；11-模具表面；100-零件的边；200-冲孔；300-空气槽；400-凹模；500-凹模冷却水道；600-凸模冷却水道；700-凸模。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的较佳实施例中，如图1-图7所示，一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具设计方法，包括以下步骤：S1、根据热冲压件2的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线5和冲孔线4；S2、在凸模和凹模内设置可以完全覆盖切边线5和冲孔线4的降温结构，用于阻碍热冲压过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，以便于后期用传统冷冲切的方式对热冲压件进行直接的切边和冲孔。在本专利技术的第一实施例中，如图2-图4所示，降温结构为陶瓷热障涂层，包括以下步骤：S201、切边线5向内、冲孔线4向外分别偏移一定距离形成陶瓷热障涂层3的涂覆区域(图2中画有剖面线的阴影区域)，以使该涂覆区域完全覆盖切边线5和冲孔线4，本实施例中，切边线向内、冲孔线向外分别偏移5～15mm形成陶瓷热障涂层涂覆区域；S202、采用等离子喷涂技术在凸模和凹模的涂覆区域内涂覆陶瓷热障涂层3，陶瓷热障涂层3包括先涂覆在模具8上的金属粘结底层7、后涂覆在金属粘结底层7上的陶瓷面层6，其中，金属粘结底层为NiCrAlY、CoCrAlY或NiCoCrAlY，厚度为0.1～0.2mm，陶瓷面层为6％～8％Y2O3+ZrO2，厚度为0.1～0.5mm。在本专利技术的第二实施例中，如图5-图6所示，步骤S2中，降温结构为空气槽300，以切边线5和冲孔线4为中心，在凸模700和凹模400的型面上开设可以完全覆盖切边线5和冲孔线4的空气槽300，空气槽300的槽宽为6～20mm，其槽深为4～15mm。如图2-图7所示，一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具，该模具包括凸模700和凹模400，凸模和凹模内均设有可以完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据热冲压件的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线和冲孔线位置；S2、在凸模和凹模上设置可以完全覆盖切边线和冲孔线的降温结构，用于阻碍热冲压过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，将热冲压件切边线和冲孔线处的强度降低至750MPa以下，以便于后期用传统冷冲切的方式对热冲压件进行直接的切边和冲孔。

【技术特征摘要】
1.一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据热冲压件的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线和冲孔线位置；S2、在凸模和凹模上设置可以完全覆盖切边线和冲孔线的降温结构，用于阻碍热冲压过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，将热冲压件切边线和冲孔线处的强度降低至750MPa以下，以便于后期用传统冷冲切的方式对热冲压件进行直接的切边和冲孔，所述降温结构为...

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，任永强，宋燕利，路珏，韩瑜，沈玉含，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42