压制系统和方法技术方案

可提供制造热成型结构部件的压制系统。系统包括固定的下部主体(2)、移动的上部主体(3)和被配置为提供移动的上部主体(3)相对于固定的下部主体(2)的向上和向下压制运动的机构。系统还包括：冷却/加热工具(10)，被配置为冷却和/或加热具有局部不同的微观结构和机械属性的预先加热的坯料，冷却/加热工具包括上部匹配模具(11)和下部匹配模具(12)，且上部模具(11)和下部模具(12)包括适于在对应于坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域的不同温度下操作的两个或更多个模具块；压制工具(20)，被配置为拉制坯料，其中压制工具(20)被布置在冷却/加热工具(10)的下游。此外，还提供热成型结构部件的方法。

Repressive systems and methods

It can provide a pressing system for making thermoforming structural components. The system includes a fixed lower body (2), a mobile upper body (3), and a mechanism that is provided to move the upper body (3) to move up and down with respect to the fixed lower body (2). The system also includes: cooling / heating tool (10), is pre configured for heating billet cooling and / or heating with the microstructure and mechanical properties of different local, cooling / heating tool comprises an upper die, lower die (11), and (12), and the upper die and the lower die ((11) 12) two or more die blocks at different temperatures for microstructure and mechanical property of local different with corresponding to the blank, the area under the operation; press tools (20), configured for drawing blank, pressing the tool (20) is arranged in the cooling / heating tool (10). Downstream. In addition, the method of heating and forming the structural parts is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压制系统和方法本申请要求享有于2015年3月9日提交的欧洲专利申请EP15382104.6的权益。本公开内容涉及用于制造热成型结构部件的压制系统以及用于制造热成型结构部件的方法。
技术介绍
在汽车工业中对减少重量的需求导致对轻质材料或部件以及相关的制造工艺和工具的开发和实施。对于减少重量的需求尤其受到减少CO2排放的目标驱动。对乘员安全的日益增长的关注也导致采用在碰撞期间改善车辆的整体性同时还改善能量吸收的材料。被称为热成型模压淬火的工艺使用硼钢片材来创建具有超高强度钢(UHSS)属性的冲压部件，所述超高强度钢具有例如1.500MPa或2000MPa或甚至更高的拉伸强度。强度的增加允许使用更薄规格的材料，这导致重量节省超过常规冷冲压软钢部件。存在几种已知的用于热冲压和硬化的超高强度钢(UHSS)。坯料可以例如由涂敷的或未涂覆的硼钢(诸如，由ArcelorMittal市售的(22MnB5))制成。可以使用HFDQ工艺制造的典型车辆部件包括：门横梁、保险杠横梁、横向/侧向构件、A/B柱加强件和腰梁加强件。由于硼钢的优异的强度和可成型性，硼钢的热成型在汽车工业中变得越来越流行。因此，由软钢进行传统冷成型的许多结构部件被替换为提供强度显著增加的热成型等同物。这允许在维持相同强度的同时减少材料厚度(从而减少重量)。然而，热成型的部件在已成型条件(as-formedcondition)下提供非常低的延展性水平和能量吸收水平。为了改善部件的特定区域中的延展性和能量吸收，已知的是，在同一部件内引入较软区域。这可以在维持总体所需的高强度的同时局部改善延展性。通过局部定制某些结构部件的微观结构和机械属性使得所述结构部件包括具有非常高的强度(非常硬)的区域和具有增加的延展性(较软)的区域，可以在碰撞情形期间改善它们的总体能量吸收并且可以维持它们的结构整体性，并且还可以减少它们的总体重量。在受撞击使部件坍塌的情况下，这样的软区域也可以有利地改变运动学行为。在车辆结构部件中创建具有增加的延展性的区域(“软的区域”或“软区域”)的已知方法涉及提供包括一对互补的上部模具单元和下部模具单元的工具，每个单元都具有单独的模具元件(钢块)。通过例如炉系统将一个待被热成型的坯料预先加热到预定温度，例如奥氏体化温度或更高，以便降低强度，即，以便于热冲压工艺。模具元件可以被设计成在不同的温度下工作，以在淬火工艺期间在正被成型的部分的不同区域中具有不同的冷却速率，从而在最终产品中导致不同的材料属性，例如软区域。例如，一个模具元件可以被冷却，以便以高冷却速率且通过使部件的温度迅速降低来对正被制造的部件的对应区域淬火。另一相邻的模具元件可以被加热，以确保正被制造的部件的对应部分以较低的冷却速率冷却，从而在该对应部分离开模具时维持在比该部件的其余部分更高的温度。使用制造热成型元件的多级压制系统是已知的。多级压制系统可以包括被配置为同时对坯料执行不同操作的多个工具。通过这样的布置，在一个冲程期间，使用形成所述多级压制系统的工具使多个坯料同时经历不同的制造工艺，因此该系统的性能可以增加。多级压制系统可以包括将加热的坯料转移到被配置为压制该坯料的压制工具的传送器或转移设备。另外，加热和软化待被热成型的坯料的炉系统可以被设置在所述多级压制机器的上游。此外，还可以设置单独的激光工艺步骤或单独的切割工具，其中经冲压的坯料从压制系统被排出、被转移且被定位到该激光工艺步骤或单独的切割工具中，以被制造，例如被切割和/或被修整和/或被穿孔和/或被冲压。通常，在这样的系统中，使用外部预冷却工具，以预先冷却待被热成型的坯料。一旦该坯料被冷却，它就被从该外部冷却工具转移到该多级压制设备或系统。WO2011115539描述了一种设置在炉和压制-硬化压制机之间的接触冷却压制机。坯料(18)的预选部分被接触冷却，使得最终产品的对应部分更软且显示更高的屈服点。本公开内容寻求提供被配置为创建软区域的多级系统和方法的改进。
技术实现思路
在第一方面，可以提供一种用于制造热成型结构部件的压制系统。该系统包括一个固定的下部主体、一个移动的上部主体和一个被配置为提供该移动的上部主体相对于该固定的下部主体的向上和向下压制运动的机构。该系统还包括：一个冷却/加热工具，被配置为冷却和/或加热具有局部不同的微观结构和机械属性的预先加热的坯料，该冷却/加热工具包括：上部匹配模具和下部匹配模具，每个冷却模具由两个或更多个模具块形成，所述模具块包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，并且上部模具和下部模具包括适于在不同温度下操作的两个或更多个模具块，所述不同温度对应于坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域，并且该系统包括一个压制工具，被配置为拉制坯料，其中该压制工具被布置在该冷却/加热工具的下游，且包括上部匹配模具和下部匹配模具，每个压制模具包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，并且上部压制模具被紧固到上部主体，并且下部压制模具被紧固到下部主体。该系统还包括一个坯料转移机构，用于将坯料从该冷却/加热工具转移到该压制工具。根据此方面，压制系统设有冷却/加热工具和拉制或成型工具，所述冷却/加热工具适于创建坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域(“软区域”)。通过这样的冷却/加热工具，选定的模具块可以被加热，因此坯料在与经加热的块接触的区域(“软区域”)中的不同微观结构和机械属性可以被改变，因此改善区域的延展性。另外，通过将工具集成在单个压制机中，可以减少从冷却工具到拉制工具的转移时间，因此可以优化工艺，并且在维持温度和冷却速率受控的同时可以改善生产率。在第二方面，可以提供一种用于加热和冷却坯料的方法。该方法包括：提供根据第一方面所述的压制系统。该方法还包括提供由超高强度钢(UHSS)制成的待被热成型的坯料。该坯料可以被加热。使用压制机构将压制机上部主体定位在打开位置处。然后，将该坯料放置在该冷却/加热工具的上部匹配模具和下部匹配模具之间。通过提供该移动的上部主体相对于该固定的下部主体的向下压制运动，以便该上部模具被移动朝向该下部模具，直到达到相对于该固定的下部主体的、用于压制该坯料的最终期望位置来冷却该坯料的至少部分，包括至少两个模具块，在对应于待被成型的坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域的不同温度下可以操作所述模具块，其中较高温度的块相对于该坯料被布置成使得所述块的工作表面被配置为与该坯料的、意在形成软区域的部分接触。附图说明在下文中将参考附图描述本公开内容的非限制性实施例，其中：图1示意性地表示根据一个实施例的多级压制系统；图2a-图2d示意性地例示了根据一个实施例的在执行用于冷却坯料的方法期间所发生的一系列情形；图2e-图2h示意性地示出了根据一个实施例的在执行用于拉制同一坯料的方法期间所发生的一系列情形；图2i-图2l示意性地例示了根据一个实施例的在执行用于穿孔和/或修整同一坯料的方法期间所发生的一系列情形；图2m-图2p示意性地例示了根据一个实施例的在执行用于进一步穿孔和/或修整同一坯料的方法期间所发生的一系列情形。具体实施方式图1示意性地表示根据一个实施例的多级压制系统。该系统1包括固定的下部主体2、移动的上部主体3和被配置为提供移动的上部主体3相对于固定的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造热成型结构部件的压制系统，该系统包括一个固定的下部主体、一个移动的上部主体和一个被配置为提供该移动的上部主体相对于该固定的下部主体的向上和向下压制运动的机构，其中该系统包括：‑一个冷却/加热工具，被配置为冷却和/或加热预先加热的坯料的选定部分，使得选定部分能够获得局部不同的微观结构和机械属性，该冷却/加热工具包括：‑上部匹配冷却/加热模具和下部匹配冷却/加热模具，每个冷却模具由两个或更多个模具块形成，所述两个或更多个模具块包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，上部冷却/加热模具被连接到该移动的上部主体，且下部冷却/加热模具被连接到该固定的下部主体，以及‑上部模具和下部模具包括适于在不同温度下操作的两个或更多个模具块，所述两个或更多个模具块对应于坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域，以及‑一个压制工具，被配置为拉制坯料，其中该压制工具被布置在该冷却/加热工具的下游，且包括：‑上部匹配模具和下部匹配模具，每个压制模具包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，并且‑上部压制模具被紧固到该上部主体，且下部压制模具被紧固到该下部主体，以及‑一个坯料转移机构，用于将坯料从该冷却/加热工具转移到该压制工具。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.09 EP 15382104.61.一种用于制造热成型结构部件的压制系统，该系统包括一个固定的下部主体、一个移动的上部主体和一个被配置为提供该移动的上部主体相对于该固定的下部主体的向上和向下压制运动的机构，其中该系统包括：-一个冷却/加热工具，被配置为冷却和/或加热预先加热的坯料的选定部分，使得选定部分能够获得局部不同的微观结构和机械属性，该冷却/加热工具包括：-上部匹配冷却/加热模具和下部匹配冷却/加热模具，每个冷却模具由两个或更多个模具块形成，所述两个或更多个模具块包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，上部冷却/加热模具被连接到该移动的上部主体，且下部冷却/加热模具被连接到该固定的下部主体，以及-上部模具和下部模具包括适于在不同温度下操作的两个或更多个模具块，所述两个或更多个模具块对应于坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域，以及-一个压制工具，被配置为拉制坯料，其中该压制工具被布置在该冷却/加热工具的下游，且包括：-上部匹配模具和下部匹配模具，每个压制模具包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，并且-上部压制模具被紧固到该上部主体，且下部压制模具被紧固到该下部主体，以及-一个坯料转移机构，用于将坯料从该冷却/加热工具转移到该压制工具。2.根据权利要求1所述的系统，其中该冷却/加热工具的下部模具通过一个或更多个下部偏置元件被连接到该下部主体，所述一个或更多个下部偏置元件被配置为使该下部模具偏置到与该下部主体相距预定的第一距离的位置；和/或，该冷却/加热工具的上部模具通过一个或更多个上部偏置元件被连接到该上部主体，所述一个或更多个上部偏置元件被配置为使该上部模具偏置到与该上部主体相距预定的第二距离的位置。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其中适于在较高温度下操作的块包括一个或更多个电加热器和/或传导热液体的通道。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的系统，其中适于在较低温度下操作的块包括传导冷却液体和/或空气的通道。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中该压制工具的上部匹配模具和下部匹配模具还包括两个或更多个模具块，所述两个或更多个模具块适于在对应于坯料的、具有局部不同的微观结构和机械属性的区域的不同温度下操作。6.根据权利要求5所述的系统，其中适于在较高温度下操作的块包括一个或更多个电加热器和/或传导热液体的通道。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的系统，还包括被配置为执行修整操作和/或穿孔操作的第一后续操作工具，其中该第一后续操作工具被布置在该压制工具的下游，且包括：-第一后续操作工具的上部匹配模具和下部匹配模具，每个模具包括在使用时面向坯料的一个或更多个工作表面，-第一后续操作工具的上部模具被紧固到该上部主体，且第一后续操作工具的下部模具被紧固到该下部主体，并且-第一后续操作工具的模具包括布置在工作表面上的一个或更多个刀具或切割刀片，并且-该坯料转移机构还被配置为将坯料从该压制工具转移到该第一后续操作工具。8.根据权利要求7所述的系统，第一后续操作工具的上部匹配模具和下部匹配模具还包括适于在对应于坯料的、具有局部不同的微观结构和机械特性的区域的不同温度下操作的模具块。9.根据权利要求7-8中的任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·马丁冈萨雷斯，M·洛佩兹拉赫，P·拉亚扎莫拉，
申请(专利权)人：自动工程公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES