一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线及其生产工艺，所述生产线包括沿直线依次设置的高强钢开卷设备、高强钢剪裁设备、第一传送装置、冷冲压设备、第二传送装置、加热装置、第三传送装置、气雾淬火装置和第四传送设备。气雾淬火装置包括顶端框架和底端框架，顶端框架包括第一喷头组和第二喷头组和相应的驱动装置，底端框体内设有空压机、高压储气瓶、储水罐、高压气管、高压水管、废水排水管和废水处理系统，所述底端框体上端设有第五传送设备。本发明专利技术具有自动化程度高、集成程度高、生产效率高、生产成本低、工作环境好等优点，可以实现力学性能梯度分布的可热处理强化高强钢零件的制备，有效地实现汽车车身安全与轻量化目标。

【技术实现步骤摘要】
一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线及其生产工艺
本专利技术涉及一种新型的高强钢汽车结构件的生产以及热处理领域，具体是当高强钢在冷冲压后进行特殊热处理以获得力学性能梯度分布的汽车结构件的制备生产线与生产工艺。
技术介绍
轻量化与安全性是汽车工业所追求的两大永恒目标。通过调整界面厚度尺寸及力学性能的差异化分布进而实现汽车白车身零部件的性能梯度分布，将有利于钢材的节约及确保车身安全性前提下的结构轻量化目标。在传统的冷成形技术的基础上，衍生出一种更适合汽车结构件承载分布的成形技术——梯度复合热成形技术。它实现了零部件在承受冲击载荷的区域仍具备高强度，在需要吸收能量的区域则具备更好的塑性。这种梯度变化强度相较于均匀强度性能要求对于汽车轻量化而言更具意义，可获得更满足承载要求，符合碰撞安全性，重量更轻的零部件，更满足现代汽车车身制造的功能设计需求。进一步地，为实现强度梯度的冷成形零件制造，可以结合新型气雾淬火技术来实现高强度硼钢的分区分段快速淬火过程，不同的区域冷速不同，可有效的实现淬火后材料微观组织的梯度分布，进而实现力学性能梯度分布。该技术具备传热均匀，淬火部位和控制参数可调可控等优点，已成为实现获取力学性能梯度化分布零件的一个重要发展方向。目前获取上述具有变强度性能分布汽车零件的方法主要依赖于模具，如模具分区冷却、制备表面热障涂层等方法(中国专利号：201210589839.4、201310503329.5、201510352876.7等)，均取决于改变模具结构和属性并结合冲压过程中的工艺改变。然而热冲压的实际冲压过程中的工艺因素控制范围较小，并且难以精确、有效地实现闭环控制，很难在很短时间内实现冷却淬火速度的调节和控制，更无法获得更大尺寸零件的力学性能连续梯度分布的特征。此外，不同零件需要不同的模具，又使得生产成本增加，效率降低。因此，一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线及其生产工艺具有重要意义和价值。
技术实现思路
根据上述技术问题，本专利提供一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线及其生产工艺。本专利技术主要基于高强钢结构件传统的冷冲压成形工序后加入加热流程以及气雾淬火流程，使用专门的、高度集成的、全自动的气雾淬火装置，从而实现高强钢结构件不同区域强度梯度分布的特点。一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线，包括沿直线依次设置的高强钢开卷设备、高强钢剪裁设备、第一传送装置、冷冲压设备、第二传送装置、加热装置、第三传送装置、气雾淬火装置(其中集成了第五传送装置)和第四传送设备；所述高强钢开卷设备、所述高强钢剪裁设备、所述第一传送装置、所述冷冲压设备、所述第二传送装置、所述加热装置、所述第三传送装置、所述气雾淬火装置和所述第四传送设备均通过数据线与生产线中央电控系统连接；气雾淬火装置包括顶端框架和底端框架；所述顶端框体和所述底端框体之间通过电控液压系统连接；所述顶端框体内设有第一喷头组(第一喷头组的喷头位置固定，喷头角度可变)和第二喷头组(第二喷头组的喷头位置可变，喷头角度固定)，所述第一喷头组和所述第二喷头组均包括多个沿所述直线方向排列的喷头，所述第一喷头组上设有驱动所述第一喷头组绕所述第一喷头组的轴线旋转的第一驱动装置，所述第二喷头组上设有驱动所述第二喷头组沿所述第二喷头组的轴线方向移动的第二驱动装置；所述底端框体内设有空压机、高压储气瓶、储水罐、高压气管、高压水管、废水排水管和废水处理系统，所述底端框体上端设有第五传送设备；所述空压机与所述高压储气瓶连通，所述储水罐的上端与所述高压储气瓶的上端连通并一同与所述高压气管连通，所述高压气管的另一端通过气雾淬火装置数控阀与所述喷头连通，所述储水罐的上端还与所述高压水管连通，所述高压水管的另一端通过所述气雾淬火装置数控阀与所述喷头连通，所述储水罐还有所述废水处理系统连通，所述废水处理系统通过废水排水管与位于所述底端框体上端的多个废水孔连通，喷雾的过程中，水流至废水孔中，再通过废水排水管流入到废水处理系统，经处理后流入到储水罐中循环利用，已达到节约用水的目的；所述顶端框体内还设有与所述电控液压系统，所述第一驱动装置，所述第二驱动装置，所述第五传送设备和所述气雾淬火装置数控阀电控连接至中央电控单元，所述中央电控单元与所述生产线中央电控系统电控连接。所述电控液压系统包括四个位于所述底端框体内的液压缸，所述液压缸的液压柱与所述顶端框体的下端连接，所述液压缸上还设有液压泵，所述液压泵与所述中央电控单元电控连接。所述第一传送装置、所述第二传送装置、所述第三传送装置、所述第四传送装置和所述第五传送装置均为绝热瓷管传送装置；所述绝热瓷管传送装置包括沿所述直线排列的多个绝热瓷管，与所述绝热瓷管连接的链传动系统和驱动所述链传动系统带动所述绝热瓷管绕其轴旋转的绝热瓷管驱动电机，绝热瓷管的作用为隔绝零件与传送装置的热传递，降低加工误差；所述第一传送装置、所述第二传送装置、所述第三传送装置、所述第四传送装置的绝热瓷管驱动电机通过数据线与生产线中央电控系统连接；所述第五传送装置的绝热瓷管驱动电机与所述中央电控单元电控连接。所述第一驱动装置包括喷头转动驱动电机，所述喷头转动驱动电机通过喷头转动驱动带传动系统驱动所述第一喷头组绕所述第一喷头组的轴线旋转；所述喷头转动驱动电机与所述中央电控单元电控连接。所述第二驱动装置包括喷头运动驱动电机，所述喷头运动驱动电机通过喷头运动驱动齿轮与位于所述第二喷头组上的驱动喷头运动的齿条连接；所述喷头运动驱动电机与所述中央电控单元电控连接。所述顶端框体内还设有多个气水分离器和与所述气水分离器连通的抽气装置，所述抽气装置的工作端从所述顶端框体下端伸出；所述气水分离器与所述中央电控单元电控连接；所述气水分离器与所述废水处理系统连通。抽气装置使得车间内的水雾下降，以保障车间工作环境，气水分离器使得分离出的水流回储水罐，使得水循环利用。高强钢开卷设备由开卷机、引导设备、矫平设备、测量装置以及剪裁装置组成，高强钢开卷设备将高强钢卷进行展平与剪裁，经过高强钢剪裁设备后剪裁成特定尺寸钢板，并通过传送装置传送到冷冲压设备中，由冷冲压设备中的模具进行冷冲压预成形，其中，冷冲压设备包括油压伺服系统、压力控制单元、控制系统以及冷冲压模具；成形后的高强钢零件通过传送装置传送到加热装置中进行加热、保温，以使得高强钢零件均匀奥氏体化，其中，加热装置为电加热炉，包括电加热装置、温度控制单元、高温传送辊以及耐火壁；加热、保温后的高强钢零件经过传送装置传送到气雾淬火装置中，进行局部气雾淬火，其中气雾淬火装置的喷雾参数预先设定并进行编程到气雾淬火控制单元中，对淬火过程进行控制；经过淬火后的零件最终进行质量检查与后续工序。本专利技术还公开了一种通过上述所述的获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线进行气雾淬火的生产工艺，具有如下步骤，S1、高强钢卷通过高强钢开卷设备以及高强钢剪裁设备剪裁后，通过冷冲压设备进行冷冲压预成形工序；S2、冷冲压过后的高强钢零件送入加热装置中进行加热以达到均匀奥氏体化的效果，其中，加热温度为900～950℃，由二氧化碳/惰性气体进行保护，保温5～10min；S3、高强钢零件进行加热与保温过后，转运到气雾淬火装置中，进行局部气雾淬火工序，中央电控单元根据预先设定的气雾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线，其特征在于，包括沿直线依次设置的高强钢开卷设备、高强钢剪裁设备、第一传送装置、冷冲压设备、第二传送装置、加热装置、第三传送装置、气雾淬火装置和第四传送设备；所述高强钢开卷设备、所述高强钢剪裁设备、所述第一传送装置、所述冷冲压设备、所述第二传送装置、所述加热装置、所述第三传送装置、所述气雾淬火装置和所述第四传送设备均通过数据线与生产线中央电控系统连接；气雾淬火装置包括顶端框架和底端框架；所述顶端框体和所述底端框体之间通过电控液压系统连接；所述顶端框体内设有第一喷头组和第二喷头组，所述第一喷头组和所述第二喷头组均包括多个沿所述直线方向排列的喷头，所述第一喷头组上设有驱动所述第一喷头组绕所述第一喷头组的轴线旋转的第一驱动装置，所述第二喷头组上设有驱动所述第二喷头组沿所述第二喷头组的轴线方向移动的第二驱动装置；所述底端框体内设有空压机、高压储气瓶、储水罐、高压气管、高压水管、废水排水管和废水处理系统，所述底端框体上端设有第五传送设备；所述空压机与所述高压储气瓶连通，所述储水罐的上端与所述高压储气瓶的上端连通并一同与所述高压气管连通，所述高压气管的另一端通过气雾淬火装置数控阀与所述喷头连通，所述储水罐的上端还与所述高压水管连通，所述高压水管的另一端通过所述气雾淬火装置数控阀与所述喷头连通，所述储水罐还有所述废水处理系统连通，所述废水处理系统通过废水排水管与位于所述底端框体上端的多个废水孔连通；所述顶端框体内还设有与所述电控液压系统，所述第一驱动装置，所述第二驱动装置，所述第五传送设备和所述气雾淬火装置数控阀电控连接的中央电控单元，所述中央电控单元与所述生产线中央电控系统电控连接。...

【技术特征摘要】
1.一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线，其特征在于，包括沿直线依次设置的高强钢开卷设备、高强钢剪裁设备、第一传送装置、冷冲压设备、第二传送装置、加热装置、第三传送装置、气雾淬火装置和第四传送设备；所述高强钢开卷设备、所述高强钢剪裁设备、所述第一传送装置、所述冷冲压设备、所述第二传送装置、所述加热装置、所述第三传送装置、所述气雾淬火装置和所述第四传送设备均通过数据线与生产线中央电控系统连接；气雾淬火装置包括顶端框架和底端框架；所述顶端框体和所述底端框体之间通过电控液压系统连接；所述顶端框体内设有第一喷头组和第二喷头组，所述第一喷头组和所述第二喷头组均包括多个沿所述直线方向排列的喷头，所述第一喷头组上设有驱动所述第一喷头组绕所述第一喷头组的轴线旋转的第一驱动装置，所述第二喷头组上设有驱动所述第二喷头组沿所述第二喷头组的轴线方向移动的第二驱动装置；所述底端框体内设有空压机、高压储气瓶、储水罐、高压气管、高压水管、废水排水管和废水处理系统，所述底端框体上端设有第五传送设备；所述空压机与所述高压储气瓶连通，所述储水罐的上端与所述高压储气瓶的上端连通并一同与所述高压气管连通，所述高压气管的另一端通过气雾淬火装置数控阀与所述喷头连通，所述储水罐的上端还与所述高压水管连通，所述高压水管的另一端通过所述气雾淬火装置数控阀与所述喷头连通，所述储水罐还有所述废水处理系统连通，所述废水处理系统通过废水排水管与位于所述底端框体上端的多个废水孔连通；所述顶端框体内还设有与所述电控液压系统，所述第一驱动装置，所述第二驱动装置，所述第五传送设备和所述气雾淬火装置数控阀电控连接的中央电控单元，所述中央电控单元与所述生产线中央电控系统电控连接。2.根据权利要求1所述的一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线，其特征在于：所述电控液压系统包括四个位于所述底端框体内的液压缸，所述液压缸的液压柱与所述顶端框体的下端连接，所述液压缸上还设有液压泵，所述液压泵与所述中央电控单元电控连接。3.根据权利要求1所述的一种获得变强度汽车结构件的气雾淬火生产线，其特征在于：所述第一传送装置、所述第二传送装置、所述第三传送装置、所述第四传送装置和所述第五传送装置均为绝热瓷管传送装置；所述绝热瓷管传送装置包括沿所述直线排列的多个绝热瓷管，与所述绝热瓷管连接的链传动系统和驱动所述链传动系统带动所述绝热瓷管绕其轴旋转的绝热瓷管驱动电机；所述第一传送装置、所述第二传...

【专利技术属性】
技术研发人员：盈亮，高天涵，侯文彬，胡平，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21