一种加热系统和制备分区加热高强度钢板料的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种加热系统和制备分区加热高强度钢板料的方法；系统包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧，第二机械手固定在旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间，第三机械手位于分区加热式辊底炉的出口处。本发明专利技术中的加热系统能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运。

A Heating System and a Method of Preparing High Strength Steel Plate by Partial Heating

The invention discloses a heating system and a method for preparing zonal heating high strength steel sheet material; the system comprises a first manipulator, a second manipulator, a third manipulator, a rotary pre-heating furnace, a zonal heating roller hearth furnace and a driving device connected with a rotary pre-heating furnace to drive its rotation; the rotary pre-heating furnace comprises a pre-heating furnace base and a fixed pre-heating device. The first manipulator is fixed on one side of the preheating furnace body, the second manipulator is fixed between the rotary heating furnace and the partitioned heating roller hearth furnace, and the third manipulator is located at the outlet of the partitioned heating roller hearth furnace. The heating system in the invention can provide the zonal heating high strength steel sheet required by the zonal heating hot forming process, at the same time can match the actual stamping rhythm, meet the needs of industrial batch production, and is conducive to the rapid transfer of the heated sheet on the production line.

【技术实现步骤摘要】
一种加热系统和制备分区加热高强度钢板料的方法
本专利技术涉及高强度钢热冲压成形工艺领域，尤其涉及一种加热系统和制备分区加热高强度钢板料的方法。
技术介绍
随着全球汽车产业的快速发展，能源紧缺和环境污染现象日趋严峻。如何提高能源利用率、减少环境污染备受各界关注，而合理、有效的车身轻量化措施对于节能减排至关重要。为了在实现车身轻量化的同时保证乘员安全，各种高强度钢被广泛应用于车身抗撞零件的设计和生产。然而，随着钢板强度逐渐提高，其在室温下的塑性明显降低，成形性能恶化，采用传统冲压工艺进行成形时，会出现成形载荷过大、模具磨损严重、板料易起皱、开裂等一系列问题。为解决上述问题，高强度钢热成形工艺应运而生，其原理为：将微观组织为铁素体+珠光体的高强度钢板料加热至Ac3以上某一温度，得到变形抗力小、延伸率大的均匀奥氏体组织，随后将板料迅速转移至带有冷却系统的冲压模具内快速成形，并保压、淬火，使其彻底转化为全马氏体组织，显著提高成形后零件的整体强度。由于汽车车身是一个需要承受多种不同形式载荷的复杂结构，盲目地增加其结构整体的强度并不能获得最佳的抗撞效果。目前，对于某些热成形车身零件，如：热成形B柱结构，常需要其顶部具有高强度以抵抗碰撞侵入，而底部具有较高的塑形来变形吸能，即整个B柱结构存在软硬分区。目前，有两种常见方法可实现热成形零件的软硬分区，即：分区冷却热成形工艺和分区加热热成形工艺。参阅图1和图2，前者是指整个板料在成形前已完全奥氏体化，通过改变淬火阶段板料不同区域的冷却速率实现软硬分区，后者是指通过改变热成形前板料不同区域的加热条件获得不同的奥氏体化状态，并经快速淬火后实现软硬分区。相对于分区冷却热成形工艺而言，分区加热热成形工艺具有明显优势：1.可在不改变传统热成形模具的前提下，实现零件的软硬分区；2.可避免在分区冷却热成形工艺中，为生成软质相而降低冷却速率，影响生产周期的问题；3.通过适度加热，避免了冷却补偿所造成的能量损耗，提高了能效。相对于分区冷却热成形工艺，分区加热热成形工艺仍处于发展初期，技术尚不成熟。目前，具有发展潜力的加热方式主要有两种：分流电阻加热方式和感应-接触加热方式。参阅图3，在分流电阻加热方式中，由于铜块具有较大的横截面及较小的电阻率，因而电流会主要流经铜块，而较少地流经与其接触的板料区域，导致该区域板料产热较少，从而实现板料的分区加热。参阅图4，在感应-接触加热方式中，利用已感应加热的接触板与板料间的接触传热对板料进行加热。通过控制两对接触板的温度，来实现板料的分区加热。然而，上述两种分区加热方式目前仍处于试验室研究阶段，只能用于简单、小批量的试验研究。仅通过少量布置分流电阻加热或感应-接触加热设备很难匹配实际冲压节拍，无法满足工业上批量生产的需求；而大规模布置分流电阻加热或感应-接触加热设备不仅需要对各设备进行单独控制，还需要占用巨大的空间，同时不利于加热后板料在生产线上的快速转运。因此，需要设计一种高强度钢分区加热热成形工艺的加热系统，该系统能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种加热系统和制备分区加热高强度钢板料的方法。本专利技术中的加热系统能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种加热系统，包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与所述旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，所述旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在所述预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；所述第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧、用于将待加热的板料输送至所述预加热炉本体，所述第二机械手固定在所述旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间、用于将预加热完成的所述板料输送至所述分区加热式辊底炉的入口处，所述第三机械手位于所述分区加热式辊底炉的出口处。作为一种优选的实施方式，所述预加热炉本体包括预加热炉炉腔、支撑腿、支撑腿滑块、炉门和若干个加热板总成；其中，所述炉门固定于所述预加热炉炉腔前侧并可相对于所述预加热炉炉腔开口侧的表面上下滑动，所述预加热炉炉腔固定在所述支撑腿上方，所述支撑腿滑块固定在所述支撑腿下方并与所述预加热炉底座活动连接，所述加热板总成位于所述预加热炉炉腔内并可相对于所述预加热炉炉腔的侧壁前后滑动。进一步地，所述加热板总成包括固定在所述炉腔内侧壁的加热板以及固定在所述加热板上方的加热板托架，所述加热板托架用于支撑待加热的所述板料6。进一步地，所述加热板上表面和下表面固定有红外加热板。作为一种优选的实施方式，所述预加热炉底座包括固定块、固定块螺栓和运动轨道；其中，所述固定块安装在所述运动轨道内且固定块上设有通孔，所述固定块螺栓安装于所述通孔内并与所述预加热炉本体上的螺纹配合完成固定。作为一种优选的实施方式，所述分区加热式辊底炉包括入口炉门、加热炉腔和出口炉门；其中，所述入口炉门、出口炉门固定在所述加热炉腔的两侧并可相对于所述加热炉腔上下滑动。进一步地，所述加热炉腔包括位于所述分区加热式辊底炉入口处的入口托板、位于所述分区加热式辊底炉出口处的出口托板、固定于所述加热炉腔内部并可相对于所述加热炉腔上下移动上层分区加热管托板和下层分区加热管托板、固定在所述上层分区加热管托板内部的上层分区加热管、固定在所述下层分区加热管托板内部的下层分区加热管和位于所述上层分区加热管托板、下层分区加热管托板中间的若干个平行布置的炉辊。进一步地，所述上层分区加热管、下层分区加热管分别包括高温加热管、低温加热管、绝热块、加热管轴和固定螺母；所述高温加热管、绝热块、低温加热管依次套设在所述加热管轴上，所述加热管轴两端设有螺纹，所述固定螺母与所述螺纹配合将所述上层分区加热管、下层分区加热管进行固定。作为一种优选的实施方式，所述驱动装置为电机。第二方面，本专利技术提供一种基于上述加热系统制备分区加热高强度钢板料的方法，所述方法包括：所述第一机械手将待加热的所述板料依次运输至所有所述预加热炉本体内，每当所述预加热炉本体被填满时，所述预加热炉本体中的所述加热板总成对所述板料进行预加热；当达到预设的预加热温度时，所述加热板总成对所述板料进行保温且所述驱动装置驱动所述预加热炉底座旋转使得装载有所述板料的所述预加热炉本体到达所述第二机械手所在位置，所述第二机械手将所述板料取出并运输至所述分区加热式辊底炉内，同时，未达到预设的预加热温度的所述板料继续预加热；所述已调整好位置的上层分区加热管、下分区加热管对所述预加热完成的板料进行分区加热直至其特定区域达到预定温度，所述第三机械手将达到预定温度的所述板料转移至热成型模具处。上述技术方案带来的有益效果在于：1、本专利技术加热系统能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运；2、本专利技术加热系统中的旋转式预加热炉可按照实际生产节拍需求，将大量高强度钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热系统，其特征在于，所述系统包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与所述旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，所述旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在所述预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；所述第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧、用于将待加热的板料输送至所述预加热炉本体，所述第二机械手固定在所述旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间、用于将预加热完成的所述板料输送至所述分区加热式辊底炉的入口处，所述第三机械手位于所述分区加热式辊底炉的出口处。

【技术特征摘要】
1.一种加热系统，其特征在于，所述系统包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与所述旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，所述旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在所述预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；所述第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧、用于将待加热的板料输送至所述预加热炉本体，所述第二机械手固定在所述旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间、用于将预加热完成的所述板料输送至所述分区加热式辊底炉的入口处，所述第三机械手位于所述分区加热式辊底炉的出口处。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预加热炉本体包括预加热炉炉腔、支撑腿、支撑腿滑块、炉门和若干个加热板总成；其中，所述炉门固定于所述预加热炉炉腔前侧并可相对于所述预加热炉炉腔开口侧的表面上下滑动，所述预加热炉炉腔固定在所述支撑腿上方，所述支撑腿滑块固定在所述支撑腿下方并与所述预加热炉底座活动连接，所述加热板总成位于所述预加热炉炉腔内并可相对于所述预加热炉炉腔的侧壁前后滑动。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热板总成包括固定在所述炉腔内侧壁的加热板以及固定在所述加热板上方的加热板托架，所述加热板托架用于支撑待加热的所述板料6。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述加热板上表面和下表面固定有红外加热板。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预加热炉底座包括固定块、固定块螺栓和运动轨道；其中，所述固定块安装在所述运动轨道内且固定块上设有通孔，所述固定块螺栓安装于所述通孔内并与所述预加热炉本体上的螺纹配合完成固定。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分区加热式辊底炉包括入口炉门、加热炉腔和出口炉门；其中，所述入口炉门、出口炉门固定在所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：解东旋，王楠，范守哲，李翠，
申请(专利权)人：一汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22