一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具技术

本发明专利技术提供了一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具，方法步骤如下：根据所需成形零件确定毛坯板料；板料的冷成形并完成切边冲孔；将预成形件和具有仿形结构的上夹板和下夹板放入加热炉中，进行加热使预成形件奥氏体化后取出，用上夹板和下夹板夹紧预成形件的低强度端并转运至合模模具，合模模具的上模具下表面以及下模具上表面分别设有与上夹板、下夹板外形轮廓和厚度均相匹配的夹板嵌入浅槽；合模后保压淬火。预冲压件的高强度端部分，通过模具压力整形并快速淬火，形成全马氏体组织，最终成形零件该区域强度高，而低强度端部分在夹板的保护下未能淬透而转变为扩散相组织，马氏体含量降低，最终成形零件该区域强度低但韧性好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具


[0001]本专利技术涉及变强度冲压件的加工成型，具体涉及到一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具。

技术介绍

[0002]热冲压工艺具有变形抗力小，零件回弹小等优势，被广泛应用到汽车零部件的生产制造中。由于热冲压件强度很高，传统冷冲切手段很难对其进行切边和冲孔，而现采用的激光切割技术受到激光功率器的限制，影响热冲压零件的生产效率。间接热冲压工艺首先对坯料进行冷成形，得到尺寸接近目标零件的预成形件，并对其完成切边冲孔等，随后加热奥氏体化并保温一段时间，快速转移至模具上进行整形，经过适当的保压淬火，可直接得到高强度成形零件。
[0003]在汽车行业，一些零部件在需要高强度保证碰撞安全的同时，局部也需要低强度高韧性保证良好的吸能效果，即变强度冲压件，如汽车的B柱等。现有的针对变强度冲压件的成形工艺主要有钢板拼接法和改变冷却速度法，需要激光拼焊不同厚度或不同材料的钢板亦或是改变模具材料或冷却流道，工艺成本大，影响实际生产效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具，解决间接热成形方法获取变强度钢板零件的问题，且成形后的零件综合性能好，成本减少，效率提高。
[0005]一种变强度零件间接热冲压成形方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]S1、下料：根据所需成形零件确定毛坯板料；
[0007]S2、冷成形：室温条件下进行板料的冷成形，得到接近目标尺寸形状的预成形件，并完成切边冲孔，预成形件根据使用需求设有低强度端和高强度端；
[0008]S3、加热奥氏体化：将预成形件和具有仿形结构的上夹板和下夹板放入加热炉中，预成形件位于上夹板和下夹板之间且相互有间距，进行加热使预成形件奥氏体化；
[0009]S4、转运：将预成形件、上夹板和下夹板从加热炉中取出，用上夹板和下夹板夹紧预成形件的低强度端并转运至合模模具，合模模具的上模下表面以及下模上表面分别设有与上夹板、下夹板外形轮廓和厚度均相匹配的夹板嵌入浅槽；
[0010]S5、合模及保压淬火：上、下模合模作用于预成形件的高强度端以及上夹板和下夹板，保压淬火一段时间后打开模具，取出零件。
[0011]进一步的，步骤S3中，加热炉的加热温度为900℃～950℃，加热保温时间为3～5分钟。
[0012]进一步的，步骤S4中，预成形件和上夹板、下夹板外形轮廓一致并贴合，上夹板、下夹板上留有装夹位置用于转运机械手夹持。
[0013]进一步的，步骤S4中，下夹板的下表面与下模具局部的上表面一致，通过下夹板与
模具配合实现预成形件的定位。
[0014]进一步的，步骤S5中，上模和下模中设有冷却流道。
[0015]进一步的，步骤S5中，上夹板和下夹板整体厚度一致。
[0016]进一步的，步骤S5中，上夹板和下夹板材料为高温合金、陶瓷材料；
[0017]上夹板和下夹板采用铸造、机加工方式制造而成。
[0018]进一步的，步骤S5中，上夹板和下夹板考虑加热膨胀效应，高温条件下的尺寸形状与预成形件的最终成形零件一致。
[0019]进一步的，步骤S5中，保压淬火后6～12秒后打开模具。
[0020]同时本专利技术还提供了一种变强度零件间接热冲压成形模具，所述变强度零件根据使用需求设有低强度端和高强度端，所述模具由具有保压淬火功能的上模和下模组成，所述上模的下表面和所述下模的上表面对应所述硼钢变强度零件的低强度端位置处均设有夹板嵌入浅槽；
[0021]所述热冲压成形模具合模进行热冲压成形过程中，上模、下模直接作用于所述变强度零件的高强度端的上下端面，
[0022]且所述变强度零件的低强度端的上下端面由上夹板和下夹板夹持在中间，上夹板和下夹板分别嵌入所述上模和所述下模的夹板嵌入浅槽中。
[0023]本专利技术的优点在于：
[0024]1)本专利技术通过充分加热后的夹板对预成形件低强度端的夹持，降低该部位的淬火速度，从而有利于变强度零件的良好成形。
[0025]2)通过夹板的仿形设计，易于实现板料和模具的定位，并且通过改变夹板的材料和厚度，从而控制最终成形零件的强度分布。
[0026]3)本专利技术的热冲压成形过程中变形抗力小，保证产品精度，增加模具寿命。
[0027]4)上夹板和下夹板可重复循环利用，实现变强度热冲压零件的连续制造。
[0028]5)本专利技术工艺方法流程简单，容易实现，易应用于大规模自动化生产，具有广阔的前景。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为一实施例中，本专利技术提供的一种硼钢变强度零件间接热冲压成形方法的实施过程示意图。
[0031]图2是本专利技术的具体实施方式中步骤三的实施过程示意图。
[0032]图3是本专利技术的具体实施方式中步骤四的实施过程示意图。
[0033]图4是本专利技术的具体实施方式中步骤五在合模前的实施示意图。
[0034]图5是本专利技术的具体实施方式中步骤五在合模后的实施示意图。
[0035]图6是本专利技术的具体实施方式中最终零件示意图。
[0036]图7是本专利技术的具体实施方式中温度时间曲线在连续冷却转变图中经过不同相区
的示意图，图中A表示奥氏体相区，B为贝氏体相区，F为铁素体相区，P为珠光体相区，M为马氏体相区。
[0037]附图标记说明：
[0038]1、预成形件；1
‑
1、低强度端；1
‑
2、高强度端；2、上夹板；3、下夹板；4、加热炉；5、机械手；6、上模；6
‑
1、上夹板嵌入浅槽；7、下模；7
‑
1下夹板嵌入浅槽。
具体实施方式
[0039]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0040]为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。
[0041]参照图1所示，本专利技术提供了一种硼钢变强度零件间接热冲压成形方法，具体步骤如下：
[0042]步骤S1
‑
下料：根据所需成形零件确定毛坯板料；
[0043]S2
‑
冷成形：室温条件下进行板料的冷成形，得到接近目标尺寸形状的预成形件1，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变强度零件间接热冲压成形方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、下料：根据所需成形零件确定毛坯板料；S2、冷成形：室温条件下进行板料的冷成形，得到接近目标尺寸形状的预成形件(1)并完成切边冲孔，预成形件(1)根据使用需求设有低强度端和高强度端；S3、加热奥氏体化：将预成形件(1)和具有仿形结构的上夹板(2)和下夹板(3)放入加热炉(4)中，预成形件(1)、上夹板(2)、下夹板(3)相互之间有间距，进行加热使预成形件(1)奥氏体化；S4、转运：将预成形件(1)、上夹板(2)和下夹板(3)从加热炉中取出，用上夹板(2)和下夹板(3)夹紧预成形件(1)的低强度端并转运至合模模具，合模模具的上模(6)下表面以及下模(7)上表面分别设有与上夹板(2)、下夹板(3)外形轮廓和厚度均相匹配的夹板嵌入浅槽；S5、合模及保压淬火：上、下模合模作用于预成形件(1)的高强度端以及上夹板(2)和下夹板(3)，保压淬火一段时间后打开模具，取出零件。2.如权利要求1所述的一种变强度零件间接热冲压成形方法，其特征在于，步骤S3中，加热炉(4)的加热温度为900℃～950℃，加热保温时间为3～5分钟。3.如权利要求1所述的一种变强度零件间接热冲压成形方法，其特征在于，步骤S4中，预成形件(1)和上夹板(2)、下夹板(3)外形轮廓一致并贴合，上夹板(2)、下夹板(3)上留有装夹位置用于转运机械手(5)夹持。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永丰，戚宇彤，岳毓挺，李淑慧，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：