本发明专利技术提供一种热冲压成形工艺及热冲压成形构件，工艺包括感应加热至700～940℃，后在加热炉中加热保温；冷却至800～875℃；移送至模具，且在模具处时温度在550℃以上；热冲压成形，且冷却至250℃以下。本发明专利技术充分利用感应加热热效率高、能耗低、加热温度分布均匀等优点，实现快速加热、氧化时间的可控性，控制原料中VC析出粒子的固溶和粗化程度，有效避免了奥氏体晶粒粗化，使得组织更均匀化，力学性能较传统热冲压工艺进一步提高，一方面细化晶粒，另一方面VC析出消耗基体中的C含量，从而降低热冲压状态下马氏体中的C含量，通过细化晶粒和VC析出降碳抑制高碳马氏体两种机制保证热冲压后材料韧性。冲压后材料韧性。冲压后材料韧性。
【技术实现步骤摘要】
热冲压成形工艺及热冲压成形构件
[0001]本专利技术涉及热冲压成形及热冲压成形构件技术
，具体而言是，热冲压成形工艺及热冲压成形构件。
技术介绍
[0002]近年来，由于全球节能减排、环保经济的迫切需求以及对汽车安全性要求的提高，汽车轻量化和安全性已经成为目前汽车制造业关注和亟待解决的焦点问题。减轻车身重量是实现汽车节能减排的有效手段，但汽车轻量化不以牺牲安全性为代价，相反，对汽车的碰撞安全性要求越来越高。新型高强韧性汽车钢的首要目标是提高材料强度。然而，高强度也给汽车制造带来新的困难。采用冷冲压方式，成形性能下降，所需要冲压力大，易开裂；另外，成形后零件回弹大，其形状和尺寸精度难以保证。基于冷成形技术存在的问题，热冲压成形技术获得极大关注并获得快速发展。
[0003]所谓热冲压成形技术是将高强度钢板加热到奥氏体化温度以上，保温一段时间后，快速转移到模具，快速冲压，在压机保压状态下通过模具对零件进行淬火冷却，使钢板的显微结构由奥氏体组织转变为均匀的马氏体组织，从而使成形件具有更高的机械强度和良好的尺寸精度。目前，汽车业广泛应用的热冲压成形用钢是以22MnB5为代表的合金结构钢，其奥氏体化温度较高(AC3约930℃)，淬透性不高，成形后韧性差，冷弯性能有限，延迟开裂等问题。另外，常规热冲压工艺依靠辊底炉或步进式炉对料片辐射和对流加热，料片厚度和镀层对有效加热温度有着很大影响，这将导致加热装置占用较大的空间和较高的投资成本，存在加热时间长、能耗高、加热效率低、钢板表面脱碳等一系列缺点。基于传统热冲压成形用钢及成形工艺潜在的问题探讨，开发具有高强韧性热冲压成形钢及其成形工艺尤为重要。
[0004]专利CN101583486A主要采用辊底炉、步进炉等对预涂层料片进行加热。在常规的加热炉中，涂层钢板通过热辐射和热对流进行加热，以热辐射为主，约占总换热量的80％～90％。该专利依据钢板厚度和奥氏体化温度，制定了不同的奥氏体化时间。其奥氏体化时间与钢板厚度、奥氏体化温度有关，钢板越厚、奥氏体化温度越低，奥氏体化时间就越大。通常在加热到奥氏体化温度(880～940℃)后，还需再保温一段时间，目的是确保完全的奥氏体化和使奥氏体晶粒结构均匀。但是其较长时间的加热过程不可避免地造成晶粒的粗化。另外，通常加热电炉占地面积较大，建造成本较高；电炉的运行过程需要配置陶瓷炉底辊以及保护性气氛，再加上控温精度的限制，不可避免造成热能、电能的持续浪费，其能源利用率大大降低；炉辊易结垢、易破碎，更换不便，炉辊维护成本高；板料炉内易跑偏，影响出炉后的快速取料。
[0005]专利CN106399837A专利提供了一种热冲压成形用钢材，其特征在于，所述热冲压成形用钢材以重量计包括以下成分：0.27～0.40％的C；0.2～3.0％的Mn；0.11～0.4％的V；0～0.8％的Si；0～0.5％的Al；0～2％的Cr；0～0.15％的Ti；0～0.15Nb；0～0.004％的B；总含量小于2％的Mo、Ni、Cu；以及不可避免的杂质元素，所述热冲压成形用钢材在热冲压成形
之后，在不进行回火的情况下即达到1300MPa～1700MPa的屈服强度，1800～2200MPa的抗拉强度，以及6～9％的延伸率。另外，该专利还提供了一种热冲压成形工艺，即将所专利技术钢加热至800～920℃保温1～10000s后快速移送至热冲压成形模具上(300s)。但是，该热冲压热处理过程中，工艺控制不当很容易造成晶粒粗化以及纳米析出相的溶解和粗化。
技术实现思路
[0006]根据上述技术问题，而提供一种热冲压成形工艺及热冲压成形构件。本专利技术主要利用感应加热速度快、热效率高、温度控制精度高、加热均匀、产品质量好、加热氧化皮少、模具费用和营运成本低、环境污染少、可控性好、易于实现自动化等一系列优点，实现快速加热、氧化时间的可控性，控制原料中VC析出粒子的固溶和粗化程度，有效避免奥氏体晶粒粗化，使得组织更均匀化，力学性能较传统热冲压工艺进一步提高，一方面细化晶粒，另一方面VC析出消耗基体中的C含量，从而降低热冲压状态下马氏体中的C含量(抑制高碳马氏体的生成)，通过细化晶粒和VC析出降碳两个机制保证热冲压后材料韧性。
[0007]本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种热冲压成形工艺，包括：
[0009](a)钢材奥氏体化：
[0010]对热冲压成形用钢材或其预成形构件进行感应加热，加热至700～940℃，平均加热速率≥20℃/s；
[0011]再进入在炉温温度为931～970℃的加热炉中加热保温；加热保温时间为60～300s；其中，厚度为0.5～1.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件在炉温温度为931～960℃的加热炉中加热，加热保温时间为60～150s；厚度为>1.5mm～2mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件在炉温温度为941～970℃的加热炉中加热，加热保温时间为120～240s；厚度为>2mm～2.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件在炉温温度为941～970℃的加热炉中加热，加热保温时间为180～300s；
[0012]热冲压成形用钢材或其预成形构件以重量计包括以下成分：0.3～0.40％的C；0.2～3.0％的Mn；0.11～0.4％的V；0～0.8％的Si；0～0.5％的Al；0～2％的Cr；0～0.15％的Ti；0～0.15Nb；且满足Ti+Nb≥0.03；0～0.004％的B；总含量小于2％的Mo、Ni、Cu；以及不可避免的杂质元素；
[0013](b)对步骤(a)得到的热冲压成形用钢材或其预成形构件进行冷却，冷却至800～875℃，保温0～30分钟，冷却时间≤120s；其中，厚度为0.5～1.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件的冷却时间≤60s；厚度为>1.5mm～2mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件的冷却时间为≤90s；厚度为>2mm～2.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件的冷却时间为≤120s；
[0014](c)将步骤(b)得到的热冲压成形用钢材或其预成形构件移送至热冲压成形模具上，且保证移送至模具时所述热冲压成形用钢材或其预成形构件的温度在550℃以上；
[0015](d)根据热冲压成形用钢材或其预成形构件尺寸选择与其适配的压机吨位(0
‑
2000吨)，根据板厚度确定保压时间(0
‑
3min)，
[0016]通过模具冷却系统使热冲压成形用钢材或其预成形构件在模具中以不小于10℃/s的平均冷却速率冷却至250℃以下。
[0017]本专利技术还公开了一种热冲压成形构件，所述热冲压成形构件由权利要求1～3中任一权利要求所述的热冲压成形工艺制成，其在不进行回火的情况下具有1800～2300MPa的抗拉强度，以及6～10％的延伸率。
[0018]所述热冲压成形构件在回火后其性能达到1500MPa～1900MPa的屈服强度，1800～2200MPa的抗拉强度，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热冲压成形工艺，其特征在于，包括：(a)钢材奥氏体化：对热冲压成形用钢材或其预成形构件进行感应加热，加热至700～940℃，平均加热速率≥20℃/s；再进入炉温温度为931～970℃的加热炉中加热保温；加热保温时间为60～300s；热冲压成形用钢材或其预成形构件以重量计包括以下成分：0.3～0.40％的C；0.2～3.0％的Mn；0.11～0.4％的V；0～0.8％的Si；0～0.5％的Al；0～2％的Cr；0～0.15％的Ti；0～0.15Nb；且满足Ti+Nb≥0.03；0～0.004％的B；总含量小于2％的Mo、Ni、Cu；以及不可避免的杂质元素；(b)冷却：对步骤(a)得到的热冲压成形用钢材或其预成形构件冷却至800～875℃，保温0～30分钟，冷却时间≤120s；(c)移送：将步骤(b)得到的热冲压成形用钢材或其预成形构件移送至热冲压成形模具上，且保证移送至热冲压成形模具时所述热冲压成形用钢材或其预成形构件的温度在550℃以上；(d)热冲压成形：根据热冲压成形用钢材或其预成形构件尺寸选择与其适配的压机吨位，根据板厚度确定保压时间；通过冲压成形模具的冷却系统使热冲压成形用钢材或其预成形构件在冲压成形模具中以不小于10℃/s的平均冷却速率冷却至250℃以下。2.根据权利要求1所述的一种热冲压成形工艺，其特征在于，在所述步骤(a)中，厚度为0.5～1.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件在炉温温度为931～960℃的加热炉中加热，加热保温时间为60～150s；厚度为>1.5mm～2mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件在炉温温度为941～970℃的加热炉中加热，加热保温时间为120～240s；厚度为>2mm～2.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件在炉温温度为941～970℃的加热炉中加热，加热保温时间为180～300s。3.根据权利要求1所述的一种热冲压成形工艺，其特征在于，在所述步骤(b)中，厚度为0.5～1.5mm的热冲压成形用钢材或其预成形构件的冷却时间≤60s；厚度为>1.5mm～2mm的...
【专利技术属性】
技术研发人员：常智渊，余灿生，郑昊青，王敏莉，李龙，郑之旺，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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