超快分区接触加热铝合金热冲压成形装置及方法制造方法及图纸

一种超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法及装置，根据待处理铝合金板料确定分区接触加热模具的温度分布，将板料置于接触加热模具上进行超快分区接触加热，形成温度分区；由级进模具板料转运装置将加热后的铝合金板料快速转运至热冲压模具上，并通过热冲压成形模具合模，将铝合金板料冲压成目标形状并保压冷却得到相应零件；最后对热冲压成形后的零件进行烤漆处理实现整体性能的峰值强度。本发明专利技术采用时效强化态(T态)铝合金板料经过快速分区接触加热和热冲压成形工序获得零件，利用级进式冲压连续高效的优点将加热、转运和成形集成到一套模具中。一套模具中。一套模具中。

【技术实现步骤摘要】
超快分区接触加热铝合金热冲压成形装置及方法


[0001]本专利技术涉及的是一种金属板材成形加工领域的技术，具体是一种超快分区接触加热铝合金热冲压成形装置及方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车快速发展，带来了高强铝合金构件的广泛使用。但高强铝合金室温成形存在易开裂，回弹大等缺陷，不能满足车身结构件的制造需求。现有的铝合金热冲压工艺HFQ，利用一套模具实现成形和淬火，配合后续人工时效可实现零件的形性协同控制，但该技术对铝合金热冲压生产节拍慢、周期长：加热固溶时间长(20
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40分钟)、时效时间长(12
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24小时)，不能适应汽车大批量、高效率、低成本制造需求；热冲压成形后零件性能(W态)不稳定：W态自然时效影响人工时效后的最终力学性能，对人工时效制度、停放周期都有较高要求。
[0003]现有技术进一步进行轻量化铝合金车身构件的热冲压成形改进，针对T6态的铝合金板，将加热速度控制在1
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10℃/s，通过高温保温使析出相回溶提高塑性，从而使成形后零件具有T4态强度，再通过烤漆处理得到T8态最终强度。但这类技术的缺陷和不足在于：(1)铝合金板料升温速率慢，容易导致铝合金析出强化相异常回溶或过分长大而损失合金强度；(2)铝合金板料升温以及转运均需要专用装置，生产成本高；(3)铝合金板料加热温度单一，无法根据板料成形条件实现加热温度的定制。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有热冲压工艺采用软态坯料成形需要固溶处理和长时间人工时效的问题，提出一种超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法及装置，采用时效强化态(T态)铝合金板料经过快速分区接触加热和热冲压成形工序获得零件，利用级进式冲压连续高效的优点将加热、转运和成形集成到一套模具中。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术涉及一种超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法，根据待处理铝合金板料确定分区接触加热模具的温度分布，将板料置于接触加热模具上进行超快分区接触加热，形成温度分区；由级进模具板料转运装置将加热后的铝合金板料快速转运至热冲压模具上，并通过热冲压成形模具合模，将铝合金板料冲压成目标形状并保压冷却得到相应零件；最后对热冲压成形后的零件进行烤漆处理实现整体性能的峰值强度。
[0007]所述的温度分区是指：经超快分区接触加热以控制板料的成形性能，包括：高温加热区利用析出相回溶增塑提升易开裂部位的成形极限，低温加热区限制析出相回溶以保证大部分小变形区域的力学性能，从而实现复杂形状零件成形。
[0008]所述的待处理铝合金板料包括：7075
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T6铝合金板或7075欠时效铝合金板。
[0009]所述的欠时效态板料是指：将AA7075
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T6态铝合金材料在475℃固溶30min后放入水中淬火，之后在120℃时效5h后得到的板料。
[0010]所述的超快分区接触加热是指：根据铝合金板料条件优化确定分区接触加热模具的温度分布，优化设置每个接触加热模块的加热温度并独立控温，将铝合金板料放置在接触加热模具上进行快速加热，实现超快分区加热。
[0011]所述的高温加热区是指：接触加热至250
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400℃，加热速率大于等于80℃/s，接触加热时间为5
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10s。
[0012]所述的低温加热区是指：接触加热至150
‑
250℃，加热速率大于等于80℃/s，接触加热时间为5
‑
10s。
[0013]所述的析出相回溶增塑是指：高温加热区温度区间在250
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400℃，铝合金板料温度接近固溶温度，发生较大量的析出相回溶现象，使合金塑性变形能力出现明显增加。
[0014]所述的限制析出相回溶是指：低温加热区温度区间在150
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250℃，铝合金板料温度远低于固溶温度，析出相回溶量少。
[0015]所述的快速转运是指：级进模内板料转运时间为1
‑
2s；
[0016]所述的保压冷却是指：板料在热冲压模具内冷却速率大于等于30℃/s，保压时间与接触加热时间相同；
[0017]所述的烤漆处理，其温度为180
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185℃，烤漆时间约20min。技术效果
[0018]本专利技术整体解决了现有技术的生产节拍慢、周期长、效率低：加热固溶时间长(20
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40分钟)、时效时间长(12
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24小时)，不能适应汽车大批量、高效率、低成本制造需求的不足。
[0019]与现有技术相比，本专利技术利用快速接触加热与热冲压成形工艺节拍相近的特点，将加热、转运和成形集成于一套级进模具中完成，工艺集成度高，节拍稳定可控，同时不需要人工时效，结合车身制造工艺中烤漆流程，仅通过烤漆处理即可达到或接近铝合金峰值强度，生产效率大幅提高，能充分发挥工业化连续生产的优势，适合车用高强铝合金薄壁构件的大批量生产。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的级进模具结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例1接触加热模具结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例2接触加热模具结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例3接触加热模具结构示意图；
[0024]图5为本专利技术零件结构示意图；
[0025]图6为本专利技术烤漆过程示意图；
[0026]图7为铝合金7075板料与接触加热模具材料Cu及热成形模具材料H13的接触加热升温/冷却降温仿真曲线；
[0027]图8为本专利技术欠时效态铝合金板料制备路径示意图；
[0028]图9为本专利技术板料温度路径示意图；
[0029]图10为本专利技术板料组织演化示意图；
[0030]其中：1板料、2级进模具、21级进模具板料转运装置、3接触加热模具、31接触加热模块、311低温接触加热模块、312高温接触加热模块、32加热通道、4热冲压成形模具、41凸模、42凹模、43冷却通道、5零件、6烤漆环境。
具体实施方式
实施例1
[0031]如图1所示，为本实施例涉及的一种超快分区接触加热铝合金热冲压成形一体化装置，包括：级进模具2以及并排设置于其内部的带有加热通道32的接触加热模具3和带有冷却通道43的热冲压成形模具4，其中：接触加热模具3和热冲压成形模具4之间设有级进模具板料转运装置21，级进模具板料转运装置21将接触加热后的铝合金板料1由接触加热模具3快速转运至热冲压成形模具4从而实现热冲压成形，用来插入加热棒或者通入高温循环介质的加热通道32贯穿设置于接触加热模具3内，用于实现板料冷却的冷却通道43贯穿设置于热冲压成形模具4内；利用级进模具效率高、节拍快、集成度高的特点，级进模具2实铝合金板料的快速转运，接触加热模具3实现板料的分区加热以及性能定制，热冲压模具4实现热冲压成形，将超快分区接触加热、转运和热冲压成形工艺步骤集成于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法，其特征在于，根据待处理铝合金板料确定分区接触加热模具的温度分布，将板料置于接触加热模具上进行超快分区接触加热，形成温度分区；由级进模具板料转运装置将加热后的铝合金板料快速转运至热冲压模具上，并通过热冲压成形模具合模，将铝合金板料冲压成目标形状并保压冷却得到相应零件；最后对热冲压成形后的零件进行烤漆处理实现整体性能的峰值强度。2.根据权利要求1所述的超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法，其特征是，所述的温度分区是指：经超快分区接触加热以控制板料的成形性能，包括：高温加热区利用析出相回溶增塑提升易开裂部位的成形极限，低温加热区限制析出相回溶以保证大部分小变形区域的力学性能，从而实现复杂形状零件成形。3.根据权利要求1所述的超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法，其特征是，所述的待处理铝合金板料包括：7075
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T6铝合金板或7075欠时效铝合金板；所述的欠时效态板料是指：将AA7075
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T6态铝合金材料在475℃固溶30min后放入水中淬火，之后在120℃时效5h后得到的板料。4.根据权利要求1所述的超快分区接触加热铝合金热冲压成形方法，其特征是，所述的超快分区接触加热是指：根据铝合金板料条件优化确定分区接触加热模具的温度分布，优化设置每个接触加热模块的加热温度并独立控温，将铝合金板料放置在接触加热模具上进行快速加热，实现超快分区加热。5.根...

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