具有减少的热成形循环时间的冲压部件制造技术

本申请涉及具有减少的热成形循环时间的冲压部件。一种使部件成形的方法包括从可成形材料提供工件坯件。所述工件坯件包括表面粗糙度大于1μm的至少一个区段，所述表面粗糙度被配置为在加热所述工件坯件时促进热能从其高效辐射。所述方法还包括通过在预定温度加热所述工件坯件预定时间量来奥氏体化所述工件坯件，以在所述至少一个区段中实现奥氏体微观结构并预防所述工件坯件的氧化。所述方法还包括将所述奥氏体化的工件坯件转移到成形压力机中。所述方法还包括通过所述成形压力机从所述奥氏体化的工件坯件来成形部件。所述方法还包括将从所述奥氏体化的工件坯件成形的部件淬火并冷却成形的部件。火并冷却成形的部件。火并冷却成形的部件。

【技术实现步骤摘要】
具有减少的热成形循环时间的冲压部件


[0001]本公开涉及具有减少的热成形(hot
‑
forming)循环时间的冲压部件(stamped components)。

技术介绍

[0002]冲压是用于从工件坯件成形特定形状的部件的制造工艺。冲压通常包括诸如冲片、落料、压花、弯曲、卷边和精压的成形操作。冲压工艺通常使用机械压力机通过用模具使工件坯件变形来成型或切割工件坯件。将工件冲压成所需形状经常受到工件经受变形而不产生裂缝和撕裂的能力的限制。使用热成形工艺，当工件坯件由较低延展性的材料例如高强度钢或压制硬化钢制成时，这样的担忧进一步加剧。
[0003]冲压钢或其他铁合金部件的所期望的形状、强度和刚度通常通过适当的材料微观结构而得以促进。可通过奥氏体化热处理工艺实现相关工件的必要的材料微观结构和相伴随的强度和刚度。在奥氏体化过程中，将材料加热到高于其临界温度足够长的时间以发生向奥氏体的转变。通过改变奥氏体化温度，所述工艺可以产生不同的和所期望的微观结构。
[0004]通常，较高的奥氏体化温度在奥氏体中产生较高的碳含量，而较低的温度产生更均匀的结构。奥氏体中的碳含量也是奥氏体化时间的函数。当奥氏体化的材料随后淬火时，材料变得被硬化。淬火通常以足够快以将奥氏体转变为马氏体的速度进行。因此，钢工件坯件在奥氏体化温度进行均热的时间量是热处理工艺循环时间中的主要因素并且也与工件坯件的氧化直接相关。

技术实现思路

[0005]一种使部件成形的方法包括从可成形材料提供工件坯件(work<br/>‑
piece blank)。所述工件坯件包括表面粗糙度大于1μm的至少一个区段(section)，所述表面粗糙度被配置为在加热所述工件坯件时促进热能从其高效辐射。所述方法还包括通过在预定温度加热所述工件坯件预定时间量来奥氏体化所述工件坯件，以在所述至少一个区段中实现奥氏体微观结构并预防(forestall)所述工件坯件的氧化。所述方法还包括将所述奥氏体化的工件坯件转移到成形压力机中。所述方法还包括通过所述成形压力机从所述奥氏体化的工件坯件来成形部件。所述方法还包括将从所述奥氏体化的工件坯件成形的部件淬火并冷却成形的部件。
[0006]所述可成形材料可以是压制硬化钢(press
‑
hardening steel, PHS)，所述压制硬化钢(PHS)具有的材料化学被配置为促进奥氏体化过程中的有效抗氧化性并且按重量计包含0.05
‑
0.45%的碳(C)含量、0
‑
4.5%的锰(Mn)含量、0.5
‑
6%的铬(Cr)含量和0.5
‑
2.5%的硅(Si)含量。
[0007]所述工件坯件的特征可以在于不存在抗氧化涂层。
[0008]对于厚度在1.0
‑
2.0mm范围的所述至少一个区段，在题述区段中实现奥氏体微观结构的预定时间量可以在2
‑
8分钟范围。对于厚度在2.0
‑
3.5mm范围的所述至少一个区段，
实现奥氏体微观结构的预定时间量可以在4
‑
12分钟范围。
[0009]所述预定温度可以在880
‑
950℃的范围。
[0010]表面粗糙度大于1μm的所述工件坯件的所述题述区段的特征可以在于环保除鳞的表面(eco
‑
pickled surface)，例如通过钢砂(steel grit)或碳化硅(SiC)。
[0011]表面粗糙度大于1μm的所述工件坯件的所述题述区段的特征也可以在于喷砂表面或喷丸表面。
[0012]所述工件坯件可以是拼焊(tailor
‑
welded)或拼轧(tailor
‑
rolled)坯件并且包括表面粗糙度大于1μm的所述至少一个区段和表面粗糙度小于1μm的另一个区段。表面粗糙度大于1μm的所述区段可以具有比表面粗糙度小于1μm的所述区段相对更大的厚度，从而促进在奥氏体化过程中所述工件坯件的均匀加热。
[0013]所述工件坯件的所述题述至少一个区段的表面粗糙度可以在1
‑
2μm的范围或在2
‑
3μm的范围。
[0014]从所述奥氏体化的工件坯件成形的部件可以具有包括大于95体积%的马氏体+奥氏体和小于5体积%的铁素体的微观结构。
[0015]所述工件坯件的奥氏体化可以通过在炉中辐射加热来完成。
[0016]所述部件可以是车辆车身结构元件，例如A柱(pillar)或B柱。
[0017]本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点，从用于实施所描述的公开的一个或多个实施方案和一个或多个最佳模式的以下详细描述，当结合附图和所附权利要求考虑，将轻而易举是显而易见的。
附图说明
[0018]图1是根据本公开的热成形工艺的示意性透视图示，所述热成形工艺包括奥氏体化和在压力机中成形以从工件坯件生成部件，所述工件坯件具有至少一个具有高表面粗糙度的区段以减少循环时间和加热过程中的材料氧化。
[0019]图2是图示图1中所示在压力机中从奥氏体化的工件坯件来成形部件的方法的流程图。
[0020]图3是根据本公开从具有高表面粗糙度区段和低表面粗糙度区段的工件坯件成形的部件的一个实施方案的示意性特写图示。
[0021]图4是描绘根据本公开的、图3中所示的从具有高表面粗糙度区段和低表面粗糙度区段的工件坯件成形的部件的加热温度对时间关系的数据曲线图。
具体实施方式
[0022]参考附图，其中相同的要素自始至终用相同的附图标记表示，图1详细图示了工件坯件10的加工和成形，例如冲压。这样的工件坯件10经常用于制造工艺例如金属冲压中，以成形特定形状的高强度部件。通常，这样的部件是在成形或冲压压力机12中使用冲压工具例如模具12A和冲头12B从工件坯件10来成形，如图1中所示。每个工件坯件10通常是可成形材料(例如金属板例如冷轧钢)的预切割件。
[0023]具体地，所述可成形材料可以是压制硬化钢(PHS)，其经选择用于用在结构部件14制造中的题述工件坯件10。结构部件14可以例如是汽车车身柱，例如图1和3中所示的车辆B
柱或A柱(未示出)。PHS是一种高强度钢，通常以各种尺寸的卷(rolls)或卷材(coils)来递送以用于落料、奥氏体化和附加加工。通常，奥氏体化和淬火是用于铁基金属的硬化工艺以促进材料得到更好的机械性能。将钢和其他铁合金奥氏体化的目的是使材料软化并将它们成形为所需形状，并且淬火的目的是向材料提供强度和抗性。钢和其他铁合金被加热的高于它们的临界温度的温度被称为奥氏体化温度。奥氏体化温度范围对于不同等级的碳、合金和工具钢是变化的。
[0024]在金属被加热到奥氏体区中之后，然后在热提取介质(heat extraction medium)中对其进行淬火。对于热成形工艺，钢被直接淬火至低于200<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使部件成形的方法，所述方法包括：从可成形材料提供工件坯件，其中所述工件坯件包括表面粗糙度大于1μm的至少一个区段，所述表面粗糙度被配置为在加热所述工件坯件时促进热能从其高效辐射；通过在预定温度加热所述工件坯件预定时间量来奥氏体化所述工件坯件，以在所述至少一个区段中实现奥氏体微观结构并预防所述工件坯件的氧化；将所述奥氏体化的工件坯件转移到成形压力机中；通过所述成形压力机从所述奥氏体化的工件坯件来成形部件；将从所述奥氏体化的工件坯件成形的部件淬火；和冷却从所述奥氏体化的工件坯件成形的部件。2.根据权利要求1所述的使部件成形的方法，其中所述可成形材料是压制硬化钢(PHS)，所述压制硬化钢(PHS)具有的材料化学被配置为促进奥氏体化过程中的有效抗氧化性并且按重量计包含0.05
‑
0.45%的碳(C)含量、0
‑
4.5%的锰(Mn)含量、0.5
‑
6%的铬(Cr)含量和0.5
‑
2.5%的硅(Si)含量。3.根据权利要求1所述的使部件成形的方法，其中所述工件坯件的特征在于不存在抗氧化涂层。4.根据权利要求1所述的使部件成形的方法，其中所述至少一个区段的厚度在1.0
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2.0mm范围且所述预定时间量在2
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8分钟的范围，和其中所述至少一个区段的厚度在2.0
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3.5mm范围且所述预定时间量在4
‑
12分钟的范围。5.根据权利要求1所述的使部件成形的方法，其中所述预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢琦，王聪婕，王建锋，柴志松，徐伟，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：