一种免抛丸热冲压零件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种免抛丸热冲压零件及其制备方法，属于热冲压技术领域。本发明专利技术的制备方法包括以下步骤，S1、将裸板材料置于热处理炉中进行加热；S2、加热完成后将裸板材料转移到模具中进行冲压；S3、冲压完成后从模具内取出裸板材料，冷却至20℃

【技术实现步骤摘要】
一种免抛丸热冲压零件及其制备方法


[0001]本专利技术属于热冲压
，尤其涉及一种免抛丸热冲压零件及其制备方法。

技术介绍

[0002]汽车节能减排和提高汽车的安全性已刻不容缓，而汽车轻量化是实现节能减排的有效途径。为了实现汽车轻量化，先进高强钢在车身上的广泛应用是必由之路。如仍采用传统冷冲压工艺，则可能导致成形载荷过大、模具磨损严重、板料易开裂、起皱和回弹等一系列问题，而热冲压工艺能够有效解决上述问题。
[0003]热冲压材料又分为镀层材料和裸板材料。对于镀层材料而言，目前最常见的为Al
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Si涂层，但是Al
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Si涂层的制造能耗高，成本高，每吨钢会增加碳排放192kg，以每辆车热冲压零件130kg计算，可以减少25kg的二氧化碳的排放。对于裸板材料而言，经过热冲压成形后的零件有需要进行一次抛丸处理，抛丸不仅会带来环境上面的问题，还会对零件的尺寸精度带来影响。
[0004]专利CN114934228A公开了一种热成形钢板及其生产方法，通过对热成形钢材料进行改性，使其表面抗氧化性能得到极大提升，虽然材料有比较好的抗氧化性能，但是没有一个合适的加热工艺和冲压窗口进行指导，不仅在零件生产后可能会产生氧化皮现象，还会出现型面不稳定甚至开裂现象。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种免抛丸热冲压零件及其制备方法，制定了免抛丸热冲压零件的加热保温窗口以及保压窗口，通过设定的加热保温窗口，使得成型后的零件具有较好的表面质量，无需进行抛丸处理，通过设定的保压窗口使得成型后的零件具有较好的型面尺寸以及性能要求。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种免抛丸热冲压零件的制备方法，包括以下步骤，
[0007]S1、将裸板材料置于热处理炉中进行加热；
[0008]S2、加热完成后将裸板材料转移到模具中进行冲压；
[0009]S3、冲压完成后从模具内取出裸板材料，空冷至20℃
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30℃，得到所述的免抛丸热冲压零件。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述裸板材料的化学成分组成及其质量百分比为：碳0.18％
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0.35％、硅0.2％
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1.5％、锰0.5％
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1.5％、铬0.2％
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4.0％、硼0.001％
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0.005％、钛0.01％
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0.05％、铝0.02％
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0.6％、铌和/或钒0.03％
‑
0.08％、余量为铁和其他不可避免的杂质。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述加热分为两个阶段，第一阶段为以10℃/s
‑
17℃/s的速率加热至700℃
‑
750℃；第二阶段为以2℃/s
‑
8℃/s的速率加热至加热保温窗口，以保证裸板材料在进入炉膛后的热变形较小。此外，在此加热保温窗口下，能使材料完成奥氏体化，保证最终零件的性能。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述加热保温窗口分为两种情况：
[0013]当裸板材料的厚度为0.8mm
‑
2.0mm时，所述加热保温窗口的加热温度和加热保温时间限定在区域ABCD范围内(图1)，所述区域ABCD具有A(930℃，180s)、B(860℃，240s)、C(860℃，480s)、D(930℃，330s)所限定的加热温度和加热保温时间的范围；
[0014]当裸板材料的厚度为2.0mm
‑
4.0mm时，所述加热保温窗口的加热温度和加热保温时间限定在区域EFGH范围内(图1)，所述区域EFGH具有E(950℃，200s)、F(880℃，360s)、G(880℃，600s)、H(950℃，420s)所限定的加热温度和加热保温时间的范围。
[0015]进一步地，所述加热后的条件边界点为：
[0016](1)对于厚度为0.8mm
‑
2.0mm的裸板材料：
[0017]加热后的温度为930℃时，保温时间为180s
‑
330s；
[0018]加热后的温度为860℃时，保温时间为240s
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480s。
[0019](2)对于厚度为2.0mm
‑
4.0mm的裸板材料：
[0020]加热后的温度为950℃时，保温时间为200s
‑
420s；
[0021]加热后的温度为880℃时，保温时间为360s
‑
600s。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，加热过程中，热处理炉中的氧电势为50mV
‑
150mV，露点温度在
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5℃以下，使免抛丸热冲压零件的氧化皮在1μm以下，且该氧化层不会脱落。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，裸板材料的入模温度为730℃
‑
820℃。入模温度过高，在冲压过程的保压时间就会过长，这样会增加整体的冲压成本；入模温度过低，代表高温的坯料在空气中的接触时间越长，此时还没有保护气氛，则料片更容易被氧化，零件成形后的氧化膜更厚，影响性能。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，冲压过程的上模的下行速度分为两种：
[0025]当上模在距离裸板材料100mm以下时，上模的下行速度为60mm/s
‑
100mm/s；
[0026]当上模在距离裸板材料100mm以上时，上模的下行速度为700mm/s
‑
800mm/s。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，所述冲压后的保压窗口分为两种情况：
[0028]当裸板材料的厚度为0.8mm
‑
2.0mm时，所述保压窗口的保压压力和保压时间限定在区域A'B'C'D'范围内(图2)，所述区域A'B'C'D'具有A'(1100MPa，3s)、B'(400MPa，6s)、C'(400MPa，30s)、D'(1100MPa，20s)所限定的保压压力和保压时间的范围；
[0029]当裸板材料的厚度为2.0mm
‑
4.0mm时，所述保压窗口的保压压力和保压时间限定在区域E'F'G'H'范围内(图2)，所述区域E'F'G'H'具有E'(1600MPa，2.5s)、F'(900MPa，5s)、G'(900MPa，25s)、H'(1600MPa，15s)所限定的保压压力和保压时间的范围。
[0030]进一步地，所述冲压的条件边界点为：
[0031](1)对于厚度为0.8mm
‑
2.0mm的裸板材料：
[0032]保压压力为1100MPa，保压时间为3s
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20s；
[0033]保压压力为400MPa，保压时间为6s
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30s本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免抛丸热冲压零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，S1、将裸板材料置于热处理炉中进行加热；S2、加热完成后将裸板材料转移到模具中进行冲压；S3、冲压完成后从模具内取出裸板材料，冷却至20℃
‑
30℃，得到所述的免抛丸热冲压零件。2.根据权利要求1所述的免抛丸热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述裸板材料的化学成分组成及其质量百分比为：碳0.18％
‑
0.35％、硅0.2％
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1.5％、锰0.5％
‑
1.5％、铬0.2％
‑
4.0％、硼0.001％
‑
0.005％、钛0.01％
‑
0.05％、铝0.02％
‑
0.6％、铌和/或钒0.03％
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0.08％、余量为铁和其他不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的免抛丸热冲压零件的制备方法，其特征在于，在S1中，所述加热分为两个阶段，第一阶段为以10℃/s
‑
17℃/s的速率加热至700℃
‑
750℃；第二阶段为以2℃/s
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8℃/s的速率加热至加热保温窗口。4.根据权利要求3所述的免抛丸热冲压零件的制备方法，其特征在于，所述加热保温窗口分为两种情况：当裸板材料的厚度为0.8mm
‑
2.0mm时，所述加热保温窗口的加热温度和加热保温时间限定在区域ABCD范围内，所述区域ABCD具有A(930℃，180s)、B(860℃，240s)、C(860℃，480s)、D(930℃，330s)所限定的加热温度和加热保温时间的范围；当裸板材料的厚度为2.0mm
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4.0mm时，所述加热保温窗口的加热温度和加热保温时间限定在区域EFGH范围内，所述区域EFGH具有E(950℃，200s)、F(880℃，360s)、G(880℃，600s)、H(950℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗模芳，彭则，王子健，刘晓龙，梁肖，邓建林，
申请(专利权)人：浙江豪斯特汽车零部件有限公司苏州大学，
类型：发明
国别省市：