制造热成型模的方法和具有磨损保护的热成型模技术

本发明专利技术涉及制造热成型模的方法和具有磨损保护的热成型模。用于板材构件(2)热成形加工的热成型模(1)包括至少一个受冷却的上模和一个下模(3、4)。其中，所述上模或下模(3、4)具有基体(6)，该基体构造有一模具衬层(7)。基体(6)优选由铝合金构成，模具衬层(7)优选由工具钢构成。模具衬层(7)优选作为磨损保护板(9)或金属喷涂层(18)被施加到基体(6)上并且能够通过尽可能小的厚度实现板材构件(2)往上模或下模(3、4)的特别良好的热传递(W)。为了提高散热能力，上模或下模(3、4)的相应基体(8)设有冷却通道(5)。这些冷却通道(5)用于排热流体的流动导向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于板材构件热加工的热成型模，包括上模和下模，它们具有由 易于机械加工的非铁金属构成的基体和在基体上设置的模具衬层，所述基体具有冷却通 道，所述模具衬层形成热成型模的模具空腔的边界。本专利技术还涉及一种制造用于板材构件热成形加工的热成型模的方法，该热成型模 包括上模和下模，它们具有由易于机械加工的非铁金属构成的基体和在基体上设置的模具 衬层，所述基体具有冷却通道，所述模具衬层形成热成型模的模具空腔的边界。本专利技术同样还涉及一种用于从热成型模的基体分离模具衬层的方法。
技术介绍
由现有技术已知热成型模，它们在汽车领域内为了热加工由工具钢例如Cr7V构 成的车身结构件而制造。这些模具未涂层地使用，以及为了减少磨损而加以涂层地使用。在这种热成型模的制造中，大约足有40 %的制造成本是归于机械加工。在这里，成 本的绝大部分是由纯粹的切削加工时间和用于冷却通道及冷却孔的加工时间所构成。这些 冷却通道/冷却孔要在模具中通过钻孔和/或铣削制作，其中，例如实施深孔钻是比较麻烦 的。由于工具钢非常硬，变形加工模通过很大部分切削加工的制造方式不仅很耗费时 间，而且成本也很高。同时，用于制造实际的变形加工模的模具/工具本身也经受很大的磨 损。变形加工模(其在日常的生产作业中用于板材构件的变形加工)同样经受很大的 磨损。这种变形加工模或各个部分的更换联系着高的成本和高的更换费用。必须要将整个 变形加工模从其模具支架中取出。热成型模由工具钢构成，其只具有较小的热导率。在最近时期采用了具有更好热 导率的特种工具钢，但在约60W/mk便达到上限。值得追求的是还要更高的热导率，这一点 利用其他材料虽然可能实现，但材料耐磨性却达到不到要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是，降低用于制造和维护热成型模的成本，并同时保持或提高利用 传统的钢制热成型模所达到的生产率。上述目的按照权利要求1的特征这样实现，即，模具衬层构造为可拆卸地与基体 连接的磨损保护板。上述目的还利用一种按照权利要求6特征的用于制造热成型模的方法得以实现。此外，上述目的还利用一种按照权利要求9特征的用于从热成型模的基体分离磨 损保护板坯的方法得以实现。另外，上述目的还通过一种按照权利要求10特征的用于板材构件的热成形加工 的热成型模得以实现。本专利技术的有利的实施方案是各从属权利要求的组成部分。由此便提供了下述优点例如可以由一种工具铝合金来实现模具基体的制造。这 样使用的工具铝合金能够实现与工具钢比起来显著更快速和显著更经济的基体切削加工。一般而言，工具铝大致同钢一样贵，不过工具铝具有较小的密度，因此在相同质量 时具有较大的体积，该较大的体积可供切削加工之用。因此，工具铝的较大体积对于材料成 本影响不大。磨损保护板应该保护基体免受磨损，并由耐磨性较高的材料构成。磨损保护板比 基体薄得多，并且可以说只是对工件的接触层。用于为磨损而设的磨损保护板的材料耗用 是很少的。成本利益相当高。磨损保护板可以容易地更换，而不损坏基体。如果磨损保护 板被磨坏，它并不影响到基体，因此可以多次重复使用基体。而且，配有很薄模具衬层的较 厚的基体能够实现可以在较短时间内排出很大的热量，这一点特别是允许在变形加工模 中实现加压淬火，或者一般来说有助于缩短循环时间或改进生产率。在本专利技术的范围内，基 体具有比钢更高的热导率。优选地，磨损保护板至少局部地通过焊接与基体相连。这样制得的材料接合式连 接提供了磨损保护板往基体的良好热传递。热成型模的磨损保护板在闭合状态下形成一模 具空腔。在首先嵌入薄板坯时，使该薄板坯填满整个模具空腔并且在两侧全面地贴靠在磨 损保护板上，从而在任何时候都能提供一种经由磨损保护板往基体的良好散热。在本专利技术的另一优选实施形式中，磨损保护板机械可拆卸地与基体相连，其中，在 磨损保护板与基体之间设有软膏状的导热剂。软膏状的导热剂保证从磨损保护板向基体的 特别好的热传递。所说导热剂，在本专利技术的范围内也可被理解为一种液态的金属，通过毛细 作用而保留于缝隙中。也有可能使磨损保护板经由粘合剂与基体相连。对于大面积的热成型模，以及特 别是因为磨损保护板在成形过程中仅仅部分地受剪切力载荷，作为经济的材料接合式接合 方法，粘合是适宜的，其保证磨损保护板在基体上足够牢固的配合。在本专利技术的范围内，在一种优选的实施形式中，按照本专利技术给导热剂和/或还有 粘合剂掺以热导率较高的微粒，以便改善热传导。这种添加物优选包括铝粒或铜粒或银粒、 氮化硼、金刚砂、石墨、锆石或碳纳米管或者至少两种上述材料的组合。其中特别优选的是，所使用的粘合剂是可热溶解的。因此，如果更换磨损保护板， 就可以特别简单、快速和经济地从基体上去掉粘合剂，以便能施加新的粘合剂及新的磨损 保护板。本专利技术设定的目的还通过一种按照权利要求6特征的方法得以实现，措施是将 模具衬层构造为可拆卸地与基体连接的磨损保护板，其中，为了成型磨损保护板，将两个磨 损保护板坯以及同时将设置在磨损保护板坯之间的一个构件板坯共同地由基体加以变形 成形。但在本专利技术的范围内也可设想在外部制造磨损保护板。该方法特别的优点是，可以在一个工序中制造出两个磨损保护板。其中，将一个上 面的磨损保护板坯、一个构件板坯和一个下面的磨损保护板坯插入热成型模中并直接进行 冷或者热变形加工。如此制成的这些磨损保护板可以直接保留于热成型模之中或之上，或 者可以经由附加的措施进行固定(粘合、焊接、机械固定)。还存在优选的可能性，即，使磨 损保护板通过在热成型模内的散热而淬火/硬化。用于从热成型模的基体分离磨损保护板坯的方法是权利要求8的主题。将带有磨 损保护板坯的基体装入一加热炉中，在该加热炉中熔化位于基体与磨损保护板之间的焊料 或粘合剂或者使位于基体与磨损保护板之间的粘合剂由热解除粘合，随后将磨损保护板从 基体分离。所说的由热解除粘合(thermischem Entkleben)，在此可被理解为通过加热粘合 连接的方式来消除粘附力而不损坏基体，例如将整个的上模和/或下模在加热炉加热到所需要的温度。在另一种可选实施形式中，模具衬层由一种磨损保护涂层构成。该磨损保护涂层 可以直接涂覆到基体上。因此可以实现从磨损保护涂层往基体的理想的热传递。或者可选的是，磨损保护涂层由浇铸在基体上的钢构成。由工具钢构成的磨损保 护涂层同样能提供高的耐磨性(磨损保护)，同时散热良好。当然，这样的磨损保护针对外 形轮廓必须进行精整加工而得到。磨损保护涂层应该由一种比基体更硬的材料构成。它可以具有小于30mm、特别优 选小于IOmm以及特别是小于5mm的厚度。用作为磨损保护涂层的材料比基体的材料具有 更小的热导率。若磨损保护涂层的厚度保持尽可能小，则仍然能实现从待成形的板材构件 经由磨损保护涂层往基体的很高的热传递。从而能够实现待制造的板材构件的良好散热。在另一优选实施形式中，磨损保护涂层由一种金属喷涂层(火焰喷涂层)构成。金 属喷涂层在这里特别的优点是，它在磨损以后可以重新加以涂覆并且可以通过对模具衬层 的切削加工重新恢复到所要求的形状。优选的是，基体具有大于60W/mk的热导率。特别优选的是，采用一种具有约130W/ mk的热导率的工具铝合金。这样的工具材料能够在热成形过程中和此后不久实现特别良好 的散热，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于板材构件（２）的热成形加工和加压淬火的热成型模（１），包括上模（３）和下模（４），它们具有由易于机械加工的非铁金属构成的基体（６）和在所述基体（６）上设置的模具衬层（７），所述基体具有冷却通道（５），所述模具衬层形成所述热成型模（１）的模具空腔（８）的边界；其特征在于，所述模具衬层（７）构造为可拆卸地与所述基体（６）连接的磨损保护板（９）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·德尔，M·佩尔曼，C·本特勒尔，
申请(专利权)人：本特勒尔汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE