CN102179499B - 一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法，属于热冲压成形技术领域。所述模具制造方法，解决了传统热冲压成形模具对弯曲的模具型面无法加工出随形冷却管路的问题。所述热成形模具制造方法是首先按照模具型面的形状弯曲好管路，连接成管路系统，预埋，然后铸造在模具表面下，保证冷却管路随形，冷却管路距离模具表面处处相等，对零件的冷却效果均匀。本发明的技术方案为：a.冷却管路成形；b.冷却管路预热；c.置入冷却管路；d.合型；e.浇注；f.开型取件；g.清理检验。由上述技术方案可以制造出带有随形三维曲线冷却管路的热冲压成形模具，利用此种模具可以加工出质量优良的超高强钢热冲压件。

Description

一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法

技术领域：

本发明涉及一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法，属于热冲压成形技术领域。

背景技术：

二十一世纪初，热冲压成形技术得到了广泛应用，主要用于制造超高强度钢板热冲压件，这种零件具有强度高，尺寸精度好的优点，常用于制造车内中通道、侧围B柱、车门防撞梁等汽车保安件和结构件，目前超高强钢热冲压件正迅速发展成为汽车制造过程中应用前景最为看好的轻量化结构材料之一。热成形技术的原理是将常温下强度为500-600MPa的高强度硼合金钢板加热到900-950℃，保温5-7分钟，使其完全奥氏体化，然后送入内部带有冷却管路的模具内冲压成形，钢板同时被模具表面冷却淬火，把奥氏体转变成马氏体，发生相变强化，强度大幅提高，可以达到1500MPa。这种工艺中，模具要同时实现对零件的冲压成形和冷却淬火两种功能，为了实现模具表面对成形件的冷却淬火，在模具凸、凹模的表层下面一定厚度处要加工冷却管路，通过冷却水在冷却管路内循环流动来冷却模具表面，模具表面再冷却成形件，实现对零件的冷却淬火。热成形模具是实现零件成形和冷却淬火的重要装备，其制造技术一直是高强钢热冲压成形的关键技术。

传统的热成形模具中，冷却管路都是通过钻削等机械加工方法制造的，但钻削只能加工直孔，对于弯曲的模具型面无法做到随形加工，管路距模具表面的厚度不均匀，导致对零件的冷却效果不均匀，影响零件的组织和性能。

本发明提供了一种新型的汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法，此种方法解决了传统热冲压成形模具对弯曲的模具型面无法加工出随形冷却管路的问题。

发明内容：

本发明提供一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法，主要解决传统热冲压成形模具对弯曲的模具型面无法加工出随形冷却管路的问题。

本发明的上述目的是这样实现的，现结合附图说明如下：

一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法，包括以下步骤：

a)冷却管路成形：根据模具铸型型腔上表面形状，加工出整体随形三维曲线冷却管路3；

b)冷却管路预热：将加工后的冷却管路3放置在加热炉4中预热；

c)置入冷却管路：将预热后的冷却管路3预埋在铸型型腔1内，随铸型型腔形状精确定位；

d)合型：随后合实上、下铸型9、10，形成封闭的浇注空间11；

e)浇注：将熔融金属13通过冒口12注入浇注空间，待冒口12充满熔融金属后停止浇注；

f)开型：浇注结束后冷却，分离上、下铸型，取出铸件14；

g)清理检验：待铸件14完全冷却后，对铸件14进行精确机械加工，获得超高强钢热冲压成形模具15。

所述冷却管路成形是通过剪切、弯曲、焊接和螺纹连接制成整体式的冷却管路3。于，所述的冷却管路3成形后，在500-800℃的加热炉4中预热10-15分钟。

所述的预埋在铸型型腔1内的冷却管路3与铸型型腔1上表面的距离相等。

冷却管路在铸型型腔中定位，是通过定位槽8实现的，铸型型腔内设有定位槽8，定位槽为U形，型芯6与定位槽相互配合，以保证模具外形光滑平整铸

所述步骤f)开型时的温度为所浇合金固相线温度的0.6～0.8倍。

与传统的热冲压成形模具制造方法相比，本发明具有以下优点。

利用本发明可以制造出随形的三维曲线冷却管路。传统的热成形模具中，冷却管路是通过钻削等机械加工方法制造的，但钻削只能加工直孔，对于弯曲的模具型面无法做到随形加工，管路距模具表面的厚度不均匀，导致对零件的冷却效果不均匀，影响零件的组织和性能。本发明通过预先按照模具型面的形状弯曲好管路，连接成管路系统，预埋，然后铸造在模具表面下，保证了冷却管路随形，管路距离模具表面处处相等，对零件的冷却效果均匀。

附图说明：

图1铸型型腔立体图。

图2模具制造方法示意图，其中：

图2(a)冷却管路成形；

图2(b)冷却管路预热；

图2(c)置入冷却管路；

图2(d)合型；

图2(e)浇注；

图2(f)开型；

图2(g)清理检验。

图3模具制造方法流程框图。

图中：1.铸型型腔 2.铸型型腔上表面 3.冷却管路 4.加热炉 5.辐射管 6.型芯 7.冷却管路头部 8.定位槽 9.下铸型 10.上铸型 11.浇注空间 12.冒口 13.熔融金属 14.铸件 15热冲压成型模具 16多余的金属管路

具体实施方式：

下面结合附图所示实例进一步说明本发明的内容及其具体实施方式。

图1为铸型型腔立体图。首先根据铸型型腔上表面2的形状，采用剪切、弯曲、焊接、螺纹连接等方法，将金属管加工成为整体的随形三维曲线冷却管路3。为了避免金属管路在浇注时受到熔融金属的强烈热冲击，形成较大的热应力而被破坏，将金属管路放置在500-800℃左右的加热炉4中预热10-15分钟，使金属管路预热均匀，参阅图2(b)。随后使用夹持工具将预热后的金属管路迅速转移到铸型型腔1内，并根据铸型型腔的形状，精确固定冷却管路，保证冷却管路到型腔上表面的距离相等，参阅图2(c)。再将上、下铸型9、10合实，形成封闭的浇注空间11，参阅图2(d)。使熔融金属13通过冒口12注入浇注空间，待冒口充满熔融金属后停止浇注，以便冷却过程中补缩，参阅图2(e)。浇注结束后冷却一段时间，分离上、下铸型，抽出型芯6，取出铸件14，参阅图2(f)。对铸件进行精加工，获得完成品，参阅图2(g)。

冷却管路的定位是通过定位槽8实现的，该定位槽加工为U形，支撑冷却管路的头部，为了使模具外形光滑平整，将型芯6安装在定位槽内，与定位槽相互配合。此外，定位槽可以按照具体的管路形状和尺寸设计，以开设数量少，开设位置合理为目的，同时，设计相应的型芯与定位槽配合。

开型取件时，为了使铸件出型方便，铸件在铸型中停留的时间不宜过长，一般开型温度为所浇合金固相线温度的0.6到0.8倍。

对冷却后的铸件需要清理浇冒口、毛刺以及多余的金属管路16，同时精确加工模具表面和冷却管路接头，获得热冲压成形模具15。

本发明所述热冲压成形模具的制造方法解决了传统模具对弯曲的模具型面无法加工出随形冷却管路的问题，对生产实践具有重要的现实意义。

Claims (1)

1.一种汽车高强钢冲压件热成形模具制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)冷却管路成形：根据模具铸型型腔上表面形状，加工出整体随形三维曲线冷却管路(3)；

b)冷却管路预热：将加工后的冷却管路(3)放置在加热炉(4)中预热；

c)置入冷却管路：将预热后的冷却管路(3)预埋在铸型型腔(1)内，随铸型型腔形状精确定位；

d)合型：合实上、下铸型(9、10)，形成封闭的浇注空间(11)；

e)浇注：将熔融金属(13)通过冒口(12)注入浇注空间，待冒口(12)充满熔融金属后停止浇注；

f)开型：浇注结束后冷却，分离上、下铸型，取出铸件(14)；

g)清理检验：待铸件(14)完全冷却后，对铸件(14)进行精确机械加工，获得超高强钢热冲压成形模具(15)；

所述的冷却管路(3)成形后，在500-800℃的加热炉(4)中预热10-15分钟；

所述步骤f)开型时的温度为所浇合金固相线温度的0.6～0.8倍。 

Images