CN102527803A - 一种高强钢局部加热成形方法 - Google Patents

一种高强钢局部加热成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102527803A
CN102527803A CN2011104459681A CN201110445968A CN102527803A CN 102527803 A CN102527803 A CN 102527803A CN 2011104459681 A CN2011104459681 A CN 2011104459681A CN 201110445968 A CN201110445968 A CN 201110445968A CN 102527803 A CN102527803 A CN 102527803A
Authority
CN
China
Prior art keywords
strength steel
blank
mould
die
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104459681A
Other languages
English (en)
Inventor
徐虹
沈永波
谷诤巍
郑生虎
仝晓辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN2011104459681A priority Critical patent/CN102527803A/zh
Publication of CN102527803A publication Critical patent/CN102527803A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种高强度钢局部加热成形方法，属于冲压成形技术领域。所述方法中模具结构包括凹模，凸模，压边圈，加热元件，隔热材料，冷却管道等，将高强钢拉深时易拉裂区域附近、在凹模和压边圈之间的处于变形区的毛坯进行局部加热，降低其变形抗力；在其对应的凹模侧壁和凸模内部开设冷却管道，对传力区材料进行冷却，保持其强度。加热后提高了塑性，降低了变形抗力的变形区材料更易通过传力区流入制件底部，来补充形状复杂、变形量大区域的材料，控制在双向拉应力状态下，局部受力过大而极易发生的减薄趋势，从而提供成形件整体成形质量。

Description

一种高强钢局部加热成形方法
技术领域：
本发明一种高强钢局部加热成形技术方法，主要涉及高强度钢的冲压成形技术，属于冲压成形技术领域。
背景技术：
减重降耗和提高安全性是当前汽车制造业的主要发展趋势，为了实现汽车油耗少，排放少，安全性高等多重目标，人们开始大量使用高强度钢，但这类钢强度高，变形抗力很大，成形性较差，零件上形状复杂、变形量大的区域，极易出现开裂的情况。
高强钢冲压件是很多行业都广泛使用的冲压件，尤其在车身结构件中需求量大，成形质量要求高，基本都是通过拉深来成形的。但高强钢冲压件成形质量一直不稳定，主要是局部形状复杂，变形量大的区域本身易开裂，加之由于高强钢强度高，成形性差，使高强钢冲压件更易出现开裂缺陷，且难以控制，导致零件质量受到很大影响，是长期困扰冲压成形生产领域，并急需解决的问题。
目前，针对高强钢成形性较差的缺点，已经发明出相应的热冲压成形技术，能很好地改善其成形性，得到强度和形状精度双高的零件，但是这种技术只适用于硼合金钢板，对高强度钢并不适用；而且，热冲压成形技术无论是加热和成形装备制造，还是工艺开发，以及后续的加工处理，难度都较大，且成本非常高。
为了更好地实现高强钢的成形，经过理论分析和大量实验研究后，本发明提出一种改善高强度钢的局部成形性的方法，可以有效提高易开裂区域的成形性，大幅度提高高强度冲压件的成形质量，非常适用于成形性差的高强钢板的冲压成形。
发明内容：
本发明提供一种高强钢局部加热成形方法，主要为了解决高强度钢在成形过程中容易出现的多处局部拉裂的问题，通过变形区局部加热，传力区局部冷却的方法，改善成形性及整体成形质量。下面以汽车冲压件中最为典型的拉深件为例，结合附图对本发明原理进行说明。
所述方法中模具结构主要由凹模、凸模、压边圈等组成，将处于凹模和压边圈之间的毛坯(简称变形区)局部加热，侧壁与底部过渡区的毛坯(简称传力区)局部冷却，一方面减小变形区材料的变形抗力，另一方面又不致减少、甚至提高传力区的承载能力，以最大限度地提高局部易破裂区域的变形程度。变形区材料的变形抗力下降，塑性提高，可以更容易地通过传力区流入制件底部，以补偿形状复杂、变形量大处材料，控制在双向拉应力状态下厚度的急剧变薄。
本发明中所述方法是对易拉裂部位附近的、处于凹模和压边圈之间的毛坯进行局部加热，在对应位置的凹模口和凸模内设置冷却管道，通以冷却水，对处于其间的毛坯进行局部冷却。
所述方法模具结构中的凹模和压边圈由于被加热，所以，要选择耐热的模具材料。
所述的加热装置是在压边圈及凹模的中心部位开设一个环形室，里面装入电阻加热元件，冷却装置是在凹模口边缘和凸模内部开设冷却管道。
所述方法中开设的环形室，为了提高加热元件的加热效率，在凹模及压料板和它们的垫板之间，放置隔热材料。由于在隔热材料上加有压料力，尽可能考虑采用硬质的石棉，或隔热性的陶瓷。如果隔热材料的厚度不均匀，会使加在坯料上的压料力不均匀，产生法兰边皱纹，应加以注意。
所述板料为高强度钢板，强度高，延伸率低，制件形状上存在拉深深度大，急转弯和断面突变，导致这些位置变形量大，易开裂。
本发明所述高强钢制件存在拉深深度大，急转弯和断面突变等结构特点。在拉深过程中，拉深力作用于底部制件，通过侧壁将力传递至变形区毛坯，变形区坯料通过凹模口的过渡圆角区发生塑性变形，在此区域，材料除受径向拉深外，同时产生塑性弯曲，使板厚减小。材料离开凹模圆角后，产生反向弯曲。制件侧壁受轴向拉伸，为传力区。制件底部处于双向拉伸应力状态。而急转弯和断面突变处的局部受力最大，变薄严重，当所受外力大于板料的抗拉强度时，便会在此处产生拉裂。对易开裂部位附近的凹模和压边圈的之间的毛坯进行局部加热，以提高变形区材料的塑性，降低其变形抗力，增大其成形性，使其更易流入制件底部，补充个别变形量大、变薄趋势非常严重的部位；对拉入凸凹模之间、处于侧壁和底部过渡区的毛坯进行冷却，使之发生硬化，不致降低传力区的抗拉强度，故在一次成形中可获得很大的变形程度。
附图说明：
附图为本发明的成形模具结构原理图。
图1：原始成形工艺得到的零件；
图2：坯料上对应的减薄位置及加热区域；
图3：模具结构截面示意图。
其中：1、零件上减薄严重的区域，2、坯料上对应的区域，3、压边圈，4、凹模，5、凹模垫板，6、变形的板料，7、凹模口独立冷却模块，8、隔热材料，9、电阻加热元件，10、压边圈垫板，11、凸模，12、冷却管道
具体实施方法：
下面以B柱为实例，结合附图所示进一步说明本发明的内容及其具体实施方式。
本发明所述模具包括：凹模(4)、凸模(11)、压边圈(3)、电阻加热元件(9)、独立冷却模块(7)等主要部件，对B柱进行冲压工艺分析和成形试验，确定容易出现拉裂、减薄的区域(1)，如图1所示，在坯料上标定对应位置(2)，在A-A和B-B截面两端椭圆区域所对应的压边圈(3)和凹模(4)中心部位，分别开设一个环形室，在里面装入电阻加热元件(9)，使其靠近坯料(6)一侧，向坯料表面椭圆部分传热，使其受热变形抗力降低，塑性提高，更容易流向坯料上容易变薄的区域，补偿其厚度变化，环形室其余的侧面和底面添加隔热材料(8)，这样既不影响其它位置模具和板料的温度，同时也提高了加热效率。在凹模口(7)(传力区)和凸模内部设置独立冷却模块，并开设冷却管道(12)，通入循环冷却水，对加热区域进行冷却。加热位置、温度和面积大小以及冷却管道的形状、尺寸、长度和数量视高强钢的强度、制件的形状、大小及拉裂位置和开裂的程度而定，拉裂处越多，越严重，局部加热处越多，加热温度越高。
本发明所述方法坯料的局部区域进行加热和冷却的处理，能够有效解决高强度钢板形状复杂制件成形中的重大难题，通过降低材料局部强度，提高了塑性，从而提高了整体的成形性，能得到成形质量良好的零件。这种方法很巧妙地解决了在高强钢成形过程中出现的减薄及拉裂的情况，适合加工形状更加复杂的零件，对生产实际具有重要的现实意义。

Claims (4)

1.本发明是一种高强钢局部加热成形方法，主要是在传统的模具上设置独立模块，其特征在于：针对坯料在成形过程中容易出现开裂的区域，在模具上设置对应的加热模块和冷却模块，加热模块设置在凹模和压边圈上的对应位置，通过内置的电阻加热元件向模具表面传热，对坯料进行加热，并使用隔热材料将其与其它部位分开；冷却模块设置在凹模口和凸模上，通过其上开设的冷却循环管路对加热的坯料进行冷却。
2.根据权利要求1所述的一种高强钢局部加热成形方法，其特征在于：所述零件材料为高强钢，零件拉深深度大，具有急转弯和断面突变。
3.根据权利要求1所述的一种高强钢局部加热成形方法，其特征在于：隔热材料放置在凹模及压边圈与对应垫板之间，使用厚度均匀的硬质石棉或隔热性陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种高强钢局部加热成形方法，其特征在于：独立加热模块和冷却模块使用耐热模具材料加工制作。
CN2011104459681A 2011-12-28 2011-12-28 一种高强钢局部加热成形方法 Pending CN102527803A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104459681A CN102527803A (zh) 2011-12-28 2011-12-28 一种高强钢局部加热成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104459681A CN102527803A (zh) 2011-12-28 2011-12-28 一种高强钢局部加热成形方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102527803A true CN102527803A (zh) 2012-07-04

Family

ID=46336528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104459681A Pending CN102527803A (zh) 2011-12-28 2011-12-28 一种高强钢局部加热成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102527803A (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240763A (zh) * 2013-05-13 2013-08-14 东莞市比比克电子科技有限公司 锂离子电池铝塑膜成型冲床及其成型方法
CN103785734A (zh) * 2014-01-28 2014-05-14 无锡红弦汽车轻量化科技有限公司 热成形钢管分段强化类零件的压力冷却工艺及模具液压装置
CN103866107A (zh) * 2014-03-12 2014-06-18 安徽利达汽车轴承制造有限公司 外球面球轴承内圈偏心台退火方法
CN104438542A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 管件气胀热成形分段强化生产设备
CN104438840A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 东莞市豪斯特热冲压技术有限公司 一种高强零件多工位热成形装置及热成形方法
CN105033513A (zh) * 2015-06-25 2015-11-11 大连理工大学 一种焊接技术局部改性的辅助冲压成形方法
CN105033056A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 宁波宝恒轴承配件制造有限公司 一种自动轴承防尘盖冲压模具
CN105349751A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 贵州航锐航空精密零部件制造有限公司 一种托板螺母高频退火装置
CN106001233A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 茂名重力石化机械制造有限公司 热压成型反应器封头方法、应用于该方法的毛坯及采用该方法制造的封头的反应器
CN106180419A (zh) * 2016-09-21 2016-12-07 北京普惠三航科技有限公司 一种板坯差温拉深成形用凹模、模具、装置以及拉深方法
CN106232254A (zh) * 2014-04-23 2016-12-14 杰富意钢铁株式会社 热冲压成形品的制造方法以及热冲压成形品
CN108213213A (zh) * 2017-11-30 2018-06-29 昆山邦泰汽车零部件制造有限公司 使用寿命长的热冲压模具
CN108582945A (zh) * 2018-04-04 2018-09-28 吉林大学 一种温热分区固化胶铆复合连接方法
CN109702078A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 福特汽车公司 热成形应用中的温模修边
WO2019104601A1 (zh) * 2017-11-30 2019-06-06 惠州市惠轩达汽车贸易有限公司 一种碳钢车框冲压成型工艺
CN110252841A (zh) * 2019-07-06 2019-09-20 深圳万佳互动科技有限公司 一种铝合金板材的成形方法
CN111315503A (zh) * 2018-10-10 2020-06-19 优尼冲压株式会社 压制成形品的制造方法、保持件以及压制成形品的制造系统
CN112045378A (zh) * 2020-08-27 2020-12-08 常州贝斯特金属制品有限公司 一种避免气孔产生的手套模成型工艺
CN113523114A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 上海千缘汽车车身模具有限公司 一种车身钣金加工模具
CN114192648A (zh) * 2021-11-08 2022-03-18 上海大学 一种局部加热辅助的冲压成形工艺方法和装置
WO2022177540A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-25 Duzce Universitesi Rektorlugu A forming die and a forming method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01118320A (ja) * 1987-10-30 1989-05-10 Tsuinbaade Kogyo Kk 電気ポット用ステンレス容器の製造法
JPH06297047A (ja) * 1993-04-16 1994-10-25 Nippon Steel Corp 対向液圧深絞り成形装置
US20060277962A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Kruger Gary A Hollow metallic ring seal for press
CN101209478A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 中国科学院金属研究所 一种板材非等温冲压成形装置
CN201098710Y (zh) * 2007-08-28 2008-08-13 汉达精密电子(昆山)有限公司 金属板材冲压装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01118320A (ja) * 1987-10-30 1989-05-10 Tsuinbaade Kogyo Kk 電気ポット用ステンレス容器の製造法
JPH06297047A (ja) * 1993-04-16 1994-10-25 Nippon Steel Corp 対向液圧深絞り成形装置
US20060277962A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Kruger Gary A Hollow metallic ring seal for press
CN101209478A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 中国科学院金属研究所 一种板材非等温冲压成形装置
CN201098710Y (zh) * 2007-08-28 2008-08-13 汉达精密电子(昆山)有限公司 金属板材冲压装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
谷诤巍等: "汽车高强度钢板冲压件热成形技术研究", 《模具工业》, vol. 35, no. 4, 30 April 2009 (2009-04-30), pages 27 - 29 *

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240763B (zh) * 2013-05-13 2016-04-13 东莞市卓高电子科技有限公司 锂离子电池铝塑膜成型冲床及其成型方法
CN103240763A (zh) * 2013-05-13 2013-08-14 东莞市比比克电子科技有限公司 锂离子电池铝塑膜成型冲床及其成型方法
CN103785734A (zh) * 2014-01-28 2014-05-14 无锡红弦汽车轻量化科技有限公司 热成形钢管分段强化类零件的压力冷却工艺及模具液压装置
CN103785734B (zh) * 2014-01-28 2016-05-11 无锡红弦汽车轻量化科技有限公司 热成形钢管分段强化类零件的压力冷却工艺及模具液压装置
CN103866107A (zh) * 2014-03-12 2014-06-18 安徽利达汽车轴承制造有限公司 外球面球轴承内圈偏心台退火方法
CN106232254A (zh) * 2014-04-23 2016-12-14 杰富意钢铁株式会社 热冲压成形品的制造方法以及热冲压成形品
CN104438840A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 东莞市豪斯特热冲压技术有限公司 一种高强零件多工位热成形装置及热成形方法
CN104438840B (zh) * 2014-11-21 2016-08-24 东莞市豪斯特热冲压技术有限公司 一种高强零件多工位热成形装置及热成形方法
CN104438542A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 管件气胀热成形分段强化生产设备
CN105033513A (zh) * 2015-06-25 2015-11-11 大连理工大学 一种焊接技术局部改性的辅助冲压成形方法
CN105033056A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 宁波宝恒轴承配件制造有限公司 一种自动轴承防尘盖冲压模具
CN105349751A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 贵州航锐航空精密零部件制造有限公司 一种托板螺母高频退火装置
CN106001233A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 茂名重力石化机械制造有限公司 热压成型反应器封头方法、应用于该方法的毛坯及采用该方法制造的封头的反应器
CN106180419A (zh) * 2016-09-21 2016-12-07 北京普惠三航科技有限公司 一种板坯差温拉深成形用凹模、模具、装置以及拉深方法
CN109702078A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 福特汽车公司 热成形应用中的温模修边
CN108213213A (zh) * 2017-11-30 2018-06-29 昆山邦泰汽车零部件制造有限公司 使用寿命长的热冲压模具
WO2019104601A1 (zh) * 2017-11-30 2019-06-06 惠州市惠轩达汽车贸易有限公司 一种碳钢车框冲压成型工艺
CN108582945A (zh) * 2018-04-04 2018-09-28 吉林大学 一种温热分区固化胶铆复合连接方法
CN108582945B (zh) * 2018-04-04 2023-06-13 吉林大学 一种温热分区固化胶铆复合连接方法
CN111315503A (zh) * 2018-10-10 2020-06-19 优尼冲压株式会社 压制成形品的制造方法、保持件以及压制成形品的制造系统
US11161164B2 (en) 2018-10-10 2021-11-02 Unipres Corporation Method for manufacturing a press-molded article, a retainer, and a manufacturing system for a press-molded article
CN110252841A (zh) * 2019-07-06 2019-09-20 深圳万佳互动科技有限公司 一种铝合金板材的成形方法
CN110252841B (zh) * 2019-07-06 2020-08-04 佛山市欧朗德建材有限公司 一种铝合金板材的成形方法
CN112045378A (zh) * 2020-08-27 2020-12-08 常州贝斯特金属制品有限公司 一种避免气孔产生的手套模成型工艺
WO2022177540A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-25 Duzce Universitesi Rektorlugu A forming die and a forming method
CN113523114A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 上海千缘汽车车身模具有限公司 一种车身钣金加工模具
CN113523114B (zh) * 2021-07-21 2023-08-18 上海千缘汽车车身模具有限公司 一种车身钣金加工模具
CN114192648A (zh) * 2021-11-08 2022-03-18 上海大学 一种局部加热辅助的冲压成形工艺方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102527803A (zh) 一种高强钢局部加热成形方法
JP5765496B2 (ja) プレス成形方法およびプレス成形部品の製造方法
CN103465027B (zh) 一种gh4169合金细晶盘坯制造方法
CN102156080B (zh) 建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置及试验方法
CN100444982C (zh) 镁合金板材差温拉延模具
CN100371129C (zh) 铁路货车钩尾框锻造成形工艺及模具
CN107252866B (zh) 核反应堆带多个凸出管嘴大型封头锻件整体锻造成形方法
CN102228936B (zh) 一种高强度马氏体钢板热冲压模具及工艺
CN101209478A (zh) 一种板材非等温冲压成形装置
CN101941039A (zh) 一种高强铝合金等温变向自由锻方法及装置
CN102554040A (zh) 镁合金薄板差温拉深模具
CN110252899B (zh) 一种钛合金薄壁构件快速加热冷模热板成形方法
CN106583489A (zh) 高强铝合金板材回归成形一体化工艺
CN103691813B (zh) 一种特殊r型板材专用折弯机模具
KR101403294B1 (ko) 가압부를 구비하는 핫스템핑 성형장치와 이를 이용한 성형방법
CN102974742A (zh) 一种移动叉的加工方法
CN101780624A (zh) 一种钛合金蜗壳件成型方法
CN104307912B (zh) 一种变通道挤压轧制成形装置及其成形方法
CN102229044A (zh) 一种宽幅镁合金超薄板材连续挤轧装置及挤轧方法
CN103639220A (zh) 一种镍合金管坯的挤压成型方法
CN102601193A (zh) 一种椭圆弧凹模圆角的高强钢回弹控制方法
CN104551545B (zh) 一种细晶组织轴瓦的应变诱发式半固态成形装置及工艺
CN104550403A (zh) 一种实现中空金属构件高温气压胀形的装置及工艺
CN105414233A (zh) 一种带背压反挤压模具及采用该模具的加工工艺
CN103846633A (zh) 一种变速箱用的惰轮轴的锻造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120704