CN102728708A - 一种超高强度钢板的冷-热复合冲压成形法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高强度钢板冲压件的冷-热复合冲压成形法，属于热冲压成形领域。钢板首先经过冷成形工艺完成板料的切边、冲孔等工序，冷成形冲压件完全具备图纸要求的形状、结构和尺寸精度。对冷成形冲压件加热使之完全奥氏体化，再通过热成形模具达到保持原有尺寸精度及淬火的目的。本发明成功的解决了传统热成形冲压件激光切边、冲孔精度低、成本高的问题，与传统热成形工艺相比，本发明从根本上提高了冲压件的尺寸精度，并且提高了生产效率，降低了生产成本，对生产实践起到了重要促进作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高强度钢板的冷-热复合冲压成形法，属于热冲压成形技术领域。
背景技术
热成形技术也称为“冲压硬化”技术，专门用于制造高强度钢板的冲压件，与冷成形法相比，其最大优点就是成形后的工件具有高强度，广泛应用于汽车制造领域，在提高汽车安全性能的同时，达到减轻车身重量的目的，真正实现节能减排，作为一种先进的汽车轻量化技术，具有良好的发展前景。
经过热成形的冲压件具有很高的强度和硬度，为后续的切边及冲孔等带来很大难度，阻碍了热成形技术的推广应用。在传统热成形工艺中，板材被加热到奥氏体化温度以上，经过热成形模具冲压成形，在成形过程中通过热成形模具内的冷却管道完成淬火，获得马氏体组织，使冲压件具备高强度和高硬度，难以用模具对冲压件进行切边、冲孔，目前生产中广泛采用激光切割工艺，但是这种工艺普遍存在定位精度低、成本高等问题，影响冲压件的加工精度，增加生产成本。
针对目前热成形冲压件激光切割精度低、成本高等问题，本发明创造性地提出了冷-热复合冲压成形法，即首先对钢板进行冷冲压成形，在成形的过程中完成切边和冲孔，这主要由冷成形模具上专门设计的切边、冲孔结构来实现，冷成形后的冲压件完全具备了图纸要求的形状、结构和精度，但还不具备使用强度，将冷成形冲压件加热到奥氏体化温度以上并保温一定时间，达到奥氏体均匀化以后放入热成形模具中保压，通过热成形模具内冷却管道完成淬火，实现冷冲压件的强化，同时保持原有的尺寸精度。
本发明巧妙地解决了传统热成形冲压件激光切割精度低、成本高的问题，具有广阔的市场和良好的发展前景。
发明内容
本发明提供一种高强度钢板冲压件的冷-热复合冲压成形法，主要解决传统热成形冲压件激光切割加工精度低、成本高的问题。
本发明的上述目的是通过如下手段实现的，现结合附图说明如下：
具体工艺过程包括a落料、b冷冲压成形（包括切边、冲孔等）、c加热、d热成形、淬火等工序。首先使板材在冷成形模具上冲压成形，冷成形模具上设计有切边、冲孔结构，以保证冷成形后的冲压件已经完成了切边、冲孔工序，使其完全具备图纸要求的形状、结构和精度；然后，将冷成形后的冲压件放到加热炉中进行加热，冲压件加热到奥氏体化温度以上，保温一定时间，使奥氏体均匀化，然后将奥氏体化的冲压件快速放入热成形模具中，这一过程要在5~8秒内完成，以保证初始热成形温度在奥氏体化温度以上，通过热成形模具的保压及冷却，达到淬火的目的，获得马氏体组织，实现钢板的强化并保证冷成形的尺寸精度。
对比传统的热成形法，本发明具有诸多优点。
本发明通过冷冲压完成工件的精确成形及切边、冲孔等操作，通过热成形达到淬火和保持原有尺寸的目的，这样既可以使冲压件达到预期的使用强度，又能保证冲压件的尺寸精度，使后续装配能够顺利进行；本发明避免了采取激光切割工艺，节省了大量编程、定位等工艺时间，即提高了生产效率又降低了生产成本。
附图说明：
图中：1.高强度钢板 2. 落料切刀3. 落料压机 4. 机械手5.冷成形凸模 6. 冷成形凹模7.加热炉 8. 热成形凸模9. 热成形凹模10. 冷却系统11. 热冲压件
a.落料 b.冷成形（包括切边、冲孔等） c.加热（奥氏体化） d. 热成形、淬火。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的内容及其具体实施方式。
图中所示为冷-热复合冲压成形法，钢板1首先在落料压机3上落料，然后通过机械手4转移到冷成形压机上，由于热成形前的钢板硬度较低、塑性好，经过冷成形模具的冲压成形，即可完成钢板的精确成形及切边、冲孔等操作，通过机械手将冷成形冲压件转移到加热炉中进行加热，保温一段时间，使板材完全奥氏体化，加热温度和保温时间受到钢板厚度及热物理性能、加热炉加热效率等诸多因素的影响，一般对于2mm以下厚度的板材，加热温度选取880-950℃，保温时间为5-10min，目的是使奥氏体转变完全，碳化物完全溶解于奥氏体中并且分布均匀，以及完成合金元素的均匀分布。加热炉可同时对多个工件进行加热，附图中仅画出一个冲压件进行示意性说明。
冲压件在热处理炉中完成奥氏体均匀化以后，通过机械手转移到热成形压机上进行热冲压成形，这一过程时间要尽量短，一般在5~8秒内完成，目的是保证冲压件初始热成形温度在奥氏体化温度以上，热冲压速度一般在75mm/s左右进行快速成形，然后保压一定时间以保持原冷冲压件的尺寸精度，通过热成形模具内的冷却管道快速冷却，要保证平均冷却速度在25℃/s以上，从而获得板条马氏体组织，达到淬火的目的，实现冲压件的强化。
通过上述工艺过程制造的冲压件，不仅具备极高的强度（抗拉强度一般在1500MPa以上），而且具有极高的尺寸精度，无需采用激光切割进行后处理，为冲压件的装配带来极大便利。
本发明巧妙地解决了传统热成形冲压件激光后处理加工精度低、成本高的问题，突破了阻碍传统热成形发展的技术难题，提高了生产效率，降低了生产成本，对生产实践具有重大促进作用。
Claims (2)
1.一种高强度钢板的冷-热复合冲压成形法，包括a落料、b冷冲压成形（包括切边、冲孔等）、c加热、d热成形、淬火等工序，其特征在于：所述冷-热复合冲压成形法，零件首先要在常温下通过冷冲压方法完成成形、切边及冲孔等各加工工序，使之完全具备图纸要求的形状、结构和精度，然后再将其加热并完全奥氏体化，送入热成形模具内保压、冷却，完成淬火，在保持原有成形精度的同时，强度大幅提高。
2.根据权利要求1所述一种高强度钢板的冷-热复合冲压成形法，其特征在于：采取冷-热复合成形工艺后，可直接获得成品件，冲压件无需再用激光进行切边、冲孔。
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