CN103394573A - 一种基于q&p一步法的热冲压成形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，该工艺为Q&P热处理工艺和热冲压工艺的集成工艺，具体包括以下步骤：根据热冲压零件尺寸切割板料；将带有加热板的模具加热到230℃～410℃之间的某一温度；将板料放入加热炉，抽真空，以不低于15℃/s的加热速度将板料加热到850℃～950℃，保温3～6分钟，使板料奥氏体化均匀；将加热好的板料快速移动到预热好的热冲压模具上冲压成形并淬火；模具保持闭合状态，保温10s～180s；将碳分配保温之后的热冲压零件快速放入水中淬火到室温；去除氧化皮：通过抛丸或酸洗处理去除成形零件的氧化皮。与现有技术相比，本发明能确保最终制件具有高强度的同时，具有良好的塑性(延伸率)，从而提升制件的抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明属于金属板料热冲压加工领域，尤其是涉及一种基于Q&P一步法的热冲压成形工艺。
背景技术
目前，超高强钢的应用成为汽车及其他制造领域的主流发展趋势之一，热冲压成形是实现超高强钢制件的一种重要的方式。现有的热冲压成形技术采用的工艺流程为：选择专用热冲压材料→下料→加热保温(板料充分奥氏体化)→迅速移动到模具→完成成形的同时淬火冷却。最终获得超高强度冲压件(组织为马氏体，强度在1500MPa左右甚至更高)。
现有的热冲压工艺生产得到的制件尽管强度很高，但塑性(延伸率)较差，一般在5％左右。导致制件的强塑积(强度与延伸率的乘积)并不高，超高强钢制件的抗冲击性能尚有很大提升空间。
淬火-碳分配(Q&P)热处理工艺是将中碳含硅钢淬火至马氏体转变开始温度Ms～马氏体转变结束温度Mf之间，此时温度称为QT；并再在一定温度等温使碳由马氏体分配至残留奥氏体，此时温度称为PT，使一定量残留奥氏体富碳稳定至室温，以提高钢的塑性和韧性。这项钢热处理的新工艺称为淬火-分配工艺，简称Q&P工艺。Q&P一步法特指QT＝PT的情况。但是目前还没有将Q&P引入超高强钢热冲压成形工艺中的报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可同时提高热冲压零件的强度和延伸率的基于Q&P一步法的热冲压成形工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，其特征在于，该工艺为Q&P热处理工艺和热冲压工艺的集成工艺，具体包括以下步骤：
(1)下料：根据热冲压零件尺寸切割板料；
(2)模具预热：将带有加热板的模具加热到230℃～410℃之间的某一温度；
(3)加热：将板料放入加热炉，抽真空，以不低于15℃/s的加热速度将板料加热到850℃～950℃，保温3～6分钟，使板料奥氏体化均匀；
(4)热冲压成形与模内淬火：将加热好的板料快速移动到预热好的热冲压模具上冲压成形淬火，由于模具温度远低于板料温度，在完成成形的同时完成之间的模内淬火过程；
(5)碳分配：模具保持闭合状态，保温10s～180s；
(6)最终淬火：将碳分配保温之后的热冲压零件快速放入水中淬火到室温；
(7)去除氧化皮：通过抛丸或酸洗处理去除成形零件的氧化皮。
步骤(5)所述的保温时间优选40s～80s。
与现有技术相比，本发明工艺得到的热冲压零件，强度基本持平，但延伸率显著提高，反映综合性能的参数强塑积提高20％～30％，因此最终制件具有更好的综合抗冲击力学性能。由于热冲压零件一般用于汽车的防撞梁等安全部件，故其良好的抗冲击力学性能能有效提高汽车的安全性。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
材料以宝钢生产的热冲压用钢B1500HS为例。基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，如图1所示，包括以下步骤：
1)下料：根据热冲压零件切割B1500HS板料；
2)模具预热：将带有加热板的模具加热到250℃；
3)加热：将板料放入加热炉，抽真空，以20℃/s的加热速度将板料加热到
920℃，保温5分钟，使板料奥氏体化均匀；
4)热冲压成形：将加热好的板料快速移动到热冲压模具上，使用100T液压机进行冲压成形淬火，模具保持闭合，在250℃进行碳分配保温40s，进行Q&P一步法处理；
5)最终淬火：开模，取出碳分配保温之后的热冲压零件，并快速放入水中淬火到室温；
6)去氧化皮：通过抛丸处理去除成形零件的氧化皮。
实施例2
基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，该工艺为Q&P热处理工艺和热冲压工艺的集成工艺，具体包括以下步骤：
(1)下料：根据热冲压零件尺寸切割板料；
(2)模具预热：将带有加热板的模具加热到230℃；
(3)加热：将板料放入加热炉，抽真空，以15℃/s的加热速度将板料加热到900℃，保温6分钟，使板料奥氏体化均匀；
(4)热冲压成形与模内淬火：将加热好的板料快速移动到预热好的热冲压模具上冲压成形淬火，由于模具温度远低于板料温度，在完成成形的同时完成之间的模内淬火过程；
(5)碳分配：模具保持闭合状态，于230℃保温180s；
(6)最终淬火：将碳分配保温之后的热冲压零件快速放入水中淬火到室温；
(7)去除氧化皮：通过抛丸或酸洗处理去除成形零件的氧化皮。
实施例3
基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，该工艺为Q&P热处理工艺和热冲压工艺的集成工艺，具体包括以下步骤：
(1)下料：根据热冲压零件尺寸切割板料；
(2)模具预热：将带有加热板的模具加热到410℃；
(3)加热：将板料放入加热炉，抽真空，以16℃/s的加热速度将板料加热到950℃，保温3分钟，使板料奥氏体化均匀；
(4)热冲压成形与模内淬火：将加热好的板料快速移动到预热好的热冲压模具上冲压成形淬火，由于模具温度远低于板料温度，在完成成形的同时完成之间的模内淬火过程；
(5)碳分配：模具保持闭合状态，于410℃保温10s；
(6)最终淬火：将碳分配保温之后的热冲压零件快速放入水中淬火到室温；
(7)去除氧化皮：通过抛丸或酸洗处理去除成形零件的氧化皮。
实施例4
基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，该工艺为Q&P热处理工艺和热冲压工艺的集成工艺，具体包括以下步骤：
(1)下料：根据热冲压零件尺寸切割板料；
(2)模具预热：将带有加热板的模具加热到300℃；
(3)加热：将板料放入加热炉，抽真空，以16℃/s的加热速度将板料加热到920℃，保温5分钟，使板料奥氏体化均匀；
(4)热冲压成形与模内淬火：将加热好的板料快速移动到预热好的热冲压模具上冲压成形淬火，由于模具温度远低于板料温度，在完成成形的同时完成之间的模内淬火过程；
(5)碳分配：模具保持闭合状态，于300℃保温80s；
(6)最终淬火：将碳分配保温之后的热冲压零件快速放入水中淬火到室温；
(7)去除氧化皮：通过抛丸或酸洗处理去除成形零件的氧化皮。
实例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，其特征在于，该工艺为Q&P热处埋工艺和热冲压工艺的集成工艺，具体包括以下步骤：
1)下料：根据热冲压零件尺寸切割板料；
2)模具预热；将带有加热板的模具加热到230℃～410℃之间的某一温度；
3)加热：将板料放入加热炉，抽真空，以不低于15℃/s的加热速度将板料加热到850℃～50℃，保温3～6分钟，使板料奥氏体化均匀；
4)热冲压成形与模内淬火：将加热好的板料快速移动到预热好的热冲压模具上冲压成形淬火，由于模具温度远低于板料温度，在完成成形的同时完成之间的模内淬火过程；
5)碳分配：模具保持闭合状态，保温10s～180s；
6)最终淬火：将碳分配保温之后的热冲压零件快速放入水中淬火到室温；
7)去除氧化皮：通过抛丸或酸洗处理去除成形零件的氧化皮。
2.根据权利要求1所述的一种基于Q&P一步法的热冲压成形工艺，其特征在于，步骤(5)所述的保温时间优选40s～80s。
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