CN104492918B - 减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，其特征是，包括以下步骤：第一步，将钢板在加热炉内加热至850~940℃，使其转化为奥氏体组织，得到热成形后的工件；所述钢板的材质为硼钢22MnB5；第二步，冲孔：将工件放置在模具的下模座上，开启润滑源，向冲头上缠绕的润滑导管输送润滑液，流量控制在10~50毫升/分钟；冲头浸润1~5分钟后合模，在工件上进行冲孔；每生产4~5个工件，关闭润滑源1~2分钟，以此循环。本发明能够在不增加额外成本也不损失生产效率的前提下，有效润滑冲头。

Description

减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺

技术领域

本发明涉及一种减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，尤其是一种用于对经过热成形处理后的高强度及超高强度钢板进行冲孔的工艺，属于热成形钢板的分离技术领域。

背景技术

高强度钢板强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能，高强度钢板的应用是同时确保轻量化和碰撞安全性的有效手段，因此在大型船舶、桥梁、电站设备、中、高压锅炉、高压容器、机车车辆、起重机械等工程行业领域中应用广泛。而热成形钢板作为一种新兴事物，其生产工艺不同于普通的高强度钢板，热成形钢板的生产工艺通常包括成形和淬火冷却两个阶段，其中，成形阶段需要在高温下由模具一次冲压成形，淬火冷却阶段需要通过控制一定的冷却速度迅速冷却，从而使钢板发生从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，由此得到极高的强度和硬度，以常见硼钢为例，热成形处理后其强度达到1500Mpa左右。一般的高强度钢板的抗拉强度在400MPa~450MPa左右，而热成形钢材加热前抗拉强度即已达到500MPa~800MPa，加热成形后则可提高至1300~1600MPa，其强度为普通高强度钢材的3~4倍，其硬度仅次于陶瓷，但又具有钢材的韧性，以常见热成形硼钢钢板为例，强度达到1500MPa，延伸率为5%左右，已经远远超过一般意义的高强钢，其分离工艺难度远远高于普通钢板和常见高强钢钢板。

对于热成形钢板的冲孔工艺，由于钢板本身强度和硬度非常高，冲头磨损非常严重，最终产生冲孔毛刺，影响工件质量。为此，常用的方法为使用高硬度的粉末冶金钢，甚至在粉末冶金钢的基础上增加TD、PVD涂层等表面处理技术，刃口的成本由此变得非常昂贵。

另外一种解决办法是改善冲孔时候冲头的润滑条件，常见的方法是在零件热成形以后经过涂油工艺，让零件表面覆盖润滑液。但是在批量生产过程中：（1）增加一序涂油工艺，增加了生产成本；（2）从生产的安全库存考虑，常常要备库，即便保证了先进先出的物流原则，也常常出现生产间隔时间长，覆盖在工件上面的润滑液挥发、滴漏，造成整体或某个局部区域润滑不足甚至没有润滑。

因此，如果能够发明一种润滑工序，既可以对工件进行润滑，又不增加生产工序，还能保证润滑的均匀、稳定，将对热成形冲孔工艺质量和成本的提升有很大的应用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，在不增加额外成本也不损失生产效率的前提下，有效润滑冲头。

按照本发明提供的技术方案，所述减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，其特征是，包括以下步骤：

第一步，将钢板在加热炉内加热至850~940℃，使其转化为奥氏体组织，得到热成形后的工件；所述钢板的材质为硼钢22MnB5；

第二步，冲孔：将工件放置在模具的下模座上，开启润滑源，向冲头上缠绕的润滑导管输送润滑液，流量控制在10~50毫升/分钟；冲头浸润1~5分钟后合模，在工件上进行冲孔；每生产4~5个工件，关闭润滑源1~2分钟，以此循环。

进一步的，所述模具包括上模和下模座，上模上设置压料板和上模冲头，下模座上设置下模冲孔凹模套，上模冲头和下模冲孔凹模套相配合；在所述上模冲头上缠绕螺旋形润滑导管，润滑导管为空心导管，在润滑导管的管壁上沿长度方向设置空隙。

进一步的，在每个需要润滑的上模冲头一侧配备润滑液管路，润滑液管路的一端固定在上模冲头上端的底座安装面上，润滑液管路的另一端固定在上模上；所有的润滑液管路汇结成主管路，主管路与润滑源相连；所述润滑液管路的一端与润滑导管的一端通过过盈配合的方式连接，润滑导管的另一端呈螺旋状缠附在上模冲头上。

进一步的，所述润滑导管的安装位置位于上模冲头距离上端底座安装面的5~80mm区域内。

进一步的，在所述润滑液管路上设置流量控制阀。

本发明具有以下技术效果：（1）本发明可省略热成形后，冲孔之前的涂油工艺；（2）本发明特别适用于对已有模具进行改进的项目，基本不需要对原有模具结构做任何改动，只须排布好连接润滑源的管路，避免与现有模具结构干涉即可，改动成本更低；（3）本发明根据刃口润滑需要调节每次冲压的润滑量，质量稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2的I放大图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1~图3所示：所述减小热成形钢板冲头磨损的模具结构包括上模1、压料板2、上模冲头3、下模冲孔凹模套4、下模座5、润滑导管6、润滑油管路7、主管路8、润滑源9、流量控制阀10等。

如图1、图2所示，本发明包括上模1和下模座5，上模1上设置压料板2和上模冲头3，下模座5上设置下模冲孔凹模套4，上模冲头3和下模冲孔凹模套4相配合；在所述上模冲头3上缠绕螺旋形润滑导管6，该润滑导管6的材质为塑料或树脂等有机复合材料、或者为铁、铜等金属材料，润滑导管6为空心导管，在润滑导管6的管壁上沿长度方向设置空隙，可以保证润滑油在不小于1倍螺距的距离内沿润滑导管6的管壁漏出，并且沿着上模冲头3圆周方向浸润上模冲头3（不小于一个周长的范围）；

在每个需要润滑的上模冲头3一侧配备润滑油管路7，润滑油管路7的一端固定在上模冲头3上端的底座安装面上，润滑油管路7的另一端固定在上模1上；所有的润滑油管路7汇结成主管路8，主管路8与润滑源9相连；所述润滑油管路7的一端与润滑导管6的一端通过过盈配合的方式连接，润滑导管6的另一端呈螺旋状缠附在上模冲头3上；

所述润滑导管6缠绕在上模冲头3的上端，润滑导管6的安装位置位于上模冲头3距离上端底座安装面的5~80mm区域内；

在所述润滑油管路7上设置流量控制阀10。

本发明的工作原理：生产前将主管路8与润滑源9相连，润滑油通过主管路8、润滑油管路7，最终输送润滑油管路7的出口，沿润滑导管6的管壁漏出，在润滑导管6不小于1倍螺距的距离内浸润上模冲头3，最终在重力的作用下，浸润上模冲头3最前端与工件接触的工作部分，从而完成对冲头刃口的润滑；每次冲压过后，工件带走部分润滑油，润滑源持续供给润滑油，从而达到润滑输出与消耗的平衡。

实施例：一种减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，该工件为汽车用B柱，钢板的材质为硼钢22MnB5，料厚1.2mm，长度1250mm，宽430mm，所需冲孔直径D=16mm；上述工件通过以下步骤进行具体加工处理：

第一步，将钢板在加热炉内加热至850~940℃，使其转化为奥氏体组织，得到热成形后工件B柱；

第二步，冲孔：将工件B柱放置在模具的下模座上，开启润滑源，向冲头上缠绕的润滑导管输送润滑油，流量控制在10~50毫升/分钟；冲头浸润1~5分钟后合模，实现在工件B柱上进行冲孔的过程；为了更有效地利用润滑油，每生产4~5个工件，关闭润滑源1~2分钟，以此循环；每次冲压过后，工件带走部分润滑油，润滑源间断供给润滑油，从而达到润滑输出与消耗的平衡。

Claims (3)

1.一种减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，其特征是，包括以下步骤：

第一步，将钢板在加热炉内加热至850~940℃，使其转化为奥氏体组织，得到热成形后的工件；所述钢板的材质为硼钢22MnB5；

第二步，冲孔：将工件放置在模具的下模座上，开启润滑源，向冲头上缠绕的润滑导管输送润滑油，流量控制在10~50毫升/分钟；冲头浸润1~5分钟后合模，在工件上进行冲孔；每生产4~5个工件，关闭润滑源1~2分钟，以此循环；

所述模具包括上模（1）和下模座（5），上模（1）上设置压料板（2）和上模冲头（3），下模座（5）上设置下模冲孔凹模套（4），上模冲头（3）和下模冲孔凹模套（4）相配合；在所述上模冲头（3）上缠绕螺旋形润滑导管（6），润滑导管（6）为空心导管，在润滑导管（6）的管壁上沿长度方向设置空隙；

在每个需要润滑的上模冲头（3）一侧配备润滑油管路（7），润滑油管路（7）的一端固定在上模冲头（3）上端的底座安装面上，润滑油管路（7）的另一端固定在上模（1）上；所有的润滑油管路（7）汇结成主管路（8），主管路（8）与润滑源（9）相连；所述润滑油管路（7）的一端与润滑导管（6）的一端通过过盈配合的方式连接，润滑导管（6）的另一端呈螺旋状缠附在上模冲头（3）上。

2.如权利要求1所述的减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，其特征是：所述润滑导管（6）的安装位置位于上模冲头（3）距离上端底座安装面的5~80mm区域内。

3.如权利要求1所述的减小热成形钢板冲头磨损的冲孔工艺，其特征是：在所述润滑油管路（7）上设置流量控制阀（10）。