CN106064193B - 一种超高强钢板的冲裁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超高强钢板的冲裁方法，包括在超高强钢板上确定冲裁变形区并在所述冲裁变形区的两侧分别放置负电极和正电极、通过电阻加热法使得所述冲裁变形区被快速加热以及使用冲裁模具对所述超高强钢板上的所述冲裁变形区进行冲裁成型等步骤，通过采用电阻加热法对冲裁变形区进行加热，然后再进行冲裁，由于被加热的冲裁变形区内的材料抗拉强度大幅度降低，塑性大幅度提高，可确保冲裁质量相对较高、冲裁模具使用寿命相对较高且生产成本相对较低。

Description

一种超高强钢板的冲裁方法
技术领域
本发明涉及一种冲裁方法，尤其是一种超高强钢板的冲裁方法。
背景技术
按照国际钢铁协会ULSAB(Ulrta Light Steel AutoBody)项目组的定义,将屈服强度在210～550MPa范围内的钢定义为高强度钢(HSS)，屈服强度在550MPa以上的钢定义为超高强度钢(UHss)。在汽车制造领域，由可淬火钢通过热冲压成形获得的热冲压件材料即为超高强钢(抗拉强度在1500MPa左右)，该热冲压件在装配到汽车上之前还需要对其进行冲裁加工，以便于热冲压件在汽车上的装配。
由于超高强钢板具有较高的强度和较低的塑性，采用普通机械冲裁法(即冷冲裁)对超高强钢板进行冲裁极易造成冲裁模具刃口磨损，冲裁质量相对较低，且冲裁模具使用寿命也相对较低。为提高冲裁模具使用寿命，部分企业或单位通过对冲裁模具进行热处理以提高冲裁模具的耐磨性，以此提高冲裁模具使用寿命，但经过热处理后的冲裁模具也仅能实现5万次左右的有效冲裁，远比用于普通钢冲裁的冲裁模具拥有数百万有效冲裁的冲裁次数低，难以满足大规模工业化冲裁生产需求。
也有部分企业或单位采用激光切割法对超高强钢板进行激光切割，但是这种激光切割方式生产效率相对较低，且生产成本相对较高。
有鉴于此，本申请人对超高强钢板的裁切方式进行了深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冲裁质量相对较高、冲裁模具使用寿命相对较高且生产成本相对较低的超高强钢板的冲裁方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超高强钢板的冲裁方法，包括以下步骤：
S1，在超高强钢板上确定冲裁变形区，并在所述冲裁变形区的一侧放置正电极，另一侧放置负电极；
S2，在所述正电极和所述负电极之间加载电流，通过电阻加热法使得所述冲裁变形区被加热；
S3，断开电流，并使用冲裁模具对所述超高强钢板上的所述冲裁变形区进行冲裁成型。
作为本发明的一种改进，步骤S1中，在确定冲裁变形区或者放置电极之前，对所述超高强钢板进行喷丸处理，喷丸处理的丸粒直径为0.2mm-0.8mm，喷丸速度小于30m/s。
作为本发明的一种改进，步骤S1中，分别对所述正电极和所述负电极施加朝向所述超高强钢板的压力。
作为本发明的一种改进，所述压力的压力值小于或等于0.5×E×ε，其中E为所述正电极或所述负电极的材料的杨氏模量，ε为所述正电极或所述负电极的材料的最大弹性应变。
作为本发明的一种改进，步骤S2中，在所述正电极和所述负电极之间加载电流为直流稳压电流，电流的大小为5000A-10000A，加载电流的时间为1-2秒。
作为本发明的一种改进，步骤S2中，加载电流所产生的加热温度控制在600℃-900℃，所述冲裁变形区的宽度控制在1.0t-2.0t，其中t为所述超高强钢板的厚度。
作为本发明的一种改进，步骤S3中，冲裁前使用压板压紧所述超高强钢板。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、通过采用电阻加热法对超高强钢板的冲裁变形区进行加热，然后再进行冲裁，由于冲裁变形区内的材料被加热后其抗拉强度大幅度降低，塑性大幅度提高，可确保冲裁质量相对较高、冲裁模具的使用寿命相对较高且生产成本相对较低。
2、通过进行喷丸处理可有效去除超高强钢板表面的污迹，确保后续加载电流的稳定性。
3、通过对正电极和负电极施加朝向超高强钢板的压力，确保电极和超高强钢板的表面接触良好，降低接触位置的电阻，保证电极具有较高的导电率。
附图说明
图1为本发明电极在超高强钢板上的放置方式示意图；
图2为本发明冲裁模具的凸模和凹模与超高强钢板的配合关系示意图。
各图中标示对应如下：
10-超高强钢板； 20-正电极；
30-负电极； 40-冲裁变形区；
50-凸模； 60-凹模。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
本实施例提供的超高强钢板的冲裁方法，包括以下步骤：
S1，如图1所示，在待冲裁的超高强钢板10上确定冲裁变形区40，并在该冲裁变形区40的一侧放置正电极20，同时在该冲裁变形区40的另一侧放置负电极30，当然，正电极20和负电极30的放置位置也可以相互对换。
放置电极时，分别对正电极20和负电极30施加朝向超高强钢板10的压力，确保电极和超高强钢板的表面具有良好的接触，降低电极和超高强钢板接触位置的电阻，保证电极具有较高的导电率。往电极上施加的压力的大小可以根据实际需要确定，但该压力的值需要小于或等于0.5×E×ε，其中E为对应的正电极或负电极材料的杨氏模量，ε为对应的正电极或负电极材料的最大弹性应变。
此外，在确定冲裁位置或者放置电极之前，最好对超高强钢板的两侧面进行喷丸处理，喷丸处理的丸粒直径为0.2mm-0.8mm，喷丸速度小于30m/s，这样可有效去除超高强钢板表面的污迹，确保后续加载电流的稳定性，同时不会破坏或影响超高强钢板的导电性能。
S2，在正电极和负电极之间加载电流，通过电阻加热法使得超高强钢板上的冲裁变形区被加热至高温状态。电阻加热法是利用工件本身作导体,通过控制施加在工件两端上的电压及通电时间实现加热的一种方法，这是现有技术中存在的一种加热方法，其具体加热方式此处不再详述。
在正电极和负电极之间所加载电流为最好为直流稳压电流，电流的大小为5000A-10000A，加载电流的时间为1-2秒，直流稳压电流的具体参数可以根据实际需要确定，但是需要确保加载电流所产生的加热温度被控制在600℃-900℃，冲裁变形区的宽度被控制在1.0t-2.0t，其中t为超高强钢板的厚度。
加热后冲裁变形区内的材料的抗拉强度大幅度降低，塑性则大幅度升高，便于进行冲裁。
S3，断开电流，并立即使用冲裁模具对超高强钢板10上被加热的冲裁变形区40进行冲裁成型，如图2所示，冲裁模具的凸模50和凹模60分别位于冲裁变形区40的两侧，冲裁模具的冲裁间隙与冲裁变形区40的宽度相同。此外冲裁前最好使用压板压紧超高强钢板，确保冲裁质量。冲裁所使用的冲裁模具为常规的冲裁模具，此处不再详述。
采用上述冲裁方法对超高强钢板进行冲裁，1分钟可实现30次冲裁，生产效率远高于激光裁切，且冲裁质量相对较高、冲裁模具的使用寿命相对较高、生产成本相对较低。
上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，如将上述实施例中的电阻加热法变更为其他加热方式等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超高强钢板的冲裁方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在超高强钢板上确定冲裁变形区，并在所述冲裁变形区的一侧放置正电极，另一侧放置负电极；
S2，在所述正电极和所述负电极之间加载电流，通过电阻加热法使得所述冲裁变形区被加热；
S3，断开电流，并立即使用冲裁模具对所述超高强钢板上的所述冲裁变形区进行冲裁成型；
步骤S1中，在确定冲裁变形区或者放置电极之前，对所述超高强钢板进行喷丸处理，喷丸处理的丸粒直径为0.2mm-0.8mm，喷丸速度小于30m/s。
2.如权利要求1所述的超高强钢板的冲裁方法，其特征在于，步骤S1中，分别对所述正电极和所述负电极施加朝向所述超高强钢板的压力。
3.如权利要求2所述的超高强钢板的冲裁方法，其特征在于，所述压力的压力值小于或等于0.5×E×ε，其中E为所述正电极或所述负电极的材料的杨氏模量，ε为所述正电极或所述负电极的材料的最大弹性应变。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的超高强钢板的冲裁方法，其特征在于，步骤S2中，在所述正电极和所述负电极之间加载电流为直流稳压电流，电流的大小为5000A-10000A，加载电流的时间为1-2秒。
5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的超高强钢板的冲裁方法，其特征在于，步骤S2中，加载电流所产生的加热温度控制在600℃-900℃，所述冲裁变形区的宽度控制在1.0t-2.0t，其中t为所述超高强钢板的厚度。
6.如权利要求1-3中任一权利要求所述的超高强钢板的冲裁方法，其特征在于，步骤S3中，冲裁前使用压板压紧所述超高强钢板。
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