CN106077276A - 具有多个强度的冲压件的成形方法及热冲压成形装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有多个强度的冲压件的成形方法及热冲压成形装置。该装置包含：一具有第一工作面的第一模具；一具有第二工作面的第二模具，第二模具与第一模具合模时，第二工作面与第一工作面构成对胚料进行成形的造型腔室，第二模具包含可分别在不同时序相对于第一模具进行退模的第一组件与第二组件，第二工作面包含第一组件与第二组件的一合并表面。该成形方法包含：加热胚料至成形温度；夹置胚料于第一模具与第二模具之间；以第一工作面及第二工作面压合胚料；进行第一组件的退模；以及对胚料的受压合区域进行模内淬火处理。
Description
技术领域
本发明有关于一种具有多个强度的冲压件的成形方法及其应用的热冲压成形装置，特别是有关于一种应用可分别退模的时间差以达成对工件不同部位产生空冷及模内淬火加工的热冲压成形装置及冲压件成形方法。
背景技术
由于热冲压技术具有易成形、零件成形后机械性能佳、回弹少等优点。在此制程中材料被加热至900℃以上，成形后急速冷却使制品强度大幅提升。而由于某些热冲压件（例如车门钢梁），必需在不同部位具备不同的刚性。
如图1及图2所示，中国CN 201110412533.7号「一种变强度超高强钢热冲压件的成形方法」，其成形方法是通过改变与软化部相应的凸、凹模模块10内的冷却管道(11,11’)来实现，借由通过减小冷却管道直径、增加管道之间的距离、增加管道到模具的表面距离的方法，减小板料的淬火程度，降低成形件的马氏体含量，从而使该部分强度降低，得到变强度热冲压件，惟此一技术手段并无法在同一模具上灵活、机动地调整在冲压件的同一部分结构上形成需所要的不同的强度程度。
如图3所示，美国US 20120040205号「模内淬火的金属部件的制造方法（Methodfor producing a press-quenched metal component）」，揭示一种预先记算工件12需要不同强度的位置，并在该位置的表面设置缺口121，再于热冲压模具13内进行热冲压及模内淬火的技术，前述缺口121因在模内淬火时不接触模具，因而在该部位产生不同的强度。惟此技术工法必需破坏工件表面的完整性，在部分讲究产品外观的应用上，必需另外再进行表面处理的工序。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结合自然空冷及模内淬火处理的热冲压成形装置。
本发明的再一目的在于提供一种同组模具的不同部位，在不同时间退模的成形方法，以在同一冲压件的不同位置具有自然空冷及模内淬火处理之不同加工方式，以使该冲压件产生不同的材料强度。
本发明提供的热冲压成形装置，适于对一胚料进行热冲压及模内淬火而成形为一冲压件，该装置包含：
一第一模具，具有一第一工作面；
一第二模具，具有一第二工作面，且与该第一模具合模时，该第二工作面与该第一工作面构成一造型腔室，以对该胚料进行成形，该第二模具包含可分别在不同时序相对于该第一模具进行退模的一第一组件与一第二组件，该第二工作面包含该第一组件与该第二组件的一合并表面。
作为优选技术方案，该第一模具或该第二模具的至少其中之一嵌设有冷却流体循环单元。
本发明还提供一种具有多个强度的冲压件的成形方法，步骤包含：
提供如上所述的热冲压成形装置；
加热一胚料至一成形温度；
置入该胚料于该第一模具与该第二模具之间；
压合该热冲压成形装置以应用该第一工作面与该第二工作面接触该胚料；
进行该第二模具的该第一组件的退模，以释放出该第二工作面的部分区域，令该胚料对应该部分区域的表面形成开放区域以接触空气；以及
对该胚料的受压合区域进行模内淬火处理，使该胚料的受压合区域与该开放区域具有不同的冷却速率而形成不同的材料强度。
优选地，该胚料为含肥粒铁与波来铁组织的板材。
优选地，该成形温度为930℃。
优选地，该胚料到达该成形温度下的加热时间不超过10分钟。
优选地，该胚料移入该热冲压成形装置的传送时间在10秒之内。
优选地，该胚料在移入该热冲压成形装置模内成形加工前已预先成形为所需要的形状的预成形件。
本发明的冲压件成形装置及成形方法，在高强度钢在高温(约930℃)的强度较低时(200~300MPa)，借由热冲压模具对被加热钢材的工件第一次冲压成需要的形状的半成品之后/或在对被加热钢材之工作件在其淬火硬化之前，预先退开部分模具，使加工件部分压合于冲压模具，并对压合的部分进行模内淬火处理，以使该钢材具有复强度，以达到经济节省成本的效益。
附图说明
图1为先前技术的热冲压模具的一截面剖视图；
图2为图1的热冲压模具延伸的另一部位的截面剖视图；
图3为先前技术的另一模内淬火的金属部件的制造方法的结构示意图；
图4为本发明一实施例的热冲压成形装置的立体示意图；
图5为本发明一实施例的具多个强度的冲压件的成形方法流程图；
图6至图8为本发明一实施例的具多个强度的冲压件的成形方法的结构流程图；
图9为本发明一实施例的热冲压成形装置嵌设有冷却流体循环单元的侧视剖面示意图；
图10至图12为本发明一实施例的应用具有多个强度的冲压件的成形方法加工胚料至冲压件的成形示意图。
附图标记说明：
10 凸、凹模模块；
11,11’ 冷却管道；
12 工件；
121 缺口；
13 热冲压模具；
20,20’ 热冲压成形装置；
21,21’ 第一模具；
211 第一工作面；
22,22’ 第二模具；
221 第二工作面；
222 第一组件；
2221 开放区域；
223 第二组件；
2231 受压合区域；
224 合并表面；
24 造型腔室；
30 胚料；
40 冲压件；
41 第一强度区域；
42 第二强度区域；
50 冷却流体循环单元；
步骤S10～步骤S60 具多个强度的冲压件的成形步骤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请先参照图4、图6至图8所示。本实施例的热冲压成形装置20，适于对一胚料30进行热冲压及模内淬火而成形为一冲压件40，该热冲压成形装置20包含一具有一第一工作面211的第一模具21以及一具有一第二工作面221的第二模具22。第二模具22与第一模具21合模时，该第二工作面221与该第一工作面211所圈围的空间构成了一造型腔室24，该造型腔室24用以对该胚料30进行成形（及后续的模内淬火处理），该第二模具22包含一第一组件222与一第二组件223，第一组件222与第二组件223可分别在不同时序相对于该第一模具21进行退模动作。其中，该第二工作面221包含该第一组件222与该第二组件223的一合并表面224，亦即该第二工作面221的全部或一部分是由该第一组件222与该第二组件223各自的一工作面所组合而成。
当然，在一热冲压成形装置20’的实施例中，第一模具21’或第二模具22’嵌设有冷却流体循环单元50（如图9所示）。或者，第一模具21’与第二模具22’皆嵌设有冷却流体循环单元50。
请再参照图5，并配合图4、图6～图8所示。本实施例的具有多个强度的冲压件的成形方法的步骤包含：
步骤S10，提供前述的的热冲压成形装置20, 20’。
步骤S20，加热一胚料30至一成形温度（例如为930℃），使其易于弯折成形。在一实施例中，该胚料30为含肥粒铁与波来铁组织的板材，且在胚料30到达成形温度下的加热时间不超过10分钟。
步骤S30，将该加热的胚料30快速地（例如其传送时间在10秒之内）置入于该第一模具21与该第二模具22之间。
步骤S40，压合该热冲压成形装置20, 20’以应用该第一工作面211与该第二工作面221接触该胚料20。
步骤S50，进行该第二模具22的该第一组件222的退模（此时该第二组件223保持在原位置不跟着移动），以释放出该第二工作面221的部分区域，令该胚料30对应该部分区域的表面形成开放区域2221，以接触空气。
步骤S60，对该胚料30的受压合区域进行模内淬火处理，使该胚料的受压合区域2231与该开放区域2221具有不同的冷却速率而形成不同材料强度的冲压件40。
如图10～图12所示，在进行前述成形方法的步骤过程中，胚料30可为一相同强度的板材（如图10中所示的胚料30）或预先成形为所需要的形状的预成形件（如图11中所示的胚料30）。之后进行模具阶段退模及模内淬火加工后形成的冲压件40（如图12中所示的冲压件40），其具有对应于该开放区域2221所形成的第一强度区域41及对应于该受压合区域2231所形成的第二强度区域42。可以理解的是，该冲压件40的第一强度区域41的材料强度不同于该第二强度区域42的材料强度。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (8)
1.一种热冲压成形装置，适于对一胚料进行热冲压及模内淬火而成形为一冲压件，其特征在于，该装置包含：
一第一模具，具有一第一工作面；
一第二模具，具有一第二工作面，且与该第一模具合模时，该第二工作面与该第一工作面构成一造型腔室，以对该胚料进行成形，该第二模具包含可分别在不同时序相对于该第一模具进行退模的一第一组件与一第二组件，该第二工作面包含该第一组件与该第二组件的一合并表面。
2.如权利要求1所述的热冲压成形装置，其特征在于，该第一模具或该第二模具的至少其中之一嵌设有冷却流体循环单元。
3.一种具有多个强度的冲压件的成形方法，其特征在于，步骤包含：
提供如权利要求1或2所述的热冲压成形装置；
加热一胚料至一成形温度；
置入该胚料于该第一模具与该第二模具之间；
压合该热冲压成形装置以应用该第一工作面与该第二工作面接触该胚料；
进行该第二模具的该第一组件的退模，以释放出该第二工作面的部分区域，令该胚料对应该部分区域的表面形成开放区域以接触空气；以及
对该胚料的受压合区域进行模内淬火处理，使该胚料的受压合区域与该开放区域具有不同的冷却速率而形成不同的材料强度。
4.如权利要求3所述的成形方法，其特征在于，该胚料为含肥粒铁与波来铁组织的板材。
5.如权利要求4所述的成形方法，其特征在于，该成形温度为930℃。
6.如权利要求5所述的成形方法，其特征在于，该胚料到达该成形温度下的加热时间不超过10分钟。
7.如权利要求6所述的成形方法，其特征在于，该胚料移入该热冲压成形装置的传送时间在10秒之内。
8.如权利要求4所述的成形方法，其特征在于，该胚料在移入该热冲压成形装置模内成形加工前已预先成形为所需要的形状的预成形件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161109 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |