CN106391850A - 一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，具体步骤为：选择高强度钢板22MnB5；板料奥氏体化；将奥氏体化后的板料从加热炉中取出转移至快速急冷装置中进行快速急冷；再转移至热冲压成形水冷模具中，完成冲压成形并保压淬火，利用模具的冷却系统对高温板料进行淬火热处理；将热冲压成形零件从模具中取出，利用酸洗或喷丸的方法去除零件表面的氧化皮，提高零件表面质量，使用激光切割机、激光钻孔机对高强度热冲压零件进行切边和钻孔。本发明在传统的热冲压技术中加入快速急冷装置，将高温板料快速急冷至合适温度再热冲压成形，在改善淬火均匀性和成形性能的基础上，提高了板料的冷却速率和热冲压件材料的马氏体含量、抗拉强度。

Description

一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺

技术领域

本发明涉及车用高强度钢板热冲压领域，尤其涉及一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺。

背景技术

近几年来，能源短缺危机和环境污染问题受到越来越多的关注，制造节能、环保、安全、舒适的汽车是未来汽车工业的发展趋势。因此，全球各大汽车生产公司和高校科研人员都在积极研究节约能源和提高安全性的汽车设计、制造新技术。汽车轻量化对于提高燃油经济性、保护环境具有十分重要的意义。高强度钢板热冲压成形技术能够同时解决汽车轻量化和碰撞安全这对矛盾，对制造节能、环保和安全的汽车具有重要意义。使用高强度钢板、超高强度钢板制造车身安全零部件和加强件，能够显著提高车身构件的强度，增强汽车碰撞安全性能，同时还减少零部件材料的使用量，降低了车身重量，实现汽车轻量化。

传统的热冲压技术大多采用直接热成形工艺，首先把板料加热并保温至充分均匀奥氏体化，然后将高温板料转移至水冷模具一次完成冲压成形并保压淬火，获得最终热冲压零件。这过程中奥氏体化加热温度、保温时间以及冷却速率等对热冲压成形后的材料微观组织和机械性能有很大影响。同时成形温度是热冲压技术的一个关键工艺参数，对板料的淬火速率、淬火均匀性、热冲压件材料微观组织、机械性能、回弹、成形性能等有重要影响。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，具体步骤为：

(1)板料的选择：

选择厚度为1.7-2mm的热冲压高强度钢板22MnB5，使用落料压机和落料模具冲裁出所需外形轮廓的热冲压板料；

(2)板料奥氏体化：

使用机械手将板料转移至防氧化加热炉中，板料在防氧化加热炉中被加热到奥氏体化温度910-940℃，并在奥氏体区内保持5-6分钟，使其充分均匀奥氏体化；

(3)快速急冷：

使用机械手将奥氏体化后的板料从加热炉中取出转移至快速急冷装置中，将高温板料快速急冷至620-680℃；

(4)冲压成形和保压淬火：

再由机械手转移至热冲压成形水冷模具中，完成冲压成形并保压淬火，利用模具的冷却系统对高温板料进行淬火热处理，使热冲压零件获得均匀的马氏体组织和良好的机械性能，保压可以减小回弹，提高热冲压零件形状精度；

(5)后续处理：

使用机械手将热冲压成形零件从模具中取出，利用酸洗或喷丸的方法去除零件表面的氧化皮，提高零件表面质量，使用激光切割机、激光钻孔机对高强度热冲压零件进行切边和钻孔。

所述热冲压板料上设置有用于控制淬火时冷却速率达到马氏体转换的临界速率的通孔。

所述通孔成圆形，沿板料长宽方向均匀分布。

本发明的有益效果是：本发明在传统的热冲压技术中加入快速急冷装置，将高温板料快速急冷至合适温度再热冲压成形，在改善淬火均匀性和成形性能的基础上，提高了板料的冷却速率和热冲压件材料的马氏体含量、抗拉强度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，具体步骤为：

(1)板料的选择：

选择厚度为1.7mm的热冲压高强度钢板22MnB5，使用落料压机和落料模具冲裁出所需外形轮廓的热冲压板料；

(2)板料奥氏体化：

使用机械手将板料转移至防氧化加热炉中，板料在防氧化加热炉中被加热到奥氏体化温度910℃，并在奥氏体区内保持5分钟，使其充分均匀奥氏体化；

(3)快速急冷：

使用机械手将奥氏体化后的板料从加热炉中取出转移至快速急冷装置中，将高温板料快速急冷至620℃；

(4)冲压成形和保压淬火：

再由机械手转移至热冲压成形水冷模具中，完成冲压成形并保压淬火，利用模具的冷却系统对高温板料进行淬火热处理，使热冲压零件获得均匀的马氏体组织和良好的机械性能，保压可以减小回弹，提高热冲压零件形状精度；

(5)后续处理：

使用机械手将热冲压成形零件从模具中取出，利用酸洗的方法去除零件表面的氧化皮，提高零件表面质量，使用激光切割机、激光钻孔机对高强度热冲压零件进行切边和钻孔。

所述热冲压板料上设置有用于控制淬火时冷却速率达到马氏体转换的临界速率的通孔。

所述通孔成圆形，沿板料长宽方向均匀分布。

实施例2：

一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，具体步骤为：

(1)板料的选择：

选择厚度为2mm的热冲压高强度钢板22MnB5，使用落料压机和落料模具冲裁出所需外形轮廓的热冲压板料；

(2)板料奥氏体化：

使用机械手将板料转移至防氧化加热炉中，板料在防氧化加热炉中被加热到奥氏体化温度940℃，并在奥氏体区内保持6分钟，使其充分均匀奥氏体化；

(3)快速急冷：

使用机械手将奥氏体化后的板料从加热炉中取出转移至快速急冷装置中，将高温板料快速急冷至680℃；

(4)冲压成形和保压淬火：

再由机械手转移至热冲压成形水冷模具中，完成冲压成形并保压淬火，利用模具的冷却系统对高温板料进行淬火热处理，使热冲压零件获得均匀的马氏体组织和良好的机械性能，保压可以减小回弹，提高热冲压零件形状精度；

(5)后续处理：

使用机械手将热冲压成形零件从模具中取出，利用喷丸的方法去除零件表面的氧化皮，提高零件表面质量，使用激光切割机、激光钻孔机对高强度热冲压零件进行切边和钻孔。

所述热冲压板料上设置有用于控制淬火时冷却速率达到马氏体转换的临界速率的通孔。

所述通孔成圆形，沿板料长宽方向均匀分布。

实施例3：

一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，具体步骤为：

(1)板料的选择：

选择厚度为1.8mm的热冲压高强度钢板22MnB5，使用落料压机和落料模具冲裁出所需外形轮廓的热冲压板料；

(2)板料奥氏体化：

使用机械手将板料转移至防氧化加热炉中，板料在防氧化加热炉中被加热到奥氏体化温度920℃，并在奥氏体区内保持5分钟，使其充分均匀奥氏体化；

(3)快速急冷：

使用机械手将奥氏体化后的板料从加热炉中取出转移至快速急冷装置中，将高温板料快速急冷至650℃；

(4)冲压成形和保压淬火：

再由机械手转移至热冲压成形水冷模具中，完成冲压成形并保压淬火，利用模具的冷却系统对高温板料进行淬火热处理，使热冲压零件获得均匀的马氏体组织和良好的机械性能，保压可以减小回弹，提高热冲压零件形状精度；

(5)后续处理：

使用机械手将热冲压成形零件从模具中取出，利用酸洗的方法去除零件表面的氧化皮，提高零件表面质量，使用激光切割机、激光钻孔机对高强度热冲压零件进行切边和钻孔。

所述热冲压板料上设置有用于控制淬火时冷却速率达到马氏体转换的临界速率的通孔。

所述通孔成圆形，沿板料长宽方向均匀分布。

本发明在传统的热冲压技术中加入快速急冷装置，将高温板料快速急冷至合适温度再热冲压成形，在改善淬火均匀性和成形性能的基础上，提高了板料的冷却速率和热冲压件材料的马氏体含量、抗拉强度。

上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，其特征在于，具体步骤为：

(1)板料的选择：

选择厚度为1.7-2mm的热冲压高强度钢板22MnB5，使用落料压机和落料模具冲裁出所需外形轮廓的热冲压板料；

(2)板料奥氏体化：

使用机械手将板料转移至防氧化加热炉中，板料在防氧化加热炉中被加热到奥氏体化温度910-940℃，并在奥氏体区内保持5-6分钟，使其充分均匀奥氏体化；

(3)快速急冷：

使用机械手将奥氏体化后的板料从加热炉中取出转移至快速急冷装置中，将高温板料快速急冷至620-680℃；

(4)冲压成形和保压淬火：

再由机械手转移至热冲压成形水冷模具中，完成冲压成形并保压淬火，利用模具的冷却系统对高温板料进行淬火热处理，使热冲压零件获得均匀的马氏体组织和良好的机械性能，保压可以减小回弹，提高热冲压零件形状精度；

(5)后续处理：

使用机械手将热冲压成形零件从模具中取出，利用酸洗或喷丸的方法去除零件表面的氧化皮，提高零件表面质量，使用激光切割机、激光钻孔机对高强度热冲压零件进行切边和钻孔。

2.根据权利要求1所述的一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，其特征在于，所述热冲压板料上设置有用于控制淬火时冷却速率达到马氏体转换的临界速率的通孔。

3.根据权利要求2所述的一种高强度钢板热冲压及模内淬火工艺，其特征在于，所述通孔成圆形，沿板料长宽方向均匀分布。