CN107321832A - 一种稳定降低热成形温度的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种稳定降低热成形温度的工艺方法，包括以下步骤：步骤一：板料在加热炉中奥氏体化，热成形板料首先在加热炉中，被加热至完全奥氏体化状态，此过程中加热温度850‑950℃，加热时间3‑10min；步骤二：板料预冷却并保温，步骤一加热后的板料被转移至另一个恒温炉中进行保温，保温温度为750‑850℃，保温时间0‑5min；步骤三：冲压成形淬火，步骤二保温后的板料出炉，迅速转移至压力机上冲压成形并保压淬火，获得全马氏体组织的零件。通过炉温来降低成形温度，稳定可靠；在降低成形温度的同时，保证原有的强度；成形温度的降低，为解决“镀锌板热成形过程中液化锌层引起的开裂问题”提供新思路。

Description

一种稳定降低热成形温度的工艺方法
技术领域
本发明涉及汽车结构件热成形技术领域，具体涉及热成形件冲压生产过程中，在不降低零件强度的前提下，稳定降低板料成形温度的方法。
背景技术
热成形件因其较高的强度(1500MPa左右)，在汽车结构件上得到广泛应用。然而成形温度过高，成形温度在720～850℃范围内(具体温度与板料厚度和转移时间有关)；板料成形过程中，模具与板料接触有先后，导致板料温度不均匀，故不同区域的流变抗力不同；板料流变抗力不均匀从而导致局部塑性变形过大，零件容易开裂。降低板料的温度可以有效解决该问题；然而目前降低成形温度的方法有很多的局限性，如：延长转移时间，快速降温，两相区加热等。
中国专利CN103069041 A公开了《镀锌板的热冲压方法》，该方法中为了保证板料低于镀锌层熔点(780℃)，发明了一种判断板料低于780℃的方法；利用观测波长为1.4um以上的发射率测定仪来检测镀锌钢板表面的发射率，根据变化来判断板料温度是否低于780℃。然而该方法只能单一控制低于780℃；需要通过延长空冷时间实现，且控制工艺复杂，自动化控制要求较高。
日本特开2007-182608号公报中，镀锌钢板在加热炉中加热至奥氏体化后，料片出炉后经过骤冷设备被降低至500～730℃，接着进行热成形。该方法虽然能够有效降低板料成形温度，但需要骤冷设备，自动化控制难度较大。
专利CN 1698993A公开了《温热或热成形产品的生产方法》，该方法中通过两相区加热或者缓慢冷却，从而降低板料的成形温度，提高了板料的成形性能；然而该方法将铁素体引入最终组织，导致零件的抗拉强度降低。
发明内容
为克服所述不足，在保证高强度的前提下，提供一种稳定降低热成形温度的工艺方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种稳定降低热成形温度的工艺方法，包括以下步骤：
步骤一：板料在加热炉中奥氏体化，热成形板料首先在加热炉中，被加热至完全奥氏体化状态，此过程中加热温度850-950℃，加热时间3-10min；
步骤二：板料预冷却并保温，步骤一加热后的板料被转移至另一个恒温炉中进行保温，保温温度为750-850℃，保温时间0-5min；
步骤三：冲压成形淬火，步骤二保温后的板料出炉，迅速转移至压力机上冲压成形并保压淬火，获得全马氏体组织的零件。
具体地，所述完全奥氏体化的板料转移至低温炉保温时所选择的温度和时间，是根据最终的成形温度要求、板料厚度、转移时间所决定的。
具体地，经过步骤二保温后的板料被转移至带有冷却模具的压力机上成形淬火，从而实现在保证成形件高强度的前提下，稳定降低板料的成形温度。
具体地，所述板料包括裸板，Al-Si涂层板和镀锌板，比如板料采用22MnB5型的热成形用钢板，具体成分如下表1：
表1热成形用钢化学成分(wt，％)
C Si Mn Cr Mo Ti Al B S P
0.19～0.25 0.2～1.3 0.5～1.5 0.1～0.4 0～0.3 0.03～0.05 0.02～0.06 0.0015～0.0050 0～0.026 0～0.035
具体地，经过步骤一后板料完全奥氏体化后进入第二个保温炉保温时，保温温度和时间的工艺窗口是根据具体材料的热动力学性能决定的。
本发明具有以下有益效果：通过炉温来降低成形温度，稳定可靠；在降低成形温度的同时，保证原有的强度；成形温度的降低，为解决“镀锌板热成形过程中液化锌层引起的开裂问题”提供新思路。
附图说明
图1为本发明工艺步骤示意图。
图2为本发明实施例1中成形件的微观组织图。
图3为本发明实施例2中成型件的微观组织图。
图中1板料在加热炉内奥氏体化，2板料预冷却并保温，3冲压成形淬火。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
现有技术中，板料成形温度为796℃:(1)1.5mm板料(裸板，板料成分见表1)，在加热炉中完成奥氏体化，加热温度为930℃，加热时间5min；(2)加热后的板料转移(转移时间为5s)至带有冷却水的模具上冲压成形并保压淬火，压力为20MPa，保压时间为10s。成形件的抗拉强度达1482MPa。
实施例1：
如图1所示的一种稳定降低热成形温度的工艺方法，如果采用箱式炉加热，成形温度要求低于700℃，本发明的具体实施步骤如下：
步骤一：板料在加热炉中奥氏体化，采用1.5mm板料(裸板，板料成分见表1)，在第一个加热炉中完成奥氏体化，加热温度为930℃，加热时间5min；
步骤二：板料预冷却并保温，步骤一加热后的板料转移至第二个箱式炉中进行预降温，保温温度设置800℃，保温时间3min；
步骤三：冲压成形淬火，步骤二降温后的板料转移(转移时间为5s)至带有冷却水的模具上冲压成形并保压淬火，压力为20MPa，保压时间为10s，成形件的抗拉强度达1480MPa，从而在保证高强度的前提下，稳定降低成形件的成形温度，成形件的微观组织如图2。
实施例2：
如图1所示的一种稳定降低热成形温度的工艺方法，如果选用辊底式加热炉，成形温度要求低于700℃，本发明的具体实施步骤如下：
步骤一：板料在加热炉中奥氏体化，采用1.5mm板料(裸板，板料成分见表1)在辊底炉的第一阶段完成奥氏体化，加热温度为930℃，保温5min；
步骤二：板料预冷却并保温，经步骤一完全奥氏体化后，第二阶段的辊底炉设置800℃，料片在低温炉内缓慢移动，保温时间3min；
步骤三：冲压成形淬火，经步骤二降温后的板料出炉转移(转移时间为5s)至有冷却水的模具上冲压成形并保压淬火，压力为20MPa，保压时间为10s，成形件的抗拉强度达1476MPa，从而在保证高强度的前提下，稳定降低成形件的成形温度，成形件的微观组织如图3。
上面已经结合具体示例性实施例描述了本发明，但是本发明的实施不限于此。在本发明的精神和范围内，本领域技术人员可以进行各种修改和变型，这些修改和变型将落入权利要求限定的保护范围之内。
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (3)

1.一种稳定降低热成形温度的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：板料在加热炉中奥氏体化，热成形板料首先在加热炉中，被加热至完全奥氏体化状态，此过程中加热温度850-950℃，加热时间3-10min；
步骤二：板料预冷却并保温，步骤一加热后的板料被转移至另一个恒温炉中进行保温，保温温度为750-850℃，保温时间0-5min；
步骤三：冲压成形淬火，步骤二保温后的板料出炉，迅速转移至压力机上冲压成形并保压淬火，获得全马氏体组织的零件。
2.根据权利要求1所述的一种稳定降低热成形温度的工艺方法，其特征在于：所述板料包括裸板，Al-Si涂层板和镀锌板。
3.根据权利要求1所述的一种稳定降低热成形温度的工艺方法，其特征在于：经过步骤二保温后的板料被转移至带有冷却模具的压力机上成形淬火。
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