CN107584026A - 一种钣金件的冲压工艺及相应的模具 - Google Patents

一种钣金件的冲压工艺及相应的模具 Download PDF

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本发明提供一种钣金件的冲压工艺及相应的模具,涉及钣金件加工工艺领域,包括以下步骤:(1)通过切割不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉中加热至840‑900℃,加热速度为30‑40℃/min,保温20‑40min后炉冷;(2)在模具内喷涂上一层耐高温油脂,将模具预热至240‑300℃并保温,待金属板材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成型,自然冷却至室温,得到钣金件胚体;(3)将其放入加热炉内加热至180‑200℃,保温10‑15min后空冷至室温,清水冲洗后即可得到钣金件,本发明具有工艺操作难度低,钣金件尺寸稳定,厚度分布均匀,不易开裂和变形的优点,而且模具的使用寿命大大延长。

Description

一种钣金件的冲压工艺及相应的模具
技术领域
[0001] 本发明涉及钣金件加工工艺领域,具体涉及一种钣金件的冲压工艺及相应的模 具。
背景技术
[0002] 冲压,是在一定的压力下,利用安装在压力机上的模具对钣金材料施加压力,使其 产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。
[0003] 冲压工艺对工艺的精度要求非常高,如果一道工序无法满足工艺要求,后序工序 进一步拉大工件的误差,从而使钣金件无法使用,造成工件的报废。在冲压工艺领域,对于 钣金件等轻质合金的冲压成型通常采用等温冲压成型和差温冲压成型两种方式,其中采用 等温冲压成型,可以显著改善钣金件等轻质合金的塑性变形能力,提高冲压成型性能,但是 在成型过程中容易在凸模圆角部位产生集中塑性变形,造成冲压件的过早开裂,从而限制 了钣金件等轻质合金冲压件的冲压性能,而另一种差温冲压成型,可以有效的提高钣金件 的冲压性能,但是随着温度的降低,钣金件的回弹会急剧增大,将会严重影响尺寸稳定性, 使冲压件厚度分布不均匀。
[0004] 而且,现有的冲压模具大多数难以满足在极其恶劣的工况条件下使用的性能,经 几百次冲压后即需修模,上千次即将报废,这也是冲压工艺中需要改进的课题。
发明内容
[0005] (—)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足,本发明提供了一种钣金件的冲压工艺及相应的模具,具有 工艺操作难度低,钣金件尺寸稳定,厚度分布均匀,不易开裂和变形的优点,而且模具的使 用寿命大大延长。
[0007] (二)技术方案
[0008] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
[0009] 一种钣金件的冲压工艺,包括以下步骤:
[0010] (1)通过切割不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉中加热至 840-90(TC,加热速度为 30-40°(:/1^11,保温20-40111111后炉冷;
[0011] (2)在模具内喷涂上一层耐高温油脂,将模具预热至240-300。(:并保温,待金属板 材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成型, 所述冲压成型的压力为800-1000t,保压冷却至loo—120°C后,自然冷却至室温,得到钣金件 胚体;
[0012] (3)将其放入加热炉内加热至180-200°C,保温10-15min后空冷至室温,清水冲洗 后即可得到钣金件。
[0013]优选地,所述不锈钢板的厚度为2-5cm。
[0014]优选地,所述耐高温油脂层的厚度为〇. 2-0.5mm。 L0015J 一种検具,所述糗具用于所述权利要求1中的钣金件的冲压工艺,所述模具包括基 体材料和表面的高铬铁基耐磨层,所述基体材料由以下重量百分含量的组分组成:(:〇.6〇-l-10%、M〇 1.33-2.02%、C〇0.13-0.28%、Si 0.37-0.75%、Cr3.50-4.12%、Ti0.25-0_38%、Ni 0_42-0_65%、Nb 0_28-0_46%、N 0.02-0.05%、其余为铁和其他不可避免杂 质。
[0016]优选地,所述基体材料由以下重量百分含量的组分组成:c 0.78-1.02%、M〇 1.55-1.94%、Co 0.18_0.22%、Si 0.50-0.65%、Cr 3.75_4.00%、Ti 0.28-0.35%、Ni 0.52-0.63%、Nb 0.38-0.42%、N 0.03-0.04%、其余为铁和其他不可避免杂质。
[0017]优选地,所述基体材料由以下重量百分含量的组分组成:C 0.91%、M〇 1.74%、Co 0.20%、Si 0.55%、Cr 3.83%、Ti 0.32%、Ni 0.56%、Nb 0.40%、N 0.034%、其余为铁和 其他不可避免杂质。
[0018]优选地,所述高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量的组分组成:C 6.52%、Si l_58%、Cr 48.60%、Ti l_22%、Ni 7.27%、B 3_03%、余量为铁。
[0019]优选地,所述高铬铁基耐磨层可以通过火焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速 喷涂和电弧喷涂中的任一种喷涂方法喷涂到基体材料上。
[0020](三)有益效果
[0021]本发明提供了一种钣金件的冲压工艺及相应的模具,具有以下有益效果:
[0022] (1)先将金属板材加热升温至840-900°C,使其完全奥氏体化,降温至240-30(TC的 过程中,金属板材内部组织转变为奥氏体和马氏体夹杂,此时进行冲压,所需要的冲压压力 较小,能源消耗少,进行保压冷却,钣金件的尺寸稳定,厚度分布均匀,不易开裂和变形,自 然冷却后,金属板材内部组织完全马氏体化,钣金件的强度、硬度和韧性都有所提高。
[0023] (2)通过基体材料和表面的高铬铁基耐磨层的结合,可以大大提升模具的使用寿 命,上千次才需要翻修,而且强度高,耐磨性好,能够适应高度、大批量的冲压作业,耐高温 油脂会粘到金属板材上,在冲压件表面形成一个可以降低摩擦的隔膜,有效保护了模具,延 长了模具使用寿命,提高了冲压的强度还可以提升冲压件的质量和稳定性。
具体实施方式
[0024]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部 分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 实施例1:
[0026] —种钣金件的冲压工艺,包括以下步骤:
[0027] ⑴通过切割厚度为3cm的不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉 中加热至85CTC,加热速度为35°C/min,保温30min后炉冷;
[0028] (2)在模具内喷涂上一层0.3mm的耐高温油脂,将模具预热至25〇°C并保温,待金属 板材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成 型,冲压成型的压力为9001,保压冷却至110 °C后,自然冷却至室温,得到钣金件胚体;
[0029] (3)将其放入加热炉内加热至190°C,保温13min后空冷至室温,清水冲洗后即可得 到钣金件。
[0030] —种用于上述钣金件的冲压工艺的模具,包括基体材料和表面的高铬铁基耐磨 层,高铬铁基耐磨层通过火焰喷涂喷涂到基体材料上。
[0031]基体材料由以下重量百分含量的组分组成:c 0.91%、M〇 1.74%、Co 0.20%、Si 0.55%、Cr 3.83%、Ti 0_32%、Ni 0.56%、Nb 0.40%、N 0.034%、其余为铁和其他不可避 免杂质。
[0032]高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量的组分组成:c 6.52%、Si 1.58%、Cr 48.60%、Ti l_22%、Ni 7.27%、B 3.03%、余量为铁。
[0033] 实施例2:
[0034] 一种钣金件的冲压工艺,包括以下步骤:
[0035] ⑴通过切割厚度为2cm的不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉 中加热至840°C,加热速度为40°C/min,保温40min后炉冷;
[0036] (2)在模具内喷涂上一层0 • 2mm的耐高温油脂,将模具预热至280。(:并保温,待金属 板材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成 型,冲压成型的压力为l〇〇〇t,保压冷却至10〇。(:后,自然冷却至室温,得到钣金件胚体;
[0037] ⑶将其放入加热炉内加热至20(TC,保温14min后空冷至室温,清水冲洗后即可得 到钣金件。
[0038] 一种用于上述钣金件的冲压工艺的模具,包括基体材料和表面的高铬铁基耐磨 层,高铬铁基耐磨层通过等离子喷涂喷涂到基体材料上。
[0039]基体材料由以下重量百分含量的组分组成:c 0.78%、M〇 1.55%、Co 0.18%、Si 0.50%、Cr 3.75%、Ti 0_28%、Ni 0.52%、Nb 0.38%、N 0.03%、其余为铁和其他不可避 免杂质。
[0040]高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量的组分组成:C 6.52 %、Si 1.58 %、Cr 48.60%、Ti l_22%、Ni 7.27%、B 3.03%、余量为铁。
[0041] 实施例3:
[0042] 一种钣金件的冲压工艺,包括以下步骤:
[0043] (1)通过切割厚度为5cm的不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉 中加热至8S0°C,加热速度为4(rc/min,保温35min后炉冷;
[0044] (2)在模具内喷涂上一层O.anm的耐高温油脂,将模具预热至26(TC并保温,待金属 板材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成 型,冲压成型的压力为8〇〇t,保压冷却至10CTC后,自然冷却至室温,得到钣金件胚体;
[0045] (3)将其放入加热炉内加热至20(TC,保温15min后空冷至室温,清水冲洗后即可得 到钣金件。
[0046] 一种用于上述钣金件的冲压工艺的模具,包括基体材料和表面的高铬铁基耐磨 层,高铬铁基耐磨层通过爆炸喷涂喷涂到基体材料上。
[0047] 基体材料由以下重量百分含量的组分组成:C 1.02%、M〇 1.94%、Co 0.22%、Si 0.65%、Cr 4_00%、Ti 0.35%、Ni 〇_63%、Nb 0.42%、N 0.04%、其余为铁和其他不可避 免杂质。
[0048] 高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量的组分组成:C 6.52%、Si 1.58%、Cr 48_60%、Ti l_22%、Ni 7.27%、B 3.03%、余量为铁。
[0049] 实施例4:
[0050] 一种钣金件的冲压工艺,包括以下步骤:
[0051] (1)通过切割厚度为2cm的不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉 中加热至840°C,加热速度为30°C/min,保温20min后炉冷;
[0052] (2)在模具内喷涂上一层O.arnn的耐高温油脂,将模具预热至24(TC并保温,待金属 板材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成 型,冲压成型的压力为800t,保压冷却至l〇(TC后,自然冷却至室温,得到钣金件胚体;
[0053] ⑶将其放入加热炉内加热至180°C,保温lOmin后空冷至室温,清水冲洗后即可得 到钣金件。
[0054] —种用于上述钣金件的冲压工艺的模具,包括基体材料和表面的高铬铁基耐磨 层,高铬铁基耐磨层通过超音速喷涂喷涂到基体材料上。
[0055]基体材料由以下重量百分含量的组分组成:c 0.60%、M〇 1.33%、Co 0.13%、Si 0_37%、Cr 3.50%、Ti 0.25%、Ni 0_42%、Nb 0.28%、N 0.02%、其余为铁和其他不可避 免杂质。
[0056]高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量的组分组成:C 6.52 %、Si 1.58 %、Cr 48.60%、Ti 1.22%、Ni 7.27%、B 3_03%、余量为铁。
[0057] 实施例5:
[0058] 一种钣金件的冲压工艺,包括以下步骤:
[0059] (1)通过切割厚度为5cm的不锈钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉 中加热至9〇〇°C,加热速度为4(TC/min,保温40min后炉冷;
[0060] (2)在模具内喷涂上一层〇.5麵的耐高温油脂,将模具预热至30(TC并保温,待金属 板材温度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成 型,冲压成型的压力为l〇〇〇t,保压冷却至12(TC后,自然冷却至室温,得到钣金件胚体;
[0061] (3)将其放入加热炉内加热至2〇0°C,保温lanin后空冷至室温,清水冲洗后即可得 到钣金件。
[0062] —种用于上述钣金件的冲压工艺的模具,包括基体材料和表面的高铬铁基耐磨 层,高铬铁基耐磨层通过电弧喷涂喷涂到基体材料上。
[0063]基体材料由以下重量百分含量的组分组成:C1.10%、M〇 2.02%、C〇 0.28%、 Si0.75%、Cr 4.12%、Ti 0_38%、Ni 0.65%、Nb 0.46%、N 0.05%、其余为铁和其他不可 避免杂质。
[00M]高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量的组分组成:c 6.52%、Si 1.58%、Cr 48_60%、Ti 1.22%、Ni 7.27%、B 3_03%、余量为铁。
[0065]需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0066]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例 对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者 替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1. 一种钣金件的冲压工艺,其特征在于,包括以下步骤: (1) 通过切割不诱钢板获得所需的金属板材,将金属板材放入加热炉中加热至840-900 °C,加热速度为3〇-40°C/min,保温20-40min后炉冷; (2) 在模具内喷涂上一层耐高温油脂,将模具预热至240-30(TC并保温,待金属板材温 度降至和模具温度一致时,用机械手夹持金属板材迅速转移至模具内进行冲压成型,所述 冲压成型的压力为800-1000t,保压冷却至100-120°C后,自然冷却至室温,得到钣金件胚 体; (3) 将其放入加热炉内加热至180-200 °C,保温10-15min后空冷至室温,清水冲洗后即 可得到钣金件。
2.如权利要求1所述的钣金件的冲压工艺,其特征在于,所述不锈钢板的厚度为2-5cm。
3.如权利要求1所述的钣金件的冲压工艺,其特征在于,所述耐高温油脂层的厚度为 0_2—0_5mm〇
4. 一种模具,其特征在于,所述模具用于所述权利要求1中的钣金件的冲压工艺,所述 模具包括基体材料和表面的高铬铁基耐磨层,所述基体材料由以下重量百分含量的组分组 成:C 0.60_1.10%、M〇 1.33-2.02%、C〇 0.13-0.28%、Si 0.37-0.75%、Cr 3.50-4.12%、 Ti 0.25-0.38%、Ni 0.42_0.65%、Nb 0.28-0.46%、N 0.02-0.05%、其余为铁和其他不可 避免杂质。
5. 如权利要求4所述的模具,其特征在于,所述基体材料由以下重量百分含量的组分组 成:C 0.78-1.02%、M〇 1.55-1.94%、Co 0.18-0.22%、Si 0.50-0.65%、Cr 3.75-4.00%、 Ti 0.28-0.35%、Ni 0.52_0.63%、Nb 0.38-0.42%、N 0.03-0.04%、其余为铁和其他不可 避免杂质。
6. 如权利要求4-5所述的模具,其特征在于,所述基体材料由以下重量百分含量的组分 组成:C 0.91%、M〇 1.74%、Co 0_20%、Si 0.55%、Cr 3_83%、Ti 0.32%、Ni 0.56%、Nb 0.40%、N 0.034%、其余为铁和其他不可避免杂质。
7. 如权利要求4-5所述的模具,其特征在于,所述高铬铁基耐磨层由以下重量百分含量 的组分组成:C 6_52%、Si 1.58%、Cr 48.60%、Ti l_22%、Ni 7_27%、B 3.03%、余量为 铁。
8. 如权利要求4-7所述的模具,其特征在于,所述高铬铁基耐磨层可以通过火焰喷涂、 等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂和电弧喷涂中的任一种喷涂方法喷涂到基体材料上。
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