CN107849627A - 用于对金属部件特定区域进行回火处理的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于对热成型和/或冲压硬化的金属部件(13)的特定区域进行回火处理的装置,该装置包括支承架(43)和工作头(8),其中工作头(8)具有至少一个由可通电材料构成的接触元件(11、12),该接触元件用于通过热量流对金属部件(13)的特定区域进行加热;其中电极(15、15a、16、16a)和所述接触元件以及电源连接,以用于对接触元件进行电阻式加热。根据加工方法,首先将提供热成型和/或冲压硬化的金属部件,并且至少有一个装在工作头(8)上的接触元件(11、12)加热到高于金属部件(13)的一个区域应加热达到的目标温度。随后通过预设定的贴合压力使接触元件(11、12)的一个接触面和金属部件(13)的待加热区域完全接触,由此所述金属部件(13)至少在局部范围内通过热量流加热至目标温度,其中接触元件(11、12)将通过电阻式加热方式进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1和9所述特征的用于对热成型和/或冲压硬化的金属部件特定区域进行回火处理的装置。
背景技术
热成型和/或冲压硬化的部件在汽车制造领域具有广泛应用。通过使用高强度或超高强度的钢材,可在重量较轻的条件下具有较高强度,以实现所需的轻型结构设计。
然而,在众多可采用复杂方式成型的部件中,需要在特定区域内具有不同的材料特性。因此,在一个部件区域中可能需要有较高的强度以及较低的延展性,而在该部件的其他区域,相关情况则可能适用相反的情况。
此类定制的特性可适用于汽车的所有部件,例如A柱、B柱、转向器、车门防撞条及类似部件。
在经过热处理和冲压硬化处理步骤后,其中钢材料加热至高于AC3的温度,使材料内形成奥氏体结构,随后将对马氏体结构进行成型和淬火处理,其中将生成经成型的部件。所述部件随后将具有均衡的材料特性,即整个部件具有均衡的高强度和低延展性。为了通过另一个热处理步骤提高区域的延展性,根据现有技术已知,可对此类区域进行后续加热,以便再次开始结构转换过程。
DE 10 2011 078 075 A1公布了一系列方法,由此可使成型的部件特定区域具有较低的拉伸强度。其中将在输出毛坯件上进行热处理和冲压硬化过程,所得到的成品主要具有均衡的第一拉伸强度。通过在成品上进行热处理后续加工,可设定部件特定区域具有较低的第二拉伸强度。其中公布了例如一种在使用传导加热方法对特定区域进行退火的方法。其中,将成品放置在已加热的板材之间,通过工具中的液压缸使已加热的板材和待加热的区域进行接触。通过压力作用,可实现从已加热的板材到成品相应区域的热传导。
此方法对于在已制成的金属部件仅需要对较小区域进行后续加热的情况则尤其不利。例如,在需要安装接合部位用于其他部件,如铰链或类似部件,或所述部件需要进行局部打孔或切割时,则会出现此类情况。因此,如材料在该位置具有较低的强度则具有优势。基于此,DE 10 2011 078 075 A1中所述的冲压装置过于复杂且费用过高,而且需要额外占用较大空间。因此,上述装置不适用于较小区域的回火,因为所出现的较高压力会造成较大的工具损耗。
发明内容
本发明的任务是消除现有技术的缺陷,并提出一种占用空间较小的装置,由此可对金属部件的局部区域进行后续热处理,并且可实现移动式应用。同时,本发明的任务还在于提供一种可通过简便可行的方式对金属部件的局部区域进行热处理的方法,且造成的工具损耗较小。
此任务目的将通过具有权利要求1相关特征的装置得以实现。本发明的特殊结构属于从属权利要求2至8的内容。
其中涉及一种具有支承架和工作头的用于对已热成型和/或冲压硬化金属部件进行特定区域回火的装置,其中工作头至少具有由一个导电材料构成的接触元件,用于通过热量流对金属部件进行特定区域加热,其中,电极和接触元件以及电源相连接,以便对接触元件进行电阻式加热。
此类装置相比已知的冲压装置的优势在于,尺寸规格极为紧凑,且设计构造简单。在最简单的情形下,仅需要将采用导电材料的接触部件和两个电极相连接即可,而这两个电极亦通过电缆线连接到电源。例如可通过操作机将此类接触元件朝向待热处理或回火的部件进行冲压操作。由此所述接触部件仅通过热阻方式进行加热,同时无需复杂的电路装置。
电阻式加热即所述接触元件通过流经接触元件的电流产生的阻抗热量进行加热。原则上可通过电流的简单开路进行加热。在此过程中,接触元件可在回火步骤前得到均匀地回火处理,从而可准确地在需要进行回火的区域对金属部件进行极为精准的加热。
根据本发明设计,回火是指通过热处理对已热成型和/或冲压硬化的金属部件进行局部的结构转换,以使相关回火区域在热处理后随即具有不同于剩余金属部件的另一种结构,从而使得此区域具有和剩余金属部件不同的机械特性。特别地,这意味着相比金属部件的剩余区域,此类区域具有更高的延展性,并同时具有更小的强度。
在装置上的一个或多个接触元件的排列位置几乎可任意确定,并可从实际的角度进行实施。例如,可通过不同接触元件不相互依赖地对部件的多个区域进行回火处理。其中也可对每个接触部件进行其他回火处理,使得对金属部件的每个单个区域的材料特性进行不同的设置。
同样也可对接触部件进行几乎任意的成型处理。其中涉及具有简单结构的长方形、圆形、三角形或四边形元件。同时还可在电流方向上对接触元件的横截面进行更改,以使局部具有更高的电流强度,由此可提高对接触元件的加热强度。因此,可在待回火的区域范围内再次对局部变化的材料特性进行设定。
优选考虑至少采用具有电绝缘特性的材料涂层的接触元件。其优势在于,在接触元件和金属部件接触过程中,继续得到加热,且不会冷却。由此可确保对接触元件进行稳定或可控的回火处理。若采用不具有电气绝缘的涂层,则在此情况下接触部件会和金属部件发生短路,并会导致接触元件和金属部件焊接或金属部件内出现不需要的电流。
其中不包括仅在接触元件和材料部件不发生接触的情况下进行电阻式加热的可能性。
本发明另一种优选设计实施方式是,工作头上至少布置有两个位置相对的接触元件,以便夹紧固定接触元件之间的金属元件。例如,接触元件可在夹钳上彼此相对布置,并可相对发生移动而靠近或离开。在进行此类闭合移动时,接触元件可将金属元件夹在其中间。根据发明设计的此类装置构造,一方面可使金属元件和接触元件稳定接触,因为两个接触元件分别形成相互作用的基座。
此外,可在金属部件的局部区域形成两倍的热量,由此特别是较厚的铁片可得到快速可靠的加热。在仅对铁片一个表面进行加热时存在一个问题,即在铁片厚度过大的情况下,热量无法完全穿透铁片。通过对铁片的两个表面进行加热,将会由此实现更为均衡的加热穿透效果。
对于具有较高热传导特性的材料,则存在热量从接触元件和金属元件之间的接触区域快速流出至相邻区域的危险。应避免发生此类情况,因为由此也会使相邻区域发生难以控制的结构变化。很多情况下需要已变化的材料特性同时体现在不具有过渡区域的精准定义的区域中。由此很重要的一点是,热量尽可能快地进入部件,从而很大程度上避免在结构转换前出现流失。如金属部件在两个接触元件之间被夹住,则同时将会带入双倍量的热量,以便能使铁片极为快速地得到均衡受热。此特性同样也有利于回火过程的精准度。
本发明的另一个实施方式将至少一个接触元件和热量和/或电气绝缘的元件以相向移动的方式布置在工作头上,使金属部件可夹在接触元件和绝缘元件之间。这里在一定程度上涉及到之前所描述实施方式的反型。当金属部件在待回火区域内恰好不完整或仅需要加热较薄的铁片时,则此构造形式具有优势。在此情况下,热量和/或电气绝缘的元件将特别地起到支座的作用,并优选采用具有较低热传导性的陶瓷材料制成。
本发明的另一个实施方式将工作头以和支承架相对移动的方式进行布置。待处理的金属部件在实践中夹紧在量规中,以避免在回火过程中出现变形,并通过可重复的方式将金属部件定位在同样的位置。如出现此情况,则工作头可朝向金属部件移动,并使接触元件接触到金属部件。
特别地,工作头设计为采用线性方式从空闲位置可移动地布置在活动位置中。优选地,上述设计通过导轨装置得以实现,由此将再次体现简单方便结构的基本设计原则。
在金属部件夹紧于量规内时,用于回火的装置因此不在路径上,并同时处于空闲位置。在此空闲位置上,可对接触元件进行例如电阻式加热。金属部件被置于其固定位置后,工作头可随即移动至活动位置,并实施回火过程。
工作头采用可移动布置方式具有进一步优势,即整个装置在不需要使用时无需对其进行安装和拆卸。工作头可随后保留在空闲位置。
例如,在由于客户技术规范造成无需将一个产品系列的所有金属部件进行特定区域的回火处理时,则会出现上述情况。
同时还要求根据本发明的装置的接触部件具有弯曲的区域,并且电极固定在该区域内。由于铜具有良好的导电特性,通常采用铜制作电极。铜电极和接触元件的连接装置将进行冷却,以避免出现有害的材料负面影响。由此将致使接触元件和电极的连接区域的温度在约30℃。与金属部件接触的接触部件原先的接触面的温度却高出许多。相关温度可能达到1000℃或更高。由此将造成铜电极的连接区域和接触面之间形成过渡区,其中的温度将从30℃逐步上升至1000℃以上。因此,将对电极固定在接触元件上以及过渡区的所在区域进行弯角处理,以使仅具有所需目标温度的接触元件接触面和金属部件发生接触。由此将避免过渡区域和金属部件之间发生意外接触。过渡区域内较低的温度将造成金属部件待回火的区域也出现结构变化,通过该结构变化将逐步使待回火区域具有不同的材料特性。
此外,电极和接触元件之间的固定位置点将由此和金属部件之间产生间隔,从而在回火过程中,固定位置点不会自行朝向金属部件进行冲压而由此造成更高的损耗。
为此,通过连接区域的弯角处理,可使此类连接位置点对于铜电极具有更好的可达性,从而方便维护。
在本发明的特别实施方式中,接触元件采用接近于金属部件轮廓的铁片构造,以使接触元件的接触面以及金属部件的待加热区域完全接触。这在部件具有极复杂的拓扑结构以及较强成型等级的情况下尤其具有优势。其中采用金属片设计的接触元件可以相同方式成型为金属部件,从而待回火区域内的接触元件和金属部件之间可完全接触。由此可实现金属部件待回火区域的精准回火,且不会使相邻区域同样受到意外结构变化的影响。这在使用较大型的冲压机进行部分回火时,仅能通过复杂的方式得以实现。
在特别的实施方式中,接触元件采用不锈的奥氏体以及不锈的铁素体钢结构。其中尤其涉及到一种不锈钢,例如材料编号1.4841的不锈钢。准确的材料选择取决于将在哪个温度范围内进行接触元件回火和退火。所采用的材料必须具有足够的耐压特性,因为接触元件和金属部件接触时的冲压压力在10kPa和10MPa之间。在所需的最高1000℃以上的工作温度条件下同样具有相应的耐压特性。例如上述示例材料不锈钢1.4841在1000℃温度下最高可耐受5Mpa的压力。
根据本发明的装置例如可采用节拍联动的方式用于热成型设备线。该设备线具有的回火工位组成部分可能包括根据本发明的用于对热成型和/或冲压硬化金属部件进行回火处理的装置,和用于夹紧金属部件的量规,以及一个或多个用于将金属部件放入回火工位或将其重新取出的操作机或机械手。
如需对多个金属部件区域进行回火,则回火工位也可采用多个根据本发明的装置。
同时也可在和金属部件原先成型位置以外的其他位置对经热成型和/或冲压硬化的金属部件进行回火处理。本发明的一个很大的优势在于,所述装置基于简单的构造可快速灵活地应用。由于所需空间小且构造简单,因此也可集成到已有的热成型设备线且不会出现任何问题。
通过用于对于根据权利要求9相关特征的经热成型和/或冲压硬化金属部件进行特定区域回火处理的方法,将解决所述任务的方法部分。本发明的特殊结构属于从属权利要求10至16的内容。
其中将首先提供一个经热成型和/或冲压硬化的部件。将对至少一个装在工作头上的接触元件加热到高于金属部件的一个区域应加热达到的目标温度。随后通过预设定的贴合压力使接触元件的一个接触面和金属部件的待加热区域完全接触,由此所述金属部件在特定区域内通过热量流加热至目标温度。接触元件将通过电阻式加热装置进行加热。
可通过常用的热成型工具或热成型设备提供经热成型和/或冲压硬化部件。
通常将对金属毛坯件,例如一块薄板或也可采用经切割的薄板,加热至待处理材料AC3温度以上的温度。这些温度根据材料不同会有所差异。相关温度通常高于850℃,尤其高于900℃。通过所述加热方式,金属毛坯件内的结构将转变为奥氏体。由此金属毛坯件将成型为成型工具,并极为快速地对其进行冷却,以使全部材料转变为马氏体结构。随后将通过此方式制成的金属部件进行回火处理。在正常情况下,此时金属部件将冷却至室温。但在马氏体表面温度低于250℃左右时,也可冷却至更高的温度。
在工作头上安装了接触元件,其中工作头本体则装在支承架上。接触元件将通过热阻方式进行加热,所述加热通过电流进行,该电流基于接触元件的电阻在接触元件内产生电阻热量。上述加热过程时间范围在30秒和15分钟之间,优选时间少于1分钟。接触元件加热达到的温度,高于金属部件相关区域需要加热达到的目标温度。用于回火过程的目标温度同样也取决于待设定的材料特性和材质,优选温度范围为350℃和850℃之间,尤其优选温度在750℃和790℃之间。这意味着,接触元件加热所需达到的温度必须高于850℃,优选温度范围在850℃至1050℃之间。金属部件将夹紧在量规中,以便一方面在回火过程中能保持其位置固定,另一方面可避免加热可能导致出现的变形。
经加热的接触部件接触面可与金属部件的待加热区域完全接触,金属部件经接触的、待回火区域由此通过从接触元件到金属部件的热传导进行加热。
通过所述方法,可采用极为精确和严格限制的方式对待回火区域进行退火处理。通过电阻式加热,也可十分精确地进行温度控制。
所述方法具有优势的构造设计为接触元件在和金属部件接触过程中不会受热。
这意味着,将首先对接触元件加热,并在完全接触金属部件前可关闭电阻式加热装置。由此可避免出现接触元件和金属部件之间的短路造成两个物体相互焊接,金属部件意外有电流通过,以及随后出现金属部件不受控地加热。
在所述方法的另一个优选实施方式中,贴合压力设计为100KPa和10Mpa之间,优选范围为100Kpa和1Mpa之间。和市场上常见的压机不同的是,这里所采用的贴合压力值非常小。实践表明,通过采用根据本发明提供的方法,即使在相对较小压力下也能对待回火区域进行足够均匀的退火处理。即便在100kPa至200kPa压力条件下,也能实现足够均匀的退火处理。此类极小的贴合压力可使工具相比更高的压合压力条件,其所受金属部件基于热量的延展影响将更小。根据本发明提供的方法以及装置的特别优势还在于,这里可采用较小的压合压力,由此所述装置无需较大的维护量。
所述方法的另一个实施方式设计为金属部件可在工作头上两个相对可移动布置的接触元件之间夹紧。
在上文中已在根据本发明的装置相关解释说明中已提到,两个采用可相对移动布置的接触元件之间夹紧金属部件,将使金属部件的受热更快且更彻底。例如,金属部件可类似于钳子一样夹紧在两个接触元件之间。接触元件在工作头上的布置将使其在闭合移动过程中进行相向移动,或在打开移动过程中重新彼此朝相反方向移动。另一个优势在于,在采用具有此特性的方法时,金属部件不会有例如出现的变形造成的,相对于接触元件的移动,由此可实现极为精准的回火处理。
根据此方法的特殊构造,接触元件将在预设定的压合时间内和金属部件发生接触。压合时间尤其在2秒和30秒之间,优选采用3秒到15秒。通过压合时间也可控制进入金属部件的热量,因为压合时间越长,进入金属部件的热量则越大。但这里需注意的是,选择的压合时间不应过长,因为随着压合时间的增加,所进入的热量不受控地流入相邻金属部件区域的危险也将加大。
在另一个优选的方法构造中,设计为工作头将从空闲位置移动到活动位置,以使接触元件和金属部件发生接触。这里将再次显现在所属装置相关描述中说明的优势,因为考虑到金属部件的处理需要,所属装置的工作头将从金属部件的处理区域移出,或在不需要进行回火的情况下,所属装置将固定在空闲位置且无需占用不必要的空间。
根据设计,工作头将导入夹紧在量规内的金属部件,并且随后接触元件将和金属部件发生接触。其中工作头仅会具有线性移动,例如在导轨上。或工作头可发生旋转,或在转头上倾翻或类似现象。或所有移动会出现重叠。
尤其具有优势的设计在于,接触元件通过到达活动位置或在到达活动位置后,和金属部件的待加热部分完全接触。
这里接触元件可能会单独地移动至工作头,例如上文所述,以便对金属部件进行夹紧。同时也可设计为,直接通过工作头移动使接触元件和金属部件发生接触。
例如,金属部件夹紧时的闭合移动在到达活动位置前不久即已开始,并随着到达活动位置,将完成在接触元件之间对金属部件进行夹紧。尤其是当根据所述反面的装置或根据本发明的方法通过节拍联动方式用于热成型设备时,从工作头自空闲位置到活动位置的移动开始,到接触元件和金属部件发生的接触之间出现的此类重叠的移动,将对达到必要的节拍时间具有帮助。
其中在本发明范围内不受到影响的自然同时包括这两个移动也可先后实施。这意味着,工作头将首先从空闲位置进入活动该位置,以便随后实施接触元件的移动,例如使金属部件夹紧在两个接触元件之间。
尤其还设计为,所述方法通过上述装置进行实施。
附图说明
下文将结合附图将对本发明进行解释说明。其中附图包括:
图1所示为根据本发明所述装置的第一个实施方式,
图2所示为根据本发明所述装置的第二个实施方式的侧视图,
图3所示为根据本发明所述装置的第二个实施方式的俯视图,
图4所示为接触元件,
图5所示为具有回火工位的热成型设备。
其中,附图标记如下:
1、接触元件;2、电极;3、电极;4、电缆线;5、电缆线;6、金属部件;7、法兰;8、工作头;9、第一固定部件;10、第二固定部件;11、第一接触元件;12、第二接触元件;13、金属部件;14、法兰区域;15、连接到11的第一电极;15A、连接到11的第二电极;16、连接到12的第一电极;16A、连接到12的第二电极;17、绝缘元件;17A、绝缘元件;18、电缆线;19、电缆线;20、电缆线;21、传动元件;22、旋转轴;23、导轨;24、滑块;25、位置11的弯角区域;25a、位置11的弯角区域;26、位置11的接触面;27、位置12的弯角区域;27a、位置12的弯角区域;28、冷却孔;29、冷却孔;30、螺纹孔;31、位置12的接触面;32、连接段;33、连接段;34、过渡区域;35、过渡区域;36、半径区域;37、半径区域;38、薄板;39、成型工位;40、经成型的薄板;41、量规;42、回火装置;43、支承架;44、支座;B、移动方向。
具体实施方式
图1所示为本发明揭露的一种用于对热成型和/或冲压硬化的金属部件的特定区域进行回火处理的装置,该装置具有接触元件1,该元件和两个电极2、3相连接。电极2、3的每个电极同时通过一根电缆线4、5和未详细显示的电源相连接。支承架和工作头的其余部分在这里未详细示出。接触元件1和金属部件6在特定区域内完全接触。在此示例中,金属部件6具有需要在特定区域进行回火处理的法兰7。在法兰7经回火处理的区域内,将降低材料的强度,以便后续在此区域内冲压相关缺口用于和其他部件的连接位置点。
图2所示为本发明所揭露装置的另一个实施方式。支承架在这里也未显示。支承架可采用固定的金属构造。但支承架也可采用操作机或机械手。图2示出了工作头8。工作头8包括第一折叠部件9和第二折叠部件10。在第一折叠部件9上装有第一接触元件11。在其对面位置的第二折叠部件10上装有第二接触元件12。在两个接触元件11、12之间具有金属部件13,其法兰区域14位于两个接触元件11、12之间。金属部件13随后将和接触元件11、12的接触面26、31完全接触。两个接触元件11、12通过相对可移动方式布置,而且金属部件13的法兰区域14可夹紧在两个接触元件11、12之间。接触元件11、12由可导电的材料组成,优选采用不锈钢。接触元件11、12将通过热阻方式加热,为此电极15、16安装在接触元件11、12之间。为了确保电流仅通过接触元件11、12,设计采用了绝缘元件17、17a,接触元件11、12由此将和固定部件9、10具有间距。电极通过电缆线18、19、20和电源连接。
在这里显示的规格示例中,通过电缆线的布置,使得接触元件11、12位于并联电路中,即电流从电源通过电缆线19导入第一接触元件11的第一电极15。在位于对面一侧的第二15a参见图3,通过电缆线20和第二接触元件12的前侧面上的电极16相连接。位于对面一侧的第二接触元件12未显示的第二电极16a同样和电缆线18相接,此电缆线将接到电源。通过接触元件11、12的并联电路,将使结构复杂度保持在较低水平,且可想见仅需要很小的结构空间。
两个接触元件11、12相对可移动,并可彼此相向或彼此朝相反方向移动。这可通过传动元件21,例如气动缸得以实现,该气动缸可使两个接触元件11、12通过相应的移动装置进行移动,其中接触元件11、12的移动可得到旋转轴22的支撑作用。
工作头8采用相对于未显示的支承架可移动的方式进行布置。在该实施方式中通过导轨23得以实现。在工作头8上装有滑块24,该滑块可在导轨23上直线移动。通过此构造设计,可将工作头8精准且重复准确地从空闲位置移入活动位置。
图3所示为本发明所揭露装置的上述实施方式的俯视图。在此图示中可再次清晰地看到,接触元件11、12分别具有弯角区域25、25a、27、27a。接触元件11、12在这些弯角区域和电极15、15a、16、16a相连接。
这里也可再次清晰识别出通过电缆线18、19、20构成的接触元件并联电路。
电缆线18、19、20在其外层护套具有水冷却功能。和电极16、16a、15、15a直接相邻的电缆线18、19、20分别具有冷却孔28。冷却孔28和固定部件9、10中的相应冷却孔29相连接。例如冷却水将从电缆线20导出,并通过未详细示出的软管导入第二固定部件10。由此将对和第二接触元件12相邻的第二固定部件10进行冷却。这意味着可通过冷却水实现热量屏蔽,以使接触元件11、12的多余热量不会对固定部件9、10,以及由此对整个工作头8进行加热。在和第二固定部件10相对的一侧上,相应的冷却孔29将冷却水再次导出,冷却孔28将冷却水导入电缆线18,从而也可在该位置的整个电缆走线上具有闭合的水循环。
此外,图2和图3示出螺纹孔30。这里可安装外壳元件,这里考虑到图示内容的简洁明了,也未将其显示出。通常情况下,外壳也采用不锈钢材质。外壳一方面用于确保设备操作员的安全,另一方也作为热量防护层,可避免产生热量向外发散。外壳具有的额外优势在于,通常采用陶瓷材质且在使用寿命周期内会断裂的绝缘元件17、17a,一般不会出现破损,因为其通过外壳在相应位置上得以加固。这里再次显现出所需维护量极小的装置设计的优势。
图4所示为单独的第二接触元件12。这里可清晰地识别出弯角区域27、27a。所述区域由连接段32、33和过渡区域34、35组成。在连接段32、33上,接触元件12和相应布置的电极16、16a(此处未显示)相连接。该区域内的水冷系统温度为30℃左右。在后续和金属部件13完全接触的接触面31范围内,接触元件12温度却可达1000℃及更高。在温度从30℃逐步升至1000℃的位置,将相应地形成过渡区域34、35。为了使过渡区域34、35从接触面31向外弯折,将确保仅经过均匀退火的接触面31和金属部件13接触。这里重要的位置是半径区域36、37。在上述位置具有更大的热量发散特性,从而无法精确地划分金属部件13经退火和未经退火区域之间的过渡区域。
在相应金属部件13需要的情况下,则此特性可同样用于在经退火和未经退火区域之间建立逐步过渡区域,随后半径区域36、37内的半径的设置,可使热量传递和金属部件13待设定的的材料特性相匹配。如需要在金属部件13经退火和未经退火的区域之间具有快速过渡,则半径区域36、37应选择尽量小的半径值。为了建立此类快速过渡,也可不通过弯折步骤在接触元件12内建立弯角区域27、27a,而是将弯角区域27、27a单独建立,并和同样单独建立的接触面31进行焊接。此方法在需要半径值极小的情况下尤其具有必要性。因为这里可用的弯曲半径始终取决于相应的材料厚度,即构成接触元件12的铁片厚度。
图5通过草图方式显示了热成型设备可能的构造,其中设计了带有根据本发明的回火装置42的回火工位。这里将在成型工位39对薄板38进行成型加工以及冲压硬化。
其中形成的经成型的薄板40将转移至另一个工位。经成型的薄板40在该工位将在量规41内夹紧,并进行回火处理。为此在回火工位中设计了回火装置42,其具有支承架43和工作头8。工作头8可在朝向经成型的薄板40或背离经成型的薄板40的移动方向B上进行直线移动。经成型的薄板40随后将在特定区域进行回火处理,即材料特性将进行局部设定,并随后再次从量规41中取出,并放置到支座44中,并随后置于其他应用。
在这里的热成型设备中设计采用的回火装置42,其工作头8上具有采用可导电材质的接触元件,所述接触元件用于通过热量流对未成型的薄板40特定区域进行加热,其中两个电极自身和接触元件以及电源相连接,以进行电阻式加热。
安装在工作头8上的可导电接触元件,其加热温度将高于目标温度,未成型的薄板40将加热至目标温度。随后通过预设定的贴合压力使接触元件的接触面和金属部件的待加热区域完全接触,由此,未成型的薄板40在特定区域加热至目标温度。
Claims (16)
1.一种用于对已热成型和/或冲压硬化的金属部件(13)的特定区域进行回火处理的装置,所述装置具有支承架(43)和工作头(8),其中,所述工作头(8)具有至少一个由导电材料制成的接触元件(11、12),所述接触元件(11、12)用于通过热量流对所述金属部件(13)的特定区域进行加热,其特征在于,电极(15、15a、16、16a)和所述接触元件(11、12)以及电源相连接,用以对所述接触元件(11、12)进行电阻式加热。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,至少一个所述接触元件(11、12)具有可绝缘材料涂层。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述工作头(8)上布置有至少两个可相对移动的接触元件(11、12),所述接触元件(11、12)用以夹紧固定位于所述接触元件(11、12)之间的金属元件(13)。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,至少一个所述接触元件(11、12)与热量和/或电气绝缘的元件以相向移动的方式布置在所述工作头(8)上,使得所述金属部件(13)可夹紧在所述接触元件(11、12)和所述绝缘元件之间。
5.根据权利要求1至4所述的装置,其特征在于,所述工作头(8)布置成可相对所述支承架(43)进行移动,特别地,所述工作头(8)布置成可从空闲位置直线地移动至活动位置的方式。
6.根据前述权利要求中任意一项或多项所述的装置,其特征在于,所述接触元件(11、12)具有弯角区域(25、25a、27、27c),所述弯角区域中固定有所述电极(15、15a、16、16a)。
7.根据前述权利要求中任意一项或多项所述的装置,其特征在于,所述接触元件(11、12)采用接近于所述金属部件(13)轮廓的铁片构造,使得所述接触元件(11、12)的接触面(26、31)与所述金属部件(13)的待加热区域完全接触。
8.根据前述权利要求中任意一项或多项所述的装置,其特征在于,所述接触元件(11、12)采用不锈的奥氏体或不锈的铁素体刚材质制成。
9.一种用于对热成型和/或冲压硬化的金属部件(13)的特定区域进行回火处理的方法,其中,所述方法包括:
提供一个热成型和/或冲压硬化的金属部件(13);
将至少一个安装在工作头(8)上的接触元件(11、12)加热到高于所述金属部件(13)的一个区域应被加热达到的目标温度;
通过预先设定的贴合压力致使所述接触元件(11、12)的一个接触面和所述金属部件(13)的待加热区域完全接触,从而使得所述金属部件(13)至少在特定区域上通过热量流加热至目标温度,其特征在于,所述接触元件(11、12)通过电阻式加热方式进行加热。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述接触元件(11、12)在和所述金属部件(13)接触时不进行加热。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述贴合压力设计为100Kpa和10Mpa之间,优选范围为100Kpa和1Mpa之间。
12.根据权利要求9至11中任意一项或多项所述的方法,其特征在于,所述金属部件(13)在所述工作头(8)上以可相对移动的方式布置的所述接触元件(11、12)之间夹紧。
13.根据权利要求9至12中任意一项或多项所述的方法,其特征在于,所述接触元件(11、12)将在预先设定的压合时间内和所述金属部件(13)发生接触,所述压合时间在2秒和30秒之间,优选地在3秒到15秒之间。
14.根据权利要求9至13中任意一项或多项所述的方法,其特征在于,所述工作头(8)从空闲位置移动至活动位置,以使所述接触元件(11、12)和所述金属部件(13)发生接触。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所示接触元件(11、12)通过到达活动位置或在到达活动位置后,与所示金属部件(13)的待加热区域进行完全接触。
16.根据权利要求9至15中任意一项或多项所述的方法,其特征在于,所述方法采用根据权利要求1至8中任意一项或多项所述的装置。
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