CN110305719A - 热冲压用润滑剂及高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺 - Google Patents

热冲压用润滑剂及高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热冲压用润滑剂及高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，该高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺包括如下步骤：获取料板，固溶处理，热转移至水冷模具内，在水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：采用包括特定配比的猪油和滑石粉的热冲压用润滑剂，再进行时效处理，得高强度铝合金产品。该高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺所加工的产品无拉裂、起皱等形面问题，并可有效降低润滑剂成本，从而节约生产成本。

Description

热冲压用润滑剂及高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺
技术领域
本发明涉及冲压技术领域，尤其涉及一种热冲压用润滑剂及高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺。
背景技术
与传统的冲压工艺相比，合金铝板热成形工艺技术可一步生产出重量更轻、强度更高、形状更复杂、尺寸稳定性更高的零部件。采用合金铝板热成形工艺生产的汽车零部件可有效减少车身重量，降低油耗，更环保，具有非常明显的优势。
然而，目前我国热冲压成形工艺生产线多引进外国设备，工艺上也多采用进口润滑剂，造成生产成本较高。
另外，常规热冲压成形工艺加工的零部件产品容易使产品出现拉裂、起皱等形面问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种热冲压用润滑剂及高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，所加工的零部件产品无拉裂、起皱等形面问题，并可有效降低润滑剂成本，从而节约生产成本。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种热冲压用润滑剂，包括猪油和滑石粉，所述猪油和所述滑石粉的重量比为1:(1-2)。
优选地，所述猪油和所述滑石粉的重量比为1:(1-1.5)。
本发明还提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，包括如下步骤：
获取料板；
固溶处理；
热转移至水冷模具内；
在所述水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：采用上述所述的热冲压用润滑剂；
时效处理，得高强度铝合金产品。
在其中一个实施例中，所述固溶处理的工艺参数为：温度470-480℃，保温时间600-1000s。
在其中一个实施例中，所述热冲压成形和保压淬火一体化处理的工艺参数为：水冷模具的冷水温度小于20℃，入模温度400-420℃，冲压速度大于400mm/s，保压时间10-20s，单位压力为1.2-1.5Mpa或者压边间隙为板厚减少值△H为：0＜△H＜0.1mm。
在其中一个实施例中，所述热转移至冷模具内的步骤采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合，转移用时10-20s。
在其中一个实施例中，所述时效处理分为两个阶段，第一时效处理阶段的工艺参数为：温度120-125℃，保温50-70min，出炉水淬，第二时效处理阶段的工艺参数为：温度175-190℃，保温50-180min，出炉，自然冷却。
在其中一个实施例中，所述时效处理的工艺参数为：温度180-190℃，保温120-180min，出炉，自然冷却。
在其中一个实施例中，所述料板为7075铝合金板。
本发明的有益效果是：
本发明通过采用包含特定配比的猪油和滑石粉的热冲压用润滑剂的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，可在确保满足热冲压工艺要求以及产品强度等满足要求的情况下，所加工的产品无拉裂、起皱等形面问题，并可有效降低润滑剂成本，从而节约生产成本。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实验设备：
瑞典AP&T公司热冲压生产线：800t液压机，单层83kw箱式加热炉，快速机械手；
德国通快8030激光切割机；
CMT5305美特斯电子万能试验机；
HB-3000布氏硬度计。
原料来源：
7075合金铝板，规格：1.8×1200×1173。
实施例1
本发明还提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，包括如下步骤：
S1，获取料板：
采用激光切割机切割7075合金铝板，得料板。
S2，固溶处理：
将经步骤S1激光切割的料板置于温度475±5℃的辊底加热炉内进行固溶处理，保温600s，得热料板。
S3，热转移至水冷模具内：
采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合将步骤S2获取的热料板转移至水冷模具内，转移用时20s。
S4，在水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：
本步骤的工艺参数为：模具温度20-22℃(水冷模具的水冷温度低于20℃)，入模温度410℃，冲压速度为750mm/s，保压时间15s，单位压力为1.3Mpa，出模工件温度23℃。其中，本步骤采用的热冲压用润滑剂由重量比为1:1.9的猪油和滑石粉组成。
S5，时效处理：
将热冲压淬火处理的零件通过机械手端拾器取出，转移至低温加热炉中进行时效处理。
本步骤的时效处理分为两阶段，第一时效处理阶段的工艺参数为：温度120℃，保温60min，出炉水淬；第二时效处理阶段的工艺参数为：温度180℃，保温60min，出炉，空气自然冷却，得高强度铝合金汽车零部件。
S6，生产结束，测试本实施例加工的高强度铝合金汽车零部件的抗拉强度、屈服强度、延伸率等相关性能参数。
实施例2
本发明还提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，包括如下步骤：
S1，获取料板：
采用激光切割机切割7075合金铝板，得料板。
S2，固溶处理：
将经步骤S1激光切割的料板置于温度475±5℃的辊底加热炉内进行固溶处理，保温600s，得热料板。
S3，热转移至水冷模具内：
采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合将步骤S2获取的热料板转移至水冷模具内，转移用时18s。
S4，在水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：
本步骤的工艺参数为：模具温度20-22℃(水冷模具的水冷温度低于20℃)，入模温度410℃，冲压速度为710mm/s，保压时间20s，压边间隙为板厚减少值△H为：0＜△H＜0.1mm，出模工件温度20℃。其中，本步骤采用的热冲压用润滑剂由重量比为1:1的猪油和滑石粉组成。
S5，时效处理：
将热冲压淬火处理的零件通过机械手端拾器取出，转移至低温加热炉中进行时效处理。
本步骤的时效处理的工艺参数为：温度180℃，保温150min，出炉，空气自然冷却，得高强度铝合金汽车零部件。
S6，生产结束，测试本实施例加工的高强度铝合金汽车零部件的抗拉强度、屈服强度、延伸率等相关性能参数。
实施例3
本发明还提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，包括如下步骤：
S1，获取料板：
采用激光切割机切割7075合金铝板，得料板。
S2，固溶处理：
将经步骤S1激光切割的料板置于温度475±5℃的辊底加热炉内进行固溶处理，保温600s，得热料板。
S3，热转移至水冷模具内：
采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合将步骤S2获取的热料板转移至水冷模具内，转移用时20s。
S4，在水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：
本步骤的工艺参数为：模具温度20-22℃(水冷模具的水冷温度低于20℃)，入模温度410℃，冲压速度为720mm/s，单位压力1.4Mpa，保压时间20s，出模工件温度23℃。其中，本步骤采用的热冲压用润滑剂由重量比为1:1.5的猪油和滑石粉组成。
S5，时效处理：
将热冲压淬火处理的零件通过机械手端拾器取出，转移至低温加热炉中进行时效处理。
本步骤的时效处理分为两阶段，第一时效处理阶段的工艺参数为：温度121℃，保温60min，出炉水淬；第二时效处理阶段的工艺参数为：温度180-190℃，保温150min，出炉，空气自然冷却，得高强度铝合金汽车零部件。
S6，生产结束，测试本实施例加工的高强度铝合金汽车零部件的抗拉强度、屈服强度、延伸率等相关性能参数。
实施例4
本发明还提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，包括如下步骤：
S1，获取料板：
采用激光切割机切割7075合金铝板，得料板。
S2，固溶处理：
将经步骤S1激光切割的料板置于温度475±5℃的辊底加热炉内进行固溶处理，保温600s，得热料板。
S3，热转移至水冷模具内：
采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合将步骤S2获取的热料板转移至水冷模具内，转移用时15s。
S4，在水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：
本步骤的工艺参数为：模具温度20-22℃(水冷模具的水冷温度低于20℃)，入模温度410℃，冲压速度为750mm/s，单位压力为1.3Mpa，保压时间20s，出模工件温度23℃。其中，本步骤采用的热冲压用润滑剂由重量比为1:1.2的猪油和滑石粉组成。
S5，时效处理：
将热冲压淬火处理的零件通过机械手端拾器取出，转移至低温加热炉中进行时效处理。
本步骤的时效处理的工艺参数为：温度180-190℃，保温150min，出炉，空气自然冷却，得高强度铝合金汽车零部件。
S6，生产结束，测试本实施例加工的高强度铝合金汽车零部件的抗拉强度、屈服强度、延伸率等相关性能参数。
实施例5
本发明还提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，包括如下步骤：
S1，获取料板：
采用激光切割机切割7075合金铝板，得料板。
S2，固溶处理：
将经步骤S1激光切割的料板置于温度475±5℃的辊底加热炉内进行固溶处理，保温600s，得热料板。
S3，热转移至水冷模具内：
采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合将步骤S2获取的热料板转移至水冷模具内，转移用时20s。
S4，在水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：
本步骤的工艺参数为：模具温度20-22℃(水冷模具的水冷温度低于20℃)，入模温度410℃，冲压速度为700mm/s，单位压力为1.4Mpa，保压时间20s，出模工件温度23℃。其中，本步骤采用的热冲压用润滑剂由重量比为1:1.7的猪油和滑石粉组成。
S5，时效处理：
将热冲压淬火处理的零件通过机械手端拾器取出，转移至低温加热炉中进行时效处理。
本步骤的时效处理分为两阶段，第一时效处理阶段的工艺参数为：温度120℃，保温60min，出炉水淬；第二时效处理阶段的工艺参数为：温度180-190℃，保温120min，出炉，空气自然冷却，得高强度铝合金汽车零部件。
S6，生产结束，测试本实施例加工的高强度铝合金汽车零部件的抗拉强度、屈服强度、延伸率等相关性能参数。
对比例1
本对比例还提供一种铝合金热冲压淬火一体化工艺，其加工步骤与实施例1的加工步骤基本相同，区别在于：所采用的热冲压用润滑剂仅为猪油。
对比例2
本对比例提供一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其加工步骤与实施例1的加工步骤基本相同，区别在于：所采用的热冲压用润滑剂为CRC-03094石墨喷剂。
实施例1至5以及对比例1和2所制备获得的汽车零部件的性能测试结果见下表1:
表1性能测试结果统计表
由表1可以看出，与对比例1相比，实施例1至5均能获得抗压强度较高以上的汽车零部件，与采用进口润滑剂(对比例2)的效果相当，尤其是实施例2至4能获得抗压强度接近570Mpa的汽车零部件。
与现有技术相比，本发明的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺采用铝合金板在加热炉内固溶后，由快速机械手送入含有冷却水道的冲压模具中进行压制变形，压制变形与淬火同时进行，且在此温度下保压一定时间实现快速淬火而不变形，并采用含特定配比的猪油和滑石粉的润滑剂，成形后进行人工时效，从而可获得强度性能优异的零部件，节省生产成本，且产品无起皱、拉裂等形面问题。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热冲压用润滑剂，其特征在于，包括猪油和滑石粉，所述猪油和所述滑石粉的重量比为1:(1-2)。
2.根据权利要求1所述的热冲压用润滑剂，其特征在于，所述猪油和所述滑石粉的重量比为1:(1-1.5)。
3.一种高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
获取料板；
固溶处理；
热转移至水冷模具内；
在所述水冷模具内进行热冲压成形和保压淬火一体化处理：采用权利要求1或2所述的热冲压用润滑剂；
时效处理，得高强度铝合金产品。
4.根据权利要求3所述的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，所述固溶处理的工艺参数为：温度470-480℃，保温时间600-1000s。
5.根据权利要求3所述的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，所述热冲压成形和保压淬火一体化处理的工艺参数为：水冷模具的冷水温度小于20℃，入模温度400-420℃，冲压速度大于400mm/s，保压时间10-20s，单位压力为1.2-1.5Mpa或者压边间隙为板厚减少值△H为：0＜△H＜0.1mm。
6.根据权利要求3所述的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，所述热转移至冷模具内的步骤采用机械手、端拾器和辅助保温的反光板相配合，转移用时10-20s。
7.根据权利要求3所述的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，所述时效处理分为两个阶段，第一时效处理阶段的工艺参数为：温度120-125℃，保温50-70min，出炉水淬，第二时效处理阶段的工艺参数为：温度175-190℃，保温50-180min，出炉，自然冷却。
8.根据权利要求3所述的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，所述时效处理的工艺参数为：温度180-190℃，保温120-180min，出炉，自然冷却。
9.根据权利要求3至8任一项所述的高强度铝合金热冲压淬火一体化工艺，其特征在于，所述料板为7075铝合金板。
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