CN110773630A - 一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法 - Google Patents

一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110773630A
CN110773630A CN201911068972.3A CN201911068972A CN110773630A CN 110773630 A CN110773630 A CN 110773630A CN 201911068972 A CN201911068972 A CN 201911068972A CN 110773630 A CN110773630 A CN 110773630A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blank
irregular
forming
regular
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911068972.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110773630B (zh
Inventor
刘培星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SD Steel Rizhao Co Ltd
Original Assignee
SD Steel Rizhao Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SD Steel Rizhao Co Ltd filed Critical SD Steel Rizhao Co Ltd
Priority to CN201911068972.3A priority Critical patent/CN110773630B/zh
Publication of CN110773630A publication Critical patent/CN110773630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110773630B publication Critical patent/CN110773630B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment

Abstract

本发明公开了一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将截面积不同的不规则坯料延伸成截面积相同的规则坯料，用电极加持规则坯料两端进行通电加热，加热至奥氏体化状态；2)加热后的坯料迅速转移至切割模具上将多余坯料切除，制成满足零部件成形性的不规则坯料；3)不规则坯料转移至成形模具上冲压成形并保压淬火，获得目标零部件；本发明设计的解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法能拓展导电加热在热冲压成形领域的应用范围，适应不规则坯料；保证不规则坯料加热奥氏体化的温度均匀性；本发明导电加热效率高，能耗损失小；设备占地、投资小；容易实现柔性加热控制，批量生产梯度化成形零部件。

Description

一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法
技术领域
本发明涉及热冲压成形技术领域，具体涉及一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法。
背景技术
热冲压成形技术由于成形力小、零件回弹小、成形后零件强度高等优点，而获得广泛应用。目前热冲压成形工艺过程中主要工序过程为：开卷—落料(规则坯料或不规则坯料)—加热—冲压成形并淬火。为满足零部件成形性能的要求、不同零部件所需坯料形状不同，大部分高强钢零部件所需坯料的形状都是不规则的。为保证料片加热温度均匀，目前料片的加热方式主要是炉内辐射加热，如多层箱式炉、辊底炉等。然而辐射加热的效率比较低，能耗较大；且坯料柔性加热控制不灵活(即部分板料加热，部分板料不加热)，坯料需要整体加热。
为解决加热能耗高的问题，可以选择感应加热、导电加热等方法；其中导电加热过程中坯料两端直接通电，利用材料自身电阻产生热量进行加热；该方法因升温速度快，加热区域柔性控制等优点具有广阔的应用前景。
热成形工艺中奥氏体化加热过程中板料温度均匀性20℃左右，以保证晶粒尺寸和力学性能的均匀性。目前热成形零部件中，B柱(图1)的坯料形状是比较典型的非规则坯料。B柱坯料尺寸见图2，坯料两端通入电流；由于导电加热是依据自身电阻产热升温，具体公式为：P＝I2×R×t。其中坯料不同截面的电流I相同，时间t相同。但材料电阻R＝ρ×L/S，坯料不同截面S不同，不同截面电阻R不同。故不同截面产热能量P不同，所以直接通电加热无法保证不规则坯料的温度均匀性。实际加热过程中，截面积较小位置(如图2中的2-1)达到930℃的情况下，截面积大的位置(如图2中的2-2)加热温度仅为672℃；相差258℃；板料在672℃加热无法奥氏体化，因此无法满足实际生产需求。
专利《CN103406415B》公开了“高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置及方法”：采用细长规则板料进行通电加热，加热装置与模具、压力机相结合；加热完成后立即进行成形；减少了转移。然而该方法并未解决非规则坯料加热温度均匀性问题。专利《CN104475587B》公开了“一种导电加热成形方法”:板料通电加热完成奥氏体化加热过程，板料加热完成后，电极(加热电极置于模座上)移开；模具继续下行完成高温成形并保压淬火，该方法相对于传统热成形工艺缩短工序时间，无需坯料转移工序。且该专利中提出多电极加热方法，如采用3点电极加持加热“Y”型试样；但该方法只能优化部分形状坯料的温度均匀性，仍然无法解决坯料加热温度不均匀的问题；并且针对不同坯料需要设计复杂的电极加热装置设计。专利《CN106391882A》公开了“一种基于自阻加热性能梯度热冲压件的加工方法”：规则板料通电加热，通过大功率电源对板材坯料通入100～100000A的大电流，在20秒内将板材坯料对应的高强度区域加热到910～1100度，而与短路块接触的碰撞吸能区域的温度维持在380～850度之间；该温度不均匀的规则坯料转移至模具中冲压成形并淬火。该方法适合制造性能梯度化分布的零部件，且零部件所需坯料是规则方形坯料。专利《CN104438840B》公开了“一种高强零件多工位热成形装置及热成形方法”：将加工完成的预制坯料输送至固定加热部件上，针对坯料上需要进行成形加工的区域进行局部加热，得到温度区域分布的热坯料；将温度区域分布的热坯料输送到模具上合模成形加工，得到热成形制件，然而成形所用坯料仍然是规则方形坯料。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，包括以下步骤：
1)将截面积不同的不规则坯料延伸成截面积相同的规则坯料，用电极加持规则坯料两端进行通电加热，加热至奥氏体化状态；
2)加热后的坯料迅速转移至切割模具上将多余坯料切除，制成满足零部件成形性的不规则坯料；
3)不规则坯料转移至成形模具上冲压成形并保压淬火，获得目标零部件。
具体的是，所述步骤2中坯料在奥氏体化状态下的温度进行多余坯料切除，切割完成后切割边缘坯料的温度要＞400℃即马氏体开始转变点。
具体的是，所述坯料从加热完转移开始，经历坯料切割，最终至坯料冲压合模的总时间小于18S，从而保证成形前板料组织为奥氏体状态。
具体的是，所述导电加热的规则坯料是根据冲压所需满足零部件成形性能的不规则坯料延伸确定的，采用材质是22MnB5系热成形硼钢。
具体的是，规则坯料采用截面积相同的方形坯料。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法能拓展导电加热在热冲压成形领域的应用范围，适应不规则坯料；保证不规则坯料加热奥氏体化的温度均匀性；本发明导电加热效率高，能耗损失小；设备占地、投资小；容易实现柔性加热控制，批量生产梯度化成形零部件。
附图说明
图1是现有的典型B柱零部件的结构示意图。
图2是现有的典型B柱坯料的结构简图。
图3是解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法的示意图。
图4是B柱坯料的结构简图。
图5是规则坯料的结构简图。
图6是规则坯料导电加热的结构示意图。
图7是B柱坯料柔性导电加热的结构示意图。
图中：3-1-规则坯料切割；3-2-冲压成形；3-3-保压淬火；6-1-左侧电极；6-2-右侧电极；6-3-规则坯料；7-1-左侧电极；7-2-右侧电极；7-3-规则坯料。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图3-图7所示，一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，包括以下步骤：
1)将截面积不同的不规则坯料延伸成截面积相同的规则坯料，用电极加持规则坯料两端进行通电加热，加热至奥氏体化状态；
2)加热后的坯料迅速转移至切割模具上将多余坯料切除，制成满足零部件成形性的不规则坯料；
3)不规则坯料转移至成形模具上冲压成形并保压淬火，获得目标零部件。
步骤2中坯料在奥氏体化状态下的温度进行多余坯料切除，切割完成后切割边缘坯料的温度要＞400℃即马氏体开始转变点；坯料从加热完转移开始，经历坯料切割，最终至坯料冲压合模的总时间小于18S，从而保证成形前板料组织为奥氏体状态；导电加热的规则坯料是根据冲压所需满足零部件成形性能的不规则坯料延伸确定的，采用材质是22MnB5系热成形硼钢。
实施例一，本发明根据某B柱坯料要求为例，获得力学性能均一的零部件，具体实施方法如下：
1、将板厚为1.5mm，图4所示的B柱坯料延伸成图5所示的规则坯料；
2、将图5所示的规则坯料放入图6所示的导电加热装置中进行加热，加热温度930℃，升温速率为50℃/s，加热总时间3min；加热完成后，经红外热像仪测量，整块板料温度范围：912-934℃，具有良好的温度均匀性；
3、将温度均匀的规则板料转移至切割模具中进行多余材料的切割，形成满足冲压成形性要求的不规则坯料；从转移至完成切割所需总时间6s，其中切割速度10mm/s，切割力150T左右；
4、不规则坯料转移至带有冷却水的模具中进行热成形，并保压淬火；从坯料转移至压力机合模的总时间为10s。成形后零部件的力学性能：抗拉强度1480-1610MPa，断后延伸率6-8.4％；最终零部件检测中无开裂和起皱现象，满足的成形性能要求。
实施例二，本发明根据某B柱坯料要求为例，获得力学性能柔性分布的零部件，具体实施方法如下：
1、依据力学性能的要求(B柱上部力学性能要求：抗拉1500MPa左右，延伸率大于5％；下部力学性能要求：600MPa，延伸率15％)，板厚为1.5mm，图4所示的B柱坯料“上部高强度区”延伸成规则坯料(图7中的7-3)；
2、将规则坯料放入图7所示的导电加热装置中进行加热，坯料上部高强度区域通电加热，加热至930℃，升温速率为50℃/s，加热总时间3min；下部软化吸能区域不加热；
3、将温度选择性控制的板料转移至切割模具中进行多余材料的切割，形成满足冲压成形性要求的不规则坯料；从转移至完成切割所需总时间6s，其中切割速度10mm/s，切割力110T左右；
4、不规则坯料转移至带有冷却水的模具中成形，并保压，成形后零部件的力学性：高强度区域抗拉强度1450-1612MPa，B柱下部碰撞吸能区域维持供货母材的强度590-615MPa，延伸率为18-22％，最终零部件检测中无开裂和起皱现象，满足的成形性能要求。
本发明不局限于上述实施方式，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 (5)

1.一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将截面积不同的不规则坯料延伸成截面积相同的规则坯料，用电极加持规则坯料两端进行通电加热，加热至奥氏体化状态；
2)加热后的坯料迅速转移至切割模具上将多余坯料切除，制成满足零部件成形性的不规则坯料；
3)不规则坯料转移至成形模具上冲压成形并保压淬火，获得目标零部件。
2.根据权利要求1所述的解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，其特征在于，所述步骤2中坯料在奥氏体化状态下的温度进行多余坯料切除，切割完成后切割边缘坯料的温度要＞400℃即马氏体开始转变点。
3.根据权利要求1所述的解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，其特征在于，所述坯料从加热完转移开始，经历坯料切割，最终至坯料冲压合模的总时间小于18S，从而保证成形前板料组织为奥氏体状态。
4.根据权利要求1所述的解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，其特征在于，所述导电加热的规则坯料是根据冲压所需满足零部件成形性能的不规则坯料延伸确定的，采用材质是22MnB5系热成形硼钢。
5.根据权利要求1所述的解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法，其特征在于，所述规则坯料采用截面积相同的方形坯料。
CN201911068972.3A 2019-11-05 2019-11-05 一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法 Active CN110773630B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911068972.3A CN110773630B (zh) 2019-11-05 2019-11-05 一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911068972.3A CN110773630B (zh) 2019-11-05 2019-11-05 一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110773630A true CN110773630A (zh) 2020-02-11
CN110773630B CN110773630B (zh) 2022-02-11

Family

ID=69389309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911068972.3A Active CN110773630B (zh) 2019-11-05 2019-11-05 一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110773630B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114453481A (zh) * 2022-02-21 2022-05-10 上海交通大学 一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具
CN117531911A (zh) * 2024-01-10 2024-02-09 中南大学 一种利用电脉冲蠕变时效成形瓜瓣构件的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339268A (zh) * 2010-06-24 2013-10-02 麦格纳国际公司 通过后热成型工艺提供的定制性能
CN104894352A (zh) * 2014-02-07 2015-09-09 本特勒尔汽车技术有限公司 用于制造热压成形的板材产品的热成形生产线和方法
CN105215160A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 武汉理工大学 一种多工位连续热冲压生产线及方法
CN105264096A (zh) * 2013-06-05 2016-01-20 高周波热錬株式会社 板工件的加热方法、加热装置和热压成型方法
EP3006131A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-13 Fiat Group Automobiles S.p.A. Method for manufacturing a rear frame side member for a motor vehicle, rear frame side member manufactured according to such a method, and motor vehicle provided with such a rear frame side member
KR101759082B1 (ko) * 2015-12-15 2017-07-19 주식회사 엠에스 오토텍 통전 가열 장치 및 이를 이용한 핫스탬핑 방법
CN107127238A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 宝山钢铁股份有限公司 一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法
CN108543860A (zh) * 2018-05-15 2018-09-18 周焱春 一种锁扣热冲压工艺
CN109759522A (zh) * 2018-04-12 2019-05-17 山东建筑大学 一种轻量化异种钢一体化热成形汽车门框制备方法
CN109821951A (zh) * 2018-12-06 2019-05-31 苏州普热斯勒先进成型技术有限公司 一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339268A (zh) * 2010-06-24 2013-10-02 麦格纳国际公司 通过后热成型工艺提供的定制性能
CN105264096A (zh) * 2013-06-05 2016-01-20 高周波热錬株式会社 板工件的加热方法、加热装置和热压成型方法
CN104894352A (zh) * 2014-02-07 2015-09-09 本特勒尔汽车技术有限公司 用于制造热压成形的板材产品的热成形生产线和方法
EP3006131A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-13 Fiat Group Automobiles S.p.A. Method for manufacturing a rear frame side member for a motor vehicle, rear frame side member manufactured according to such a method, and motor vehicle provided with such a rear frame side member
CN105215160A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 武汉理工大学 一种多工位连续热冲压生产线及方法
KR101759082B1 (ko) * 2015-12-15 2017-07-19 주식회사 엠에스 오토텍 통전 가열 장치 및 이를 이용한 핫스탬핑 방법
CN107127238A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 宝山钢铁股份有限公司 一种锌系镀覆钢板或钢带的热冲压成型方法
CN109759522A (zh) * 2018-04-12 2019-05-17 山东建筑大学 一种轻量化异种钢一体化热成形汽车门框制备方法
CN108543860A (zh) * 2018-05-15 2018-09-18 周焱春 一种锁扣热冲压工艺
CN109821951A (zh) * 2018-12-06 2019-05-31 苏州普热斯勒先进成型技术有限公司 一种耐腐蚀热冲压零件的制备方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114453481A (zh) * 2022-02-21 2022-05-10 上海交通大学 一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具
CN117531911A (zh) * 2024-01-10 2024-02-09 中南大学 一种利用电脉冲蠕变时效成形瓜瓣构件的方法
CN117531911B (zh) * 2024-01-10 2024-03-29 中南大学 一种利用电脉冲蠕变时效成形瓜瓣构件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110773630B (zh) 2022-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104668326B (zh) 一种高强度钢材零部件性能梯度化分布的热冲压方法
CN105215160B (zh) 一种多工位连续热冲压生产线及方法
CN107552625B (zh) 可生产分区强度热冲压件的加热装置、生产线和方法
CN101805821B (zh) 钢材冲压成形一体化处理方法
CN102304612B (zh) 超高强钢高温拼接淬火成形工艺及装置
US10000823B2 (en) Method and device for partially hardening sheet metal components
CN110773630B (zh) 一种解决不规则坯料导电加热温度不均匀的方法
KR20140006483A (ko) 열간 프레스 성형(ｈｐｆ) 제품의 제조방법
CN106424280B (zh) 一种高强钢热成形差异化力学性能分布柔性控制方法
KR20140138074A (ko) 블랭크들의 열간 성형 시스템 및 방법
CN105234264A (zh) 一种钢板电磁热冲压生产线及其热冲压成型方法
KR20130032650A (ko) 저항 가열을 이용한 국부 이종강도 핫스탬핑 공법 및 이를 위한 저항가열 장치
US20140124105A1 (en) Hot forming line for producing hot formed and press hardened steel sheet products
CN110394609B (zh) 一种汽车用变强度热成形零部件的制备方法
CN104971959A (zh) 一种高强度闭口型材热辊弯成形工艺
CN106929659A (zh) 热处理炉以及用于对预涂层的钢板坯进行热处理的方法和用于制造机动车构件的方法
CN111154960A (zh) 一种热成型软硬区零件及其生产工艺
CN105671252A (zh) 一种汽车前轴一次锻压成型余热调质工艺
CN108927454A (zh) 用于热成形硼钢材料分段强化的点加热模具及工艺
CN109762965B (zh) 一种超高强韧性Mn-B钢结构件连续在线制备方法
CN211839720U (zh) 一种基于淬火-配分工艺的高强钢热冲压生产线
KR20100132371A (ko) 다른 강도 영역을 갖는 열간 프레스 성형품의 제조방법
CN209531815U (zh) 一种连续多次循环自阻加热及冷却装置
CN202297712U (zh) 超高强钢高温拼接淬火成形装置
CN209867919U (zh) 一种节能型热成形钢类零件分步成形装备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant