CN111672954A - 一种板料零部件的间接热成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板料零部件的间接热成形方法，包括冷冲压和热冲压两个步骤的冲压过程；所述热冲压在所述冷冲压之后，板料在所述冷冲压的过程中的变形量大于其在所述热冲压的过程中的变形量。本发明一种板料零部件的间接热成形方法，通过冷冲压和热冲压过程的设计，将板料零部件的成形过程分为冷成形和热成形两道成形工序，从而降低热成形的变形量，一方面使热冲压模具易于维护，且耐用，从而降低模具成本，另一方面所制得的零部件不需要再进行抛丸、修边、打孔等工序，节约生产成本，提高生产效率。

Description

一种板料零部件的间接热成形方法
技术领域
本发明涉及热成形技术领域，特别是涉及一种板料零部件的间接热成形方法。
背景技术
热成形（即热冲压成形）工艺是将超高强度板料置于加热炉内加热到奥氏体温度范围，待板料组织完成转变后，再快速移动到模具，以快速进行冲压，在压机保压状态下，通过模具中布置的冷却回路并保证一定的冷却速度，对零件进行淬火冷却，最后获得超高强度冲压件的工艺。
即现有热成形工艺是直接用板料加热后到模具里面进行冲压淬火，整个成形过程通过一套模具一次冲压实现，板料变形量大。这种热成形工艺存在如下缺点：1、冲压淬火完成后，对裸板来说，因有严重的氧化皮，需要抛丸去掉氧化皮，然后再激光切割修边和打孔，完成最终的加工，对于铝硅涂层板生产，虽然无需抛丸，但还是需要切割修边和打孔，完成最终的加工，因此工艺过程复杂，生产效率低；2、加热后一次冲压完成并冷却，零件的变形量大，需要的冲压模具结构比较复杂，造价高，承载能力要求高，维修难度大，耐用性差。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种板料零部件的间接热成形方法，能够解决传统热成形方法在制备板料零部件中存在的上述缺点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种板料零部件的间接热成形方法，包括对板料进行冷冲压和热冲压两次冲压过程；所述热冲压在所述冷冲压之后。
在本发明一个较佳实施例中，所述冷冲压在冷冲压模具内进行，将所述板料压制成预成形件；所述热冲压在热冲压模具内进行，将所述预成形件冲压至成形件的尺寸。
在本发明一个较佳实施例中，所述板料在所述冷冲压的过程中的变形量大于其在所述热冲压的过程中的变形量；所述板料在所述冷冲压的过程中变形量小于或等于其成形后的总变形量。
在本发明一个较佳实施例中，还包括加热过程，所述加热过程在所述冷冲压和热冲压过程之间，所述预成形件通过加热过程加热至奥氏体转化温度并保温，使所述预成形件部分或完全转化成奥氏体组织。
在本发明一个较佳实施例中，所述保温的时间为10～600s。
在本发明一个较佳实施例中，还包括淬火过程，所述淬火过程在所述热冲压之后，通过对所述热冲压模具进行冷却实现。
在本发明一个较佳实施例中，所述热冲压模具的凹模和凸模內嵌入有冷却管道或腔体，所述冷却管道或腔体内流通有冷却介质。
在本发明一个较佳实施例中，所述冷却介质为水、盐水溶液或冷却气体。
在本发明一个较佳实施例中，所述板料为金属板。
在本发明一个较佳实施例中，所述金属板为钢板、铝板或钛合金板。
本发明的有益效果是：本发明一种板料零部件的间接热成形方法，通过冷冲压和热冲压过程的设计，将板料零部件的成形过程分为冷成形和热成形两道成形工序，从而降低热成形的变形量，一方面使热冲压模具易于维护，且耐用，从而降低模具成本，另一方面所制得的零部件不需要再进行抛丸、修边、打孔等工序，节约生产成本，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明一种板料零部件的间接热成形方法冷冲压过程的示意图；
图2是本发明一种板料零部件的间接热成形方法加热过程的示意图；
图3是本发明一种板料零部件的间接热成形方法热冲压及淬火过程的示意图；
图4是本发明一种板料零部件的间接热成形方法的实施例1的汽车的前轮罩后板的结构示意图；
图5是本发明一种板料零部件的间接热成形方法的实施例1的汽车的下托架的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1.冷成形模具，2.冷冲压设备，3.预成形件，4.加热系统，5.支架，6.热冲压模具，7. 冷却管道或腔体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-5，本发明实施例包括：
本发明揭示了一种板料零部件的间接热成形方法，适用于金属板，如钢板、铝板或钛合金板等，包括冷冲压和热冲压两次冲压成形过程。具体包括如下步骤：
（1）冷冲压：先将板料置入冷成形模具1内，并在冷冲压设备2，如压机上进行冷冲压，制备成预成形件3；冷成型模具成本较低，维护简单，耐用，在冷成型阶段对复杂零件可以多次成型；
（2）加热：将所述预成形件3送入加热系统4，如加热炉中的支架5上，加热至奥氏体转化温度并保温10～600s，使预成形件3转化成奥氏体组织；预成形件3在热炉内逐步加热的过程中，不需要气氛保护，即不需要额外提供氮气，氩气，或其他惰性保护气体，从而有效简化加热系统的结构，并降低成本；
（3）热冲压：利用取料装置将处于奥氏体组织状态的所述预成形件3转入已预热好的热冲压模具6中，并进行热冲压至成形件的尺寸；板料在该热冲压的变形量小于在板料在冷冲压过程中的变形量，通常，热冲压的变形量小于板料成形后总变形量的10%；预成形件3在热冲压过程中不需要热切边，在热冲压完成后，也不需要机械切边或激光切割；
（4）淬火成形：上述热成形模具的凹模和凸模内嵌入有冷却管道或腔体7，且冷却管道或腔体内流通有冷却介质，如冷水、水盐溶液，冷空气、氩气、氦气或二氧化碳等冷却气体，热冲压完成后，直接对热热成形模具进行冷却淬火，冷却结束后，开模得到成形好的目标板料零部件。
实施例1
制备汽车的前轮罩后板，如图4所示。该种汽车的前轮罩后板，其采用常规的一次性热成型方法，完成后需另外进行打磨和打孔等操作，而且成型后容易出现性能不均匀，会导致零部件组织不均匀，在使用过程中容易产生隐患，比如会存在裂纹出现等问题。
本实施例采用间接热成形方法制备汽车的前轮罩后板：采用厚度为1.7mm的22MnB5板料，先置入对应的冷成形模具内，并在压机上压制成对应的预成形件，再把该预成形工件置入加热箱内加热到930℃，保温350秒至成为奥氏体组织，然后提取转运到对应的热冲压模具中热冲压后，往热冲压模具的冷却管道或腔体内通入水盐溶液进行保压淬火，大约6秒后，开模得到目标零部件，即汽车的前轮罩后板的最终成形。
所制得的汽车的前轮罩后板的表面光滑，可直接使用，无需再进行打磨、打孔等作业，另外，前轮罩后板的组织结构均匀，性能稳定，没有局部裂纹出现，耐用性好，使用寿命长。
实施例2
制备汽车的下托架，如图5所示。这种汽车的下托架，其采用常规的一次性热成型方法，完成后需另外进行打磨和打孔等操作，而且成型中容易出现不规则变形，成品性能得不到保证。
本实施例采用间接热成形方法制备汽车的下托架：采用厚度为1.2 mm的27MnCrB5板料，先放入对应的冷成形模具内，并在压机上压制成对应的预成形件，再把该预成形工件置入加热箱内加热到890℃，保温300秒至完成奥氏体组织转化，然后提取转运到对应的热冲压模具中热冲压后，往热冲压模具的冷却管道或腔体内通入5℃左右的冷空气进行保压淬火，大约5秒，冷却开模，完成目标零部件汽车的下托架的最终成形。
所制得的汽车的下托架的表面光滑，可直接使用，无需再进行打磨、打孔等作业，而且下托架成品的形状规则，未出现不规则外观，使用性能稳定。
本发明的板料零部件的间接热成形方法，该热成形方法把板料零部件的成形过程分为冷成形和热成形两道成形工序，具有如下优点：
1、冷成形阶段：冷成形模具成本较低，维护简单，耐用。
2、热成形阶段：因为有了前期冷成形的作用，热成形的变形量较小，对模具的承载能力要求低。
3、预成形件经过热冲压、冷却后即可完成整个产品的加工，不需要再进行抛丸、修边、打孔等工序，节约生产成本，提高生产效率。
上述部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规试验方法获知。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，包括对板料进行冷冲压和热冲压两次冲压过程；所述热冲压在所述冷冲压之后。
2.根据权利要求1所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述冷冲压在冷冲压模具内进行，将所述板料压制成预成形件；所述热冲压在热冲压模具内进行，将所述预成形件冲压至成形件的尺寸。
3.根据权利要求2所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述板料在所述冷冲压的过程中的变形量大于其在所述热冲压的过程中的变形量；所述板料在所述冷冲压的过程中变形量小于或等于其成形后的总变形量。
4.根据权利要求1所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，还包括加热过程，所述加热过程在所述冷冲压和热冲压过程之间，所述预成形件通过加热过程加热至奥氏体转化温度并保温，使所述预成形件部分或完全转化成奥氏体组织。
5.根据权利要求4所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述保温的时间为10～600s。
6.根据权利要求1所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，还包括淬火过程，所述淬火过程在所述热冲压之后，通过对所述热冲压模具进行冷却实现。
7.根据权利要求6所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述热冲压模具的凹模和凸模內嵌入有冷却管道或腔体，所述冷却管道或腔体内流通有冷却介质。
8.根据权利要求7所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述冷却介质为水、盐水溶液或冷却气体。
9.根据权利要求1所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述板料为金属板。
10.根据权利要求9所述的一种板料零部件的间接热成形方法，其特征在于，所述金属板为钢板、铝板或钛合金板。
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