CN112118922A - 用于热成型的板材的传导预热 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过热成型来生产部件的系统，该系统包括预热工位、炉和模压机。预热工位配置成接收坯件；以及通过热传导将坯件的至少一部分预热至预热温度。炉构造并布置成接收来自预热工位的经预热的坯件并且将整个坯件加热至变形温度。变形温度高于预热温度。模压机构造并布置成接收来自炉的经加热的坯件并且使经加热的坯件成型为部件的形状。

Description

用于热成型的板材的传导预热
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月11日提交的申请号为62/670,103的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过参引明确地并入本文。
技术领域
本专利申请涉及用于通过热成型(hot forming)来生产部件的系统。
背景技术
热成型通常包括在炉中对坯件进行加热，随后在一对模具之间对经加热的坯件进行冲压以使成形零件成型，并且在模具之间对成形零件进行淬火。坯件通常在炉中被加热以获得奥氏体显微组织，并且然后在模具中被淬火以使奥氏体显微组织转变为马氏体显微组织。
此外，当提到现代的且节约成本的车辆本体时，钢仍然是选择的材料。在材料方面，响应于汽车工业对于轻质结构材料的需求，已经研发出将高强度与良好可成型性相结合的新型钢。特别地，多相钢在钢坯件被加热至完全奥氏体化的区域(通常为920℃)中的热冲压或热成型中广泛地使用。经加热的钢坯件随后在仍处于热状态的同时插入到成型工具或模压机中，并且在模压操作期间迅速冷却。
模压硬化方法的优点包括钢在该温度下的较小的成型抗力和较好的可成型性以及所获得的部件的高的强度和良好的尺寸稳定性。通常，热冲压方法和新型钢材料的使用会产生高强度但重量轻的车辆本体。
由于在汽车工业中越来越多地使用热冲压技术，因此模压硬化机械装置变得更快。每分钟完成五个冲程的机器已经使用了一段时间，并且已知有每分钟完成七个冲程的更新的机器。由于缩短的周期长度，热冲压方法的效率得到提高。然而，经由加热炉对所供给的坯件进行加热迄今为止一直是限制性因素。由于必须将坯件加热至超过900℃的加工温度，因此使用构造为连续炉的加热炉。在30m长的这种连续炉上，坯件每米被加热30℃。因此，坯件的通过速度和加热炉的长度限制了热冲压系统的周期长度。
此外，热冲压烤炉经常在带补片坯件方面存在瓶颈，从而导致生产量降低。已经使用感应加热和明火预热方法来预热坯件。这些方法具有为板材提供均匀的热的问题，这些问题可能导致坯件产生明显的扭曲(弯曲)。
本专利申请提供了对热成型/冲压系统和操作的改进。
发明内容
本专利申请的一个方面提供了一种用于通过热成型来生产部件的系统。该系统包括预热工位、炉和模压机。预热工位配置成：接收坯件；以及通过热传导将坯件的至少一部分预热至预热温度。炉构造并且布置成接收来自预热工位的经预热的坯件，并且将整个坯件加热至变形温度。变形温度高于预热温度。模压机构造并布置成接收来自炉的经加热的坯件并且使经加热的坯件成型为部件的形状。
本专利申请的这些和其他方面、以及结构的相关元件的操作方法和功能以及零件的组合和制造的经济性，将在参照附图考虑以下描述和所附权利要求书的情况下变得很明显，所有附图构成了本说明书的一部分，在附图中，相同的附图标记表示各个图中的对应零件。在本专利申请的一种实施方式中，本文中所示的结构部件是按比例绘制的。然而，应该明确地理解的是，附图仅用于说明和描述的目的，而不意在作为本专利申请的限制的定义。还应当理解的是，本文公开的一种实施方式的特征可以用于本文公开的其他实施方式中。如在说明书和权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。
附图说明
图1示出了根据本专利申请的实施方式的用于通过热冲压过程或热成型过程来生产部件的系统；
图2示出了用于通过热冲压/热成型过程来生产部件的系统的预热工位的分解图，其中，为了清楚起见并且为了更好地示出根据本专利申请的实施方式的预热工位的其他部分，未示出预热工位的一些部分，其中，图2还示出了由预热工位接收并且加热的坯件构件；
图2A示出了坯件构件由根据本专利申请的实施方式的预热工位接收并且加热；
图3示出了用于通过热冲压/热成型过程来生产部件的系统的预热工位的侧视图，其中，为了清楚起见并且为了更好地示出根据本专利申请的实施方式的预热工位的其他部分，未示出预热工位的一些部分；
图4示出了用于通过热冲压/热成型过程来生产部件的系统的预热工位的俯视立体图，其中，为了清楚起见并且为了更好地示出根据本专利申请的实施方式的预热工位的其他部分，未示出预热工位的一些部分；
图5示出了用于通过热冲压/热成型过程来生产部件的系统的预热工位的另一俯视立体图，其中，为了清楚起见并且为了更好地示出根据本专利申请的实施方式的预热工位的其他部分，未示出预热工位的一些部分；
图6示出了表格，该表格提供了本专利申请的系统和现有技术的系统的各种停留时间的比较；
图7示出了在现有技术的系统中被加热的坯件构件的各种温度曲线的图形表示；
图8示出了在本专利申请的系统中被加热的坯件构件的各种温度曲线的图形表示；以及
图9和图10示出了根据本专利申请的实施方式的示例性的预热工位。
具体实施方式
参照图1、图2和图2A，在一种实施方式中，提供了用于通过热成型或热冲压来生产部件的系统100。在一种实施方式中，系统100包括预热工位102、炉104和模压机106。在一种实施方式中，预热工位102配置成接收坯件108。在一种实施方式中，坯件108包括带补片区域112和非带补片区域116。在一种实施方式中，预热工位102配置成通过热传导将坯件108的至少一部分(例如，带补片区域112)预热至预热温度PHT。在一种实施方式中，炉104构造并布置成接收来自预热工位102的经预热的坯件108，并且将整个坯件108加热至变形温度DT。在一种实施方式中，变形温度DT高于预热温度PHT。在一种实施方式中，模压机106构造并布置成接收来自炉104的经加热的坯件108并且使经加热的坯件108成型为部件的形状。
在一种实施方式中，热传导预热是使用传导作为热传递模式将能量/热传递到坯件108中的方法。在一种实施方式中，热传导预热包括坯件的接触加热。在一种实施方式中，传导是热传递的最有效形式并且提供最少的加热时间。
在一种实施方式中，用于制造成形零件或部件的坯件108通常由金属形成，但是可以由其他材料形成。在一种实施方式中，坯件108由诸如纯钢或钢合金之类的钢材料形成。
在一种实施方式中，坯件108的至少一部分包括整个坯件。在一种实施方式中，坯件108的至少一部分包括带补片区域(坯件108的带补片区域，其中，坯件108包括带补片区域和非带补片区域两者)。在一种实施方式中，坯件108的至少一部分包括带补片坯件(坯件108的带补片坯件，其中，坯件包括基部坯件，并且补片坯件附接至基部坯件)。
在一种实施方式中，坯件108是拼焊坯件(tailor welded blank)。在一种实施方式中，拼焊坯件通过拼焊坯件过程形成。在一种实施方式中，拼焊坯件包括在拼焊坯件过程期间焊接在一起的坯件构件。在一种实施方式中，在拼焊坯件过程期间焊接在一起的坯件构件可以具有不同的强度和/或不同的厚度。在一种实施方式中，拼焊坯件的至少一部分在预热工位中通过热传导被预热至预热温度PHT。
在一种实施方式中，坯件108是整体式坯件。在一种实施方式中，整体式坯件的至少一部分在预热工位中通过热传导被预热至预热温度PHT。在一种实施方式中，整体式坯件的至少一部分包括整个坯件。
在一种实施方式中，坯件108是连续变截面轧制坯件(tailor rolled blank)。在一种实施方式中，连续变截面轧制坯件通过连续变截面轧制坯件过程而形成。在一种实施方式中，连续变截面轧制坯件包括可变厚度部分。在一种实施方式中，连续变截面轧制坯件的至少一部分在预热工位中通过热传导被预热至预热温度PHT。
在一种实施方式中，参照图2和图2A，坯件108包括基部坯件110和附接至基部坯件110的补片坯件112。在一种实施方式中，基部坯件110和补片坯件112一体地形成。
在一种实施方式中，带补片区域112包括补片坯件112以及基部坯件110的附接至补片坯件112的部分114。在一种实施方式中，非带补片区域116包括基部坯件110的围绕补片坯件112的部分116。在一种实施方式中，基部坯件100的围绕补片坯件112的部分116在预热工位102中没有被预热至预热温度。在一种实施方式中，非带补片区域116包括基部坯件110的围绕补片坯件112的至少两个侧部的部分116。在一种实施方式中，非带补片区域116包括基部坯件110的围绕补片坯件112的至少三个侧部的部分116。在一种实施方式中，非带补片区域116包括基部坯件110的围绕整个补片坯件112(例如，补片坯件112的所有四个侧部)的部分116。在一种实施方式中，非带补片区域116包括基部坯件110的与补片坯件112相邻的部分116。在一种实施方式中，非带补片区域116不包括补片坯件112。
在一种实施方式中，基部坯件110也可以称为母坯件(parent blank)。在一种实施方式中，基部坯件110和补片坯件112具有相同的厚度。在另一实施方式中，基部坯件110和补片坯件112具有不同的厚度。在一种实施方式中，基部坯件110和补片坯件112由相同的材料制成。在另一实施方式中，基部坯件110和补片坯件112由不同的材料制成。在一种实施方式中，基部坯件110和补片坯件112由相同的材料等级制成。在另一实施方式中，基部坯件110和补片坯件112由不同的材料等级制成。
在一种实施方式中，非带补片区域116包括坯件108的围绕补片区域112的部分116。在一种实施方式中，非带补片区域116包括坯件108的与补片区域112相邻的部分116。在一种实施方式中，带补片区域112和非带补片区域116具有不同的厚度。在一种实施方式中，带补片区域112的厚度大于非带补片区域116的厚度。在一种实施方式中，带补片区域112和非带补片区域116由相同的材料制成。在另一实施方式中，带补片区域112和非带补片区域116由不同的材料制成。在一种实施方式中，带补片区域112和非带补片区域116由相同的材料等级制成。在另一实施方式中，带补片区域112和非带补片区域116由不同的材料等级制成。
在一种实施方式中，补片坯件112的面积小于坯件108的面积。在一种实施方式中，补片坯件112由基部坯件110的部分(例如，未带补片部分或剩余部分116)围绕。在一种实施方式中，基部坯件110的围绕补片坯件112的部分称为坯件108的非带补片/未带补片部分或剩余部分。在一种实施方式中，补片坯件112配置成与基部坯件110的至少一部分重叠(即，部分114)。在一种实施方式中，补片坯件112通过焊接、粘合剂或机械结合操作/过程而附接至基部坯件110。在一种实施方式中，补片坯件112的边缘或内部部分使用电阻点焊(RSW)、金属惰性气体焊接(MIG)、激光焊接、摩擦搅拌焊接、自冲铆钉(SPR)或流动钻孔螺钉(FDS)过程而结合至基部坯件。在一种实施方式中，补片坯件112可以用于向坯件108提供局部增强(即，具有改善的载荷传递和/或应力分布)。在另一实施方式中，在需要更大的强度、刚度以及噪声、振动和不平顺(“NVH”)性能的情况下提供补片坯件112。
在一种实施方式中，系统100包括操作性地连接至控制器C的一个或更多个自动机械500、502、504、506。在一种实施方式中，自动机械的数量可以变化。
在一种实施方式中，自动机械502构造并布置成从堆叠的金属板坯件510拆下(即，用于移除)最顶部(即，单个)的坯件108，并且自动地将坯件108布置在预热工位102中。
在一种实施方式中，系统100构造并布置成在将坯件108拆下之后并且在将坯件108定位在预热工位102中之前在坯件108上压印出日期和/或基准标记(bench mark)。
在一种实施方式中，控制器C包括计算机，并且配置成对系统100的各个部件(自动机械、炉、预热工位、模压机等)的操作进行控制。在一种实施方式中，控制器C配置成核实系统100的每个部件正确地操作以便使效率最大化。在一种实施方式中，部件中的每个部件(自动机械、炉、预热工位、模压机等)由部件自己的控制器独立地控制，但控制器C配置成在自动机械、炉、预热工位、模压机等的控制器之间共享信号。
在一种实施方式中，带补片坯件108的热传导预热提供加热解决方案，以减少坯件在炉104中的总的烤炉停留时间。
在一种实施方式中，如图1和图2所示，预热工位102包括感应接触烤炉。在一种实施方式中，预热工位102包括上接触压板118和下接触压板120。在一种实施方式中，上接触压板118和下接触压板120配置成仅将坯件108的补片区域/坯件112加热至中间温度或预热温度PHT。
在一种实施方式中，中间温度或预热温度PHT在用于涂覆钢的Al-Si涂层的共晶温度以下。在另一实施方式中，中间温度或预热温度PHT低于700℃。在又一实施方式中，中间温度或预热温度PHT在200℃与700℃的范围内。
在一种实施方式中，上压板118和下压板120中的至少一者是可移动的压板。在一种实施方式中，预热工位102操作性地连接至控制器C。在一种实施方式中，控制器C配置成致动上压板118和下压板120(在坯件108适当地放置(例如，通过自动机械500)在上压板118与下压板120之间之后)，使得上压板118与下压板120与彼此接触。
在一种实施方式中，如图2至图4所示，在上压板118与下压板120中的每一者中包括多个感应线圈516。在一种实施方式中，感应线圈516由铜材料制成。在一种实施方式中，感应线圈516配置成加热相应的下压板120和上压板118。在一种实施方式中，感应线圈516连接至外部电源522。例如，如图3中所示，感应线圈516可以具有偏置式感应引线518。在一种实施方式中，偏置式感应引线518配置成防止电耦合。在一种实施方式中，如图4所示，感应线圈516连接至位于感应线圈516的端部处的冷却剂源(例如，经由连接器520)。在一种实施方式中，感应线圈516被水冷却。
在一种实施方式中，感应线圈516用来将能量提供到压板118和120中以加热相应的压板118和120并且将压板118和120保持在期望的温度下(即，等于或高于预热温度PHT)。在一种实施方式中，任何加热源都可以用来加热压板118和120并且将压板118和120保持在期望的温度处(即，等于或高于预热温度PHT)，只要该加热源向压板118和120提供能量即可。例如，在一种实施方式中，诸如释热元件(cartridge)、明火等的加热源可以用来向压板118和120提供能量/热，并且将压板118和120维持在期望的温度处(即，等于或高于预热温度PHT)。
在一种实施方式中，坯件108是下述工件：该工件的补片区域/坯件112配置成接收来自压板118和120的热能。在一种实施方式中，经加热的压板118和120用来对板材进行预热以用于热冲压的目的。在一种实施方式中，仅板材或坯件108的补片区域/坯件112在预热工位102中通过热传导过程被预热。
在一种实施方式中，上压板118构造并布置成向补片坯件112提供压力。在一种实施方式中，上压板118被加热至期望的压板温度(即，等于或高于预热温度PHT)，并且然后移动成与坯件108的补片区域112接触。在一种实施方式中，下压板120构造并布置成用作待被放置在下压板120上的坯件108的基座。在一种实施方式中，下压板120也被加热至期望的压板温度(即，等于或高于预热温度PHT)。在一种实施方式中，上压板118或下压板120配置成将接触压力施加在预热工位102中所接收的坯件108的至少一部分上。
在一种实施方式中，上压板或下压板配置成将接触压力施加在预热工位中所接收的坯件的带补片区域上。在一种实施方式中，上压板和下压板中的每一者通过选自配置成提供能量以加热相应的上压板和下压板并将相应的上压板和下压板维持在期望的压板温度处的传导、对流、电阻、感应、热辐射和气体中的至少一种处理被加热。在一种实施方式中，期望的压板温度高于预热温度。在另一实施方式中，期望的压板温度等于预热温度。
在一种实施方式中，如图5所示，在下压板120和上压板118中的每一者中包括一个或更多个热电偶514。在一种实施方式中，热电偶514配置成控制和/或监测相应的下压板120和上压板118的表面温度。
在一种实施方式中，控制器C配置成确定坯件108的补片坯件112在预热工位102中是否已经达到预热温度PHT。在一种实施方式中，这可以通过与预热工位102相关联的传感器或热电偶514来确定，或者可以通过监测每个坯件108保持在预热工位102中的时间量来确定。在一种实施方式中，控制器C还配置成对坯件108在预热工位102中的时间量进行调节。
在一种实施方式中，控制器C还配置成基于下压板120和上压板118的从相应的热电偶514获得的监测的表面温度数据而调整下压板120和上压板118的表面温度。在一种实施方式中，控制器C还配置成调节坯件108在上压板118与下压板120之间被加热的时间量。在一种实施方式中，下压板120和上压板118的表面温度也可以通过与预热工位102相关联的控制器来调节。
在一种实施方式中，系统100包括自动机械502，该自动机械502构造并布置成从预热工位102提升坯件108并且将坯件108放置在炉104的坯件装载件506上。在另一实施方式中，系统100包括坯件进给器，该坯件进给器设置在预热工位102与炉104之间并且操作性地连接至预热工位102和炉104两者。在一种实施方式中，坯件进给器构造并布置成将坯件108从预热工位102传送至炉104。也就是说，坯件进给器构造并布置成从预热工位102连续地延伸至炉104。在一种实施方式中，坯件进给器是分度坯件进给器(indexing blank feeder)并且包括多个从动辊。在一种实施方式中，坯件进给器的分度特征包括多个分度指以用于将坯件108在进入炉104之前对准在预定位置中。在一种实施方式中，坯件进给器与周围环境隔离、或者包括加热器(未示出)，使得经加热的坯件108的补片坯件112的温度在坯件108进入炉104时维持在期望的预热温度PHT处。
图9和图10示出了根据本专利申请的实施方式的示例性的预热工位。
在一种实施方式中，在剩余区域/部分(即，没有预热)116的温度被加热至变形温度DT以及补片区域/坯件112中的温度被加热至变形温度DT的情况下，坯件108然后从预热工位102传递到辊底式炉104中。在一种实施方式中，未带补片区域与带补片区域之间的最终/变形温度可以不同。
在一种实施方式中，坯件108的非带补片区域116在辊底式炉104中首先被加热至预热温度，并且坯件108的非带补片区域116然后进一步被加热至变形温度。在一种实施方式中，在坯件108的带补片区域112已经处于预热温度时，坯件108的带补片区域112在被辊底式炉104接收的情况下在辊底式炉104中被加热至变形温度。
在一种实施方式中，炉104包括壳体124和加热系统126(例如，直接或间接)。在一种实施方式中，炉104可以包括多个从动辊。在一种实施方式中，炉104可以包括平坦表面122，以在炉加热期间支撑经预热的坯件108。在一种实施方式中，炉104是连续炉。在一种实施方式中，炉104是辊底式炉。在一种实施方式中，炉104中的加热不仅限于辊底式辐射加热，而且可以包括其他加热方法，例如感应、传导、电阻、火焰冲击等。
在一种实施方式中，从预热工位102接收的经预热的坯件108使用从动辊被输送通过炉104。也就是说，在一种实施方式中，多个从动辊配置成将坯件传送通过炉104。在一种实施方式中，从动辊包括机械驱动的(例如陶瓷材料)辊或者在炉床式炉中使用的类型的辊。在一种实施方式中，炉104的从动辊构造并布置成根据期望的加热量而连续地旋转、在时间段内保持静止或者向前和向后振动。
在一种实施方式中，加热系统126包括燃气燃烧器、电加热器或另一种类型的加热器。在一种实施方式中，加热系统126包括单个加热元件或多个加热元件。例如，加热系统126包括包含有燃烧气体的多个管、或者多个加热线圈。
在一种实施方式中，炉104操作性地连接至控制器C。在一种实施方式中，控制器C配置成确定炉104中的坯件108是否首先已经达到预热温度PHT，并且然后已经达到变形温度DT。在一种实施方式中，这可以通过与炉104相关联的传感器来确定，或者可以通过监测每个坯件108保持在炉104中的时间量来确定。在一种实施方式中，控制器C还配置成调整坯件108在炉104中的时间量。在一种实施方式中，变形温度DT高于700℃。在另一实施方式中，变形温度DT在700℃与1000℃的范围内。
在一种实施方式中，系统100包括自动机械503，该自动机械503构造并布置成从炉104的坯件装载件508提升坯件108并且将坯件108在模压机106中放置就位。在另一实施方式中，系统100包括坯件进给器，该坯件进给器设置在炉104与模压机106之间并且操作性地连接至炉104和模压机106两者。在一种实施方式中，坯件进给器构造并布置成将坯件108从炉104传送至模压机106。也就是说，坯件进给器构造并布置成从炉104连续地延伸至模压机106。在一种实施方式中，坯件进给器是分度坯件进给器并且包括多个从动辊。在一种实施方式中，坯件进给器的分度特征包括多个分度指以用于将坯件108在进入模压机106之前对准在预定位置中。在一种实施方式中，坯件进给器与周围环境隔离、或者包括加热器(未示出)，使得当坯件108进入模压机106时，从经加热的坯件108的变形温度DT降低的温度可以被最小化。
在一种实施方式中，模压机106包括一对模具128和130。在一种实施方式中，模压机106构造并布置成在一对模具128与130之间对经加热的坯件108进行冲压以使成形零件或部件成型。也就是说，经加热的坯件108(即，在炉104中加热至变形温度DT)在一对模具128与130之间被冲压以使成形零件或部件成型。
在一种实施方式中，模具128和130中的至少一者是可移动的。在一种实施方式中，模压机106操作性地连接至控制器C。在一种实施方式中，控制器C配置成致动模具128和130(在来自炉104的经加热的坯件108适当地放置(例如，通过自动机械503)在模具128与130之间之后)，使得模具128和130与彼此接触以使成形零件或部件在模具128与130之间成型。例如，在一种实施方式中，成形零件或部件可以包括用作汽车的底盘或本体部件的零件或部件。在一种实施方式中，成形零件或部件替代地可以在其他应用中使用。
在一种实施方式中，模压机106还构造并布置成在模具128与130之间对成形零件进行淬火。在一种实施方式中，控制器C还配置成对零件在模具128与130之间被淬火的时间量进行调节。在一种实施方式中，坯件108通常在炉104中被加热以获得奥氏体显微组织，并且然后在模具128和130中被淬火以将奥氏体显微组织转变为马氏体和/或混合的显微组织。在一种实施方式中，热成型过程(即，在预热工位102中进行预热、在炉104中进行加热以及在模压机106中进行成型)连续运行以便以高速率且低成本生产多个成形零件。
在一种实施方式中，系统100包括自动机械504，该自动机械504构造并布置成从模压机106提起成形部件或零件并且将成形部件或零件在冷却架512上放置就位。
图6中所示的表提供了本专利申请的系统与现有技术的系统之间的各种停留时间的比较。例如，在一种实施方式中，补片坯件112的中央部在炉104中的停留时间从当使用现有技术的系统时的361秒减少至当使用本专利申请的系统100时的273秒。在一种实施方式中，补片坯件112的边缘在炉104中的停留时间从当使用现有技术的系统时的300秒减少至当使用本专利申请的系统100时的249秒。在一种实施方式中，在本专利申请中坯件108的带补片区域/坯件112的停留时间与现有技术的系统中的坯件108的停留时间相比减少了24％。在一种实施方式中，在使用现有技术的系统的情况下和在使用本专利申请的系统100的情况下，坯件108的未带补片部分116(即，围绕补片坯件112的部分)的停留时间保持大约相同。
图7和图8分别示出了使用现有技术的系统和使用本专利申请的系统被加热的坯件的各种温度曲线的图形表示。坯件的各个部分的温度(即，以℃测量)在图7和图8中的曲线图的左手侧Y轴线上示出，并且坯件的各个部分的停留时间(即，以秒测量的停留时间)在图7和图8中的曲线图的X轴线上。
如图7的曲线图可以看出，在现有技术的系统中，坯件的所有加热都在炉中完成，并且在现有技术的系统中没有坯件的预热。参照图7，补片中央部(PC)、补片边缘(PE)和未带补片部分(UP)的温度曲线示出了它们相应的温度由于炉加热而产生的逐渐升高(直到它们达到变形温度DT为止)。温度曲线清楚地示出：补片区域/坯件的温度直到在炉中的停留时间为361秒才达到变形温度DT。
参照图8的曲线图，在本专利申请的系统中，坯件的补片区域/坯件在预热工位102中通过接触加热、热传导加热被预热。补片中央部(PC)和补片边缘(PE)的温度曲线示出：当补片坯件/区域在预热工位102中被预热时，补片中央部(PC)和补片边缘(PE)的温度达到中间/预热温度PHT，而未带补片部分(UP)的温度曲线示出了未带补片部分的温度在补片坯件/区域在预热工位102中被预热时非常轻微地升高或没有升高。未带补片部分(UP)的温度曲线示出：当坯件在炉104中被加热时，未带补片部分的温度首先赶上补片中央部(PC)和补片边缘(PE)的中间/预热温度PHT并且从中间/预热温度PHT达到变形温度DT。补片中央部(PC)和补片边缘(PE)的温度曲线示出：当坯件在炉104中被加热时，补片中央部(PC)和补片边缘(PE)的温度在各自约为273秒和249秒的停留时间处达到变形温度DT。
在一种实施方式中，在图6和图8所示的本专利申请的时间(即，补片中央部、补片边缘和未带补片区域在预热情况下的炉停留时间)是示例性的，并且无论如何不被解释为限制性的。在一种实施方式中，时间(即，补片中央部、补片边缘和未带补片区域在预热情况下的炉停留时间)可以变化并且取决于各种因素，比如坯件的厚度、坯件的几何形状、预热温度、接触压力等及其任意组合。
尽管出于说明的目的已经详细描述了本专利申请，但是应当理解的是，这种细节仅是出于该目的，并且本专利申请不限于所公开的实施方式，而是相反地，本发明旨在覆盖所附权利要求书的精神和范围内的改型和等同布置。另外，应该理解的是，本专利申请预期的是，在可能的范围内，任何实施方式的一个或更多个特征可以与任何其他实施方式的一个或更多个特征组合。

Claims (19)

1.一种用于通过热成型来生产部件的系统，所述系统包括：
预热工位，所述预热工位配置成：
接收坯件；以及
通过热传导将所述坯件的至少一部分预热至预热温度；以及炉，所述炉构造并布置成：
接收来自所述预热工位的经预热的坯件，以及
将整个坯件加热至变形温度，其中，所述变形温度高于所述预热温度，以及
模压机，所述模压机构造并布置成接收来自所述炉的经加热的坯件并且使所述经加热的坯件成型为所述部件的形状。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预热工位包括上压板和下压板，所述上压板和所述下压板配置成进行配合以在所述上压板与所述下压板之间接收所述坯件。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述上压板或所述下压板配置成对所述预热工位中所接收的所述坯件的所述至少一部分施加接触压力。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述上压板和所述下压板中的每一者通过选自配置成提供能量以加热相应的上压板和下压板并将相应的上压板和下压板维持在期望的压板温度处的传导、对流、电阻、感应、热辐射和气体中的至少一种处理被加热。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述上压板和所述下压板中的每一者中包括热电偶，所述热电偶配置成监测并控制相应的上压板和下压板的表面温度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述坯件包括基部坯件和附接至所述基部坯件的补片坯件，并且其中，所述坯件的所述至少一部分包括所述补片坯件以及所述基部坯件的附接至所述补片坯件的部分。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述基部坯件的围绕所述补片坯件的部分在所述预热工位中没有被预热至所述预热温度。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述坯件是整体式坯件。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述坯件是通过拼焊坯件过程形成的拼焊坯件，并且其中，所述拼焊坯件包括在所述拼焊坯件过程期间被焊接在一起的坯件构件，并且其中，所述坯件构件具有不同的强度和/或不同的厚度。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述坯件是通过连续变截面轧制坯件过程形成的连续变截面轧制坯件，并且其中，所述连续变截面轧制坯件包括可变厚度部分。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述坯件的所述至少一部分包括整个坯件。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述坯件包括带补片区域和非带补片区域，其中，所述坯件的所述至少一部分包括所述带补片区域，并且其中，所述预热工位配置成通过热传导将所述坯件的所述带补片区域预热至所述预热温度。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述预热工位包括上压板和下压板，所述上压板和所述下压板配置成进行配合以在所述上压板与所述下压板之间接收所述坯件，并且其中，所述上压板或所述下压板配置成对所述预热工位中所接收的所述坯件的所述带补片区域施加接触压力。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述坯件包括基部坯件和附接至所述基部坯件的补片坯件，并且其中，所述带补片区域包括所述补片坯件以及所述基部坯件的附接至所述补片坯件的部分。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述非带补片区域包括所述基部坯件的围绕所述补片坯件的部分。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述非带补片区域包括所述基部坯件的与所述补片坯件相邻的部分。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述非带补片区域不包括所述补片坯件。
18.根据权利要求12所述的系统，其中，所述非带补片区域包括所述坯件的围绕所述带补片区域的部分。
19.根据权利要求12所述的系统，其中，所述非带补片区域包括所述坯件的与所述带补片区域相邻的部分。
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