CN203417994U

CN203417994U - 基于硼钢钢板的液体直接冷却热成形模具

Info

Publication number: CN203417994U
Application number: CN201320445653.1U
Authority: CN
Inventors: 陈扬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2023-07-24

Abstract

一种热处理塑性成形技术领域的基于硼钢钢板的液体直接冷却热成形模具，该装置包括：上模、下模以及设置于上模和下模相接触表面的半开放冷却液道。上模和下模均由若干个平面区域、凸角区域和对应的凹角区域组成。半开放冷却液道分别设置于下模的平面区域和凹角区域以及上模的平面区域和凹角区域中。本装置既可以在成形阶段通过模具冲压使工件顺利成形，又可以在保压冷却阶段实现冷却液直接冷却工件。

Description

基于硼钢钢板的液体直接冷却热成形模具

技术领域

本实用新型涉及的是一种热处理塑性成形技术领域的设备，具体是一种基于硼钢钢板的液体直接冷却热成形模具。

背景技术

硼钢钢板作为一系列热成形钢板，生产工艺如图1所示，分为成形和淬火冷却2个阶段，其中：成形阶段需要在高温下由模具冲压成形；淬火冷却阶段需要通过控制一定的冷却速度，可以发生从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，得到极高的强度和硬度：根据硼钢种类不同，其强度可以达到500～2000MPa。常见热成形后强度达到1500MPa的硼钢化学成分为：

	C	Si	Mn	P	S	Cr	B
								min	0.20	0.20	1.00	-	-	0.15	0.0015
max	0.25	0.35	1.30	0.025	0.015	0.25	0.0050

目前常见的模具淬火冷却方式，是在模具内部布置冷却液路如图1c所示。即高温下的硼钢工件，在通过模具冲压成形以后进入保压冷却阶段，首先将热量传递给模具钢，模具钢再将热量传递给布置在其中的冷却液路，从而实现对硼钢工件的冷却；这种方式工件的冷却效率，不仅取决于冷却液路的排布，同时受限于模具钢的传热效率，属于冷却液间接冷却工件的热成形加工工艺。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于硼钢钢板的液体直接冷却热成形模具，既可以在成形阶段通过模具冲压使工件顺利成形，又可以在保压冷却阶段实现冷却液直接冷却工件。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：上模、下模以及设置于上模和下模相接触表面的半开放冷却液道。

所述的上模和下模均由若干个平面区域、凸角区域和对应的凹角区域组成，其中：凸角区域的型面设置为与待成形产品外形完全匹配的形状；凹角区域的表面设置有若干条相互连通的半开放冷却液道。

所述的半开放冷却液道的首端与末端分别与热成型模具的冷却液接口相连组成冷却液回路。

所述的半开放冷却液道优选设置于下模的平面区域和凹角区域以及上模的平面区域和凹角区域中。

所述的热成型模具的内部设置有封闭冷却液道。

所述的半开放冷却液道的截面为圆弧形凹槽结构、倒梯形凹槽结构、矩形凹槽结构或其组合。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型优点包括：

1)本实用新型的核心在于：充分利用工件成形为模具凸角成形、凹角不起成形作用的这一规律，在模具凹角区域布置冷却液通路，既不影响工件的成形，又能够实现冷却液和工件的直接接触，从而实现成形、冷却一次完成。

2）本实用新型将工件成形和冷却液直接冷却淬火集成到一个工位实现。现有技术中，有使用冷却液、油等冷却液直接冷却硼钢钢板工件的工艺，但必须在工件成形以后，在成形工位以外增加一个工位并配备不同的工况、工装和设备来实现。

3）冷却液直接冷却工件，冷却效率高。现有技术中，有使用内部布置冷却液的模具钢间接冷却工件的，可以实现工件成形和冷却淬火在一个工位完成，但冷却液不能直接冷却工件，热量通过模具钢传导，冷却的效率通常不是取决于冷却液的供给效率，而是取决于模具钢的传热效率。使用此工艺，可以有效提高冷却效率。

4）本实用新型可以和现有模具钢间接冷却工件的间接冷却技术配合使用。在一个特定的工件上，以下几种情况很难实现均匀冷却：

i)产品几何特征复杂，间接冷却水路难以均匀排布，甚至出现冷却死角；

ii)产品为复合钢板（Patch-work），即在某一区域为两层钢板，通过点焊连接在一起。该区域由于为双层钢板，传统间接冷却的方法冷却效率难以做到和其他区域一致；

iii)产品为激光拼焊板（Tailored Welded Blank），板料本身由两种或几种不同厚度的板材激光拼焊而成。不同区域由于厚度不同，传统间接冷却的方法冷却效率难以做到和其他区域一致；

iv)产品为不等料厚板（Tailored Rolled Blank），板料本身由特殊冷轧工艺轧制成两种或几种不同厚度的钢板。不同区域由于厚度不同，传统间接冷却的方法冷却效率难以做到和其他区域一致；

以上情况下，根据实际需要，不同区域可以自由选择冷却液直接冷却或者模具钢间接冷却，相互补充，达到均匀冷却，同时提高生产效率的目的。

附图说明

图1为现有热成形技术示意图；

图中：a为加热后成型；b为通过保压淬火冷却；c为模具淬火冷却模具示意图。

图2为本实用新型的模具结构断面示意图；

图中：上模1、下模2、产品工件3、凹角区域4、凸角区域5、半开放冷却液道6、平面区域7、封闭冷却液道8。

图3为实施例模具结构示意图。

图4为实施例中半开放冷却液道示意图；

图中：a为圆弧形凹槽结构，b为倒梯形结构，c为矩形凹槽结构，d为圆弧和矩形或者梯形的组合结构。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图2所示，本实施例包括：上模1、下模2以及设置于上模1和下模2相接触表面的半开放冷却液道6。冷却液通道统一为D9半圆形凹槽，凹槽间距统一为12mm。压力机为400T热成型专用压力机，提供冷却液为初始温度控制在15～20℃的冷却水，流量设置为120L/Min。

工件为1.5mm厚硼钢钢板，长度1000mm，截面宽度150mm，转角处圆角统一为R9，拔模角度60℃，即弧长9.42mm。

根据产品工件6的特征，形成了各自的凸角2和凹角3，以及相关区域4。高温成形过程中，由于凸角2的存在，可以保证工件按照产品设计成形；保压冷却阶段，排布的系列冷却液道3、4供应冷却液，直接对工件进行冷却。

如图3所示，本实用新型直冷方法与传统间接冷却方法可以配合使用，即在热成型模具的表面设置半开放冷却液道的同时，在热成型模具的内部设置封闭冷却液道8以针对不同形状对象进一步提高模具的冷却效果。

如图4所示，为满足计算所需的冷却液路流量，半开放冷却液道根据需要可以有不同的截面，既可以是圆弧形凹槽结构（图4a），也可以是倒梯形（图4b）或者矩形凹槽（图4c）结构，还可以是圆弧和矩形或者梯形的组合结构（图4d），完全根据产品的变化、冷却的需要、加工制造的方便性等做适度调整。

Claims

1.一种基于硼钢钢板的液体直接冷却热成形模具，其特征在于，包括：上模、下模以及设置于上模和下模相接触表面的半开放冷却液道。

2.根据权利要求1所述的热成型模具，其特征是，所述的上模和下模均由若干个平面区域、凸角区域和对应的凹角区域组成。

3.根据权利要求1所述的热成型模具，其特征是，所述的半开放冷却液道分别设置于下模的平面区域和凹角区域以及上模的平面区域和凹角区域中。

4.根据权利要求2或3所述的热成型模具，其特征是，所述的凸角区域的型面设置为与待成形产品外形完全匹配的形状。

5.根据权利要求2或3所述的热成型模具，其特征是，所述的凹角区域的表面设置有若干条相互连通的半开放冷却液道。

6.根据权利要求1或2或3所述的热成型模具，其特征是，所述的半开放冷却液道的首端与末端分别与热成型模具的冷却液接口相连组成冷却液回路。

7.根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是，所述的半开放冷却液道设置于下模的平面区域和凹角区域以及上模的平面区域和凹角区域中。

8.根据权利要求1所述的热成型模具，其特征是，所述的热成型模具的内部设置有封闭冷却液道。

9.根据权利要求1所述的热成型模具，其特征是，所述的半开放冷却液道的截面为圆弧形凹槽结构、倒梯形凹槽结构、矩形凹槽结构或其组合。