CN221320006U - 热冲压件局部软化用工装 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种热冲压件局部软化用工装。所述工装将热冲压坯料的软化局部进行包夹隔热层、所述隔热层外部包夹加热层的处理。包括待冲压成型的热冲压坯料，所述热冲压坯料的软化区域下方依次层叠第一隔热毯和第一吸热板，其上方依次层叠第二隔热毯和第二吸热板。工装整体送入加热炉后，产生局部温差，形成软区；再将软硬分区的热冲压坯料送入热成型机器加工成热冲压件。本实用新型通过对热冲压坯料在加热过程中进行局部温度控制，形成软硬分区的热冲压坯料，从而可一次成型局部软化的热冲压件，无需拼焊，可以降低模具成本，且得到的零件尺寸精度高。

Description

热冲压件局部软化用工装

技术领域

本实用新型涉及热冲压技术领域，尤其是涉及一种热冲压件局部软化用工装。

背景技术

目前，采用高强热冲压钢等轻质材料取代传统钢材已成为实现汽车轻量化的重要途径。然而，高强热冲压零件由于母材硬度太高，在车身总成等过程中存在铆接困难的问题。为了解决这一问题，通常需要在对应热冲压零件的连接位置进行软化处理，使材料硬度降低，利于铆接处理，又不影响零件整体性能。同时，热冲压零件的软化区域还可以在汽车碰撞时起到很好的吸能作用，减小碰撞对车内人员的冲击。因此，车用热冲压零件常常需要进行局部软化。软化区域可具有包括铁素体和珠光体的微观结构，铁素体和珠光体具有相比于马氏体更低的屈服强度和更高的延展性。

现有的局部软区技术有：(1)采用ductibor 500或ductibor 1000和常规特冲压1500Mpa材料拼焊；(2)模具软区技术：将超高强钢加热至奥氏体化温度，进行热成形时软区模具温度为400℃，从而使软区组织缓慢冷却获得贝氏体、铁素体、珠光体组织，以此获得硬度相比全马氏体母材较低的软区。(3)局部加热软化技术，例如公告号为CN 106466695 B的发明专利公开的感应加热，公开号为CN 116590499 A的发明专利公开的激光加热等。(4)加热炉分区加热技术：例如公告号为CN 107552622 B的发明专利公开了在加热炉内设置可运动的遮挡部，以使加热炉被构造为以不同温度加热坯料的多个部分以在坯料中在选择的位置处形成软化区域。

上述方法中，拼焊材料带来的成本难以控制；模具软区技术的模具成本高，且模具后期维修成本高；模具局部加热软化技术的零件尺寸精度低，控温较难，且在热冲压零件上实现不够灵活；加热炉分区加热技术对工艺设备一次性投入成本较高，不同的产品需要单独购买不同的工艺设备。因此，开发一种更有益的热冲压件局部软化技术是一个亟需解决的技术难题。

实用新型内容

由于现有技术存在上述缺陷，本实用新型提供一种热冲压件局部软化用工装。该方法使热冲压坯料在加热过程中进行局部温度控制，形成软硬分区的热冲压坯料，从而可一次成型局部软化的热冲压件，无需拼焊，可以降低模具成本，且得到的零件尺寸精度高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种热冲压件局部软化用工装，包括待冲压成型的热冲压坯料，其特征在于，所述热冲压坯料的软化区域下方依次层叠第一隔热毯和第一吸热板，其上方依次层叠第二隔热毯和第二吸热板。

进一步地，所述第一隔热毯或第二隔热毯的厚度为0.4～10mm。一方面，此特征使得热冲压坯料的软化区域在加热炉中最终达到的温度得到有效控制，从而满足应用要求；另一方面，不会对加热设备提出空间上的高要求。

进一步地，所述第一吸热板或第二吸热板的厚度为0.4～10mm。此特征使得增加了软化区域的厚度，在加热过程中，可以有效降低核心温度，保证热冲压坯料的温度得到有效控制。

进一步地，所述第一隔热毯或第二隔热毯的材质包括但不限于目前已知的陶瓷、石英纤维等可以起到保温隔热作用的材料中的一种或其混合物。

进一步地，所述第一吸热板或第二吸热板的材质为包括但不限于目前已知的可以起到传热作用的金属及合金板中的一种或其混合物。

进一步地，最下方的所述第一吸热板放置于传送带上。

上述工装的使用方法包括以下步骤：

步骤S101、将第一吸热板平铺；

步骤S102、在所述第一吸热板上表面设置第一隔热毯；

步骤S103、将热冲压坯料放置在所述第一隔热毯上，使其软化区域正对所述第一隔热毯，硬化区域暴露在所述第一隔热毯外；

步骤S104、在所述热冲压坯料的软化区域上表面放置第二隔热毯；所述第二隔热毯的位置与所述第一隔热毯相对应；

步骤S105、在所述第二隔热毯上表面设置第二吸热板；

步骤S106、将所述第一吸热板、第一隔热毯、热冲压坯料、第二隔热毯和第二吸热板堆叠形成的整体件送入加热炉中加热；加热温度达到所述热冲压坯料奥氏体化温度以上；

步骤S107、保温若干小时后，从加热炉中取出整体件；

步骤S108、依次取下所述第二吸热板、第二隔热毯、第一隔热毯和第一吸热板，得到软硬分区的热冲压坯料；

步骤S109、将所述步骤S108得到的热冲压坯料送入热成型机器加工并快速冷却成热冲压件。

所述方法采用吸热板在加热过程中吸收热量，隔热毯对热冲压坯料的软化区域进行包夹隔热，共同保证热冲压坯料的局部温度低于其他区域的奥氏体化温度，这部分区域在零件快速冷却期间将不会形成马氏体而成为软区。

进一步地，所述步骤S106中，所述加热炉的升温速率为115～546℃/min。此特征使得热冲压坯料的软化区域在加热炉中的升温速率得到进一步控制，从而满足应用要求。

进一步地，所述步骤S107的保温时间依热冲压坯料厚度和软化区域性能要求确定，为100～475s。此特征使得热冲压坯料的软化区域在加热炉中最终达到的温度得到有效控制，从而满足应用要求。

进一步地，所述步骤S101至步骤S109均在传送带上完成；所述第一吸热板平铺于所述传送带上。此特征便于提高加工过程的效率和降低人力成本。

进一步地，所述步骤S101至步骤S105、步骤S108均通过机械手实施。此特征便于提高加工过程的效率和降低人力成本。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点或者有益效果：

(1)本实用新型通过设置工装使热冲压坯料在加热过程中局部温度得到有效控制，形成软硬分区的热冲压坯料，从而可一次成型局部软化的热冲压件，无需拼焊；

(2)本实用新型采用常规全冷模具，可以降低模具成本，安全可靠；

(3)本实用新型的软化区域尺寸由隔热组件的形状和尺寸控制，便于操作，控制精度高，适应性强，得到的产品区域尺寸精度高；

(4)本实用新型无须对加热设备进行定制改造即可实现，降低设备投资成本；工装可重复使用，降低实施成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未完全按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型一实施例中局部软化方法的流程图；

图2为本实用新型一实施例中工装的剖面布置图；

图3为本实用新型一实施例中软化区域分区示意图；

其中，1、第一吸热板；2、第一隔热毯；3、热冲压坯料；31、热冲压坯料软区；32、热冲压坯料硬区；4、第二隔热毯；5、第二吸热板；6、传送带。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。应当理解，所有描述的这些示例性实施例仅是本实用新型的部分实施例和示例，而不是全部。相反，提供这些示例性实施例是为了本领域的技术人员能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的技术内容更为完整地传达给本领域的技术人员。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。

实施例一

参见图1，本实施例提供一种热冲压件局部软化用工装，包括待冲压成型的热冲压坯料3，所述热冲压坯料3的软化区域下方依次层叠第一隔热毯2和第一吸热板1，其上方依次层叠第二隔热毯4和第二吸热板5。

本实施例中，所述第一隔热毯2或第二隔热毯4的厚度可以为0.4～10mm。一方面，这使得热冲压坯料的软化区域在加热炉中最终达到的温度得到有效控制，从而满足应用要求；另一方面，不会对加热设备提出空间上的高要求。所述第一吸热板1或第二吸热板5的厚度可以为0.4～10mm。此特征使得零件待软化部分不奥氏体化，在冷却后形成软区。所述第一隔热毯2或第二隔热毯4的材质可以为陶瓷、石英纤维中的一种或其混合物。所述第一吸热板1或第二吸热板5的材质可以为金属、合金板中的一种或其混合物。

参见图2，本实施例提供了一种利用上述工装的热冲压件局部软化方法，包括以下步骤：

步骤S101、将第一吸热板1平铺；

步骤S102、在第一吸热板1上表面设置第一隔热毯2；

步骤S103、将热冲压坯料3放置在第一隔热毯2上，使其软化区域正对第一隔热毯2，硬化区域暴露在第一隔热毯2外；

步骤S104、在热冲压坯料的软化区域上表面放置第二隔热毯4；第二隔热毯4的位置与第一隔热毯2相对应；

步骤S105、在第二隔热毯4上表面设置第二吸热板5；

步骤S106、将第一吸热板1、第一隔热毯2、热冲压坯料3、第二隔热毯4和第二吸热板5堆叠形成的整体件送入加热炉中加热；加热温度达到热冲压坯料3奥氏体化温度以上；

步骤S107、保温若干小时后，从加热炉中取出整体件；

步骤S108、依次取下第二吸热板5、第二隔热毯4、第一隔热毯2和第一吸热板1，得到软硬分区的热冲压坯料；

步骤S109、将所述步骤S108得到的热冲压坯料送入热成型机器加工并快速冷却成热冲压件。

本实施例中，所述步骤S106中的所述加热炉的升温速率可以为115～546℃/min，以使得热冲压坯料的软化区域在加热炉中的升温速率得到进一步控制，从而满足应用要求。所述步骤S107的保温时间可以依热冲压坯料厚度和软化区域的性能要求确定，为100～475s，以使得热冲压坯料的软化区域在加热炉中最终达到的温度得到有效控制，从而满足应用要求。所述步骤S101至步骤S109可以均在传送带上完成；第一吸热板1平铺于传送带6上。所述步骤S101至步骤S105、步骤S108可以均通过机械手实施。

本实施例提供的局部软化工装和方法采用吸热板在加热过程中吸收热量，隔热毯对热冲压坯料的软化区域进行包夹隔热，共同保证加热炉中热冲压坯料的局部温度低于其他区域的奥氏体化温度，这部分区域在零件快速冷却期间将不会形成马氏体而成为软区。

可以理解的是，上述吸热板和隔热毯内部的层数在不影响传热效果的前提下不作具体限定，可以是一层，也可以是多层。

为进一步帮助理解本实用新型的技术方案，下面，通过具体的实施示例，对本实用新型的技术方案进行更为具体的描述。

示例一

一热冲压件的局部软化过程为：

1)、机械手将第一吸热板1放入传送带6；第一吸热板1为HS950Y1300T-BORONAS75/75材质，厚度为1.5mm。

2)、机械手将第一隔热毯2放置在第一吸热板1上；第一隔热毯2为陶瓷纤维材质，厚度为1.5mm。

3)、机械手将热冲压坯料3的料片软区位置对应放在第一隔热毯2上，硬区位置暴露在外；

4)、机械手将第二隔热毯4放置在热冲压坯料3上，位置与第一隔热毯2相同；第二隔热毯4为陶瓷纤维材质，厚度为1.5mm。

5)、机械手将第二吸热板5放置在第二隔热毯4上，位置与第一吸热板1相同；第二吸热板5为HS950Y1300T-BORON AS75/75材质，厚度为1.5mm。

6)、传送带将热冲压坯料3送入加热炉内加热；加热温度为930℃，升温速率为156℃/min，保温350s；

7)、保温一定时间后，从加热炉中取出整体件；

8)、机械手将第二吸热板5、第二隔热毯4、第一隔热毯2、第一吸热板1依次取出；

9)、参见图3，传送带将软硬分区的热冲压坯料送入热成型机器加工并快速冷却至200℃以下，得到热冲压件。

综上，本申请提供了一种热冲压件局部软化用工装。所述工装将热冲压坯料的软化局部进行包夹隔热层、所述隔热层外部包夹加热层的处理。工装整体送入加热炉后，产生局部温差，形成软区；再将软硬分区的热冲压坯料送入热成型机器加工成热冲压件。本实用新型通过对热冲压坯料在加热过程中进行局部温度控制，形成软硬分区的热冲压坯料，从而可一次成型局部软化的热冲压件，无需拼焊，可以降低模具成本，且得到的零件尺寸精度高。

本申请文件中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械﹑零件及设备(如热冲压坯料、吸热板、隔热毯)均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种热冲压件局部软化用工装，包括待冲压成型的热冲压坯料（3），其特征在于，所述热冲压坯料（3）的软化区域下方依次层叠第一隔热毯（2）和第一吸热板（1），其上方依次层叠第二隔热毯（4）和第二吸热板（5）。

2.根据权利要求1所述的一种热冲压件局部软化用工装，其特征在于，所述第一隔热毯（2）或第二隔热毯（4）的厚度为0.4~10mm。

3.根据权利要求1所述的一种热冲压件局部软化用工装，其特征在于，所述第一吸热板（1）或第二吸热板（5）的厚度为0.4~10mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种热冲压件局部软化用工装，其特征在于，最下方的所述第一吸热板（1）放置于传送带上。