ES2724986T3 - Procedure for hot or semi-hot forming of a workpiece and a manufacturing facility for hot or semi-hot forming of a workpiece - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo (1) que comprende las siguientes etapas de procedimiento: proporcionar la pieza de trabajo (1), acondicionar al menos parcialmente la pieza de trabajo (1), calentar al menos parcialmente la pieza de trabajo (1) a una temperatura deseada en una estación de calentamiento (20) y conformar y/o endurecer al menos parcialmente la pieza de trabajo (1), limpiándose de manera temporal, entre el acondicionamiento y el calentamiento de la pieza de trabajo (1), la pieza de trabajo (1) al menos parcialmente en una etapa de limpieza, caracterizado por que la pieza de trabajo (1) se trata térmicamente al menos parcialmente en la etapa de limpieza, calentándose la pieza de trabajo (1) en la etapa de limpieza mediante un quemador (2) a una temperatura de limpieza.Procedure for hot or semi-hot forming a workpiece (1) comprising the following process steps: providing the workpiece (1), at least partially conditioning the workpiece (1), at least partially heating the workpiece (1) at a desired temperature in a heating station (20) and at least partially shape and / or harden the workpiece (1), temporarily cleaning itself, between conditioning and heating the workpiece work (1), the workpiece (1) at least partially in a cleaning stage, characterized in that the workpiece (1) is thermally treated at least partially in the cleaning stage, the workpiece (1) being heated ) in the cleaning stage by means of a burner (2) at a cleaning temperature.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo y una instalación de fabricación para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajoProcedure for hot or semi-hot forming of a workpiece and a manufacturing facility for hot or semi-hot forming of a workpiece
Estado de la técnicaState of the art
La presente invención se refiere a un procedimiento para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo y una instalación de fabricación para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo.The present invention relates to a process for hot or semi-hot forming of a workpiece and a manufacturing facility for hot or semi-hot forming of a workpiece.
En la conformación en caliente o semicaliente, por norma general, se emplean materiales no recubiertos o recubiertos. Para evitar la corrosión durante el transporte, un semiproducto puede estar provisto parcialmente en forma de bobina o de llantón, preferentemente al completo, de aceite anticorrosivo o de lubricantes. De manera adicional, por norma general, casi tampoco se puede evitar un ensuciamiento por polvo o parecido, en particular en un apoyo de bobina o llantón.In hot or semi-hot forming, as a general rule, uncoated or coated materials are used. To prevent corrosion during transport, a semi-finished product may be partially provided in the form of a coil or crank, preferably completely, with anticorrosive oil or lubricants. Additionally, as a general rule, dust fouling or the like can almost never be avoided, in particular in a coil or crank support.
Provocada por procesos térmicos, que aparecen al alcanzar la temperatura deseada para el proceso de igualación de la temperatura, tiene lugar una descomposición térmica de las sustancias, que se han depositado en el semiproducto. A consecuencia de esta descomposición se quedan sustancias nocivas sobre el semiproducto, que por su parte rebajan la calidad del semiproducto fabricado. Una limpieza mecánica, por ejemplo, mediante perdigonado con bolas, a este respecto no siempre se puede eliminar al completo los residuos que aparecen o puede perjudicar en particular los semiproductos. Además, grandes niveles de residuos de aceite, por ejemplo, por una gran capa de aceite, pueden llevar durante el procesamiento del semiproducto a una aumentada absorción de hidrógeno en el material. Esto puede llevar debido a la alta solidez a una fragilidad de material. En el caso de un micro-aceitado, este comportamiento no se comprueba, sin embargo, entonces no se puede asegurar ninguna protección anticorrosiva suficiente.Caused by thermal processes, which appear when the desired temperature is reached for the temperature equalization process, a thermal decomposition of the substances takes place, which have been deposited in the semiproduct. As a result of this decomposition, harmful substances remain on the semiproduct, which in turn reduces the quality of the manufactured semiproduct. A mechanical cleaning, for example, by pelletizing with balls, in this respect it is not always possible to completely eliminate the residues that appear or it can damage in particular the semi-finished products. In addition, high levels of oil residues, for example, by a large layer of oil, can lead to increased absorption of hydrogen in the material during the processing of the semi-product. This can lead due to high strength to a fragility of material. In the case of a micro-oiled, this behavior is not checked, however, then no sufficient anticorrosive protection can be ensured.
Por ejemplo, los documentos de publicación de solicitud EP 2848715 A1, DE 102013020419 A1 y DE 102011 001 140 A1 describen procedimientos y dispositivos de tipo genérico.For example, application publication documents EP 2848715 A1, DE 102013020419 A1 and DE 102011 001 140 A1 describe generic type procedures and devices.
Revelación de la invenciónDisclosure of the invention
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo, con el que la calidad del componente fabricado por conformación en caliente o semicaliente se mejore con respecto al estado de la técnica.It is an objective of the present invention to provide a method for hot or semi-hot forming of a workpiece, with which the quality of the hot-formed or semi-hot forming component is improved with respect to the prior art.
La presente invención consigue el objetivo por un procedimiento para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo que comprende las siguientes etapas de procedimiento:The present invention achieves the objective by a process for hot or semi-hot forming of a workpiece comprising the following process steps:
Poner a disposición la pieza de trabajo,Make available the work piece,
acondicionar al menos parcialmente la pieza de trabajo,at least partially condition the workpiece,
calentar al menos parcialmente la pieza de trabajo a una temperatura deseada en una estación de calentamiento yat least partially heat the workpiece to a desired temperature in a heating station and
conformar y/o endurecer al menos parcialmente la pieza de trabajo,shape and / or harden at least partially the workpiece,
limpiando, de manera temporal entre el acondicionamiento y el calentamiento de la pieza de trabajo, la pieza de trabajo al menos parcialmente en una etapa de limpieza.temporarily cleaning between the conditioning and heating of the workpiece, the workpiece at least partially in a cleaning stage.
Con respecto al estado de la técnica la pieza de trabajo de manera temporal después del acondicionamiento y de manera temporal antes del calentamiento se limpia para la conformación y/o el endurecimiento y a este respecto en particular se librea de residuos, que se han depositado por el acondicionamiento en la pieza de trabajo. Por ello se mejora la calidad del componente producido de manera temporal después de la conformación de la pieza de trabajo, ya que se disminuye la probabilidad de que se depositen sustancias nocivas, que se forman de los residuos al calentar la pieza de trabajo, y con ello la probabilidad de una deterioración permanente de la pieza de trabajo. Además de esto, en la etapa de limpieza se pueden retirar otros ensuciamientos, por ejemplo, como polvo, de la pieza de trabajo.With respect to the state of the art, the work piece is temporarily after conditioning and temporarily before heating is cleaned for forming and / or hardening and in this respect in particular it is released from waste, which has been deposited by the conditioning in the work piece. Therefore, the quality of the component produced temporarily is improved after the workpiece is formed, since the probability of harmful substances deposited, which are formed from the waste when the workpiece is heated, is reduced, and with This is the probability of permanent deterioration of the work piece. In addition to this, in the cleaning stage other fouling, for example, as dust, can be removed from the workpiece.
Preferentemente a este respecto está previsto, que la etapa de limpieza se lleve a cabo inmediatamente antes del calentamiento. Además, está previsto de manera preferente, que la pieza de trabajo después de la conformación y/o endurecimiento como componente fabricado, sea un componente estructural o de chasis de un vehículo motorizado. En particular, la pieza de trabajo se pone a disposición como pieza de chapa, en particular como llantón para chapa plano (conformación en caliente directa) o como pieza preformada (conformación en caliente indirecta) que casi presenta su geometría de extremo, siendo el acondicionamiento al menos parte del proceso de fabricación de la pieza de chapa. Además, está previsto preferentemente, que de manera precisa se limpie la zona parcial de la pieza de trabajo, que en el calentamiento se debe calentar a la temperatura deseada, preferentemente la pieza de trabajo por completo, en una etapa de limpieza. Sin embargo, también es concebible, que tales zonas parciales de la pieza de trabajo se limpien de manera precisa, de las que se espera en el componente fabricado una calidad de superficie mejorada.Preferably in this regard it is provided that the cleaning step be carried out immediately before heating. In addition, it is preferably provided that the workpiece after forming and / or hardening as a manufactured component is a structural or chassis component of a motorized vehicle. In particular, the workpiece is made available as a sheet metal part, in particular as a flat sheet crank (direct hot forming) or as a preformed part (indirect hot forming) that almost presents its end geometry, the conditioning being at least part of the manufacturing process of the sheet metal part. In addition, it is preferably provided that the partial area of the workpiece be cleaned precisely, which in heating must be heated to the desired temperature, preferably the workpiece by complete, in a cleaning stage. However, it is also conceivable that such partial areas of the workpiece are cleaned accurately, from which an improved surface quality is expected in the manufactured component.
De acuerdo con la invención está previsto que la pieza de trabajo se trate térmicamente al menos parcialmente en la etapa de limpieza.According to the invention, it is provided that the workpiece is thermally treated at least partially in the cleaning stage.
De acuerdo con la invención está previsto que se caliente la pieza de trabajo en la etapa de limpieza con un quemador a una temperatura de limpieza. Preferentemente la pieza de trabajo se calienta por uno o varios quemadores, preferentemente por los dos lados, en particular, en todo su perímetro y de manera uniforme. A este respecto es concebible, que el quemador en el calentamiento se mueva a lo largo de la dirección transversal o de la dirección longitudinal de la pieza de trabajo, preferentemente de manera oscilante. Por el calentamiento que ya tiene lugar en la limpieza de la pieza de trabajo para alcanzar la temperatura deseada en la estación de calentamiento se necesita en comparación poca energía de calefacción. Preferentemente, a este respecto la estación de limpieza con su quemador está separada en el espacio de la estación de calentamiento para evitar, que las sustancias nocivas, que se encuentran en los gases de escape que aparecen en el caso del calentamiento a la temperatura de limpieza, se depositen en las partes de la instalación al calentar a la temperatura deseada. Sin embargo, también es concebible, que la etapa de limpieza se lleve a cabo en la estación de calentamiento, calentando el quemador responsable para el calentamiento la pieza de trabajo en principio a la temperatura de limpieza y posteriormente a la temperatura deseada, siendo la temperatura deseada más alta que la temperatura de limpieza. A este respecto preferentemente está previsto, que al calentar la pieza de trabajo a una temperatura de limpieza se aspire el aire ambiente de la pieza de trabajo, por ejemplo, mediante una extracción para descargar las sustancias nocivas.According to the invention, it is provided that the workpiece is heated in the cleaning stage with a burner at a cleaning temperature. Preferably the workpiece is heated by one or several burners, preferably on both sides, in particular, on its entire perimeter and evenly. In this regard, it is conceivable that the burner in the heating moves along the transverse direction or the longitudinal direction of the workpiece, preferably oscillatingly. Due to the heating that already takes place in the cleaning of the workpiece to reach the desired temperature in the heating station, little heating energy is needed in comparison. Preferably, in this respect the cleaning station with its burner is separated in the space of the heating station to prevent harmful substances, which are found in the exhaust gases that appear in the case of heating to the cleaning temperature , are deposited in the parts of the installation when heating to the desired temperature. However, it is also conceivable that the cleaning stage is carried out in the heating station, by heating the burner responsible for heating the workpiece in principle to the cleaning temperature and subsequently to the desired temperature, the temperature being desired higher than the cleaning temperature. In this regard, it is preferably provided that when the workpiece is heated to a cleaning temperature, the ambient air of the workpiece is aspirated, for example, by means of an extraction to discharge the harmful substances.
Las conformaciones ventajosas y perfeccionamientos de la invención se pueden deducir de las reivindicaciones dependientes, así como de la descripción con referencia a los dibujos.The advantageous conformations and refinements of the invention can be deduced from the dependent claims, as well as from the description with reference to the drawings.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que la pieza de trabajo en la etapa de limpieza al menos parcialmente se trate de manera química y/o mecánica. A este respecto el método de limpieza elegido preferentemente se adapta de tal manera a la pieza de trabajo, que la limpieza deja esencialmente intactas las propiedades de la pieza de trabajo. Por tanto, se puede asegurar de manera ventajosa, que con la etapa de limpieza no se toman medidas, que pongan en peligro la calidad del componente fabricado posteriormente.According to another embodiment of the present invention, it is provided that the workpiece in the cleaning stage at least partially be treated chemically and / or mechanically. In this respect, the cleaning method chosen is preferably adapted to the workpiece in such a way that the cleaning essentially leaves the workpiece properties intact. Therefore, it can be advantageously ensured that no cleaning measures are taken with the cleaning stage, which jeopardize the quality of the subsequently manufactured component.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que se limpie la pieza de trabajo al menos parcialmente en la etapa de limpieza en un baño limpiador. En el caso del tratamiento químico de la pieza de trabajo las sustancias nocivas de manera ventajosa se ligan en un líquido del baño limpiador. A este respecto es concebible, que el líquido en el baño limpiador se cambie, conduciendo el líquido hacia dentro del baño limpiador y volviendo a dejarlo salir, por ejemplo, en un circuito de líquido bombeando hacia dentro del baño limpiador y volviendo a bombear hacia fuera del baño limpiador. Por el enlace de las sustancias nocivas al líquido se evita de manera ventajosa, que las sustancias nocivas se expandan por el aire y, por ejemplo, que se depositen en partes de la instalación. Además, es concebible, que la pieza de trabajo mojada se seque de manera temporal antes del calentamiento, por ejemplo, mediante aire caliente.In accordance with another embodiment of the present invention, it is provided that the workpiece be cleaned at least partially in the cleaning stage in a cleaning bath. In the case of chemical treatment of the workpiece, harmful substances are advantageously bound in a cleaning bath liquid. In this regard, it is conceivable that the liquid in the cleaning bath is changed, driving the liquid into the cleaning bath and returning it, for example, in a liquid circuit pumping into the cleaning bath and pumping out again. of the bathroom cleaner. By damaging the harmful substances to the liquid it is advantageously avoided that the harmful substances expand through the air and, for example, are deposited in parts of the installation. In addition, it is conceivable that the wet workpiece be dried temporarily before heating, for example, by hot air.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que se cepille la pieza de trabajo en la etapa de limpieza. Para este tratamiento mecánico en la etapa de limpieza es concebible, que la pieza de trabajo se ponga en contacto con el cepillo y la pieza de trabajo se mueva en dirección longitudinal, extendiéndose el cepillo esencialmente a lo largo de la dirección transversal de la pieza de trabajo. Por tanto, la etapa de limpieza se puede integrar de manera ventajosa en el transporte de la pieza de trabajo a la estación de calentamiento, sin que por la etapa de limpieza se provoquen esenciales retrasos en la conformación en caliente o semicaliente. También es concebible, que el cepillo o un sistema de cepillos esté dispuesto en la entrada de la estación de calentamiento y por tanto inmediatamente antes del calentamiento para la limpieza de la pieza de trabajo. Como alternativa es concebible, que la pieza de trabajo se limpie manualmente. En el caso de limpieza manual con un cepillo se pueden eliminar residuos notables a la vista de manera ventajosa sin un gran esfuerzo adicional.In accordance with another embodiment of the present invention it is provided that the workpiece be brushed in the cleaning stage. For this mechanical treatment in the cleaning stage it is conceivable that the workpiece is brought into contact with the brush and the workpiece moves in a longitudinal direction, the brush extending essentially along the transverse direction of the workpiece. job. Therefore, the cleaning stage can be advantageously integrated into the transport of the workpiece to the heating station, without causing delays in the hot or semi-thermal forming due to the cleaning stage. It is also conceivable that the brush or a brush system is arranged at the entrance of the heating station and therefore immediately before heating for cleaning the workpiece. As an alternative, it is conceivable that the workpiece be cleaned manually. In the case of manual cleaning with a brush, visible debris can be removed advantageously without much additional effort.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que la pieza de trabajo se transporte o se mueva durante la etapa de limpieza. Por tanto, la etapa de limpieza se puede integrar de manera ventajosa de tal manera en la conformación en caliente o semicaliente de la pieza de trabajo, que el potencial retraso por la etapa de limpieza se puede mantener lo más corto posible. Cuando en el caso de la etapa de limpieza se trata de un tratamiento térmico, es concebible que la pieza de trabajo con una cinta del quemador se pase a lo largo de la dirección de transporte en un quemador, calentando el quemador la pieza de trabajo mientras que se pasa. En particular, la pieza de trabajo se mueve con un dispositivo de transporte a lo largo de una dirección de transporte y pasa a este respecto una tras otra la estación de limpieza, la estación de calentamiento y alcanza la herramienta de conformación y/o de endurecimiento.In accordance with another embodiment of the present invention it is provided that the workpiece is transported or moved during the cleaning stage. Therefore, the cleaning stage can be advantageously integrated in such a way in the hot or semi-hot forming of the workpiece, that the potential delay by the cleaning stage can be kept as short as possible. When it is a heat treatment in the case of the cleaning stage, it is conceivable that the workpiece with a burner belt is passed along the transport direction in a burner, the burner heating the workpiece while What's up In particular, the workpiece moves with a transport device along a transport direction and passes in this respect one after another the cleaning station, the heating station and reaches the forming and / or hardening tool .
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que la pieza de trabajo de manera temporal se transporte entre la etapa de limpieza y el calentamiento de una estación de limpieza a una estación de calentamiento. En el caso de la limpieza térmica preferentemente está previsto, que el camino de transporte se supere en un tiempo lo más corto posible, para evitar, que la pieza de trabajo se vuelva a enfriar. En particular es concebible que el dispositivo de transporte comprenda elementos de calefacción, que se encargan de que la pieza de trabajo esencialmente mantenga su temperatura de limpieza. Preferentemente la pieza de trabajo a este respecto se transporta de tal manera, que la pieza de trabajo no se vuelve a ensuciar o manchar. En particular, la pieza de trabajo se mueve con un dispositivo de transporte a lo largo de una dirección de transporte y pasa a este respecto una tras otra la estación de limpieza, la estación de calentamiento y alcanza la herramienta de conformación y/o de endurecimiento.According to another embodiment of the present invention, it is provided that the work piece is temporarily transported between the cleaning stage and the heating of a cleaning station to a heating station. In the case of thermal cleaning is preferably provided, that the transport path is exceeded in a time as short as possible, to prevent the workpiece from cooling again. In particular, it is conceivable that the transport device comprises heating elements, which ensure that the workpiece essentially maintains its cleaning temperature. Preferably the workpiece in this respect is transported in such a way that the workpiece does not become dirty again or stained. In particular, the workpiece moves with a transport device along a transport direction and passes in this respect one after another the cleaning station, the heating station and reaches the forming and / or hardening tool .
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que la pieza de trabajo en caso de calentamiento para la conformación y/o el endurecimiento se calienta a la temperatura deseada con otro quemador. Preferentemente se elige como temperatura deseada una temperatura entre 600 °C y 900 °C. Cuando preferentemente se emplea material de acero al manganeso-boro preferentemente está previsto, que la temperatura deseada se alcance por encima de AC3 para transformar la estructura cristalina completamente en austenita. Cuando la temperatura deseada se encuentra por debajo de AC3 y por encima de AC1, se regula una estructura mixta de austenita y ferrita. Por ejemplo, está previsto, que la velocidad, con la que la pieza de trabajo se calienta a la temperatura de limpieza, en el caso de usar un quemador es más alta que la velocidad, con la que la pieza de trabajo se calienta a la temperatura deseada, en particular, al usar un horno de radiación.In accordance with another embodiment of the present invention it is provided that the workpiece in case of heating for forming and / or hardening is heated to the desired temperature with another burner. Preferably, a temperature between 600 ° C and 900 ° C is chosen as the desired temperature. When manganese-boron steel material is preferably used, it is preferably provided that the desired temperature is reached above AC3 to transform the crystalline structure completely into austenite. When the desired temperature is below AC3 and above AC1, a mixed structure of austenite and ferrite is regulated. For example, it is provided that the speed, with which the workpiece is heated to the cleaning temperature, in the case of using a burner is higher than the speed, with which the workpiece is heated to the desired temperature, in particular, when using a radiation oven.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que se recubra la pieza de trabajo con un material protector y/o que se recubra, en particular, al menos parcialmente con un aceite anticorrosivo para evitar la corrosión en el transporte.According to another embodiment of the present invention, it is provided that the workpiece is coated with a protective material and / or that it is coated, in particular, at least partially with an anticorrosive oil to prevent corrosion in transport.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que se accione el quemador y/o el otro quemador con un gas de combustión y un gas oxigenado. De manera preferente, la potencia calorífica del quemador y/o del otro quemador se regula por la relación de mezcla del gas de combustión y del gas oxigenado. En particular, la temperatura máxima en una llama de quemado del quemador y/o del otro quemador se fija por un contenido de oxígeno. A este respecto, por ejemplo, está previsto, que al otro quemador se le suministre una mezcla de oxígeno técnica, siendo el contenido de oxígeno preferentemente mayor del 70 % o de manera especialmente preferente mayor del 90 %. Además, está previsto, que, para alcanzar la temperatura deseada con una velocidad deseada, con la que se calienta la pieza de trabajo, la separación entre quemador y pieza de trabajo, el contenido de oxígeno y/o la velocidad de transporte de la pieza de trabajo transportada a lo largo de la dirección de transporte se regulen de manera correspondiente.In accordance with another embodiment of the present invention it is provided, that the burner and / or the other burner is operated with a combustion gas and an oxygenated gas. Preferably, the heat output of the burner and / or the other burner is regulated by the mixing ratio of the flue gas and the oxygenated gas. In particular, the maximum temperature in a burner flame of the burner and / or the other burner is set by an oxygen content. In this regard, for example, it is envisaged that the other burner be supplied with a mixture of technical oxygen, the oxygen content preferably being greater than 70% or especially preferably greater than 90%. Furthermore, it is provided that, to reach the desired temperature with a desired speed, with which the workpiece is heated, the separation between burner and workpiece, the oxygen content and / or the transport speed of the workpiece of work transported along the direction of transport are regulated accordingly.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que se disponga la pieza de trabajo para la conformación y/o endurecimiento en una herramienta de conformación y/o de endurecimiento. De manera preferente, la herramienta de conformación y/o de endurecimiento al menos se enfría parcialmente y por ello proporciona de manera ventajosa, por ejemplo, un endurecimiento parcial de la pieza de trabajo.In accordance with another embodiment of the present invention, it is provided that the workpiece is arranged for forming and / or hardening in a forming and / or hardening tool. Preferably, the forming and / or hardening tool is at least partially cooled and therefore advantageously provides, for example, a partial hardening of the workpiece.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que como pieza de trabajo se use un llantón para chapa. Por ejemplo, en el caso de la pieza de trabajo se trata de una pieza de trabajo, que esencialmente está fabricada de acero al manganeso-boro, en particular 22MnB5, o de un llantón para chapa con contenido de carbono más alto.In accordance with another embodiment of the present invention, it is provided that as a workpiece, a sheet metal flange is used. For example, in the case of the workpiece, it is a workpiece, which is essentially made of manganese-boron steel, in particular 22MnB5, or of a plate for higher carbon content.
Otro objeto de la presente invención es una instalación de fabricación para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo, en particular, para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención, comprendiendo la instalación de fabricación una estación de limpieza para la limpieza de una pieza de trabajo y una estación de calentamiento para el calentamiento de una pieza de trabajo limpia. La estación de limpieza es adecuada para el tratamiento térmico de la pieza de trabajo, presentando la estación de limpieza un quemadorAnother object of the present invention is a manufacturing installation for hot or semi-hot forming of a workpiece, in particular, for carrying out a process according to the invention, the manufacturing installation comprising a cleaning station for the Cleaning a workpiece and a heating station for heating a clean workpiece. The cleaning station is suitable for heat treatment of the workpiece, the cleaning station presenting a burner
Con respecto al estado de la técnica la instalación de fabricación de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que mediante la estación de limpieza se puede ocupar de que se eliminen posibles residuos de un acondicionamiento de la pieza de trabajo y de esta manera se reduzca de manera ventajosa la cantidad de potenciales sustancias nocivas, que podrían perjudicar la calidad del componente fabricado.With respect to the state of the art, the manufacturing installation according to the invention has the advantage that by means of the cleaning station it is possible to take care of the elimination of possible residues from a conditioning of the workpiece and thus reduce advantageously the amount of potential harmful substances, which could impair the quality of the manufactured component.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que la instalación de fabricación comprenda un dispositivo de transporte. Con el dispositivo de transporte la pieza de trabajo se deja transportar de manera ventajosa por una estación de limpieza y una estación de calentamiento a la herramienta de conformación y/o de endurecimiento. A este respecto es concebible, que el dispositivo de transporte comprenda rodillos de trasporte. According to another embodiment of the present invention, it is provided that the manufacturing installation comprises a transport device. With the transport device, the work piece is advantageously transported by a cleaning station and a heating station to the forming and / or hardening tool. In this regard, it is conceivable that the transport device comprises transport rollers.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención está previsto, que la estación de limpieza esté separada de manera constructiva de la estación de calentamiento. Por tanto, de manera ventajosa se puede asegurar, que las sustancias nocivas separadas por el calentamiento de la pieza de trabajo a la temperatura de limpieza se extienden por el aire y posteriormente se depositan en los componentes de la instalación de la estación de calentamiento.According to another embodiment of the present invention, it is provided that the cleaning station be constructively separated from the heating station. Therefore, it can be advantageously ensured that the harmful substances separated by heating the workpiece to the cleaning temperature are spread through the air and subsequently deposited in the components of the heating station installation.
Otros detalles, características y ventajas de la invención se deducen de los dibujos, así como de la descripción a continuación de formas de realización preferentes mediante los dibujos. Los dibujos ilustran a este respecto solo formas de realización a modo de ejemplo de la invención, que no limitan el objeto de la invención.Other details, features and advantages of the invention are deduced from the drawings, as well as from the description to continuation of preferred embodiments by means of the drawings. The drawings illustrate in this respect only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the object of the invention.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Las figuras 1a a 1d muestran un procedimiento para la conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo de acuerdo con una forma de realización a modo de ejemplo de la presente invención. Figures 1a to 1d show a process for hot or semi-hot forming of a workpiece according to an exemplary embodiment of the present invention.
Formas de realización de la invenciónEmbodiments of the invention
En las distintas figuras las mismas partes siempre están provistas de las mismas referencias y, por tanto, por norma general, también se nombran o se mencionan solo una vez.In the different figures the same parts are always provided with the same references and, therefore, as a general rule, they are also named or mentioned only once.
En las figuras 1a a 1d está representado un procedimiento la para conformación en caliente o semicaliente de una pieza de trabajo 1 de acuerdo con una forma de realización a modo de ejemplo de la presente invención. A este respecto aquí se trata, por ejemplo, de un componente estructural o de chasis para un vehículo motorizado, poniéndose la pieza de trabajo 1 a disposición como un semiproducto, en particular, en forma de un tailor rolled blank o como está representado en la figura 1 como llantón para chapa. A este respecto la pieza de trabajo 1 se compone, por ejemplo, de un material, que al menos está fabricado parcialmente de acero al manganeso-boro, en particular, 22MnB5. Por la conformación en caliente o semicaliente preferentemente está previsto convertir la pieza de trabajo 1 a su forma final o definitiva como componente. Para no influir sobre las propiedades y/o la forma del componente fabricado después, la pieza de trabajo 1 se somete a un acondicionamiento. Un ejemplo para un acondicionamiento de este tipo es el recubrimiento de la pieza de trabajo 1 con un aceite anticorrosivo o con un lubricante para evitar una corrosión durante el transporte de la pieza de trabajo. Otro ejemplo para el acondicionamiento es la aplicación de un aceite de corte sobre la pieza de trabajo 1 para facilitar un posible recorte de llantón como preludio de la conformación en caliente o semicaliente. Por el acondicionamiento y por otras circunstancias externas permanecen residuos, por ejemplo, del aceite anticorrosivo, del lubricante y/o del aceite de corte, sobre la pieza de trabajo 1. En el caso de un calentamiento necesario para la conformación en caliente o semicaliente de la pieza de trabajo 1 estos residuos como sustancias nocivas llevarían a daños o perjuicios, por ejemplo, en forma de una fragilidad de material, en el componente fabricado. Para evitar perjuicios de este tipo está previsto, que la pieza de trabajo 1 acondicionada se limpie preferentemente de manera inmediata antes del calentamiento de la pieza de trabajo 1 en una estación de calentamiento 20, en una etapa de limpieza. Preferentemente se comienza con la etapa de limpieza 60 segundos, preferentemente 20 segundos y de forma especialmente preferente 5 segundos antes del calentamiento de la pieza de trabajo 1.In Figs. 1a to 1d, a process is shown for hot or semi-hot forming a workpiece 1 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. Here, for example, it is a structural or chassis component for a motorized vehicle, the workpiece 1 being made available as a semi-finished product, in particular in the form of a rolled blank tailor or as represented in the Figure 1 as a flat tire. In this regard, the workpiece 1 is composed, for example, of a material, which is at least partially made of manganese boron steel, in particular, 22MnB5. By hot or semi-hot forming, it is preferably intended to convert the workpiece 1 to its final or final form as a component. In order not to influence the properties and / or the shape of the component manufactured afterwards, the workpiece 1 is subjected to conditioning. An example for such a conditioning is the coating of workpiece 1 with an anticorrosive oil or a lubricant to prevent corrosion during transport of the workpiece. Another example for conditioning is the application of a cutting oil on the workpiece 1 to facilitate a possible clipping of the flat tire as a prelude to hot or semi-hot forming. For conditioning and other external circumstances, residues remain, for example, of the anticorrosive oil, of the lubricant and / or of the cutting oil, on the workpiece 1. In the case of a necessary heating for the hot or semi-hot forming of Workpiece 1 this waste as harmful substances would lead to damage or loss, for example, in the form of a fragility of material, in the manufactured component. In order to avoid damages of this type, it is provided that the conditioned workpiece 1 is preferably cleaned immediately before the heating of the workpiece 1 in a heating station 20, in a cleaning stage. Preferably, the cleaning stage begins 60 seconds, preferably 20 seconds, and especially preferably 5 seconds before the heating of the workpiece 1.
Como ejemplo para una etapa de limpieza la forma de realización muestra en las figuras 1a a 1d en la figura 1b un tratamiento térmico en una estación de limpieza 10. En la presente forma de realización la estación de limpieza 10 comprende una cinta del quemador o guía de rodillos 4, que está dispuesta debajo de la pieza de trabajo 1 transportada por la cinta del quemador 4. Además, la estación de limpieza 10 presenta preferentemente un quemador 2, que está dispuesto por encima y/o por debajo de la pieza de trabajo 1 que se puede transportar. A este respecto además está previsto, que el quemador 2 caliente la pieza de trabajo 1 a una temperatura de limpieza. Para ello el quemador 2, en particular, se pone en funcionamiento con una mezcla de gas de quemador y un gas oxigenado. Además, en el caso de usar un quemador 2 para calentar la pieza de trabajo 1 a la temperatura de limpieza sale una llama del quemador 3, que, por ejemplo, entra directamente en contacto con la pieza de trabajo 1 en la estación de limpieza 10 o se mantiene separada de la pieza de trabajo. En particular, la cinta de quemador o guía de rodillos 4 presenta en una posición una escotadura 6, para que la llama del calentador 3 pueda calentar libremente la pieza de trabajo 1. Además, está previsto, que la pieza de trabajo 1 se caliente por ambos lados por respectivamente un quemador 2, para liberar la superficie de la pieza de trabajo 1 de residuos en todo su perímetro posible. A este respecto es concebible, que el quemador 2 se mueva a lo largo de una dirección que transcurre perpendicular a una dirección de transporte de la cinta del quemador o de la guía de rodillos 4, preferentemente de manera oscilante, para realizar con este movimiento el calentamiento a lo largo de una extensión transversal de la pieza de trabajo 1. En particular, es concebible, que la temperatura de limpieza se regule o se realice por la fijación de una velocidad de transporte, con la que la pieza de trabajo 1 se transporta por la cinta del quemador o quía de rodillos 4, la fijación de una separación del quemador 2 a la pieza de trabajo 1 y/o por la fijación de un contenido de oxígeno del gas oxigenado mezclado con el gas de combustión. Además, está previsto preferentemente, que la llama del quemador 3 del quemador 2 en una estación de limpieza 10 en caliente de manera homogénea la pieza de trabajo 1, es decir, de manera uniforme a lo largo de la superficie. Además, es concebible, que la estación de limpieza 10 comprenda un sistema de aire de escape para descargar los gases residuales que se generan en el tratamiento térmico con el sistema de aire de escape. Con ello se puede evitar que las sustancias nocivas contenidas en el gas residual se depositen sobre los componentes de la instalación de la estación de limpieza 10. Para seguir evitando que las sustancias nocivas contenidas en el gas residual se sigan depositando sobre los componentes de la instalación, que, por ejemplo, están dispuestos en una estación de calentamiento 20, en la forma de realización representada la estación de limpieza 10 está separada de manera constructiva de la estación de calentamiento 20, como se muestra en la figura 1c.As an example for a cleaning step the embodiment shows in figures 1a to 1d in figure 1b a heat treatment at a cleaning station 10. In the present embodiment the cleaning station 10 comprises a burner or guide tape of rollers 4, which is arranged under the workpiece 1 carried by the burner belt 4. In addition, the cleaning station 10 preferably has a burner 2, which is arranged above and / or below the workpiece 1 that can be transported. In this regard, it is also provided that the burner 2 heats the workpiece 1 to a cleaning temperature. For this, the burner 2, in particular, is put into operation with a mixture of burner gas and an oxygenated gas. In addition, in the case of using a burner 2 to heat the workpiece 1 to the cleaning temperature a flame comes out of the burner 3, which, for example, directly comes into contact with the workpiece 1 in the cleaning station 10 or is kept separate from the work piece. In particular, the burner belt or roller guide 4 has a recess 6 in one position, so that the flame of the heater 3 can freely heat the workpiece 1. In addition, it is provided that the workpiece 1 is heated by both sides by respectively a burner 2, to release the surface of the workpiece 1 of waste in its entire possible perimeter. In this regard, it is conceivable that the burner 2 moves along a direction that runs perpendicular to a direction of transport of the burner belt or of the roller guide 4, preferably oscillatingly, to perform with this movement the heating along a transverse extension of the workpiece 1. In particular, it is conceivable that the cleaning temperature is regulated or carried out by setting a transport speed, with which the workpiece 1 is transported by the tape of the burner or roller pipe 4, the fixing of a separation of the burner 2 to the workpiece 1 and / or by the fixing of an oxygen content of the oxygen gas mixed with the combustion gas. In addition, it is preferably provided that the flame of the burner 3 of the burner 2 in a hot cleaning station 10 homogeneously the workpiece 1, that is, uniformly along the surface. In addition, it is conceivable that the cleaning station 10 comprises an exhaust air system to discharge the waste gases generated in the heat treatment with the exhaust air system. This can prevent harmful substances contained in the waste gas from being deposited on the components of the installation of the cleaning station 10. In order to continue preventing harmful substances contained in the waste gas from being deposited on the components of the installation , which, for example, are arranged in a heating station 20, in the embodiment shown the cleaning station 10 is constructively separated from the heating station 20, as shown in Figure 1c.
En la figura 1c está representada una estación de calentamiento 20 en forma de un horno 5, disponiéndose la pieza de trabajo 1 para calentar dentro del horno 5, preferentemente cerrado. En particular, está previsto, que la temperatura deseada sea más alta que la temperatura de limpieza. Además, está previsto, que la pieza de trabajo 1 se caliente en una estación de calentamiento 20 con otro quemador o mediante radiación, poniendo en funcionamiento el otro quemador preferentemente con una mezcla de gas de quemador y un gas oxigenado. En particular, el otro quemador se pone en funcionamiento en una estación de calentamiento 20 con un oxígeno técnico, cuyo contenido de oxígeno preferentemente es mayor del 75 %, especialmente preferente mayor del 90 %. Por ejemplo, el calentamiento en la estación de calentamiento 20 se puede usar para la regulación de propiedades materiales del componente fabricado después. Por ejemplo, la pieza de trabajo 1 al menos se calienta en una primera zona de manera precisa a una temperatura por debajo de AC3, en particular, debajo de AC1, para evitar una austenitización completa y/o al menos se calienta en una segunda zona a una temperatura por encima de AC3 para provocar una austenitización. También es concebible, que la pieza de trabajo 1 de manera temporal después de la etapa de limpieza y de manera temporal antes del calentamiento sea recubierta previamente para generar con este recubrimiento previo una configuración de capa de ligación en la superficie de la pieza de trabajo 1. Además, está previsto, que la estación de limpieza 10 esté unida con la estación de calentamiento 20 por un dispositivo de transporte 4. En particular, la pieza de trabajo 1 limpia se transporta por el dispositivo de transporte 4 al horno 5.In Fig. 1c a heating station 20 is shown in the form of an oven 5, the workpiece 1 being arranged to heat inside the oven 5, preferably closed. In particular, it is expected that the temperature desired is higher than the cleaning temperature. In addition, it is provided that the workpiece 1 is heated in a heating station 20 with another burner or by radiation, preferably operating the other burner with a mixture of burner gas and an oxygenated gas. In particular, the other burner is put into operation in a heating station 20 with a technical oxygen, whose oxygen content is preferably greater than 75%, especially preferably greater than 90%. For example, the heating in the heating station 20 can be used for the regulation of material properties of the component manufactured later. For example, workpiece 1 is at least precisely heated in a first zone at a temperature below AC3, in particular below AC1, to avoid complete austenitization and / or at least heated in a second zone at a temperature above AC3 to cause austenitization. It is also conceivable that the workpiece 1 temporarily after the cleaning stage and temporarily before the heating is precoated to generate with this prior coating a ligation layer configuration on the surface of the workpiece 1 In addition, it is provided that the cleaning station 10 be connected to the heating station 20 by a transport device 4. In particular, the clean workpiece 1 is transported by the transport device 4 to the oven 5.
Después del calentamiento de la pieza de herramienta 1 está previsto, que la pieza de trabajo 1 se coloque en una herramienta de conformación y/o de endurecimiento 30, preferentemente enfriada y allí se conforme y/o se endurezca, como está representado en la figura 1d. En particular, la herramienta de conformación y/o de endurecimiento 30 comprende una forma de herramienta, que está ajustada al componente que se debe fabricar. Además, es concebible, que el dispositivo de transporte transporte la pieza de trabajo 1 a lo largo de la dirección de transporte en una instalación de fabricación por la estación de limpieza 10 y la estación de calentamiento 20 a la herramienta de conformación y/o de endurecimiento 30.After heating of the tool part 1 it is provided that the work piece 1 be placed in a forming and / or hardening tool 30, preferably cooled and there conforming and / or hardening, as shown in the figure 1d. In particular, the forming and / or hardening tool 30 comprises a tool shape, which is adjusted to the component to be manufactured. Furthermore, it is conceivable that the transport device transports the workpiece 1 along the transport direction in a manufacturing facility through the cleaning station 10 and the heating station 20 to the forming and / or hardening 30.
Lista de referenciasReference List
1 Pieza de trabajo1 Workpiece
2 Quemador2 burner
3 Llama del quemador3 Burner flame
4 Dispositivo de transporte, cinta del quemador, guía de rodillos4 Transport device, burner belt, roller guide
5 Horno5 oven
6 Escotadura6 Notch
10 Estación de limpieza10 Cleaning station
20 Estación de calentamiento20 heating station
30 Herramienta de conformación y/o de endurecimiento 30 Shaping and / or hardening tool
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