專利名稱：一種超高強度鋼板的冷-熱復(fù)合沖壓成形法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高強度鋼板的冷-熱復(fù)合沖壓成形法，屬于熱沖壓成形技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱成形技術(shù)也稱為“沖壓硬化”技術(shù)，專門用于制造高強度鋼板的沖壓件，與冷成形法相比，其最大優(yōu)點就是成形后的工件具有高強度，廣泛應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域，在提高汽車安全性能的同時，達到減輕車身重量的目的，真正實現(xiàn)節(jié)能減排，作為一種先進的汽車輕量化技術(shù)，具有良好的發(fā)展前景。經(jīng)過熱成形的沖壓件具有很高的強度和硬度，為后續(xù)的切邊及沖孔等帶來很大難度，阻礙了熱成形技術(shù)的推廣應(yīng)用。在傳統(tǒng)熱成形工藝中，板材被加熱到奧氏體化溫度以上，經(jīng)過熱成形模具沖壓成形，在成形過程中通過熱成形模具內(nèi)的冷卻管道完成淬火，獲得馬氏體組織，使沖壓件具備高強度和高硬度，難以用模具對沖壓件進行切邊、沖孔，目前生產(chǎn)中廣泛采用激光切割工藝，但是這種工藝普遍存在定位精度低、成本高等問題，影響沖壓件的加工精度，增加生產(chǎn)成本。針對目前熱成形沖壓件激光切割精度低、成本高等問題，本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了冷-熱復(fù)合沖壓成形法，即首先對鋼板進行冷沖壓成形，在成形的過程中完成切邊和沖孔，這主要由冷成形模具上專門設(shè)計的切邊、沖孔結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，冷成形后的沖壓件完全具備了圖紙要求的形狀、結(jié)構(gòu)和精度，但還不具備使用強度，將冷成形沖壓件加熱到奧氏體化溫度以上并保溫一定時間，達到奧氏體均勻化以后放入熱成形模具中保壓，通過熱成形模具內(nèi)冷卻管道完成淬火，實現(xiàn)冷沖壓件的強化，同時保持原有的尺寸精度。本發(fā)明巧妙地解決了傳統(tǒng)熱成形沖壓件激光切割精度低、成本高的問題，具有廣闊的市場和良好的發(fā)展前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高強度鋼板沖壓件的冷-熱復(fù)合沖壓成形法，主要解決傳統(tǒng)熱成形沖壓件激光切割加工精度低、成本高的問題。本發(fā)明的上述目的是通過如下手段實現(xiàn)的，現(xiàn)結(jié)合
如下
具體工藝過程包括a落料、b冷沖壓成形(包括切邊、沖孔等)、c加熱、d熱成形、淬火等工序。首先使板材在冷成形模具上沖壓成形，冷成形模具上設(shè)計有切邊、沖孔結(jié)構(gòu)，以保證冷成形后的沖壓件已經(jīng)完成了切邊、沖孔工序，使其完全具備圖紙要求的形狀、結(jié)構(gòu)和精度；然后，將冷成形后的沖壓件放到加熱爐中進行加熱，沖壓件加熱到奧氏體化溫度以上，保溫一定時間，使奧氏體均勻化，然后將奧氏體化的沖壓件快速放入熱成形模具中，這一過程要在51秒內(nèi)完成，以保證初始熱成形溫度在奧氏體化溫度以上，通過熱成形模具的保壓及冷卻，達到淬火的目的，獲得馬氏體組織，實現(xiàn)鋼板的強化并保證冷成形的尺寸精度。對比傳統(tǒng)的熱成形法，本發(fā)明具有諸多優(yōu)點。
本發(fā)明通過冷沖壓完成工件的精確成形及切邊、沖孔等操作，通過熱成形達到淬火和保持原有尺寸的目的，這樣既可以使沖壓件達到預(yù)期的使用強度，又能保證沖壓件的尺寸精度，使后續(xù)裝配能夠順利進行；本發(fā)明避免了采取激光切割工藝，節(jié)省了大量編程、定位等工藝時間，即提高了生產(chǎn)效率又降低了生產(chǎn)成本。
圖中1.高強度鋼板2.落料切刀3.落料壓機4.機械手5.冷成形凸模6.冷成形凹模7.加熱爐8.熱成形凸模9.熱成形凹模10.冷卻系統(tǒng)11.熱沖壓件
a.落料b.冷成形(包括切邊、沖孔等)c.加熱(奧氏體化)d.熱成形、淬火。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及其具體實施方式
。圖中所示為冷-熱復(fù)合沖壓成形法，鋼板I首先在落料壓機3上落料，然后通過機械手4轉(zhuǎn)移到冷成形壓機上，由于熱成形前的鋼板硬度較低、塑性好，經(jīng)過冷成形模具的沖壓成形，即可完成鋼板的精確成形及切邊、沖孔等操作，通過機械手將冷成形沖壓件轉(zhuǎn)移到加熱爐中進行加熱，保溫一段時間，使板材完全奧氏體化，加熱溫度和保溫時間受到鋼板厚度及熱物理性能、加熱爐加熱效率等諸多因素的影響，一般對于2_以下厚度的板材，加熱溫度選取880-950°C，保溫時間為5-10min，目的是使奧氏體轉(zhuǎn)變完全，碳化物完全溶解于奧氏體中并且分布均勻，以及完成合金元素的均勻分布。加熱爐可同時對多個工件進行加 熱，附圖中僅畫出一個沖壓件進行示意性說明。沖壓件在熱處理爐中完成奧氏體均勻化以后，通過機械手轉(zhuǎn)移到熱成形壓機上進行熱沖壓成形，這一過程時間要盡量短，一般在51秒內(nèi)完成，目的是保證沖壓件初始熱成形溫度在奧氏體化溫度以上，熱沖壓速度一般在75mm/s左右進行快速成形，然后保壓一定時間以保持原冷沖壓件的尺寸精度，通過熱成形模具內(nèi)的冷卻管道快速冷卻，要保證平均冷卻速度在25°C /s以上，從而獲得板條馬氏體組織，達到淬火的目的，實現(xiàn)沖壓件的強化。通過上述工藝過程制造的沖壓件，不僅具備極高的強度(抗拉強度一般在1500MPa以上)，而且具有極高的尺寸精度，無需采用激光切割進行后處理，為沖壓件的裝配帶來極大便利。本發(fā)明巧妙地解決了傳統(tǒng)熱成形沖壓件激光后處理加工精度低、成本高的問題，突破了阻礙傳統(tǒng)熱成形發(fā)展的技術(shù)難題，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，對生產(chǎn)實踐具有重大促進作用。
權(quán)利要求
1.一種高強度鋼板的冷-熱復(fù)合沖壓成形法，包括a落料、b冷沖壓成形(包括切邊、沖孔等)、c加熱、d熱成形、淬火等エ序,其特征在于所述冷-熱復(fù)合沖壓成形法，零件首先要在常溫下通過冷沖壓方法完成成形、切邊及沖孔等各加工エ序，使之完全具備圖紙要求的形狀、結(jié)構(gòu)和精度，然后再將其加熱并完全奧氏體化，送入熱成形模具內(nèi)保壓、冷卻，完成淬火，在保持原有成形精度的同時，強度大幅提高。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種高強度鋼板的冷-熱復(fù)合沖壓成形法，其特征在于采取冷-熱復(fù)合成形エ藝后，可直接獲得成品件，沖壓件無需再用激光進行切邊、沖孔。
全文摘要
本發(fā)明是一種高強度鋼板沖壓件的冷-熱復(fù)合沖壓成形法，屬于熱沖壓成形領(lǐng)域。鋼板首先經(jīng)過冷成形工藝完成板料的切邊、沖孔等工序，冷成形沖壓件完全具備圖紙要求的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸精度。對冷成形沖壓件加熱使之完全奧氏體化，再通過熱成形模具達到保持原有尺寸精度及淬火的目的。本發(fā)明成功的解決了傳統(tǒng)熱成形沖壓件激光切邊、沖孔精度低、成本高的問題，與傳統(tǒng)熱成形工藝相比，本發(fā)明從根本上提高了沖壓件的尺寸精度，并且提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，對生產(chǎn)實踐起到了重要促進作用。
文檔編號B21D35/00GK102728708SQ20121024592
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者朱麗娟, 馬東升, 馬麗 申請人:吉林省瑞恒機械有限公司