一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本項(xiàng)目發(fā)明屬于熱輥壓技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]首先，在物流行業(yè)，集裝箱作為國(guó)際運(yùn)輸?shù)闹匾d體，在世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中發(fā)揮了重要作用。2013年，中國(guó)集裝箱占世界的95 %以上，產(chǎn)銷量達(dá)到310萬(wàn)TEU，截止2014年年底，中國(guó)已21年蟬聯(lián)世界物流裝備集裝箱市場(chǎng)產(chǎn)銷量第一的位置。其次，在汽車行業(yè)，中國(guó)在2013年產(chǎn)銷突破2000萬(wàn)輛，連續(xù)六年位居世界首位。
[0003]根據(jù)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是物流、汽車等行業(yè)，都具有巨大的市場(chǎng)。劇統(tǒng)計(jì)，每個(gè)集裝箱包括橫梁、側(cè)梁和拱梁等各類加強(qiáng)結(jié)構(gòu)件約有上百件，即擁有市場(chǎng)需求量至少3000萬(wàn)件；每輛汽車包括防撞梁、保險(xiǎn)桿和前桿等，大約20多個(gè)加強(qiáng)件，即擁有市場(chǎng)需求量接近4個(gè)億。這兩類加強(qiáng)件都具有截面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較大等特點(diǎn)。特別是集裝箱的加強(qiáng)件尺寸基本在1.6米以上。
[0004]隨著能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的加劇，輕量化已經(jīng)成為物流和汽車行業(yè)領(lǐng)域的重點(diǎn)研宄課題。對(duì)于物流業(yè)使用的集裝箱，如果每個(gè)箱體能減少一定重量，那么在同等載重量的運(yùn)輸船上，就可以增加更多的運(yùn)輸量。對(duì)于汽車，減輕車重，更是節(jié)能減排的重要手段和方法。當(dāng)前，使用較多且較成熟的是熱沖壓工藝，它能在滿足強(qiáng)度要求情況下，至少減小1_的鋼板厚度。對(duì)于形狀復(fù)雜，尺寸較小的零件，使用熱沖壓當(dāng)然是很好的選擇。但是對(duì)于我們之前分析的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸龐大的加強(qiáng)件，使用熱沖壓工藝的話，需要的模具尺寸至少要在1.6米以上。這樣不僅僅增加了熱沖壓模具的制造成本，而且還需要更大噸位的壓力機(jī)。
[0005]另外，如果使用輥壓技術(shù)，雖然能有效避免熱沖壓模具的制造成本，但是目前國(guó)內(nèi)使用的輥壓技術(shù)，基本為冷輥壓(即常溫下輥壓)。難于有效提高成形件的強(qiáng)度，其成形件的強(qiáng)度約在700MPa，很難滿足使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法及其裝置，它具有以下特點(diǎn):
[0007](I)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)截面形狀簡(jiǎn)單，任意長(zhǎng)度尺寸的結(jié)構(gòu)件、加強(qiáng)件，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生廣，提尚生廣效率。
[0008](2)與熱沖壓相比，本發(fā)明節(jié)省了熱沖壓模具的制造成本。
[0009](3)與常溫輥壓相比，強(qiáng)度能提高2?3倍，即可達(dá)1500MPa以上。在滿足工程結(jié)構(gòu)件使用要求情況下，可以通過(guò)降低板料的厚度來(lái)有效的實(shí)現(xiàn)減輕減重。
[0010](4)適合于大批量生產(chǎn)，與沖壓、折彎工藝相比提高效率的10倍以上，制造成本大幅降低，生廣效率大幅提尚。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法，包括以下步驟:
[0012]①、將常溫狀態(tài)下的板料送至加熱傳送機(jī)的進(jìn)料口 ；
[0013]②、板料進(jìn)入加熱傳送機(jī)后，不斷被高溫加熱器加熱，利用溫度控制器對(duì)整個(gè)加熱傳送機(jī)進(jìn)行溫度控制，使板料在加熱傳送機(jī)中完全奧氏體化，其溫度控制在800?1200°C，保溫時(shí)間3?10分鐘；
[0014]③、板料從加熱傳送機(jī)的出料口出來(lái)后直接傳送進(jìn)入輥壓成形機(jī)，通過(guò)輥壓成形機(jī)內(nèi)設(shè)有的高溫加熱器及溫度控制器保證板料在整個(gè)成形過(guò)程中保持相同溫度從而減少變形，并利用隔熱保溫板進(jìn)行保溫，在成形溫度下，通過(guò)若干組輥壓模具的輥壓，使板料最終成形；
[0015]④、成形完成后的成形件立即送入冷卻機(jī)中，利用冷卻機(jī)中安設(shè)的矯直傳輸輥輪矯直剛剛成形的成形件，然后利用噴液系統(tǒng)迅速的對(duì)成形件進(jìn)行冷卻，利用噴液流量來(lái)控制淬火的冷卻速度，使其大于成形件臨界冷卻速度，使成形件獲得完全馬氏體。
[0016]為實(shí)現(xiàn)該方法，進(jìn)一步提供一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形裝置，包括加熱傳送機(jī)、輥壓成形機(jī)及冷卻機(jī)，加熱傳送機(jī)包括傳送帶、高溫加熱器，所述高溫加熱器設(shè)置在傳送帶下方，其長(zhǎng)度比后者略短；輥壓成形機(jī)包括若干組輥壓模具、高溫加熱器，所述高溫加熱器設(shè)置在若干組輥壓模具的下方或者嵌入到每個(gè)輥壓模具內(nèi)；冷卻機(jī)包括噴液系統(tǒng)及矯直傳輸輥輪，所述噴液系統(tǒng)處在矯直傳輸輥輪上方；加熱傳送機(jī)、輥壓成形機(jī)及冷卻機(jī)依次排列且加熱傳送機(jī)的出口與輥壓成形機(jī)的進(jìn)口靠近、輥壓成形機(jī)的出口與冷卻機(jī)的進(jìn)口靠近；所述的加熱傳送機(jī)與輥壓成形機(jī)均還包括隔熱保溫板和溫度控制器。
[0017]近一步的，所述的高溫加熱器為加熱管或者感應(yīng)加熱線圈。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019](I)采用熱輥壓成形技術(shù)，能有效避免熱沖壓模具的巨大成本。
[0020](2)對(duì)于常溫輥壓成形，超高強(qiáng)鋼難于成形，利用熱輥壓技術(shù)能很容易實(shí)現(xiàn)多種超強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件的成形。而且其成形件的強(qiáng)度至少可以成倍增加，即可達(dá)1500MPa以上，完全能夠滿足工程結(jié)構(gòu)件的使用要求。
[0021](3)熱輥壓成形為多工序的逐步變形，廢次品極少并質(zhì)量相當(dāng)穩(wěn)定可靠，節(jié)省成本，可連續(xù)生產(chǎn)，極大提高了生產(chǎn)效率。
[0022](4)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的加熱保溫裝置，而且采用溫度控制器能很好進(jìn)行實(shí)時(shí)控溫。
[0023](5)采用冷卻裝置，能使成形件獲得完全馬氏體。大大提高成形件機(jī)械性能并有效的減少回彈變形。
[0024]本發(fā)明克服了了現(xiàn)有熱沖壓、常溫輥壓成形不足，并根據(jù)超強(qiáng)鋼的特性，設(shè)計(jì)了加熱效率良好的超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法及其裝置，滿足現(xiàn)代企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，并有效采用冷卻裝置控制成形件的回彈變形，具有較好的工程適應(yīng)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。其中:
[0026]圖1為本發(fā)明一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法的裝置布置圖
[0027]圖2為本發(fā)明為一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法的裝置布置俯視圖
[0028]附圖中的標(biāo)記編號(hào)說(shuō)明如下:1、冷卻機(jī)；2、輥壓成形機(jī)；3、加熱傳送機(jī)；4、板料；5、傳送帶；6、隔熱保溫板；7、高溫加熱器；8、溫度控制器；9、輥壓模具；10、噴液系統(tǒng)；11、
矯直傳輸棍輪。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1、2所示，一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法，包括以下步驟:
[0030]①、將常溫狀態(tài)下的板料4送至加熱傳送機(jī)3的進(jìn)料口 ；
[0031]②、板料4進(jìn)入加熱傳送機(jī)3后，不斷被高溫加熱器7加熱，利用溫度控制器8對(duì)整個(gè)加熱傳送機(jī)3進(jìn)行溫度控制，使板料4在加熱傳送機(jī)3中完全奧氏體化，其溫度控制在800?1200°C，保溫時(shí)間3?10分鐘；
[0032]③、板料4從加熱傳送機(jī)3的出料口出來(lái)后直接傳送進(jìn)入輥壓成形機(jī)2，通過(guò)輥壓成形機(jī)2內(nèi)設(shè)有的高溫加熱器7及溫度控制器8保證板料4在整個(gè)成形過(guò)程中保持相同溫度從而減少變形，并利用隔熱保溫板6進(jìn)行保溫，在成形溫度下，通過(guò)若干組輥壓模具9的輥壓，使板料4最終成形；
[0033]④、成形完成后的成形件立即送入冷卻機(jī)I中，利用冷卻機(jī)I中安設(shè)的矯直傳輸輥輪11矯直剛剛成形的成形件，然后利用噴液系統(tǒng)10迅速的對(duì)成形件進(jìn)行冷卻，利用噴液流量來(lái)控制淬火的冷卻速度，使其大于成形件臨界冷卻速度，使成形件獲得完全馬氏體。
[0034]用于實(shí)現(xiàn)上述超高強(qiáng)鋼板料4熱輥壓成形方法的一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形裝置，包括加熱傳送機(jī)3、輥壓成形機(jī)2及冷卻機(jī)1，加熱傳送機(jī)3包括傳送帶5、高溫加熱器7，所述高溫加熱器7設(shè)置在傳送帶5下方，其長(zhǎng)度比后者略短；輥壓成形機(jī)2包括8組輥壓模具9、高溫加熱器7，所述高溫加熱器7設(shè)置在8組輥壓模具9的下方；冷卻機(jī)I包括噴液系統(tǒng)10及矯直傳輸棍輪11，所述噴液系統(tǒng)10處在矯直傳輸棍輪11上方；加熱傳送機(jī)3、棍壓成形機(jī)2及冷卻機(jī)I依次排列且加熱傳送機(jī)3的出口與輥壓成形機(jī)2的進(jìn)口靠近、輥壓成形機(jī)2的出口與冷卻機(jī)I的進(jìn)口靠近；所述的加熱傳送機(jī)3與輥壓成形機(jī)2均還包括隔熱保溫板6和溫度控制器8。
[0035]所述的高溫加熱器7為加熱管或者感應(yīng)加熱線圈。
[0036]本發(fā)明依據(jù)現(xiàn)有熱沖壓成形不足，并根據(jù)超強(qiáng)鋼的特性，設(shè)計(jì)了加熱效率良好的超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法及其裝置，滿足現(xiàn)代企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，并有效采用冷卻裝置控制成形件的回彈變形，具有較好的工程適應(yīng)價(jià)值。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法，其特征在于，包括以下步驟: ①、將常溫狀態(tài)下的板料送至加熱傳送機(jī)的進(jìn)料口； ②、板料進(jìn)入加熱傳送機(jī)后，不斷被高溫加熱器加熱，利用溫度控制器對(duì)整個(gè)加熱傳送機(jī)進(jìn)行溫度控制，使板料在加熱傳送機(jī)中完全奧氏體化，其溫度控制在800?1200°C，保溫時(shí)間3?10分鐘； ③、板料從加熱傳送機(jī)的出料口出來(lái)后直接傳送進(jìn)入輥壓成形機(jī)，通過(guò)輥壓成形機(jī)內(nèi)設(shè)有的高溫加熱器及溫度控制器保證板料在整個(gè)成形過(guò)程中保持相同溫度從而減少變形，并利用隔熱保溫板進(jìn)行保溫，在成形溫度下，通過(guò)若干組輥壓模具的輥壓，使板料最終成形； ④、成形完成后的成形件立即送入冷卻機(jī)中，利用冷卻機(jī)中安設(shè)的矯直傳輸輥輪矯直剛剛成形的成形件，然后利用噴液系統(tǒng)迅速的對(duì)成形件進(jìn)行冷卻，利用噴液流量來(lái)控制淬火的冷卻速度，使其大于成形件臨界冷卻速度，使成形件獲得完全馬氏體。2.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鋼板料熱輥壓成形方法的一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形裝置，其特征在于:包括加熱傳送機(jī)、輥壓成形機(jī)及冷卻機(jī)，加熱傳送機(jī)包括傳送帶、高溫加熱器，所述高溫加熱器設(shè)置在傳送帶下方，其長(zhǎng)度比后者略短；輥壓成形機(jī)包括若干組輥壓模具、高溫加熱器，所述高溫加熱器設(shè)置在若干組輥壓模具的下方或者嵌入到每個(gè)輥壓模具內(nèi)；冷卻機(jī)包括噴液系統(tǒng)及矯直傳輸棍輪，所述噴液系統(tǒng)處在矯直傳輸棍輪上方；加熱傳送機(jī)、輥壓成形機(jī)及冷卻機(jī)依次排列且加熱傳送機(jī)的出口與輥壓成形機(jī)的進(jìn)口靠近、輥壓成形機(jī)的出口與冷卻機(jī)的進(jìn)口靠近；所述的加熱傳送機(jī)與輥壓成形機(jī)均還包括隔熱保溫板和溫度控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形裝置，其特征在于:所述的高溫加熱器為加熱管或者感應(yīng)加熱線圈。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形方法及其裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明克服了超高強(qiáng)鋼現(xiàn)有熱沖壓、常溫輥壓成形方法的不足，并根據(jù)超強(qiáng)鋼的特性，設(shè)計(jì)了加熱效率良好的超高強(qiáng)鋼熱輥壓成形工藝，該方法能使其成形件的強(qiáng)度可以成倍增加且廢次品少、質(zhì)量穩(wěn)定可靠，滿足現(xiàn)代企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，并有效采用冷卻裝置控制成形件的回彈變形，具有較好的工程適應(yīng)價(jià)值。
【IPC分類】B21D1/02, C21D8/02, B21D5/14, B21D37/16
【公開(kāi)號(hào)】CN104942096
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510408552
【發(fā)明人】姜超, 沈欽龍, 王西峰, 葉永
【申請(qǐng)人】機(jī)械科學(xué)研究總院海西(福建)分院
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日