熱成形鋼管分段強(qiáng)化類零件的壓力冷卻工藝及壓機(jī)液壓頂桿裝置制造方法
【專利摘要】一種熱成形沖壓【技術(shù)領(lǐng)域】的熱成形鋼管分段強(qiáng)化類零件的壓力冷卻工藝及壓機(jī)液壓頂桿裝置,通過各自獨(dú)立的壓機(jī)液壓頂桿組裝置的開、關(guān),調(diào)整工件所受平均加載力的大小,控制工件各分區(qū)域的冷卻速度,從而得到工件各分區(qū)域的不同材料機(jī)械性能。本發(fā)明可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要在任一區(qū)域?qū)崿F(xiàn)所需要的材料特性,不需要額外布置模具加熱裝置,大幅度降低了生產(chǎn)成本及工序復(fù)雜度。
【專利說明】熱成形鋼管分段強(qiáng)化類零件的壓力冷卻工藝及壓機(jī)液壓頂桿裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種高強(qiáng)度鋼沖壓【技術(shù)領(lǐng)域】的方法,具體是一種強(qiáng)度達(dá)到1500MP左右的熱成形鋼管分段強(qiáng)化類零件的壓力冷卻工藝及壓機(jī)液壓頂桿裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車硼鋼鋼管作為一種新興超高強(qiáng)度熱成形鋼管,為分段強(qiáng)化技術(shù)提供了可能一同一個(gè)零件,可以根據(jù)汽車設(shè)計(jì)的需要,在該零件的不同區(qū)域采用不同的熱處理工藝,從而獲得不同強(qiáng)度和塑性。熱成形硼鋼材料的軟區(qū)技術(shù)的生產(chǎn)工藝分為4個(gè)階段:
[0003]I)加熱:將硼鋼鋼管加熱至熱處理所需要的溫度;
[0004]2)傳輸:將硼鋼鋼管傳送至待沖壓的模具中;
[0005]3)成形:在高溫下由模具沖壓成形;
[0006]4)淬火冷卻:在不同區(qū)域控制不同的冷卻速度,可以發(fā)生:
[0007]a)硬區(qū)快速冷卻(>25°C /s)。從奧氏體微觀組織向馬氏體微觀組織的轉(zhuǎn)變,得到強(qiáng)度和硬度極高、塑性較低的零件。其強(qiáng)度可以達(dá)到1500-2000MPa,塑性大于5%;
[0008]b)軟區(qū)慢速冷卻(<25°C /S)。通過控制不同的冷卻速度,在奧氏體組織轉(zhuǎn)化的過程中,可以緩慢冷卻,向鐵素體和珠光體微觀組織的轉(zhuǎn)變,得到強(qiáng)度和硬度較高、塑性良好的零件;也可以較快冷卻,向貝氏體微觀組織的轉(zhuǎn)變,得到強(qiáng)度和硬度很高、塑性適中的零件。
[0009]其對應(yīng)CCT相圖如圖1所示。
[0010]可獲得不同強(qiáng)度及塑性的硼鋼材料典型分為:
【權(quán)利要求】
1.一種熱成形鋼管分段強(qiáng)化類零件的壓力冷卻工藝,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,模具準(zhǔn)備:在壓機(jī)下工作臺和/或壓機(jī)上滑塊內(nèi)設(shè)置工作壓力有無、工作時(shí)間長短的液壓頂桿及其液壓控制系統(tǒng); 步驟2,預(yù)熱:將硼鋼管材加熱至850°C以上,使管材均勻奧氏體化; 步驟3,傳輸:將加熱好的硼鋼由加熱裝置傳送至熱成型壓機(jī)內(nèi),實(shí)現(xiàn)對工件的傳輸和過程性冷卻處理; 步驟4,成形:工件在450?850°C溫度下置于熱成型模具中由壓力機(jī)驅(qū)動(dòng),由上死點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)至完全閉合,將工件成形為指定產(chǎn)品形狀; 步驟5,保壓冷卻:熱成形模具在壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)下保持模具完全閉合的下死點(diǎn)位置不變,壓機(jī)提供的保壓力也保持不變,分段強(qiáng)化各區(qū)域壓力由壓機(jī)內(nèi)應(yīng)位置的液壓頂桿動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域的淬火冷卻速度差異化控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征是,所述的液壓頂桿固化在壓機(jī)上,根據(jù)工件大小、形狀、厚度的不同,在液壓頂桿最大最小壓力范圍內(nèi),預(yù)先設(shè)置一恒定值,并在冷卻保壓過程中,可以實(shí)時(shí)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)頂桿壓力的開、關(guān)狀態(tài),從而調(diào)節(jié)保壓階段頂桿保壓力的有/無曲線,即時(shí)間一保壓力參數(shù)曲線,以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變化頂桿的成形力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征是,步驟3中所述的過程性冷卻處理,指從加熱裝置傳輸至熱成形壓機(jī)的過程中,將工件置于溫控環(huán)境中,工件到達(dá)熱成形壓機(jī)時(shí)的溫度都低于在加熱裝置中的溫度,且冷卻速度為5-25°C /S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征是,步驟3中所述的傳輸?shù)臅r(shí)間控制,通過加熱裝置與壓機(jī)之間的距離設(shè)計(jì)以及傳輸裝置的速度調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn),其中:加熱裝置與壓機(jī)之間的傳輸時(shí)間為0.l_20s,其總傳輸距離為0.5-8m ;傳輸裝置為輸送帶和/或機(jī)械手,速度調(diào)節(jié)為 0-5m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征是,所述的淬火冷卻速度差異化控制是指:所述液壓頂桿及其液壓控制系統(tǒng)根據(jù)工件各區(qū)域需要得到的材料機(jī)械性能的不同,劃分為若干區(qū)域,即分段強(qiáng)化,每個(gè)系列的軟區(qū)和/或硬區(qū)對應(yīng)的液壓頂桿,各自為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的工藝,其特征是,所述的淬火冷卻速度為5-100°C/S。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝,其特征是,所述的時(shí)間一保壓力參數(shù)曲線是指:壓機(jī)液壓頂桿的加載、卸載隨保壓時(shí)間變化的曲線。
8.一種實(shí)現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述的工藝的壓機(jī)液壓頂桿裝置,其特征在于,包括:上、下模、壓機(jī)上滑塊、壓機(jī)下工作臺、置于壓機(jī)上滑塊和/或壓機(jī)下工作臺內(nèi)的液壓頂桿及其液壓控制系統(tǒng)以及模具芯棒; 所述的液壓頂桿及其液壓控制系統(tǒng)包括:多組壓機(jī)上滑塊液壓頂桿和/或壓機(jī)下工作臺液壓頂桿; 所述的上模、下模內(nèi)部在各區(qū)域均設(shè)有不高于室溫的模具冷卻裝置,上模、下模內(nèi)部沒有加熱裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置,其特征是,所述的模具芯棒設(shè)置于位于上、下壓料芯之間的工件內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置,其特征是,所述的液壓頂桿的布置間隔距離為50mm?300mm,行程為0_300mm,頂桿的單根壓力為0_30t。
【文檔編號】B30B15/32GK103785760SQ201410042164
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】陳揚(yáng) 申請人:無錫紅弦汽車輕量化科技有限公司, 陳揚(yáng), 周永平