热成形钢板分段强化类零件的压力冷却工艺及模具伺服装置制造方法
【专利摘要】一种热成形冲压领域的热成形钢板分段强化类零件的压力冷却工艺及模具伺服装置，通过模具内伺服缸装置，根据设计的需要控制工件不同区域所受保压加载力的大小和时间，进而控制各分区域的冷却速度，从而得到板材各分区域的不同物理特性。本发明可以根据设计的需要在任一区域实现所需要的材料特性，不需要额外布置模具加热装置，大幅度降低了生产成本及工序复杂度。
【专利说明】热成形钢板分段强化类零件的压力冷却工艺及模具伺服装
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种高强度钢冲压【技术领域】的方法，具体是一种高强度热成形钢板分段强化类零件的压力冷却工艺及模具伺服装置。
【背景技术】
[0002]汽车硼钢钢板作为一种新兴超高强度热成形钢板，为分段强化技术提供了可能一同一个零件，可以根据汽车设计的需要，在该零件的不同区域采用不同的热处理工艺，从而获得不同强度和塑性。热成形硼钢材料的软区技术的生产工艺分为4个阶段:
[0003]1)加热:将硼钢钢板加热至热处理所需要的温度；
[0004]2)传输:将硼钢钢板传送至待冲压的模具中；
[0005]3)成形:在高温下由模具冲压成形；
[0006]4)淬火冷却:在不同区域控制不同的冷却速度，可以发生:
[0007]a)硬区快速冷却(>25°C /s)。从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，得到强度和硬度极高、塑性较低的零件。其强度可以达到1500-2000MPa，塑性大于5%;
[0008]b)软区慢速冷却(<25°C /S)。通过控制不同的冷却速度，在奥氏体组织转化的过程中，可以缓慢冷却，向铁素体和珠光体微观组织的转变，得到强度和硬度较高、塑性良好的零件；也可以较快冷却，向贝氏体微观组织的转变，得到强度和硬度很高、塑性适中的零件。
[0009]其对应CCT相图如图1所示。
[0010]可获得不同强度及塑性的硼钢材料典型分为:
【权利要求】
1.一种热成形钢板分段强化类零件的压力冷却工艺，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，模具准备:在上模和/或下模内设置工作压力、工作时间、工作速度可调的伺服缸及其伺服控制系统； 步骤2，预热:将硼钢板材加热至850°C以上，使板材均匀奥氏体化； 步骤3，传输:将加热好的硼钢由加热装置传送至热成型压机内，实现对工件的传输和过程性冷却处理； 步骤4，成形:工件在450-850°C温度下置于热成型模具中由压力机驱动，由上死点向下运动至完全闭合，将工件成形为指定产品形状； 步骤5，保压冷却:热成形模具在压机的驱动下保持模具完全闭合的下死点位置不变，压机提供的保压力也保持不变，分段强化各区域压力由模具内对应位置的伺服缸动态调节，实现对不同区域的淬火冷却速度差异化控制。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的伺服缸及其伺服控制系统根据工件大小、形状、厚度的不同，在成形、保压过程中在伺服缸最大最小压力范围内，每组伺服缸通过各自独立的伺服系统控制其输入压力一时间曲线，任意的和实时动态的调节伺服缸的压力和/或速度且独立工作。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤3中所述的过程性冷却处理是指:从加热装置传输至热成形压机的过程中，将工件置于温控环境中，工件到达热成形压机时的温度都低于在加热装置中的温度，且冷却速度为5-25°C /s。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤3中所述的传输的时间控制，通过加热装置与压机之间的距离设计以及传输装置的速度调节来实现，其中:加热装置与压机之间的传输时间为0.l_20s,其总传输距离为0.5-8m ;传输装置为输送带和/或机械手，速度调节为 0-5m/s。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤5中所述的淬火冷却速度差异化控制是指:由工件的各区域需要达到的材料机械性能决定，通过压机内部伺服顶杆压力变化实现；对应顶杆系统根据工件各区域需要得到的材料机械性能的不同，划分为若干区域，即分段强化，每个系列的软区和/或硬区对应的模具及压机顶杆，各自为独立运动的区域。
6.根据权利要求1或5所述的工艺，其特征是，步骤5中所述的淬火冷却速度为5-100 0C /s。
7.根据权利要求2所述的工艺，其特征是，所述的压力一时间曲线是指:伺服缸内液压的加载、卸载随保压时间变化的曲线。
8.一种实现上述任一权利要求所述的工艺的模具伺服装置，其特征在于，包括:上、下模、压机上滑块、压机下工作台以及置于上模和/或下模内的伺服缸及其伺服控制系统； 所述的伺服缸及其伺服控制系统包括:多组上模模内伺服缸和/或下模模内伺服缸； 所述的上模、下模内部在各区域的均设有不高于室温的模具冷却装置，上模、下模内部没有加热装置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征是，所述的伺服缸的行程为0-300_，单一伺服缸的极限压力l_30t。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征是，所述的上模、下模、上模压料芯以及下模压料芯中至少一项采用优质模具钢如Dievar、SKD61或H13制成。
【文档编号】B21D22/06GK103817194SQ201410042251
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】陈扬 申请人:无锡红弦汽车轻量化科技有限公司, 陈扬