[发明专利]一种自带测温系统的热冲压模具

说明书

技术领域

本发明涉及热冲压成形技术领域，尤其涉及一种热冲压模具，并涉及一种自带测温系统的热冲压模具。

背景技术

热冲压技术是将超高强度钢板加热到奥氏体化温度以上并充分保温，在成形与淬火一体化模具中迅速成形并得到高强度的马氏体组织，从而获得成形精度高、高强度的热冲压件。在模具中，钢板同时发生形变和热处理，两个过程相互诱发且交替叠加发生，因此热冲压模具是实现热冲压技术的关键。形变通过模具结构设计来保证，板材形变量和减薄量等成形关键参数可通过模具设计及板料成形前后的对比测量获得；组织转变通过热处理来实现，热处理过程是特殊过程，加工质量不易或不能通过其后的检验而得到充分验证，因此对模具内热处理过程的温度进行监视和测量是控制热成形组织转变的必要手段。

目前国内外热冲压模具设计和结构，集中在不同形式的型腔排布和加工方式上，如一种整体式冷却管道的热冲压模具(申请号200910223586.7)，汽车零件整体式预埋管热冲压模具(授权公告号CN201603803U)，热成型模具(公开号CN 1748983)，高强度钢零件的热成形和冲孔一体化模具(授权公告号CN201353617Y)，一种高强度钢板冲压件的新型热成形法(公开号CN1016193883A)，这些模具均可以实现超高强钢钢板成形与淬火一体化的目的，获得具有特定形状和马氏体组织的工件，但其不足之处是，均未在模具内设计加工出监视和测量板料及模具的温度变化率的测温系统，不能判定与温度变化率直接相关的组织转变完成情况。

因此，在热冲压模具技术领域，急需提供一种即能解决超高强钢板热冲压成形淬火问题，又能同时监视和测量模具和板料温度变化率的模具。

发明内容

本发明旨在提供一种即能解决超高强钢板热冲压成形淬火问题，又能同时监视和测量模具和板料温度变化率的模具，以解决现有的热冲压模具难于监视和测量模具和板料在成形及淬火过程中的温度变化率，以及难于判断和评定由温度变化率引起的组织转变完成率及不合格品低成本剔除等技术难题。

本发明的上述目的实现方法说明如下：

一种自带测温系统的热冲压模具，其特征在于，所述模具包括凹模、凸模、板料支撑定位装置、模具内置冷却系统、模具内置测温系统及多通道温度采集装置装置。所述模具内置冷却系统铺设在所述凹模与凸模内部，所述凹模与所述凸模均有进水管道与出水管道与所述模具内置冷却系统相连通，所述模具内置测温系统预埋于所述凹模与凸模表面或体内，与所述多通道温度采集装置连接，测量并记录成形工件或模具的温度。

进一步，所述的凹模、凸模相对端设进水口和出水口，进水口通过分流槽与模具内部冷却管道相连，连接处用密封图密封，形成完整流畅的冷却介质循环系统；凹模与凸模型腔内置的冷却管道采取交错排列方式铺设。

另，所述板料支撑定位装置包括纵向支撑定位销和横向定位销。4个纵向支撑定位销通过顶部的台阶结构定位板料的纵向位置，同时通过弹簧结构托起红热板料，避免因先接触凹模造成的热应力分布不均；2个横向定位销分布于模具横向对角两端，定位板料的横向位置；纵向支撑定位销和横向定位销底部安装弹簧结构，保证板料受凸模压力时，在弹簧作用下定位销与板料一起下降，完成合模成形过程。

模具内置测温系统预埋于凹模与凸模的表面或体内。内置测温系统由模具测温热电偶和工件测温热电偶组成。所述模具测温热电偶为铠装热电偶，通过在模具型面开槽铺设固定热电偶，平行预埋于凹模与凸模型面下，距离型面1mm-3mm处，热电偶测量端与模具接触，在热冲压成形过程中测量并记录所述凹模与凸模的温度变化；所述铠装热电偶直径范围为1-3mm。

又，所述工件测温热电偶为弹簧压固铠装热电偶，通过打孔的方式，垂直预埋于凸模型面表面，通过压簧将热电偶端部与工件表面紧贴，在热冲压过程中测量并记录工件的温度变化；所述铠装热电偶直径范围为1-3mm。

所述多通道温度记录仪，采集记录工件测温热电偶和模具测温热电偶获取的数据，采集周期为0.1-1s。

热冲压开始前3-5分钟将冷却液通入系统，保证冷却液在模具内置冷却系统内的流动稳定性。

热冲压开始前所述温度记录装置所用通道温度采集系统调试完成。

热冲压用钢在加热炉中充分奥氏体化并快速转移到拟申报专利的自带测温系统的热冲压模具中，压机快速合模保压成形，模具内置冷却系统通过冷却液将模具温度降低，而模具通过与板料的换热使得板料淬火，达到板料成形及淬火的目的。