[发明专利]一种用于热成形硼钢材料分段强化的模具

说明书

技术领域

本发明涉及热处理塑性成形技术领域，尤其涉及一种硼钢钢板、钢管高温下成形及分段强化淬火工艺及模具。

背景技术

汽车硼钢作为一种新兴超高强度热成形钢，为分段强化技术提供了可能——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：

1）加热：将硼钢钢板和/或钢管加热至热处理所需要的温度；

2）传输：将硼钢钢板和/或钢管传送至待冲压的模具中；

3）成形：在高温下由模具冲压成形；

4)淬火冷却：在不同区域控制不同的冷却速度，可以发生：

a）硬区快速冷却（>25°/秒）。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%；

b)软区慢速冷却（<25°/秒）。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。

现有生产技术中，针对硼钢的生产工艺多为HS1150单一强度的解决方案。该方案虽然可以得到强度极高的材料，但是在汽车设计中，特别是汽车碰撞保护的设计中，需要工件的机械性能在不同区域具有的强度和延伸率。例如，在工件要求强度高的区域，要求使用与HS1150性能相似的材料，但是在有些区域，需要工件具有更好的延伸率，更好的吸能效果，这种区域要求使用HS400性能相似的材料。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种硼钢钢板和/或钢管的热成形模具及其工艺，通过分体式模具“壳”设计与制造，对工件实行分区域温度控制，进而控制工件冷却速度，实现分段强化技术。

本发明采用以下技术方案：本发明一种用于热成形硼钢材料分段强化的模具，包括：

上模座、上模硬区成形镶块、上模硬区冷却水路、上模软区成形镶块、上模软区温控装置,所述上模软区温控装置包括上模软区冷却水路、上模软区加热装置，所述上模软区成型镶块包括上模软区成型镶块壳、上模软区成型镶块核，所述上模软区成型镶块核安装在上模软区成型镶块壳内；

下模座、下模硬区成形镶块、下模硬区冷却水路、下模软区成形镶块、下模软区温控装置，所述下模软区温控装置，包括下模软区冷却水路和下模软区加热装置；所述下模软区成形镶块包括：下模软区成形镶块壳、下模软区成形镶块核，所述下模软区成形镶块核安装在下模软区成形镶块壳内；

所述上模硬区成形镶块、上模软区成形镶块、上模软区冷却水路安装在上模座上；

所述上模硬区冷却水路内置于上模硬区成形镶块内部；

所述上模软区加热装置安装在上模软区成形镶块壳上；

所述下模硬区成形镶块、下模软区成形镶块、下模软区冷却水路安装在下模座上；

所述下模软区成形镶块与所述上模软区成型镶块相啮合；

所述下模硬区冷却水路内置于下模硬区成形镶块内部；

所述下模软区加热装置安装在下模软区成形镶块壳上。

优选的，所述上模软区成型镶块壳为热作模具钢，所述上模软区成型镶块壳的壳体厚度为3-40mm，所述上模软区成型镶块壳内表面设置加强筋。

优选的，所述上模软区温控装置通过温度调节器与工控系统连接，所述上模软区加热装置与温度调节器之间还连接有设备加热源。

优选的，所述上模软区成型镶块核安装于上模软区成型镶块壳上或上模座上，所述上模软区成型镶块核内部设置有加强筋，所述上模软区成型镶块核上还设置有与工控系统连接的温度测试元件。

优选的，所述下模软区成型镶块壳为热作模具钢，所述下模软区成型镶块壳的壳体厚度为3-40mm，所述下模软区成型镶块壳内表面设置加强筋。

优选的，所述下模软区温控装置通过温度调节器工控系统连接，所述下模软区加热装置与温度调节器之间还连接有设备加热源。

优选的，所述下模软区成型镶块核安装于下模软区成型镶块壳上或下模座上，所述下模软区成型镶块核内部设置有加强筋，所述下模软区成型镶块核上还设置有与工控系统连接的温度测试元件。

优选的，所述工控系统为工业PLC控制系统。

以上所述的模块可用于硼钢钢板、硼钢钢管的热成型工艺中。