[实用新型]生产变强度热成型零件的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及热成型领域，特别涉及一种生产变强度热成型零件的设备。

背景技术

变强度热成型零件，指的是在同一热成型零件中存在不同的强度区域。如在部分汽车零件中，希望在同一零件中，部分区域抗拉强度大于1300MPa，以实现超高的强度；而另一部分区域强度小于800MPa，以实现局部区域强度弱化，进而实现撞击溃缩并吸收撞击能量。

目前通常使用一种牌号为22MnB5的硼钢作为热成型生产的原材料，抗拉强度约为600MPa，微观组织为铁素体-珠光体。如图1所示，生产时，首先将原材料的卷材经过落料工序冲裁出所需要的板材形状；然后通过自动化机械手将板材送入加热炉中；在加热炉中，板材被加热至930℃～950℃保温至少5min使其持续奥氏体化；红热的板材经过生产线的自动化传送装置传递至模具内进行冲压，传递时间约为8s，经过冷的、封闭的模具内部进行冷却淬火并进行保压，保压时间约为8～12 s，压力约为40MPa；此时冷却速率超过最小的临界速率27K /s，当快速冷却到温度低于400℃时，材料进行充分的马氏体组织转变，获得抗拉强度高达1500MPa的高强度、高硬度、低回弹的热成型零件。

22MnB5热成型材料的CCT曲线如图2所示，由此图可知，使用不同的冷却速率冷却该热成型材料可得到不同的材料微观组织，并且不同微观组织在产品中的含量不同。随着冷却速率的增大，得到的材料硬度也随之提高。目前热成型生产过程中，通过控制模具的冷却水流速来使零件的冷却速度小于淬火临界速度 27K/S，使零件成型过程中的材料相变避免进入奥氏体+贝氏体区（图中A+B），保证材料充分的进行马氏体相变（图中M），得到要求的产品材料硬度、屈服强度和抗拉强度。

通过分析上面的热成型材料CCT曲线，我们可以得出结论：理论上来讲，通过控制材料的降温速率，我们能够得到不同的材料微观组织。考虑到热成型生产过程中的板料加热、板料传递、冲压淬火等因素，并且红热化的板材原料暴露在空气中时冷却速度约10～15℃/S，板材原料暴露在空气中的过程中均匀冷却并且不能得到预期的材料性能。

虽然现在已经出现很多控制板材原料局部区域冷却速率的方法，但是大多无法准确控制，效果不好。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种生产变强度热成型零件的设备，对强度要求不同的区域温度控制灵活准确，设备通用性好，成本低廉，生产方式灵活。

技术方案：本实用新型提供了一种生产变强度热成型零件的方法，包含以下步骤：S1：将用于加工所述变强度热成型零件的板材原料加热至第一预设温度范围并保温预设时间段，使其完全奥氏体化；S2：在所述板材原料中需要加工成高强度的区域保持在所述第一预设温度范围的同时，将所述板材原料中需要加工成弱强度的区域以预设冷却速率从所述第一预设温度范围冷却至第二预设温度范围，使所述板材原料中需要加工成弱强度的区域中同时具有奥氏体、贝氏体和/或珠光体微观组织；S3：将所述S2中的板材原料转移到生产热成型零件的模具中进行冲压，得到所述变强度热成型零件。

本实用新型还提供了一种生产变强度热成型零件的设备，包括依次排列的第一机械手、至少一台变温加热炉、第二机械手和模具；其中，所述变温加热炉的炉腔内具有用于放置板材原料的载物台，所述载物台中包含至少一个恒温加热区和至少一个变温加热区；所述第一机械手将所述板材原料放置在所述载物台上，并确保所述板材原料中需要加工成高强度的区域正对所述恒温加热区放置、需要加工成弱强度的区域正对所述变温加热区放置；所述变温加热炉将整个所述板材原料加热到第一预设温度范围并保温预设时间段使其完全奥氏体化，所述恒温加热区将所述板材原料中需要加工成高强度的区域保持在所述第一预设温度范围，所述变温加热区将所述板材原料中需要加工成弱强度的区域以预设冷却速率从所述第一预设温度范围冷却至第二预设温度范围，使所述需要加工成弱强度的区域中同时具有奥氏体、贝氏体和/或珠光体微观组织；所述第二机械手将所述板材原料从所述变温加热炉传递到所述模具中，所述模具将所述板材原料冲压成所述变强度热成型零件。