[实用新型]热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材的各自区域的系统化热处理装置。

背景技术

在此技术领域，各部门许多案例都需要质量轻的高强度金属板部件。例如汽车工业一直努力减少车辆的燃油消耗和降低二氧化碳的排放，同时，提高乘客的安全性。由于这个原因，有一个不断增长的关于优良的强度-重量比的车身零部件需求。这些部件包括特别是A和B车柱，车内的侧门防撞杆、踏脚板、框架件、保险杠、用于车身和车顶的横梁，以及前、后纵梁。在现代车辆内，带有安全笼的车身用床是由强度约1500MPa的硬质钢材制成。铝-硅包覆的钢板出于此目的也会经常使用到。出于制造出由硬质钢材制成的零部件的目的，所谓的压淬工艺一直在被开发。这里，薄钢材首先要被加热到奥氏体化温度，然后放置在一个压模中，迅速成型，并且迅速用冷水淬灭使其温度下降到马氏体化起始温度以下。由此制出了一种强度达到1500MPa的坚硬、强大的马氏体结构。以这种方式硬化的钢板，但是，只有在断裂时有轻微的断裂伸长率。因此其碰撞时的动能不能充分转换成变形热。

为此，汽车行业正在努力发展有几种不同的伸长区间和强度区间的车身零部件，这样一方面，一个单独部分就可以有高强度区间(参见以下第一区间)，另一方面，有可伸长区间(参见以下第二区间)。一方面，从根本上希望有一部分是高强度的，以获得可以承受高的机械载荷，同时轻量化的部分。另一方面，甚至高强度部分应该可以有某些柔软区域。在碰撞的情况下，这提供了所需的部分增加的变形能力。只有用这种方式，动能的影响可以消散，从而最小化施加在的当前车辆和其余车辆的加速力。另外，现代连接方法需要允许相同或不同类型的材料连接的非硬点。例如，假设在该部分有可变形区域，就有必要使用弯曲、卷曲或铆接的连接点。

这里，仍应遵守生产安装的一般要求：该压淬装置不应有害地干扰周期时间，并且应该可能无任何限制使用完整装置并快速改变设置，以符合一特定的产品。该过程应该是耐用的并且具有成本效益的，并且其生产装置应该只占用一个最小的空间。该部分的形状和边缘应该是高度精确的。

在所有已知的方法中，该部分的系统化热处理是一个耗时的处理步骤，对于整体加热设备的循环时间有重要影响。

在此背景下，本发明的目的是提出一种用于钢件的各个区域的系统化热处理的装置，从而可以得到具有不同硬度和延展性值的区域，从而使整个热处理装置对周期时间的影响最小化。

发明内容

根据本发明，通过一种具有独立权利要求1所述特征的装置实现此目标。该装置的有利改进可从从属权利要求2到从属权利要求9中得到。

所述钢材首先被加热到高于奥氏体化温度AC3。

这样所述结构可以完全被转变为奥氏体。在随后的硬化工艺中，例如，一个压淬工艺，淬灭进行得非常快，以致于进而首先形成一个马氏体结构并且其强度值约为1500MPa。从完全奥氏体结构实施淬灭是有利的。为此，至少在温度降到结构改变开始温度θ₁后，结构转变可以开始，冷却过程至少在更低的临界冷却速度下才会发生。例如，以常用的压淬材料22MnB5为例，660℃视为极限θ₁。虽然至少部分马氏体结构仍然可以出现，如果淬火在较低的温度下开始，可以预期该部分将在此区域内减弱强度。几秒钟

这个温度过程通常用作压淬方法，特别是用于完全压淬零部件。第二区域或其他区域首先加热到奥氏体温度AC3以上，以使得其结构可以完全转化为奥氏体。随后，在处理时间t_B内冷却过程尽可能迅速发生直至达到冷却停止温度θ₂。22MnB5的马氏体化开始温度，例如，约410℃。低于马氏体化起始温度范围的轻微的波动温度同样是可能的。随后，冷却过程不再被快速实施，以致于形成一个贝氏体结构。此结构转变不会突然发生，而是需要一定处理时间。此转变为放热反应。如果允许这种转变发生在一个加热的环境中，并且温度接近零部件温度冷却的温度，即，冷却停止温度θ₂，在此零部件中增加的温度是由再辉导致的，这些均可被清楚地观察到。通过设置冷却实施和该零部件被压淬之前的保留时间的冷却率和/或温度，从根本上可设置所需的第一区域结构最大可得强度与未处理部分值之间的强度和断裂伸长率。实验结果表明，由于再辉而抑制温度升高，这是因为，为了可得到的断裂伸长率，进一步的强制冷却趋于有更多不足。因此，在冷却温度的等温停止似乎是并不有利的。然而，一个重新加热的过程是有利的。

在一个实施例中，在这个阶段第二区域或其他区域是额外的被主动加热。例如，这可通过热辐射的方式实施。