[发明专利]一种提高铝合金热冲压件成形质量的分区冷却方法

说明书

本发明提供了一种提高铝合金热冲压件成形质量的分区冷却方法，包括以下步骤：铝合金板料在加热炉中加热处理；将导热板固定于板料夹持装置；在由加热炉向冲压模具转移过程中，采用导热板加紧铝合金板料的方式分区冷却；将铝合金板料放置于冲压模具中，进行冲压成形。该发明采用导热板加紧铝合金板料的方式对转移阶段的板料进行分区冷却，导热板根据温降的需求，加工成镂空区和导热区。铝合金板温度在导热区温度较低，而在镂空区温度较高。如此，可优化铝合金板料的减薄区域，改善原有热冲压件的成形质量。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形领域，尤其涉及一种提高铝合金热冲压件成形质量的分区冷却方法。

背景技术

铝合金热冲压技术的应用仍然没能走向工业化应用，限制其应用的一个重要原因是复杂形状零件的热冲压成形质量差，在成形过程中的大变形极易导致零件局部区域过度减薄甚至开裂。由于在成形过程中塑性变形主要集中于板料高温区，而在板料低温区仅有少量变形，诱发成形件的过早破裂。

如图1所示，铝合金板料2在加热炉1中进行加热，加热温度480℃，保温时间30min，加热完成后取出板料2，板料2整体作为均匀温度场，整体温度均匀分布，将板料2放入模具中进行冲压，板料2下部与下模4接触，下部外侧由压料板5支撑，上部与上模3接触，板料2与上模3、下模4、压料板5接触的部分进行导热，温度降低，未接触的部分为自由部23，自由部23为板料2的高温区，在板料2冲压过程中，自由部23容易发生形变，容易使成形件过早破裂。

如何在铝合金在热冲压之前能够改变其温度分布，减少热冲压成形时发生破裂是急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种提高铝合金热冲压件成形质量的分区冷却方法，以减少现有铝合金热冲压工艺中铝合金板料成形质量差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高铝合金热冲压件成形质量的分区冷却方法，包括以下步骤：

步骤1：板料在加热炉中加热处理；

步骤2：将导热板固定于板料夹持装置；

步骤3：在由加热炉向冲压模具转移过程中，采用导热板夹紧板料的方式分区冷却；

步骤4：将板料放置于冲压模具中，进行冲压成形。

进一步的，所述的导热板包括镂空区和导热区，所述的导热板通过所述导热区与经过加热的板料进行换热。使得铝合金板温度在对应导热区的位置温度较低，而在对应镂空区的位置温度较高。转移阶段的分区冷却可实现板料的梯度温度场分布。

进一步的，所述的导热板成对设置，能够与板料的两侧接触，有利于板料区域降温。

进一步的，所述的导热区设置为偶数。

进一步的，所述的导热区与板料接触时，板料冷却速度达到20℃/s以上。

进一步的，所述的板料与导热板接触时划分为第一板区和第二板区，所述的第一板区与镂空区对应，所述的第二板区与导热区连接，所述的第一板区温度高于所述的第二板区的温度。

进一步的，所述的冲压模具包括上模、下模和压料板，所述的上模、下模和压料板与所述的第一板区接触，所述的上模、下模和压料板之间的空隙与所述第二板区位置对应。与第一板区接触的冲压模具部分进一次对板料导热，使第一板区温度降低，此时第一板区温度和第二板区温度相差不大，减少了在冲压过程中第二板区发生过大的形变，甚至断裂。

本发明所述的一种提高铝合金热冲压件成形质量的分区冷却方法具有以下优势：