[发明专利]一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具

说明书

本发明提供了一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具，方法步骤如下：根据所需成形零件确定毛坯板料；板料的冷成形并完成切边冲孔；将预成形件和具有仿形结构的上夹板和下夹板放入加热炉中，进行加热使预成形件奥氏体化后取出，用上夹板和下夹板夹紧预成形件的低强度端并转运至合模模具，合模模具的上模具下表面以及下模具上表面分别设有与上夹板、下夹板外形轮廓和厚度均相匹配的夹板嵌入浅槽；合模后保压淬火。预冲压件的高强度端部分，通过模具压力整形并快速淬火，形成全马氏体组织，最终成形零件该区域强度高，而低强度端部分在夹板的保护下未能淬透而转变为扩散相组织，马氏体含量降低，最终成形零件该区域强度低但韧性好。

技术领域

本发明涉及变强度冲压件的加工成型，具体涉及到一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具。

背景技术

热冲压工艺具有变形抗力小，零件回弹小等优势，被广泛应用到汽车零部件的生产制造中。由于热冲压件强度很高，传统冷冲切手段很难对其进行切边和冲孔，而现采用的激光切割技术受到激光功率器的限制，影响热冲压零件的生产效率。间接热冲压工艺首先对坯料进行冷成形，得到尺寸接近目标零件的预成形件，并对其完成切边冲孔等，随后加热奥氏体化并保温一段时间，快速转移至模具上进行整形，经过适当的保压淬火，可直接得到高强度成形零件。

在汽车行业，一些零部件在需要高强度保证碰撞安全的同时，局部也需要低强度高韧性保证良好的吸能效果，即变强度冲压件，如汽车的B柱等。现有的针对变强度冲压件的成形工艺主要有钢板拼接法和改变冷却速度法，需要激光拼焊不同厚度或不同材料的钢板亦或是改变模具材料或冷却流道，工艺成本大，影响实际生产效率。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种变强度零件间接热冲压成形方法及模具，解决间接热成形方法获取变强度钢板零件的问题，且成形后的零件综合性能好，成本减少，效率提高。

一种变强度零件间接热冲压成形方法，所述方法包括如下步骤：

S1、下料：根据所需成形零件确定毛坯板料；

S2、冷成形：室温条件下进行板料的冷成形，得到接近目标尺寸形状的预成形件，并完成切边冲孔，预成形件根据使用需求设有低强度端和高强度端；

S3、加热奥氏体化：将预成形件和具有仿形结构的上夹板和下夹板放入加热炉中，预成形件位于上夹板和下夹板之间且相互有间距，进行加热使预成形件奥氏体化；

S4、转运：将预成形件、上夹板和下夹板从加热炉中取出，用上夹板和下夹板夹紧预成形件的低强度端并转运至合模模具，合模模具的上模下表面以及下模上表面分别设有与上夹板、下夹板外形轮廓和厚度均相匹配的夹板嵌入浅槽；

S5、合模及保压淬火：上、下模合模作用于预成形件的高强度端以及上夹板和下夹板，保压淬火一段时间后打开模具，取出零件。

进一步的，步骤S3中，加热炉的加热温度为900℃～950℃，加热保温时间为3～5分钟。

进一步的，步骤S4中，预成形件和上夹板、下夹板外形轮廓一致并贴合，上夹板、下夹板上留有装夹位置用于转运机械手夹持。

进一步的，步骤S4中，下夹板的下表面与下模具局部的上表面一致，通过下夹板与模具配合实现预成形件的定位。

进一步的，步骤S5中，上模和下模中设有冷却流道。

进一步的，步骤S5中，上夹板和下夹板整体厚度一致。

进一步的，步骤S5中，上夹板和下夹板材料为高温合金、陶瓷材料；

上夹板和下夹板采用铸造、机加工方式制造而成。

进一步的，步骤S5中，上夹板和下夹板考虑加热膨胀效应，高温条件下的尺寸形状与预成形件的最终成形零件一致。