成形工艺我要学热成形热冲压设备
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超高强度钢板冲压件热成形工艺Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】.生产侵侵。
超高强度钢板冲压件热成形工艺热成形技术是近年来出现的一项专门用于生产汽车高强度钢板冲压件的先进制造技术。
本文介绍了该技术的原理,讨论了材料,工艺参数.模具等热成形工艺的主要影响因素,完成了汽车典型件热成形工艺试验试制。
获得了合格的成形件。
检测结果表明。
成形件的微观组织为理想的条状马氏体,其抗拉强度.硬度等性能指标满足生产要求。
1前言在降低油耗、减少排放的诸多措施中.减轻车重的效果最为明显.车重减轻10%.可节省燃油 3%一7%,因此塑料.铝合金.高强度钢板等替代材料在车辆制造中开始使用。
其中,高强度钢板可以通过减小板厚或者截面尺寸等方式减轻零件质量.在实现车辆轻量化和提高安全性方面比其他材料有明显优势,可以同时满足实现轻量化和提高安全性的要求,因此其在汽车领域内的应用越来越广泛。
热成形技术是近年来出现的一项专门用于成形高强度钢板冲压件的新技术,该项技术以板料在红热状态下冲压成形并同时在模具内被冷却淬火为特征.可以成形强度高达1500MPa的冲压件,广泛用于车门防撞梁.前后保险杠等保安件以及A柱,B柱.C柱.中通道等车体结构件的生产。
由于具有减轻质量和提高安全性的双重优势,目前.这一技术在德国.美国等工业发达国家发展迅速.并开发出商品化的高强钢热冲压件生产线.高强钢热冲压件在车辆生产中应用也很 .一吉林大学材料学院谷诤巍姜超●机械科学研究总院先进制造技术研究中心单忠德徐虹广泛。
国内汽车业对该项技术也十分认同,并有少数几个单位从国外耗巨资引入了相关技术与生产线, 为一汽-大众等汽车制造公司的部分车型配套热冲压件,关于该项技术的研究工作也已经开始。
本文阐述了热冲压成形工艺原理,对典型冲压件的热冲压成形工艺进行试验研究。
2热冲压成形工艺原理热成形工艺原理如图 1。
首先把常温下强度为500-600MPa的高强度硼合金钢板加热蛩J880-950℃.使之均匀奥氏体化. 然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形.之后保压快速冷却淬火.使奥氏体转变成马氏体.成形件因而得到强化硬化.强度大幅度提高。
热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形
热冲压成型工艺流程主要包括以下步骤:
1. 预热处理:首先,将需要加工的钢板进行预热处理。
预热温度通常控制在800℃\~950℃之间,以保证钢板的均匀加热和塑性变形。
同时,为了防止钢板在加热过程中氧化,需要采用保护气体或真空加热方式。
2. 冲压成形:将预热的钢板放入冲压模具中,通过冲压机施加压力进行成型。
冲压过程中需控制好压力、速度和时间等参数,以保证钢板的塑性变形和模具的完好无损。
同时,为了确保成品的精度和质量,需要对冲压过程中的压力、速度和时间等参数进行实时监控和调整。
在热冲压成形过程中,钢板在加热和冷却的过程中会发生相变硬化,从而提高其强度和韧性。
这种技术也被称为“冲压硬化”技术。
经过热冲压成形后的钢板,其强度可以大幅提高,例如从初始的500\~600MPa提高到1500MPa,同时零件的硬度也可以达到50HRC。
但需要注意的是,热冲压成形后的钢板伸长率会有所下降。
此外,完成冲压加工后,还需要对板材进行回火处理,以消除加工过程中的残余应力,并提高板材的韧性和可塑性。
最后,还需要对成型件进行后处理,包括去毛刺、打磨、修整等操作,以及可能的涂装或喷涂处理,以确保成品的表面质量和尺寸精度符合要求。
总的来说,热冲压成型工艺流程是一个复杂而精细的过程,需要严格控制各个环节的参数和操作,以保证最终产品的质量和性能。
cfrtp热冲压成形工艺应用一、汽车工业在汽车工业中,CFRTP热冲压成形工艺被广泛应用于制造各种零部件,如车门、发动机罩、车顶板等。
由于该工艺能够提供高强度、轻量化的零部件,从而提高汽车燃油效率和性能,因此受到汽车制造商的青睐。
二、航空航天在航空航天领域,CFRTP热冲压成形工艺被用于制造飞机零部件,如机翼、机身等。
由于CFRTP材料具有高强度、耐腐蚀性和轻量化特点,因此能够提高飞机性能和燃油效率。
此外,CFRTP热冲压成形工艺还能够制造出符合特定要求的零部件,如高温、高压等。
三、石油和天然气在石油和天然气工业中,CFRTP热冲压成形工艺被用于制造各种零部件,如油井套管、天然气管道等。
由于CFRTP材料具有高强度、耐腐蚀性和轻量化特点,能够提高管道的安全性和使用寿命。
此外,CFRTP热冲压成形工艺还能够制造出符合特定要求的零部件,如高温、高压等。
四、电力和能源在电力和能源领域,CFRTP热冲压成形工艺被用于制造各种零部件,如风力发电机叶片、核电站管道等。
由于CFRTP材料具有高强度、耐腐蚀性和轻量化特点,能够提高设备的安全性和性能。
此外,CFRTP热冲压成形工艺还能够制造出符合特定要求的零部件,如高温、高压等。
五、建筑和基础设施在建筑和基础设施领域,CFRTP热冲压成形工艺被用于制造各种结构件,如桥梁、高速公路等。
由于CFRTP材料具有高强度、耐腐蚀性和轻量化特点,能够提高结构的安全性和使用寿命。
此外,CFRTP热冲压成形工艺还能够制造出符合特定要求的结构件,如高温、高压等。
六、体育和娱乐在体育和娱乐领域,CFRTP热冲压成形工艺被用于制造各种器材和装备,如自行车车架、滑雪板等。
由于CFRTP材料具有高强度、耐腐蚀性和轻量化特点,能够提高器材和装备的性能和安全性。
此外,CFRTP热冲压成形工艺还能够制造出符合特定要求的器材和装备,如高温、高压等。
七、医疗器械在医疗器械领域,CFRTP热冲压成形工艺被用于制造各种零部件和器材,如人工关节、牙科器械等。
汽车工业中热冲压成形工艺的应用【摘要】热冲压成形工艺在汽车工业中扮演着重要的角色,本文将从汽车车身制造、发动机制造、零部件制造等方面介绍其应用。
热冲压成形不仅提高了零部件的强度和耐久性,还能减轻汽车重量,提高汽车性能。
但是在实际应用中,由于工艺复杂和设备投资较高,还存在一定的挑战。
随着技术的不断进步和发展,热冲压成形工艺在汽车工业中仍具有巨大的应用前景。
通过本文的介绍与分析,读者可以了解到热冲压成形工艺在汽车工业中的重要性和广泛应用,以及对汽车工业发展的积极影响,为相关领域的研究和应用提供参考。
【关键词】汽车工业、热冲压成形工艺、车身制造、发动机制造、零部件制造、影响、优势、不足、应用前景1. 引言1.1 热冲压成形工艺概述热冲压成形是一种将金属材料加热至高温,然后在高温下进行冲压成形的工艺。
这种工艺可以提高金属材料的塑性,减少成形过程中的应力和变形,从而得到更加复杂和精密的零件。
热冲压成形一般包括加热、成形和冷却三个阶段,其中加热阶段可以采用火炬加热、电加热或感应加热等不同方式。
成形阶段主要通过模具对加热后的金属材料进行形状调整,而冷却阶段则是将成形后的零件迅速冷却至室温,固定其形状。
热冲压成形工艺具有成形速度快、成形精度高、表面质量好等优点,特别适用于生产复杂形状、高精度要求的汽车零部件。
热冲压成形还可以有效提高金属材料的强度和硬度,延长零件的使用寿命。
在汽车工业中,热冲压成形已经成为一项重要的制造工艺,广泛应用于车身、发动机和各种零部件的制造中,为汽车工业的发展提供了强大的支撑。
2. 正文2.1 热冲压成形在汽车车身制造中的应用热冲压成形技术在汽车车身制造中具有重要的应用价值。
通过热冲压成形,可以实现复杂形状的零部件生产,并提高零部件的强度和耐磨性。
在汽车车身制造中,热冲压成形可以用于生产车门、车轮罩、车顶等车身部件。
热冲压成形可以实现对车身零部件的精确成形。
传统的冲压工艺往往无法满足对复杂形状的要求,而热冲压成形技术可以通过加热金属材料,使其更加易于成形,从而实现对复杂形状的零部件的生产。
高强钢热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形淬火高强钢热冲压成型工艺流程主要包括以下三个阶段:
1.预热处理:首先,将高强钢板材加热至900摄氏度以上,然后在加热炉中保温
5-8分钟,使板料均匀奥氏体化。
这个阶段的目的是获得均匀奥氏体化的高强钢板料,以便进行后续的冲压成形。
2.冲压成形:将预热处理后的板料从加热炉中运送到模具内,进行高速成形的液
压机快速成形。
在成形过程中,板料的温度需要保持在马氏体转变温度以上的奥氏体区,以保证板料有良好的成形性和最终的机械性能。
3.淬火:在冲压成形结束后,进行保压和淬火处理。
这个阶段的目的是使成形件
得到强化,通过淬火使奥氏体转变为马氏体,提高零件的强度和硬度。
此外,根据具体的材料和工艺要求,可能还需要进行去氧化皮、激光切边冲孔、涂油防锈处理等后续操作。
高强钢热冲压成型工艺是一种先进的制造技术,广泛应用于汽车、航空航天等领域,可以提高零件的强度和安全性,同时实现零件的轻量化。
高强钢热冲压成形工艺及装备摘要:高强钢热成形技术逐渐在制造业领域得到推广应用,国内外学者也认识到,制造业零部件的安全性能与其力学性能的分布存在着相对应的关系,也就是同一个零件在不同的区域需要不同的力学性能来提高零件的整体安全性能。
关键词:高强钢热冲压成形工艺;装备;前言:轻量化技术是实现制造业节能减排的关键技术之一,而高强钢热冲压成形技术在保证制造业安全性的同时较大幅度实现轻量化。
热冲压成形条件下材料塑性和成形性好,成形载荷大幅下降,能一次成形复杂冲压件并消除回弹影响,提高零件精度。
一、高强钢热冲压成形工艺1.不同的冷却速率。
通过控制零件局部区域的冷却速率和相变路径也是获取高强钢热成形零件的一种重要方式,当冷却速率高时,奥氏体组织将转变为高强度低塑性的马氏体组织,当冷却速率降低时,奥氏体组织将转变为低强度高塑性的贝氏体和珠光体铁素体组织。
研究发现,当零件冷却率高于27 ℃℃/s 时,将会转变成完全的马氏体组织,而当低于这一数值时,则会转变成低强度的贝氏体和铁素体珠光体组织。
实现零件不同区域不同冷却速率的方法主要有不同温度的分块模具不同热物性能的分块模具以及模具坯料表面接触状况控制等方式。
通过改变模具与坯料的局部接触状况同样可以获得高强钢TTP热成形零件,坯料与模具之间间隙越大,坯料冷却速率越低,坯料与模具之间压强越大,则冷却速率越高,研究了坯料与模具之间的间隙对于零件晶粒结构和硬度的影响,当间隙值从0mm到2mm之间变化时,零件的显微硬度由471HV降低到195HV,当坯料与模具之间的间隙值为2mm时,零件冷却速率为8℃/s,贝氏体和铁素体/珠光体含量增加。
通过在模具上开槽的方法获得了特定强度分布的高强钢热成形零件。
2.回火后处理。
对于已经完全淬火硬化的高强钢热成形零件,在局部区域进行回火也可获得高强钢TTP热成形零件。
研究了回火对于碰撞性能的影响并通过落锤实验证实了回火能增加零件的碰撞性能,通过回火处理可以更加自由定义回火区域,并且独立于整个热成形工艺。
第⼆章冲压成形⼯艺及模具第⼆章冲压成形⼯艺及模具第⼀节冲压模具基础知识⼀、冲压技术的发展概况在⽣产中,常见的⾦属加⼯⽅法包括铸造、焊接、热处理、⾦属切削加⼯、⾦属塑性加⼯、特种加⼯等。
冲压加⼯⼜称板料冲压,是⾦属塑性加⼯⽅法中的⼀种,指在室温下,利⽤安装在压⼒机上的模具对材料施加压⼒,使其产⽣分离或塑性变形,从⽽获得所需零件的加⼯⽅法。
冲压加⼯的历史可以追溯到两千多年以前。
那时,我国已开始采⽤冲压模具制造铜器。
⼆⼗世纪⼆⼗年代,⾦属制品、玩具及⼩五⾦⾏业开始采⽤冲床、压机等简易机械设备及落料、冲孔⽤的“⼑⼝模⼦”和⽤于⾦属拉伸的“坞⼯模⼦”等模具加⼯产品⽑坯及某些零部件。
当时的模具除使⽤少量简陋的通⽤设备外,仍以⼿⼯加⼯为主,故精度不⾼、损坏率⼤,各⼚所使⽤的冲压设备功率较⼩,多处于⼿扳脚踏阶段。
五⼗年代初期,长春第⼀汽车制造⼚建⽴了国内第⼀个冲模车间,并于1958年开始制造汽车覆盖件模具。
从六⼗年代开始,冲压模具已经从原来的单落料模具和单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。
随着冲压模架及模具标准件的出现,热处理技术的进步及检测⼿段的⽇趋完善,冲压模具的使⽤寿命⽐从前提⾼了5~7倍。
在这⼀时期,成型磨削、电⽕花及线切割机床相继应⽤于模具制造业,使得冲压模具的制作⼯艺有了新的发展和飞跃。
七⼗年代以后,斜度线切割机的出现取代了冲压模具传统的制作⼯艺,降低了模具的表⾯粗糙度,将模具的加⼯精度提⾼的0.01mm左右。
近年来,我国冲压模具技术⽔平突飞猛进。
当前,⼀些⼚家可以⽣产单套重量达50吨以上的⼤型冲压模具。
精度达到1~2µm,寿命超过2亿次的多⼯位级进模也有多家企业能够⽣产。
表⾯粗糙度达到Ra1.5µm的精冲模、直径超过300mm的⼤尺⼨精冲模及中厚板精冲模在国内也已达到相当⾼的⽔平。
迄今为⽌,我国的冲压技术已经⼴泛应⽤于军⼯、机械、农机、电⼦、信息、铁道、邮电、交通、化⼯、医疗器具、家⽤电器及轻⼯、航空航天等领域。
Internal Combustion Engine&Parts0引言2017年我国汽车的保有量约为2.17亿辆。
随着汽车保有量的逐年增加,带来的能源消耗问题与环境污染问题日趋严重。
目前,主要通过提高发动机燃油效率、采用新能源发动机、汽车轻量化,来改善汽车油耗和污染问题。
有相关研究表明,汽车的耗油量与汽车自身的质量成正比,若汽车自身的质量降低10%,则汽车的耗油量与污染物的排放将降低约6-8%[1]。
汽车轻量化主要通过使用高强度钢、超高强度钢代替传统钢种,在相同密度的前提下减少汽车重量。
此外,还可以进行汽车结构优化来减轻汽车重量[2]。
1热冲压成形技术1.1热冲压成形技术的简介轧制状态下的超高强度钢的屈服强度与传统合金钢类似约为280-400MPa,抗拉强度大于450MPa,而在经过淬火、渗氮等热处理后,其强度可达到1000-1500MPa,约为普通钢材的3-4倍[3]。
由于在室温下强度钢和超高强度钢的屈强比较大,塑性变形范围较小,在较大的成形力的作用下容易开裂。
因其在成型加工之后具有非常高的强度,容易发生回弹现象,使制件的尺寸稳定性下降[4]。
人们为解决在汽车制造中出现的此类问题,提出了热冲压成形技术。
热冲压成型技术是在汽车轻量化的设计要求下,出现的一种材料成形的先进技术,主要用于强度钢、超高强度钢的成形加工。
具体指先将强度钢板或超高强度钢板加热到900-950℃下并保温2-3min使之完全奥氏体化,再利用装有特殊夹持机构的机械手臂将加热后的钢板快速精准地放入模具中进行冲压加工,保压一段时间后在模内进行淬火处理,得到马氏体组织[5]。
1.2热冲压成形技术的工艺流程强度钢板或超高强度钢板的热冲压成形工艺流程为:下料→加热(900-950℃)并保温(2-3min)→快速转移坯料→快速合模→冲压→保压→模内冷却(水冷至200℃)→保压→冷却至室温→开模取件→后期处理(激光切割等)。
由上述工艺流程可知,其中最为主要的工序就是模内冷却,这对模具的耐热性、导热性、耐磨性等性能有着极大的要求。
热冲压压机参数
热冲压压机是一种用于对金属板料进行热冲压成形的压力机,广泛应用于汽车、家电和其他行业。
热冲压压机的主要参数包括以下几个方面:
1. 公称力:热冲压压机在正常使用条件下,其能承受的最大压力。
根据不同的成形工艺和要求,公称力的大小会有所不同。
2. 闭合高度:压机在空载时,滑块处于下死点位置时,滑块下表面与工作台上表面的距离。
这个参数决定了压机的适用范围,如果闭合高度过大或过小,都会对成形效果和模具寿命产生影响。
3. 工作台尺寸:工作台是放置模具和被加工材料的平面,其尺寸会影响到加工的尺寸和精度。
工作台通常采用刚性较大的材料制成,以保证其平面度、平行度和刚度等性能指标。
4. 滑块行程:滑块在一定范围内移动的距离,这个参数与模具的高度有关。
滑块行程的大小会影响到模具的设计和加工难度。
5. 滑块速度:滑块的移动速度,包括上升速度、下移速度和空程速度等。
这些参数会影响到成形效率和加工质量。
6. 温度范围:热冲压压机在工作时需要加热,因此需要了解其温度范围,以选择合适的加热方式和材料。
7. 液压系统:热冲压压机通常采用液压系统进行驱动和控制,因此需要了解其液压系统的性能参数,如压力、流量等。
8. 安全保护装置:为了确保操作安全,热冲压压机通常配备有各种安全保护装置,如光电保护装置、双手操作装置等。
以上是热冲压压机的一些主要参数,不同的厂家和型号参数可能有所不同。
在选择和使用热冲压压机时,需要根据具体的需求和工艺要求进行选择。
热冲压成形中的先进加热技术及设备摘要:热冲压成形技术是汽车工业中常用的零部件加工技术,通过热冲压制造的成形件具有强度高、质量轻等特点。
由此可见,热冲压成形技术可以很好的满足新时期汽车工业对材料轻量化、高强度的技术要求,具有非常广阔的应用前景。
关键词:热冲压成形;加热技术;设备前言热冲压成形技术是一种常见的零件加工方式,尤其在汽车工业中应用最为普遍。
将材料先加热至奥氏体化状态,该状态下钢板材料的塑性较好,强度低,并且具有一定的韧性,然后使用冲压机在模具中进行冲压并淬火,获得相应形状的高强度金属零件。
通过热冲压成形技术获取高强度的冲压件来代替传统的厚钢板,不但可以有效降低零部件自身的重量,而且能大幅度地提升抗拉强度。
1热冲压技术原理热冲压技术是一种将钢板材料加热至奥氏体形态下,快速进行冲压成形,并且通过模具对零件进行淬火冷却,获得强度为1500MPa左右的马氏体成形件。
可以说热冲压技术是将钢板材料由奥氏体向马氏体转化的过程。
奥氏体(Austenite)是钢铁的一种层片状的显微组织,该状态下的钢板材料ɣ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体,因此也称为沃斯田铁或者ɣ-Fe。
马氏体(Martensite)是黑色金属材料的一种组织名称,是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
马氏体和奥氏体的不同在于,马氏体是体心正方结构,奥氏体是面心立方结构。
奥氏体向马氏体转变仅需很少的能量,因为这种转变是无扩散位移型的,仅仅是迅速和微小的原子重排。
马氏体的密度低于奥氏体,所以转变后体积会膨胀。
相对于转变带来的体积改变,这种变化引起的切应力、拉应力更需要重视。
热冲压成形技术可以分直接冲压和间接冲压两种形式,其中直接冲压是将钢板材料加热至奥氏体后,直接传送至模具上冲压,模具表面有冷却通道,可以在钢板材料冲压的过程中进行淬火冷却,获得马氏体成形件。
间接冲压则是钢板材料先进行冷冲压,然后再加热成奥氏体进行淬火和校准,确保成形材料强度达到1500MPa的马氏体。
浅谈热冲压成形技术【摘要】热冲压成形技术主要应用于车体制造领域,该技术的应用降低了生产成本,并提高了车体的安全性能,减轻车身的重量。
随着热成形工艺的进一步完善,此项技术将逐步投入生产实践,且在市场上得到了飞速的发展和应用。
本文将通过介绍热冲压技术的成形原理及其工艺特点,根据热冲压材料的性能及模具的选择与改进,简要地阐述热冲压技术的研究进展。
【关键词】热成形模具;热冲压成形技术;研究现状1.引言由于冷冲压成形技术存在很多技术缺陷,如产品质量差、成型困难、成形后容易变形等种种问题,所以超高强度钢热冲压技术的研究提到日程。
虽然热冲压技术已在我国的车体制造领域崭露头角,但还有一些技术难题需要解决。
本文对热冲压成形技术特点及其相关的研究进展进行了阐述和分析。
1 、热冲压成形工艺特点随着我国钢的冲压技术的发展,新兴的冲压技术——热冲压工艺技术在冲压界受到的极大关注。
通过热冲压加工技术,能够获得先进的高强度冲压件,使钢的抗拉强度、延展性、和塑性等指标明显增加。
热冲压工艺技术解决了传统的冷冲压成形中所带来的形状冻结性等诸多不良问题。
1 . 3 热冲压成形的材料在冷冲压的传统工艺中,采用一些先进的高强度钢板如马氏体钢、TRIP 钢等经过加工成形后,材料的性能基本上保持稳定不变。
然而在热冲压工艺中,硼钢则广泛地被应用,在常温下的抗拉强度只有500 ~ 700MPa ,通过热冲压成形件淬火后,成为马氏体组织,材料的性能显著提高,其抗拉强度能达至 1500MPa ,屈服强度能够达到 1000MPa 以上,硬度则可达至 50HRC 。
1.. 4 热冲压的成形模具在传统的冷冲压成形技术中,模具只是用于零件的成形,冲压前后的机械强度不会发生显著差别。
但在热冲压的工艺中,模具需要成形、淬火等技术工艺,工序复杂,零件的强度高,综合性能很好。
热冲压模具的材料在成形和冷却淬火的技术中需要实现快速且均匀冷却还要有快速传热、冷却的功能。
一,热成形工艺特点及原理
一,热成形工艺特点及原理
一,热成形工艺特点及原理
二,热成形零件在轻量化车身上的运用
三,热成形零件生产控制以及检测
四,热成形的新技术
五,铝合金热成型技术
六,钢板热冲压、铝板热冲压基本原理的异同相同点:本质上说,不论钢还是铝,热冲压都利用了以下3个共同的特点:
1.合金元素在高温下的溶解度远大于室温溶解度(钢的过冷奥氏体、铝的过饱和固溶体)
2.高温下面的材料的优良成形性能
3.成形后急速冷却并保压过程,优良的形状冻结能力
不同点:两者的强化机理完全不同,导致工艺过程不一样
1.钢的热冲压,利用的铁本身在不同温度下晶格的变化-同素异构特性,
2.铝的热冲压,则主要靠不同合金元素的溶解分布以及析出强化,铝合金热冲压需要时效处理。
如果你觉得太难于理解的话,可以简单的如下考虑:
钢的热冲压过程类似于做油脂雪糕过程,铝的热冲压过程类似于铺沥青马路的过程
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【成形工艺】我要学热成形-热冲压设备
前面我们介绍过热成形的生产流程,将专用钢板加热到奥氏体化温度后,在高温下使钢板成形,并在成形后对零件进行淬火处理,从而得到组织全为马氏体的热成形零件。
可以看出,热冲压是成形和热处理同时进行的工艺。
热冲压和热处理都是在模具中进行的,故热成形的模具是热成形过程中最重要的设备,今天我们就一起来看看这个关键技术。
视频展示1.热成形冲压视频:
2.长城热成形生产线展示:
3.屹丰热成形生产线展示:热冲压关键点硼钢被加热至高于Ac3的某一温度使其充分奥氏体化(在加热炉中进行),加热后的钢板应快速搬运到冲压机,并保证其温度不低于Ar3(低于此温度将产生铁素体)。
钢板的热冲也应该在Ac3以上进行,从而保证钢板的韧性,之后快速冷却。
冷却时保证冷却至马氏体转变开始温度(约200℃)以下。
热冲压的温度关键控制点如图1所示。
图1 热成形工艺温度控制要点由以上描述可知,热成形的整个过程中,热冲压是其中的关键。
这里涉及到压机和模具的方方面面。
下面我们简单介绍下这两个关键设备的情况。
压机对于热冲压用的压机,有以下要求:
①快速合模、成形。
这就要求热冲压采用高速的液压机,兼顾一般液压机和机械压力机的功能。
图2 采用蓄力器来提高冲压速度②保压淬火。
这就要求模具内设计冷却系统。
图3 冷却水道③备有过程监控系统。
热成形零件质量的好坏主要取决于淬火后的组织转
变情况,对冲压过程的模具和零件的温度监控是非常有必要的。
图4 温度监测④吨位相对较小。
常用吨位800吨-1200吨,当然若想实现一条线兼容多个尺寸的零件,可采用吨位大的压机,有些供应商也在考虑2000吨级的压机。
图5 热成形压机
模具材料1.良好导热性。
热冲压成形时,模具的工作表面与高温零件直接接触并发送热传递,同时还要完成淬火。
2.良好热机械性能。
模具工作稳定冷热交替,温度变化速度快。
3.良好耐腐蚀性能。
模具需对零件进行淬火,在模具中布置有冷却水道,水道不得被冷却介质腐蚀从而引起阻塞。
4.良好的耐磨性、高的硬度强度。
热冲压过程中,模具将承受强烈的摩擦,特别是高强度氧化皮带来的磨损。
一般,热冲压模具选择热作模具钢。
模具设计由于小编为热成形零件的设计人员,对模具的设计只是初步了解,关于模具的水道直径、离型面的距离等等规则在此不做铺述。
图6 热成形模具热冲压模具的设计流程及注意事项如下:1.模具型面设计热冲压模具的型面设计需考虑的内容包括:凹凸模型面的合理设计;翻边孔的转变设计;热胀冷缩的合理补偿;对于激光切割时定位困难的零件,宜增加工艺凸台。
图7 型面设计2.过程热力耦合分析首先,需等到合模以后、保压之前的比较准确的温度场分布;接着,采用体单元进行分析,并用虚拟速度进行分析其传热过程,并使用AutoForm分析冲压速度。
对于有压边的热成形过程,需要准确反映压边压强对传热的影响。
图8 热量仿真3.模具的合
理分块图9 模具分块4.冷却系统设计图10 冷却系统示意5.CAE 分析和冷却系统优化图11 CAE分析6.强度和耐久分析分析可用软件:MSC-Fatigue、MARC。
图12 热冲压模具
模具分类热冲压加工要通过其成形模具来实现,模具的设计是否合理,将直接关系到热冲压成形效率的高低。
热冲压模具的设计制造方法主要分为4种:钻孔式、分层式、淋蓬式及熔铸式。
图13 模具分类及优缺点在四种热冲压模具设计制造方式中,以钻孔式和分层式的应用最多。
也有部分文献将热冲压模具分为预埋式(铸造)、钻孔式(机加工)和型腔式(数控加工,研究阶段)。
其主要的分类依据为加工方法不同。
图14 模具的冷却水道总结目前,热冲压使用的压机主要来自舒勒和APT,热成形新技术研究较为深入的有海斯坦普、麦格纳,国内也有凌云、屹丰、天汽模等。
热成形零件的生产涉及零件的搬运、加热炉和压机(模具)以及机器人自动化等多个单元。
其中属热成形模具的设计最为复杂,需对温度和时间进行详细的管控,对零件的回弹等问题进行全面的计算和控制。
目前,研究这块的人员较少,面对热成形零件大范围应用于汽车的制造这一大趋势,深入学习和研究是非常有必要的。
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