热成型模具和钢构件制造方法_2

文档序号:9926751阅读:来源:国知局
>[0020]另外特别优选上模具在推进台上支撑和/或下模具在模压台上支撑。所述段的背面优选分别形状锁合地在上模具的情况下在推进台上、在下模具的情况下在模压台上、优选在插入张紧座的情况下固定保持。各加热段浮动地支撑并且特别优选具有直线导向器。该直线导向器特别如此构造,使得在压制行程方向上具有直线运动自由度。特别该导向器作为引导杆,它嵌入到引导孔内,因此作为形状锁合的滑动导向器。
[0021]特别优选该直线导向器对于一个垂直于热成型模具的模压行程方向的平面居中地在加热段上设置。因此能从基本上中心的定中心实现加热段在该平面的所有方向上的纵向膨胀。在模压行程方向自身上的膨胀又通过平衡元件实现。
[0022]另外特别优选在加热段的背面设置隔热层和/或在该加热段的侧边缘或者侧表面上设置隔热层。由于隔热层,既在主动的加热段的情况下能避免热损失,因为热流仅应该在金属板板坯上集中,然而热传导在加热段自身内在所有方向上进行,因此也朝向加热段的背面传导。通过使用隔热层能减小用于主动地对加热段加热的能量利用。加热段的侧边缘或者侧表面上的隔热层如此构造,使得阻止向与加热段相邻的段的热传导。这里也为给加热段加热和升温利用少量的能量,同时在要制造的构件上实现清晰分界的过渡区。
[0023]在另一种优选的实施变体中,加热段用这样一种材料构成,它相对于上模具和/或下模具的其余部分具有较小的热导率。因此加热段的材料的热导率小于与加热段相邻的段的材料的热导率。
[0024]特别优选加热段的材料具有较高的耐热性。在与加热段相邻的段中目的是实现高散热,使得实现加压淬火处理。然而在加热段自身中应该在很大程度上没有或者仅有显著小的散热,使得不发生硬化或者充其量发生部分硬化。通过加热段仅需散失微小的热量,它具有较高的耐热性。所谓耐热性应该理解为在给加热段进行调温时的形状稳定性。
[0025]可选作为补充的是还提供另一种优选实施方式:在加热段内构造冷却通道,使得被加热段紧贴的制造好的金属板成型构件的区域也能至少部分地冷却。由此例如能符合目的地建立一种部分硬化的混合组织。此外由此能在维护时在加热段内快速实现手温的状态或者加热段不会被过度加热。
[0026]另外特别优选在加热段和该加热段的至少一个相邻的段之间构成间隙,特别是气隙。该气隙具有两个优点。一方面由于该间隙,从而物理上分开,不进行从加热段向相邻段的热传导。因此能使过渡区形成更清晰的分界。
[0027]然而第二个优点是加热段的由此产生的水平膨胀可能性。加热段能在模压行程方向由于平衡元件膨胀,模压行程方向大多垂直取向。
[0028]由于间隙,加热段能水平地因此横着模压行程方向膨胀,而它优选由于直线导向器在中间在水平方向不移动地支撑。
[0029]本发明另外涉及一种用于制造具有局部彼此不同的强度特性的要成型和加压淬火的钢构件特别是机动车构件的方法。该方法的特征在于下面的方法步骤:在加热站内加热用可淬火的钢合金制成的板坯,其中,把至少一个第一区加热到超过奥氏体化温度AC3并且把至少一个第二区加热到低于奥氏体化温度、尤其小于ACl的温度,并且在这两种区之间构成过渡区;把如此加热的板坯运送到调温站或者热成型和加压淬火模具内,其中,该调温站或者热成型和加压淬火模具分段构造并且具有至少一个调温段,其中该调温段在被加热的板坯的产生的过渡区的区域内设置;用调温段把过渡区调温到低于ACl温度的温度,然而优选调温到大于450°C、特别是大于550°C的温度;热成型和加压淬火得到至少具有硬区、软区以及位于它们之间的过渡带的钢构件。
[0030]使用本发明的方法能在已制成的钢构件的完全硬化的区域和该钢构件的与之相比较软的区域之间建立特别清晰地分界的窄的过渡带。该完全硬化的区域优选近似完全由马氏体化的组织组成,其从超过AC3的温度相应快速地淬火。与之相比较软的区域优选具有混合组织,具有单个附加的或者各自的组织成分贝氏体、铁氧体、珠光体和/或残余奥氏体。这特别如下构成,即要么把钢构件的较有延展性的从而较软的区域在热成型前首先不完全奥氏体化,和/或在加压淬火期间不如此快地淬火,使得避免完全马氏体化的组织,优选不构成马氏体化的组织。
[0031]过渡区在板坯加热的期间首先相当宽地构成,例如具有超过10mm的宽度,优选在100和200mm之间。这点由下述因素决定,即一方面在加热站、例如形式为直通炉或者多层炉中设置分隔壁,其为在两个温度区例如900°C和600°C之间隔热而具有相应宽度,例如若干厘米,使得在板坯上已经通过加热站的两个温度区内的不同温度作用产生大于10mm的过渡区。另一个因素是板坯自身内的热传导。板坯由可淬火的钢合金构成,此外它具有高的热导率。如果例如把板坯的一个区域加热到高于900°C和把另一个区域加热到低于700°C,则在板坯自身内产生从较热区域向较冷区域的热传导。在这里也产生具有大于10mm的相应宽度的过渡区。加热站内的加热时间优选在I?20m i η之间,特别在3?7m i η之间。
[0032]恰好在这里本发明方法规定,使用热成型和加压淬火模具或另外首先使用加热站,它具有调温段。调温段自身优选在板坯或者要成型的构件的全部面积上仅覆盖小区域,使得基本上调温段近似仅覆盖被加热的板坯的过渡区。使调温段与过渡区接触并且于是能由于接触调温而把过渡区要么补充加热或者冷却或者在淬火硬化期间在加压淬火模具的情况下保持热的状态,使得产生较小的冷却速率。在调温站的情况下首先把由加热站热处理过的板坯置于调温站内,在该调温站内至少过渡区通过接触调温而被调温,由此建立一个清晰分界的、现在窄的过渡区,它在加压淬火后构成清晰分界的过渡带。接着把板坯直接放入热成型和加压淬火模具内,使得阻止板坯内的继续的热传导和由此决定的过渡区的扩大。热成型模具那时在没有加热段的情况下能特别有利地均匀地冷却。
[0033]在从加热站中取出并且直接放入热成型和加压淬火模具内的情况下,调温段在热成型和加压淬火模具自身内设置。这里调温段特别作为加热段构造并且进行调温,特别是它在加压淬火期间加热板坯的过渡区。
[0034]如此对过渡区进行调温,使得在完成制造的构件上它属于较软的或者较延展性的区域。这又意味着,在板坯内的在加热站内产生的过渡区首先从约700°C到800°C冷却到低于ACl的温度,特别是冷却到500°C到650°C,和/或在加压硬化处理期间如此加热,使得在该过渡区内产生较小的冷却速率,从而近似不构成马氏体。
[0035]因此在本发明的范围内可能的是,在经过加压淬火处理后制造的构件上以工艺优化的和节能的方式分界清晰地将过渡区产生为过渡带,该过渡区在把板坯在加热站内调温的情况下具有50mm和200mm之间的宽度,该过渡带具有Imm和50mm之间、特别15mm和40mm之间、特别优选20mm和30mm之间的宽度。
[0036]为此在加热站或者热成型和加压淬火模具的上模具和/或下模具内设置调温段。该调温段具有这样的尺寸,使得它覆盖被加热的板坯的过渡区的50%到95%的面积份额。
[0037]在另一种有利的设计方案变体中如此选取调温段的尺寸,使得它附加地从过渡区的被加热到低于AC3、特别低于ACl的温度的区域出发另外覆盖70mm以下、特别60mm以下特别优选50mm以下。总共由调温段覆盖这样一个面积区域,其相应于过渡区的70%到
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