一种防止钢质冲压件回弹变形的方法与流程

本发明涉及冲压产品制造技术领域，特别涉及一种防止钢质冲压件回弹变形的方法。

背景技术：

随着机械产品对自身强度要求的提高，高强度的冲压件越来越多，但在实际生产过程中其容易发生回弹现象，严重影响着装配关系。冲压件自身形状对冲压件的回弹量有较大影响，例如：u型零部件或l型零部件极易出现回弹，在成形过程中必须考虑回弹补偿事宜。一般采用热冲压方式，具体为：将板料进行加热后，随即将其转移至冷模具中，在成形中实现淬火。然而，当针对复杂形状的热冲压零件时，上述工艺流程容易造成零件机械性能的不均匀，容易形成内部缺陷。因而，亟待技术人员解决上述问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供了一种防止钢质冲压件回弹变形的方法，其通过在板料加热步骤和冲压淬火步骤之间增加板料极冷步骤，当板料冷却至一定温度后再进行变形。采用上述方法，充分发挥了板料在高温下的延展性，在原有热冲压的基础上进一步改善了硬度均匀性，减小了回弹。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种防止钢质冲压件回弹变形的方法，在常规板料加热步骤和冲压淬火步骤之间还设置有板料极冷步骤；板料极冷步骤用于将板料冷却至一定温度后再进行冲压变形。

作为上述发明的进一步改进，在板料加热步骤中，板料置放于加热炉中，加热温度775℃～800℃，并保温3min。

作为上述发明的进一步改进，在板料极冷步骤中，将板料冷却至650℃～700℃，平均冷却速率30℃～40℃/s，并保温5s。

作为上述发明的进一步改进，在板料极冷步骤中，利用空冷喷嘴进行强制空冷，且喷气速度不小于5m/s。

作为上述发明的进一步改进，在板料极冷步骤中，板料通过托辊机构进行传送，且空冷喷嘴设置为多组，对称地布置于板料的上、下方。

作为上述发明的进一步改进，空冷喷嘴由铝合金制得，其出口处设置有不大于1mm的窄缝，入口直径不小于15mm。

作为上述发明的进一步改进，板料加热步骤及板料极冷步骤均在惰性气体保护环境中进行，防止板料受到氧化。

作为上述发明的进一步改进，冲压淬火步骤中的冲压模具采用通水冷却，板料在上述冲压模具内成型，并淬火。保压压强不低于40mpa，且冲压完成后保持压力至少30s。

作为上述发明的进一步改进，还包括人工时效步骤，其设置于冲压淬火步骤之后。在人工时效步骤中，板料温度冷却到150℃以下，即出炉进行空气冷却。

作为上述发明的进一步改进，人工时效的温降要求为30℃～50℃/h。

本发明的有益技术效果是：相较于传统的热冲压工艺，通过本方法对钢质板料进行处理后，能够获得低回弹且机械性能均匀的零件，且零件的厚度均匀性大幅度提高，更为重要的是板料自身的力学性能并未出现明显下降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中防止钢质冲压件回弹变形方法的工艺流程图。

图2是本发明中新公开的一种防止钢质冲压件回弹变形方法的工艺流程图。

具体实施方式

图1示出了现有技术中防止钢质冲压件回弹变形方法的工艺流程图，传统方法中将钢质板料加热至一定温度，随时进入冲压淬火工艺，当所加工零件形状简单时，能取得较好的冲压形状，且具有较小的回弹变形。但当针对复杂形状的热冲压零件时，上述工艺流程容易造成零件各区域硬度值不一致，影响其机械性能。另外，常规工艺流程中对板料加热过程提供的参考数据范围较大，在加工形状复杂的零件时，极易造成零件机械性能的不均匀和形状尺寸的不稳定。

图2示出了本发明中新公开的一种防止钢质冲压件回弹变形方法的工艺流程图。在上述常规板料加热步骤和冲压淬火步骤之间还设置有板料极冷步骤，即将板料冷却至一定温度后再进行冲压变形。这样一来，提高了板料自身的延展性，以期改善冲压零件的硬度均匀性和回弹量。

作为上述防止钢质冲压件回弹变形方法的进一步优化，对常规板料加热步骤进行了详细规定，将板料置放于加热炉中，可以将加热温度设置为775℃～800℃，并保温3min，使得板料中铁素体全部转化为奥氏体，尽可能提高其自身延展性。

再者，在板料极冷步骤中，可以将板料冷却至650℃～700℃，平均冷却速率30℃～40℃/s，并保温5s。如此一来，较大的冷却速度能有效地避免板料在冲压开始之前进行入贝氏体相变区，保证了冲压淬火后仍能活的马氏体组织，确保零件成型后的机械性能。

再者，可以采用空冷喷嘴对处于极冷步骤中的板料进行降温。具体做法为：板料加热完成后，通过托辊机构对其进行传送，且空冷喷嘴对称地布置于板料的上、下方。为了保证板料各区域温降的一致性，空冷喷嘴可以设置为多个，且呈线性布置。

再者，上述空冷喷嘴的喷气速度不小于5m/s，从而可将急冷过程中板料表面形成的氧化皮剥离，降低冲压成型过程中的阻力，提高成型零件的表面质量。在此，为了有效地提高压缩空气的喷射速度和急冷效率，还可以对空冷喷嘴进行具体限定，其可以由铝合金制得，其出口处设置有不大于1mm的窄缝，入口直径不小于15mm。

再者，为了防止高温的板料在空气中发生氧化，上述板料加热步骤及板料极冷步骤均可以在惰性气体保护环境中进行。在使用加热炉对板料进行加热前，提前向炉腔内冲入氮气等惰性气体。当使用空冷喷嘴对板料进行降温时，其中的几个可以采用氮气作了供气气源，从而形成惰性气体保护氛围。另外，也可以将托辊机构包括与前、后两端开口的腔体内，板料从前、后端口进出，空冷喷嘴均布于上述腔体的顶壁及侧壁，从而有效地减少惰性气体的使用量，降低生产成本。

再者，在冲压淬火步骤中的冲压模具可以采用通道通水冷却，经过极冷步骤处理后的板料在其中进行成型。需要注意的是：压力机的保压压强不低于40mpa，且冲压完成后保持压力至少30s。

最后，为了进一步降低零件的回弹变形量，还可以在完成上述冲压淬火步骤后进行人工时效处理，温降30℃～50℃/h为宜。当板料温度冷却到150℃以下，即出炉进行空气冷却。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种防止钢质冲压件回弹变形的方法，相较于传统的热冲压工艺，在常规板料加热步骤和冲压淬火步骤之间增加板料极冷步骤，板料通过板料极冷步骤冷却至一定温度后再进行冲压变形。通过上述方法对钢质板料进行处理后，冲压后能够获得低回弹且机械性能均匀的零件，且零件的厚度均匀性大幅度提高，更为重要的是板料自身的力学性能并未出现明显下降。

技术研发人员：马志成
受保护的技术使用者：锐鑫晟汽车部件（昆山）有限公司
技术研发日：2018.08.09
技术公布日：2019.01.29