一种真空无氧加热炉及其热冲压生产线与热冲压方法与流程

本发明涉及一种真空无氧加热炉，及利用该真空无氧加热炉的热冲压生产线与热冲压方法。

背景技术：

目前汽车热冲压行业中高强钢材料一般是两种，22mnb5的涂层板和裸板，裸板因为价格便宜应用越来越多，由于裸板加热后会产生氧化皮，氧化皮主要由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成，其质脆，没有延伸性，在机械作用下和热加工作用下，很容易产生龟裂而脱离，因此裸板在模具上成型时，其上的氧化皮会增加钢板与模具之间的摩擦，加大模具的磨损，减少模具的使用寿命，同时氧化皮的产生会降低钢板的成型性能，产生拉伤；并且氧化皮的热导率很低，严重影响钢板与模具之间的传热。

为了抑制裸板氧化，现有生产工艺方法是在辐射加热炉中通入惰性气体来减少氧气含量，但工业炉膛空间很大，气氛建立周期很长，且会在线开闭炉门，炉气中的氧气含量降不到无限低，低氧环境只能减慢裸板在高温下的氧化速度，并不能杜绝氧化皮的产生，尤其是当炉气混合不均匀的时候，裸板氧化会加重，裸板热成型后的表面质量始终达不到涂层板热成型后的表面质量效果，因此裸板热成型后有一道抛丸喷油工序，目的就是去除热成型时产生的氧化皮。

目前市场上的真空加热炉多为冷炉装料/冷炉出料，此方式加热炉无法满足工业连续生产；当使用连续真空炉时，由于高温出料时，炉内多个部位均处于高温状态，入炉的冷料片会瞬间被加热，此时炉内空气未被抽走，故此时料片被氧化的风险大幅度增加。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种真空无氧加热炉，保证料片在加热过程中处于真空无氧环境，避免裸板成型时产生氧化皮，磨损拉毛模具，提高模具使用寿命，同时，利用该真空无氧加热炉的热冲压工艺取消了原抛丸工序，缩短了生产周期，节约成本，提高裸板零件质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种真空无氧加热炉，包括热区、冷区、第一开闭机构、第二开闭机构、输送机构，所述第一开闭机构设置在所述热区和所述冷区之间，所述输送机构用于在所述第一开闭机构处于打开状态时使工件在所述冷区和所述热区之间输送，所述第二开闭机构设置在所述冷区上，所述第二开闭机构在所述第一开闭机构处于打开状态时处于关闭状态，所述热区和所述冷区分别对应设有能使所述热区和所述冷区处于真空无氧环境的调压系统。

上述技术方案中，所述热区内设置若干隔热件，所述隔热件上下两侧设有反射板，所述隔热件将所述热区分隔形成若干个炉膛。

上述技术方案中，每一所述炉膛内设有输送机构和加热元件，所述加热元件设置于所述输送机构上方，所述输送机构在所述炉膛内正反转，从而使所述工件往复运动。

上述技术方案中，所述调压系统包括用于抽真空的真空单元及用于充入保护性气氛的充气单元，所述抽真空单元包括与所述冷区或所述热区连通的抽真空管道，所述充气单元包括与所述冷区或热区连通的充气管道。

另一种技术方案是，一种真空无氧加热炉，包括热区、冷区，所述冷区包括设置在所述热区上料侧的上料冷区，所述第一开闭机构包括设置在所述上料冷区和所述热区之间的第一开闭门，所述第二开闭机构包括设置在所述上料冷区上的第三开闭门，所述上料冷区能在所述第一开闭门处于打开状态和所述第三开闭门处于关闭状态时处于真空无氧环境。

另一种技术方案是，一种真空无氧加热炉，包括热区、冷区，所述冷区包括设置在所述热区出料侧的出料冷区，所述第一开闭机构包括设置在所述出料冷区和所述热区之间的第二开闭门，所述第二开闭机构包括设置在所述出料冷区上的第四开闭门，所述出料冷区能在所述第二开闭门处于打开状态和所述第四开闭门处于关闭状态时处于真空无氧环境。

一种真空无氧加热炉的热冲压生产线，包括用于工件放置的拆垛台车、用于接收拆垛台车输出的工件并打标的打标站、用于接收打标站输出的工件并进行热加工的真空无氧加热炉、用于接收真空无氧加热炉输出的工件并进行冲压的压机及用于接收压机输出的工件并输送的输送轨道。

一种真空无氧加热炉的热冲压方法，包括以下步骤：

在冷区和热区处于隔离状态时，打开冷区以接收工件；

在冷区和热区处于隔离状态且在冷区接收到工件后时，关闭冷区并使冷区处于真空无氧环境；

在冷区和热区处于隔离状态时，使热区处于真空无氧环境；

在冷区和热区均处于真空无氧环境后，使冷区和热区处于连通状态，并且将工件自冷区输送至热区；

在热区处于真空无氧环境下对工件进行加热；

对加热后的工件进行冲压。

一种真空无氧加热炉的热冲压方法，包括以下步骤：

在冷区和热区处于隔离状态时，对处于真空无氧环境的热区内的工件进行加热；

在冷区和热区处于隔离状态时，使冷区真空无氧环境；

在冷区和热区均处于真空无氧环境时，将热区内加热完成的工件输送至冷区；

在工件输送至冷区后，将冷区和热区隔离；

在冷区和热区处于隔离状态时，将工件自冷区输出；

对冷却后的工件进行冲压。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明真空无氧加热炉包括热区、冷区、第一开闭机构、第二开闭机构、输送机构，第一开闭机构、第二开闭机构的设置使热区、冷区分别形成单独空间，加热炉热区处于进料/出料状态时，保证热区始终处于真空无氧环境，避免氧化，防止工件在加热过程中产生氧化皮，磨损拉毛模具，同时避免氧化可以取消原抛丸工序，减少设备投入，减少生产工序，缩短生产周期，保证零件加工质量。

2.在热区上料侧设上料冷区，上料冷区在第一开闭门处于打开状态和第三开闭门处于关闭状态时处于真空无氧环境，进一步保证工件在加热前、加热时都处于真空无氧环境，防止氧化。

3.在热区出料侧设出料冷区，出料冷区能在第二开闭门处于打开状态和第四开闭门处于关闭状态时处于真空无氧环境，使第二开闭门打开时不会有氧气进入热区，提高结构使用寿命，减短热区内抽真空达到要求真空度时间。

4.在热区内设置若干隔热件，将热区分隔形成若干个炉膛，使得每个炉膛可以单独控制进行加热，以满足炉内温度均匀性要求，且隔热件上下两侧设有反射板，增加炉内反射效果的同时，减少辐射热的散失。

5.每一所述炉膛内设有输送机构和加热元件，加热元件设置于输送机构上方，工件设置于输送机构上，因此加热元件位于工件上方，使工件的加热时间控制在3min-4min，且输送机构在炉膛内能够实现正反转，工件在输送机构上随输送机构在炉膛内往复运动，进一步增加工件加热的均匀性。

6.调压系统包括抽真空单元与充气单元，抽真空单元可用于冷区、热区处于密封状态下抽真空，充气单元可对炉膛内充入真空度10³～10⁴pa的保护性气氛，保证工件在真空无氧环境下进行加热，且由于炉膛内保护性气氛的存在，可对工件的加热进一步均匀化。

附图说明

图1是本发明真空无氧加热炉结构示意图；

图2是本发明热冲压生产线示意图；

图3是本发明上料电梯结构示意图；

图4是本发明出料电梯结构示意图。

其中：1、真空无氧加热炉；2、热区；3、上料冷区；4、出料冷区；5、输送机构；6、第一开闭门；7、第二开闭门；8、第三开闭门；9、第四开闭门；10、隔热件；11、反射板；12、炉膛；13、加热元件；14、拆垛台车；15、打标站；16、压机；17、输送轨道；18、钢结构；19、升降平台；20、升降平台电机；21、输送机构电机；22、对中机构；23、机器人。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1所示，一种真空无氧加热炉，包括热区2、冷区、第一开闭机构、第二开闭机构、输送机构5，所述第一开闭机构设置在所述热区2和所述冷区之间，所述输送机构5用于在所述第一开闭机构处于打开状态时使工件在所述冷区和所述热区2之间输送，所述第二开闭机构设置在所述冷区上，所述第二开闭机构在所述第一开闭机构处于打开状态时处于关闭状态，所述热区2和所述冷区分别对应设有能使所述热区2和所述冷区处于真空无氧环境的调压系统。

参见图1所示，所述热区2上料侧设有上料冷区3，所述热区2出料侧设有出料冷区4，所述第一开闭机构包括设置在所述上料冷区3和所述热区2之间的第一开闭门6、设置在所述出料冷区4和所述热区2之间的第二开闭门7，所述第二开闭机构包括设置在所述上料冷区3上的第三开闭门8、设置在所述出料冷区4上的第四开闭门9，所述上料冷区3能在所述第一开闭门6处于打开状态和所述第三开闭门8处于关闭状态时处于真空无氧环境，所述出料冷区4能在所述第二开闭门7处于打开状态和所述第四开闭门9处于关闭状态时处于真空无氧环境。

在热区2两侧设置上料冷区3和出料冷区4，且热区2、上料冷区3、出料冷区4分别形成单独空间，在上料冷区3和出料冷区4打开时氧气不会进入热区2，而在热区2打开时，保证上料冷区3和出料冷区4处于真空无氧环境，因此，上料冷区3和出料冷区4的设置使热区2始终保持真空无氧环境，保证工件加热过程中不产生氧化皮，磨损拉毛模具，同时避免工件被氧化可以取消原抛丸工序，减少设备投入，减少生产工序，缩短生产周期，保证零件加工质量。

所述冷区也可为单独设置于所述热区2上料侧的上料冷区3或单独设置于所述热区2出料侧的出料冷区4。

参见图1所示，所述热区2内设置若干隔热件10，所述隔热件10上下两侧设有反射板11，所述隔热件10将所述热区2分隔形成若干个炉膛12，使得每个炉膛12可以单独控制进行加热，以满足炉内温度均匀性要求，且隔热件10上下两侧设有反射板11，增加炉内反射效果的同时，减少辐射热的散失。

为了进一步使工件加热均匀，每一所述炉膛12内设有输送机构5和加热元件13，所述加热元件13设置于所述输送机构5上方，所述输送机构5在所述炉膛12内正反转，从而使所述工件往复运动。

调压系统包括用于抽真空的真空单元及用于充入保护性气氛的充气单元，所述抽真空单元包括与所述冷区或所述热区2连通的抽真空管道、真空度检测管道，所述充气单元包括与所述冷区或热区2连通的充气管道、安全泄压管道。

一种利用真空无氧加热炉的热冲压生产线，包括用于工件放置的拆垛台车14、用于接收拆垛台车14输出的工件并打标的打标站15、用于接收打标站15输出的工件并进行热加工的真空无氧加热炉1、用于接收真空无氧加热炉1输出的工件并进行冲压的压机16及用于接收压机16输出的工件并输送的输送轨道17。

参见图3、4所示，在所述打标站15与所述真空无氧加热炉1间设置有上料电梯，所述真空无氧加热炉1与所述压机16间设置有出料电梯，所述上料电梯、所述出料电梯包括钢结构18、升降平台19、升降平台电机20、输送机构5与输送机构电机21，所述输送机构5设置于所述升降平台19上，随所述升降平台19上下运动，从而与所述真空无氧加热炉1内输送机构5处于同一水平面，方便工件的输送，所述出料电梯中还包括有对中机构22，所述对中机构22设置于所述输送机构5下方，所述对中机构22随所述升降平台19上下运动。

所述打标站15与所述上料电梯间、所述出料电梯与所述压机16间、所述压机16与所述输送轨道17间设有机器人23，所述机器人23用于料片的搬运，提高工作效率，减轻工人工作量。

一种真空无氧加热炉的热冲压方法，包括以下步骤：

在冷区和热区2处于隔离状态时，打开冷区以接收工件；

在冷区和热区2处于隔离状态且在冷区接收到工件后时，关闭冷区并使冷区处于真空无氧环境；

在冷区和热区2处于隔离状态时，使热区2处于真空无氧环境；

在冷区和热区2均处于真空无氧环境后，使冷区和热区2处于连通状态，并且将工件自冷区输送至热区2；

在热区2处于真空无氧环境下对工件进行加热；

对加热后的工件进行冲压。

上述步骤中“在冷区和热区2处于隔离状态时，使热区2处于真空无氧环境”，可在冷区接收工件前或在冷区接收工件时或在冷区接收工件后进行，并无先后顺序的要求。

一种真空无氧加热炉的热冲压方法，包括以下步骤：

在冷区和热区2处于隔离状态时，对处于真空无氧环境的热区2内的工件进行加热；

在冷区和热区2处于隔离状态时，使冷区真空无氧环境；

在冷区和热区2均处于真空无氧环境时，将热区2内加热完成的工件输送至冷区；

在工件输送至冷区后，将冷区和热区2隔离；

在冷区和热区2处于隔离状态时，将工件自冷区输出；

对冷却后的工件进行冲压。

上述步骤中“在冷区和热区2处于隔离状态时，使冷区真空无氧环境”，与“热区2内的工件进行加热”无先后顺序关系。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。