一种热冲压零件的生产方法与流程

1.本技术涉及冲压工艺技术领域，具体而言，涉及一种热冲压零件的生产方法。


背景技术：

2.通常，热成形的零件的抗拉强度都可以在1350mpa以上。随着更高强度材料的开发，目前抗拉强度能达到1800mpa和2gpa的热成形钢得以开发。在高强度的热成形钢应用后，冲压出的热成形零件强度很高。高强度是该零件的一个优点，但是因为零件的强度太高，也具有一定的缺点。比如很难进行后续的冲孔和切边。针对如此高强度的汽车零件，在冲孔和切边过程中，对刃口的损伤很大。很容易导致冲孔和切边很少数量的零件后，就需要修理冲孔和切边模具。
3.基于此，本领域技术人员急需一种热冲压零件的生产方法，能够使得零件在强度很低的情况下完成了冲孔和切边，然后再进行保压淬火，提高零件的强度。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供了一种热冲压零件的生产方法，进而至少在一定程度上能够使得零件在强度很低的情况下完成了冲孔和切边，然后再进行保压淬火，提高零件的强度。
5.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
6.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种热冲压零件的生产方法，所述方法包括：确定板料尺寸和热冲压工艺参数；根据所述板料尺寸和所述热冲压工艺参数，将所述板料落料，并进行奥氏体化热处理，生成初始板料；对所述初始板料进行热冲压，不进行保压，生成热成型件；对所述热成形件进行热冲孔和热切边，生成初始零件；对所述初始零件进行保压淬火，生成目标零件；对所述目标零件进行形状精度和性能检测。
7.在本技术的一些实施例中，所述确定板料尺寸和热冲压工艺参数，包括：基于目标零件的冲压仿真和碰撞仿真分析，确定合理的板料尺寸和轮廓，以及热冲压工艺参数的具体数值。
8.在本技术的一些实施例中，所述将所述板料落料，包括：通过剪板机，落料线和激光切割等多种技术手段进行所述板料的落料。
9.在本技术的一些实施例中，所述进行奥氏体化热处理，生成初始板料，包括：将所述板料在加热炉中加热，并保温设定时间，从而使得所述板料完全奥氏体化，生成初始板料。
10.在本技术的一些实施例中，所述对所述初始板料进行热冲压，包括：将所述初始板料转移至压力机上进行热冲压成型。
11.在本技术的一些实施例中，所述对所述热成形件进行热冲孔和热切边，生成初始零件，包括：压机下工作台的顶缸动作，顶起冲孔模和切边模向上运动，切除所述热成型件在冲孔处和边部多余板料。
12.在本技术的一些实施例中，所述对所述初始零件进行保压淬火的保压压力为1000kn至8000kn，保压时间为5s至10s。
13.在本技术的一些实施例中，所述方法还包括：进行目标零件的设计和开发；进行目标零件模具的设计与开发。
14.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述进行热冲压零件的设计和开发，包括：通过对热冲压零件的设计与开发，确定目标零件的冲孔和切边的位置。
15.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述进行所述热冲压零件模具的设计与开发，包括：基于完成设计的目标零件，进行相关模具的设计和开发。
16.基于上述方案，本技术提供的技术方案至少有以下优点和进步之处：
17.本技术提供的技术方案，通过热冲孔、热切边与热冲压的结合，使得零件在强度很低的情况下完成了冲孔和切边。然后再进行了保压淬火，提高零件的强度。从而可以省去后续的激光切割工序。如果个别位置不能进行热冲孔，也可以通过零件和模具优化设计的方法，实现热冲孔。在极个别情况下，必须使用激光切割进行冲孔的条件下，应用该发明工艺技术，也可以先完成其它位置的热冲孔和热切割，从而节约了激光切割的成本和时间。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。在附图中：
20.图1示出了根据本技术的一个实施例中的热冲压零件的生产方法的流程图。
具体实施方式
21.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
22.请参阅图1。
23.图1示出了根据本技术的一个实施例中的热冲压零件的生产方法的流程图，如图1所示，所述方法可以包括步骤s101-s106：
24.步骤s101，确定板料尺寸和热冲压工艺参数。
25.步骤s102，根据所述板料尺寸和所述热冲压工艺参数，将所述板料落料，并进行奥氏体化热处理，生成初始板料。
26.步骤s103，对所述初始板料进行热冲压，不进行保压，生成热成型件。
27.步骤s104，对所述热成形件进行热冲孔和热切边，生成初始零件。
28.步骤s105，对所述初始零件进行保压淬火，生成目标零件。
29.步骤s106，对所述目标零件进行形状精度和性能检测。
30.本技术提供的技术方案，通过热冲孔、热切边与热冲压的结合，使得零件在强度很
低的情况下完成了冲孔和切边。然后再进行了保压淬火，提高零件的强度。从而可以省去后续的激光切割工序。如果个别位置不能进行热冲孔，也可以通过零件和模具优化设计的方法，实现热冲孔。在极个别情况下，必须使用激光切割进行冲孔的条件下，应用该发明工艺技术，也可以先完成其它位置的热冲孔和热切割，从而节约了激光切割的成本和时间。
31.在本技术中，所述确定板料尺寸和热冲压工艺参数，包括：基于目标零件的冲压仿真和碰撞仿真分析，确定合理的板料尺寸和轮廓，以及热冲压工艺参数的具体数值。
32.在本技术中，可以基于零件的冲压仿真和碰撞仿真分析，确定合理的板料尺寸和轮廓，以及热冲压工艺参数的具体数值。与以前的试错法相比，仿真模拟技术的应用，极大地提高了生产效率和降低了生产成本。针对汽车零件，主要需要零件满足冲压性能和碰撞性能。同时，尽可能地节约成本，提高汽车的性价比。目前，有多款仿真软件可以用来进行汽车零件的冲压和碰撞仿真分析。通过，仿真分析，最终确定最优的板料轮廓尺寸和工艺参数数值。
33.在本技术中，所述将所述板料落料，包括：通过剪板机，落料线和激光切割等多种技术手段进行所述板料的落料。
34.在本技术中，可以根据设计确定的板料轮廓和尺寸，进行实际板料落料。板料在常温状态下进行落料，可以通过剪板机，落料线和激光切割等多种技术手段进行实际板料的落料。从而，为后续的冲压生产提供原始板料。
35.在本技术中，所述进行奥氏体化热处理，生成初始板料，包括：将所述板料在加热炉中加热，并保温设定时间，从而使得所述板料完全奥氏体化，生成初始板料。
36.在本技术中，将板料在加热炉中加热，并保温一定的时间，从而使得板料完全奥氏体化。采用辊底加热炉时，通常设定加热温度从850℃到930℃，加热时间通常为3min到8min。不同的零件厚度不同，因此板料的厚度也不一致。所需要的奥氏体化保温温度和保温时间也要根据实际的零件和板料进行相应的调整。
37.在本技术中，所述对所述初始板料进行热冲压，包括：将所述初始板料转移至压力机上进行热冲压成型。
38.在本技术中，可以将奥氏体化热处理后的初始板料迅速转移到压力机上进行冲压成形。通常由机械手进行板料的转移，将板料放置在模具的托料装置上。板料放置好后，压机上工作台向下运动，将带动上模具向下运动，然后进行板料冲压成形。冲压成实际零件形状。冲压后，压机并不施加压力进行保压，以免使得零件迅速冷却，强度提高，不利于下一工序的热冲孔和热切边。该工艺对压力机的冲压速度和止位要求较高。压力机在冲压过程中，尽快完成冲压动作，同时准确地在完成冲压成形后停止向下运动，避免对零件施加压力。对于形状精度要求有一定宽限的零件，可以适当增加一下上模具停止时，上模具与下模具直接的间隙，从而，降低板料向模具的热传递。
39.在本技术中，所述对所述热成形件进行热冲孔和热切边，生成初始零件，可以包括：压机下工作台的顶缸动作，顶起冲孔模和切边模向上运动，切除所述热成型件在冲孔处和边部多余板料。
40.板料进行热冲压成零件形状后，通过压机下工作台的顶缸动作，顶起冲孔模和切边模向上运动，切除冲孔处和边部板料。所述热成形件在高温下，还未进行完全的马氏体转化，此时材料的强度不高。容易进行冲孔和切边。板料热冲孔和热切边时的温度越高，材料
的强度越低。
41.热成形过程中，材料的强度受温度影响显著，模具热冲孔间隙和热切边间隙与温度的关系如下所示。板料温度的获得可通过板料上焊接热电偶检测法，模具上埋焊热电偶法以及红外测温的方法等。
42.具体模具热冲孔间隙和热切边间隙与温度的关系可以如表1所示：
43.表1模具热冲孔间隙和热切边间隙与温度的关系
44.板料温度t/℃热切边间隙热冲孔间隙t≥80012％9％800＞t≥75011％8％750＞t≥70010％7％700＞t≥6509％6％650＞t8％5％
45.在本技术中，所述对所述初始零件进行保压淬火的保压压力可以为1000kn至8000kn，保压时间可以为5s至10s。
46.在本技术中，在热冲孔和热切边后，压力机施加压力，进行零件的保压和淬火。保压淬火后用以提高零件的强度。通常压力越大，零件的淬火效率越高，热的零件与冷的模具之间的热交换越显著，越有利于板料的马氏体转换。保压压力通常1000kn到8000kn不等，保压时间5s到10s不等。
47.在本技术中，可以在热冲压过程完成后，取出零件进行零件形状精度的检测。因为零件在高温下成形，同时进行了保压淬火，保压淬火过程也具有整形的功能，因此热冲压零件的回弹很小，通常零件都能做形状精度要求范围内。同时需要对零件的组织和性能进行检测。从而，确定零件的性能是否符合要求。通过检查零件的形状精度和组织性能，如果合格的话，则参数的进一步调整则不是必要进行的；如果检测中有不合格的地方，则需要进一步优化和调整材料、板料和冲压工艺的相关参数。从而确保零件的形状精度和组织性能均满足要求。
48.在本技术中，所述方法还可以包括：进行目标零件的设计和开发；进行目标零件模具的设计与开发。
49.在本技术中，所述进行热冲压零件的设计和开发的方法可以包括：通过对热冲压零件的设计与开发，确定目标零件的冲孔和切边的位置。
50.在本技术中，在对汽车新车型开发过程中，通常需要设计新的热冲压零件，或者将原来的冷冲压零件设计成热冲压零件。通过对热冲压零件的设计，确定零件的冲孔和切边的位置，同时满足后续的焊接和安装要求。
51.在本技术中，所述进行所述热冲压零件模具的设计与开发的方法可以包括：基于完成设计的目标零件，进行相关模具的设计和开发。
52.基于设计好的热冲压零件，进行相关模具的设计和开发。为实现该新工艺方法，需要设计好热冲孔和热切边的结构位置。同时，保证零件的水道不与冲孔发生干涉。
53.在热冲压压机的工作台面上，下工作台面可以设计顶出顶杆和顶出装置，该顶出装置处可以设计安装冲孔和切边模块。在冲压完成后，顶出装置将冲孔和切边模具顶出切去孔洞和边料。
54.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
55.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。