本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分中的特征的、用于制造热变形与压力淬火的构件的热成型线。
此外，本发明涉及一种根据权利要求7的特征的、用于运行所述热成型线的方法。
背景技术
由现有技术中已知，使钢构件热变形并且硬化。这也被称为具有紧接着的压力淬火的热变形。由可硬化的钢合金制成的板坯为此至少局部被加热至高于ac3温度(奥氏体化温度)的温度。板坯由此至少局部处于奥氏体化状态。在该热的状态中，成型自由度增大，使得在加压变形模具中可发生热变形。紧接着，所述热变形的构件被这样快速地冷却，使得发生淬火硬化或者说压力淬火。尤其是在此前被奥氏体化的区域中由此形成马氏体的和因此高强度的或者极高强度的材料结构。
为了使板坯首先被加热至奥氏体化温度(即加热至约900℃或者更高)，在所述热变形与压力淬火模具上游连接有加热装置。该加热装置大多数情况下是连续式炉，但是所述连续式炉需要相对多的能量并且也需要在生产车间中占用空间。
近年来，节省空间的并且可明显更快地执行的接触式加热已众所周知。在此使用具有调温板的调温站。待加热的金属板坯被装入到调温站中并且将调温站关闭。存在于调温板中的热量通过热传导传递到待加热的板坯中。这也被称为接触式加热。例如由de102012110649b3中已知这种调温站。
技术实现要素：
本发明的任务在于，提供一种具有调温站的热成型线，借助所述热成型线可能的是，在低能量需求和特别短的加热时间的情况下精确地、局部彼此不同地对板坯进行加热。
根据本发明，前述任务通过权利要求1中的特征解决。
此外，所述任务的方法技术部分通过根据权利要求7的特征的、用于运行所述热成型线的方法解决。
本发明涉及一种用于由可硬化的钢合金制造热变形与压力淬火的构件的热成型线。该热成型线为此至少具有一个调温站以及一个热变形与压力淬火站，其中，所述调温站借助接触式加热将金属板坯局部地(即仅区域性地)加热至奥氏体化温度以上。金属板坯在下面也被称为板坯。
根据本发明，所述热成型线的特点在于，调温站在下模上或者在上模上具有调温板，该调温板尤其是已完全加热至高于ac3温度的温度。优选所述调温板为此加热至高于ac3温度50℃、尤其是高于ac3温度100℃和特别优选高于ac3温度150℃、完全特别优选高于ac3温度200℃、但是有时不超过高于ac3温度300℃的温度。调温板借助其面状的延伸完全覆盖金属板坯。因此，调温板在面积上至少等于、优选大于金属板坯本身。
在相对置侧上，即在下模上或者在上模上构造有轮廓部，该轮廓部在调温站闭合的情况下仅局部地与金属板坯贴靠，使得金属板坯的第一类区域与轮廓部全面地贴靠并且被奥氏体化，而不与轮廓部贴靠的第二类区域被加热至低于ac3的温度。所述轮廓部也可被称为掩蔽部或者隔离部。
根据本发明已表明，在同时彼此清晰限界的区域的情况下能够实现特别短的加热时间，其方式为：仅一个调温板被主动加热。与在金属板坯的另一侧上的调温板相对置的轮廓部(优选也由金属材料构造)确保在待奥氏体化的区域中全面的贴靠接触以及压力施加，使得在这些区域中实现全面的贴靠接触并且由此实现从调温板进入到板坯中的特别良好的热传导。由此确保，这些区域特别快速地和尤其是过程可靠地被加热至奥氏体化温度。因此，未构造有轮廓部的区域也不与轮廓部贴靠，其中，在这里优选保留有间隙或者空间。这些区域因此也未被压紧到调温板上，而是仅实现贴靠。所述第二类区域由此没有被这样剧烈地加热，但是尤其是未被奥氏体化。在这里优选加热至低于ac3温度的温度，特别优选加热至在400至800℃之间(优选在500至700℃)的范围内的温度。该温度足以在热变形的情况下实现改进的变形度。由于材料结构在这里未被奥氏体化，通过后面的淬火过程也不会使所述材料结构硬化或者仅部分地硬化。因此形成相对于完全硬化的坚硬区域较软的或者说延展性较强的区域。
根据本发明得到如下的优点：能够放弃在热变形与压力淬火模具中的高耗费的措施，例如局部加热的区域或者类似措施。也不必在压力淬火模具之中或者之前进行要求高耗费的过程控制的局部冷却。所述局部地、尤其是在压模的周期中被加热的板坯能够在压力淬火过程中完全被淬火。局部彼此不同的强度区域通过在调温站中施加不同的温度局部地在板坯中产生。
在本发明的范畴中，所述轮廓部在热成型线运行期间以如下方式发生间接加热或者说被动加热：所述轮廓部优选由金属材料制成。在相应的贴靠接触期间也实现从调温板通过待加热的板坯至轮廓部的热传导。为了首先达到运行状态，因此优选首先规定，调温板被加热并且调温站被关闭，使得调温板直接贴靠在轮廓部上。所述轮廓部由此被加热至优选大于800℃的温度，并且所述轮廓部在热成型线的随后运行中通过与所述待加热的板坯的贴靠接触和由此引起的板坯的升温同样保持在该温度上。根据本发明，通过仅须加热一个调温板，用于运行调温站所需的能量相比于由现有技术中已知的调温站更少，在由现有技术中已知的调温站的情况下，设置在相对置侧上的调温板被加热。同时能够通过所述轮廓部实现待加热的板坯的快速且高效的以及过程可靠的加热。
为了使轮廓部不被过度加热和/或热能从轮廓部被输出至下模或者上模，优选在轮廓部的下方或者说在轮廓部的背侧上设置有绝缘层。经由轮廓部被输出的热损耗由此极在大程度地得以避免。优选在调温板的背侧上也有绝缘层。此外，这降低了调温站的能耗。
所述轮廓部本身由金属材料构成并且由至少一个、优选多个体块、尤其是各单个体块构成，所述体块相对于下模或者上模突出地构造。在轮廓部的各个体块之间由此设置有自由空间，在所述自由空间中，待加热板坯的第二区域由此不发生贴靠。
在此，所述轮廓部能够由尤其是具有高耐磨性的陶瓷材料和/或钢构成。优选所述轮廓部具有大于等于3mm的高度、尤其是大于等于4mm的高度、完全特别优选5mm的高度。
在本发明的一个另外的有利的构造变型方案中规定，在所述调温站的上游连接有连续式炉。在此，金属板坯能够均匀地在所述连续式炉中被预加热。
特别优选，所述连续式炉沿着通过方向具有两个相继连续的温度区域。第一温度区域优选具有高于ac3的温度。板坯在通过该第一温度区域的情况下优选完全被奥氏体化。由此，尤其是在已预涂装的板坯(特别优选具有铝硅涂层)的情况下，所述预涂层通过与板坯的合金化构成金属间相。沿着通过方向处于其下游的第二温度区域优选具有较低的温度、尤其是小于ac3温度，使得板坯被调温至在500℃至750℃之间的温度、尤其是基本为600℃。紧接着，处于约600℃的所述板坯被输送至根据本发明的调温站中并且借助接触式加热局部地再次被加热至ac3以上的温度。
此外，在优选的构造变型方案中能够在轮廓部的背侧上设置有冷却系统。如果在运行的过程中，调温站和在这里轮廓部应过于剧烈地加热，则能够借助冷却系统可靠地控制所述过程。尤其是确保，第二类区域达不到大于ac1温度的温度。
作为本发明的优选的构造变型方案，所述调温板和/或所述轮廓部借助弹簧、尤其是压力弹簧支承在相应的下模或者上模中。由此，轮廓部或者调温板在调温站打开的状态中沿着压机行程方向伸出。由此，在闭合调温站的情况下，在时间上更早形成贴靠接触，这延长有效的贴靠时间并且由此延长用于加热板坯的加热时间。
作为替选方案可能的是，将整个下模悬挂地支承在弹簧上。
尤其是所述调温站由此在热变形与压力淬火模具的周期中作业。但是，有效的加热时间由于弹簧优选延长。热成型线的周期优选为3至30s，特别优选为5至20s和尤其是7至10s。在该周期中，板坯由此被加热。在下个周期中，将所述被加热的板坯装入到热变形与压力淬火模具中，将该热变形与压力淬火模具关闭，使板坯变形并且淬火硬化。在该周期结束时，将所述变形的与硬化的构件从所述热变形与压力淬火模具中取出。
此外，特别优选所述调温板本身构成为电阻。但是在本发明的范畴内也可能的是，通过加热器件加热所述调温板，于是所述调温板将其热量借助接触式加热经由热传导传递至板坯。
此外，在根据本发明的方法中规定，所述轮廓部被动地通过借助金属板坯的贴靠接触被调温板加热。
附图说明
本发明的另外的优点、特征、特性和方面是后续说明的对象。优选的构造变型方案在示意性的附图中示出。这些附图用于更简单地理解本发明。在附图中：
图1a以透视性侧视图示出根据本发明的热成型线；
图1b示出图1a中的、具有附加的连续式炉的热成型线；
图2以侧视图示出根据本发明的调温站；
图3示出根据图2的、根据本发明的调温站的一种替选的构造变型方案；并且
图4示出对于图3的一种替选的构造变型方案，在该构造变型方案中，整个下模弹性地支承。
具体实施方式
在各附图中，即使出于简化的原因不重复进行描述，对于相同的或者相似的构件仍使用相同的附图标记。
图1以透视性侧视图示出根据本发明的热成型线1。板坯2被输送至调温站4并且在调温站4中局部地加热，从而得到局部不同地被加热的板坯3。所述被加热的板坯3被输送到热变形与压力淬火模具5中并且随后在这里通过关闭热变形与压力淬火模具5被热变形并且局部基于先前不同的温度特性通过淬火硬化。
由此，在热变形与压力淬火模具5中制造热变形的、局部彼此不同地硬化的构件19。
图1b示出图1a的热成型线，但在调温站4的上游连接有连续式炉22。在这里示出的实施变型方案中，连续式炉22沿着通过方向dl具有两个温度区域t1和t2。在此，第一温度区域t1能够优选被加热至900℃或者更高的温度。可选的已预涂装的(优选利用铝硅预涂装的)板坯由此能够完全被奥氏体化。沿着通过方向(durchlaufrichtung)dl连接在下游的温度区域t2能够具有相对较低的温度，例如500℃至750℃，优选在约600℃的范围内。这样已预涂装的和可选地合金化(durchlegiert)的板坯具有均匀的温度轮廓。该板坯随后能够被输送至调温站4中。在这里借助接触式加热形成相应局部被限界的温度轮廓，使得在彼此温度不同的各个区域之间产生边缘清晰的过渡区域。未详细示出的工业机器人或者机械手能够将相应调温的板坯或者制成的构件在各个站之间输送。
图2现在以细节视图示出在打开状态中的调温站4。在未详细示出的上模7上设置有调温板6，该调温板优选构成为电阻。由此，该调温板具有用于加载电流的接口。在相对置侧，在未详细示出的下模8的区域中设置有承载板9，在该承载板上设置有可选的绝缘层10。相对于该绝缘层10，体块11作为轮廓部12突出高度h。在各体块11之间分别构造有自由空间13，所述自由空间在所述局部被加热的板坯3的在这里示出的底侧面14上导致非贴靠接触。
在体块11的区域中，借助压力使板坯2被压紧至调温板6上。因此，在所述被加热的板坯3上构成第一类区域15以及第二类区域16。第一类区域15完全奥氏体化。第二类区域16被加热至低于ac3温度的温度。如果调温站4闭合，则由于与调温板的贴靠接触实现从调温板6经由上侧面17到板坯中的热传导。
尤其是所述体块11也被动地被加热。这些体块贴靠在板坯2的底侧面14上。因此也实现从调温板6经由板坯进入体块11的热传导。在承载板9中可选地能够设置有冷却通道18，使得反作用于承载板9在调温站4连续运行的期间过于剧烈的加热。调温站4沿着压机行程方向20被闭合。
图3示出类似于图2的调温站4。但是在这里，体块11通过弹簧21沿着压机行程方向20相对于绝缘层10突出。由此，体块11弹性地支承。
图4示出一种替选的构造变型方案，在该构造变型方案中，所述整个下模8弹性地支承，例如支承在模具板或者底座上。由此也能够延长板坯2和体块11的热传导性贴靠的时间。
附图标记列表
1热成型线
2板坯
3被加热的板坯
4调温站
5热变形与压力淬火模具
6调温板
7上模
8下模
9承载板
10绝缘层
11体块
12轮廓部
13自由空间
14底侧面
15第一类区域
16第二类区域
17上侧面
18冷却通道
19构件
20压机行程方向
21弹簧
22连续式炉
h高度
t1温度区域
t2温度区域
dl通过方向