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熱沖壓成形的工藝要點
發布者:潤昊五金 發布日期:2017-09-17

   熱沖壓成形(Hotstamping)是國際上近幾年來出現的一項專門用于成形超高強度鋼板沖壓件的先進制造技術,也是汽車沖壓件制造領域內的最新技術。
  熱沖壓成形中所使用的鋼板是一種特殊的硼合金鋼板,這種鋼板不同于傳統的冷成形超高強鋼。現在應用比較廣泛的雙相鋼、復相鋼等冷成形高強度鋼板一般是在常溫下通過冷沖壓的方法成形,成形前后零件的顯微組織和機械強度基本不發生改變。而熱沖壓成形中所使用的鋼板在常溫下強度不很高,抗拉強度僅有400~600MPa,具有良好的塑性與可成形性;它是通過熱沖壓成形工藝進行成形和淬火后,零件的顯微組織由原來的鐵素體和珠光體轉變成均勻的馬氏體,抗拉強度可以達到1500MPa以上,硬度可以達到50HRC,而且基本沒有回彈,具有很高的尺寸精度。在鋼板中添加了硼,其目的在于提高鋼板的淬火性能,使板料的組織轉變順利進行。此外,為了提高材料的強度以及其它力學性能,還添加了Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等多種合金微量元素。
  熱沖壓成形由以下幾個工序組成:
  1.落料:是熱沖壓成形中的第一道工序,把板材沖壓出所需外輪廓坯料。
  2.奧氏體化:包括加熱和保溫兩個階段。這一工序的目的在于將鋼板加熱到一個合適的溫度,使鋼板完全奧氏體化,并且具有良好的塑性。加熱所使用的設備為專用的連續加熱爐,鋼板在加熱到再結晶溫度以上之后,表面很容易氧化,生成氧化皮,這層氧化皮會對后續的加工造成不利的影響。為了避免或減少鋼板在加熱爐中的氧化,一般在加熱爐內設置惰性氣體保護機制,或者對板料進行表面防氧化處理。
  3.轉移:指的是將加熱后的鋼板從加熱爐中取出放進熱成形模具中去。在這一道工序中,必須保證鋼板被盡可能快地轉移到模具中,一方面是為了防止高溫下的鋼板氧化,另一方面是為了確保鋼板在成形時仍然處在較高的溫度下,以具有良好的塑性。
  4.沖壓和淬火。在將鋼板放進模具之后,要立即對鋼板進行沖壓成形,以免溫度下降過多影響鋼板的成形性能。成形以后模具要合模保壓一段時間,一方面是為了控制零件的形狀,另一方面是利用模具中設置的冷卻裝置對鋼板進行淬火,使零件形成均勻的馬氏體組織,獲得良好的尺寸精度和機械性能。研究表明,就目前常用的熱沖壓鋼材而言,實現奧氏體向馬氏體轉變的最小冷卻速率為27~30℃/s,因此要保證模具對板料的冷卻速度大于此臨界值。
  5.后續處理。在成形件從模具中取出以后,還需要對其進行一些后續的處理,如利用酸洗或噴丸的方式去除零件表面的氧化皮,以及對零件進行切邊和鉆孔。熱沖壓件由于強度太高,不能用傳統的手段對其進行切邊及鉆孔加工,而必須用激光技術來完成。
  熱沖壓模具設計是熱沖壓成形工藝的核心技術,它不僅要滿足零件的成形需要,而且還要具有優異的冷卻能力,以保證零件獲得良好的機械性能和尺寸精度。



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