[发明专利]用于进行能量高效的热成型处理的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对钢部件、特别是对由钢构成的板坯或毛坯进行热成型处理的方法，在该方法中，将在热炉中的钢部件加热至高于Ac1温度的温度，以至少部分进行奥氏体化，并且在成型工具中进行热成型处理。此外，本发明涉及用于实施该方法的装置，其具有将钢部件加热至Ac1温度以上以使钢部件至少部分形成奥氏体结构的热炉，还具有用于使钢部件热成型的成型工具，并且具有将钢部件从热炉输送至成型工具的构件。

背景技术

在本发明意义上的钢部件例如是板坯或毛坯，该板坯或毛坯设置用于进行热成型处理。毛坯可以例如作为下料或作为预成型的板坯而存在。为实施热成型处理，必须将用于热成型的钢部件首先加热至高于AC1温度点的温度，从而使钢部件的结构至少部分地进行奥氏体化。然而，优选该钢部件完全地进行奥氏体化。为此，通常将该钢部件加热至高于AC3温度点的温度，奥氏体结构的形成在该温度条件下结束，而且由此该钢部件完全处于奥氏体结构。

接着，将钢部件嵌入成型工具中，并且在高于AC1温度点的温度条件下进行热成型处理。凭借成型工具，进行所谓的“压制淬火”，在该过程中，由于快速的冷却，成型的钢部件的奥氏体结构转化为马氏体结构。由此生成了具有高强度的热成型钢部件。为了防止在对钢部件进行温度处理的过程中生成氧化皮，并同时为了提供防腐蚀保护，用于热成型的钢部件优选用AlSi层进行涂层。最后，接着压制淬火步骤进行另一工作步骤，在该步骤中对成型的钢部件进行另一步热处理，例如进行回火处理，从而在一定区域或整体上对钢部件的性能重新加以改变，例如提高它的可延展性。

热成型一方面来说是能量密集过程，这是因为，必须在数分钟内将钢部件加热至高于AC1温度点的温度，或者加热至高于AC3温度点的温度，并在该温度条件下保持数分钟。其它的能量以热的形式在成型工具中以及另一热处理步骤中接着用于成型步骤。这对于可能出现的预热也有效，该预热是在将钢部件加热至高于AC1温度点的温度过程之前进行的。这显示了，特别是在对钢部件进行批量生产的过程中的能量耗费不利于前述方法的经济性。此外确认了，用于热成型的钢部件的制造的循环时间是应当要改进的。由德语文献DE 102005033042B3已知，对用于压制淬火的具有金属涂层的毛坯的预热通过利用加热到至少在AC1温度以上的毛坯的冷却过程的废热来实现。然而这显示了，源自于毛坯冷却过程的余热对于明显降低能量费用是不足的。

发明内容

因而，本发明的目的在于，提供一种对钢部件进行热成型处理的方法，该方法实现了能量高效的热成型处理的实施，并同时缩短了制造热成型部件的循环时间。此外，提供了一种用于实施本发明的方法的装置。

对于这种类型的方法，根据本发明的第一原理，由此实现了上述目的：在对钢部件至少部分地进行奥氏体化之前和/或之后，使用热炉的废热用于钢部件的其它的热处理步骤。

这显示了，为实现对钢部件至少部分地进行奥氏体化而使用的热炉生产了大量的废热，这样的废热迄今还没有得到利用。根据本发明，该热炉的废热应当在对钢部件至少部分地进行奥氏体化之前和/或之后，用于钢部件的其它热处理步骤，从而可以显著地节约能量。

如果在至少部分地进行奥氏体化之前，钢部件通过使用热炉的废热得到加热，那么用于整个热成型的循环时间能够得以缩短，这是因为，热炉中的用于至少部分地进行奥氏体化的部件由于更高的进入温度明显更快地达到所预期的温度，而不会在过程中使用明显更多的能量。用于对钢部件至少部分进行奥氏体化的热炉的废热热量大到这个程度，即，使在热处理之后所需的热量通过热炉的废热来提供。根据本发明的方法的能量高效性由此可以进一步得到提高。

根据本发明的方法的第一设计方案，使用贯通炉，优选辊筒炉，用于对钢部件至少部分地进行奥氏体化。贯通炉或辊筒炉提供了简单的可能性，即，在一个连续过程中对钢部件至少部分地进行奥氏体化，并嵌入相对应的生产线。

能够在前置或后置的热处理中所使用的废热热量可以由此得到提高，即，使用于对钢部件至少部分地进行奥氏体化的热炉至少部分地用气体加热，而且利用了热炉的燃烧废气。所谓的反射炉可以在极短的时间内将部件加热至高于AC1温度点的预期温度，或者加热至高于AC3温度点的温度，从而使用于对钢部件至少部分地进行奥氏体化的循环时间相对缩短。此外，燃烧气体的废热以简单的方式得到利用，用该方式，例如通过热交换器将能量从气体中抽出，或者将废气直接用于其它的热处理。还可以考虑，用气体加热的热炉额外配备有感应热传递的构件和/或通过热辐射进行热传递的构件。