[发明专利]分段式的模压淬火模具

说明书

本发明涉及一种用于由可硬化的钢板材料制造被硬化的板形件的模压淬火模具。

用于制造已硬化的板形件的模压淬火模具在现有技术中是已知的。这种模压淬火模具包括至少两个模具零件，它们能够沿工作方向相互位移，并且已加热的钢板材料在它们之间通过施加压力而变形并且通常同时被冷却，由此按照已知的冶金学机理提高强度。

为了实现尽可能好的冷却和很好的形状保持度，在压硬过程中钢板材料需要全面地贴靠在模具零件的模具作用面上。通常这种全面的贴靠需要对模压淬火模具非常耗费的加工来实现。但是在实践中，即使这种加工也不能可靠地保证钢板材料全面地贴靠在模具作用面上、尤其是在倾斜的区域(也就是说相对工作方向的倾斜)，这例如会导致工件磨损的增大和/或钢板材料的不规则的厚度分布。

这种问题已经在WO2006/015849A2中阐述过。为了解决这种问题，在WO2006/015849A2中推荐一种模压淬火模具，其中钢板材料在压硬过程中仅在相关的区域中在模具零件之间局部地被夹紧，为此模具作用面由相应的夹紧条板(例如以凸缘或阶梯的形式)构成。在钢板材料的压硬过程中，在未被夹紧的区域中钢板材料与一个或两个模具作用面间隔一定的空气缝隙。

但是，在WO2006/015849A2中推荐的模压淬火模具中的缺点在于，钢板材料在未被夹紧的区域中由于较小的冷却速度没有或仅一定比例地较小地提高了强度。所制造的钢板件因此具有不同的强度属性。然而这种板形件不能适应所有的应用目的。

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种模压淬火模具，其不具有上述缺点或至少仅在缩小的范围中具有上述缺点。

所述技术问题通过具有权利要求1的特征的按照本发明的模压淬火模具解决。在从属权利要求中给出的特征和特征组合涉及的是按照本发明的模压淬火模具优选的构造和扩展设计。

按照本发明的模压淬火模具包括至少两个模具零件，它们能够沿工作方向相向地移动，并且在它们之间通过施加沿工作方向作用的压力使已加热的钢板材料变形(钢板材料的成型理解为变形和/或形状保持，如以下进一步阐述)并且被冷却，并且在此以已知方式能够被硬化。按照本发明规定，至少一个模具零件至少局部设计为分段式的，并且具有至少一个具有横向于工作方向延伸的成型部段的第一部段，并且还具有至少一个具有倾斜于工作方向延伸的成型部段的第二部段，其中第一部段活动地设置在相关的模具零件中，并且在超过特定的压力时逆向于这种施加的压力而退让(nachgeben)或后退，用于由此实现模具零件继续的相向移动，并且进而实现由此引起的第二部段的在钢板材料上加强的按压。根据本发明的模压淬火模具能够被设计为同时制造多个压硬的板材件。此外，借助根据本发明的模压淬火模具还能够制造局部硬化的板材件。

为了在压硬过程中冷却钢板材料优选规定，至少一个模具零件和尤其分段式设计的模具零件也设计为可冷却的模具零件，为此这种模具零件配备至少一个用于冷却或至少部分冷却模具作用面的冷却装置。至少一个第二部段尤其也具有至少一个冷却装置(例如冷却通道)。

分段式设计的模具零件的部段分别具有成型部段。成型部段可以理解为属于模具作用面的表面部段，其在压硬过程中直接地与钢板材料相接触。这种成型部段可以是平的或具有空间的造型。对于横向于工作方向延伸的成型部段尤其理解为(模具作用面)的表面部段，其基本上垂直于工作方向延伸。对于倾斜于工作方向延伸的成型部段尤其理解为(模具作用面)的表面部段，其基本上以相对工作方向呈0°至15°的角度延伸。为了评估成型部段的延伸或定向，必要时考虑用于相关表面部段的数学上的补偿面。分段式设计的模具零件的部段优选这样设计和布置，使得它的成型部段在压硬过程的任何时刻构成基本上无缝隙的模具作用表面。

通过在压硬过程中至少一个第一部段在超过特定的或定义的压力时能够逆向于所施加的压力而退让或后退，按照本发明的模压淬火模具的模具零件(所施加的压力没有显著提高)仍能继续相向移动(以几个百分之一或十分之一毫米的数量级)，由此相对置的或相配合的模具作用面的表面部段在倾斜区域中沿工作方向相向运动。通过按照本发明的模具构造的设计方案，因此也可以在倾斜于工作方向的区域中(例如在边框区域中)利用由此产生的高的面压力(尤其相对于传统的模压淬火模具)实现待硬化的钢板材料用于成型和冷却足够地面状地贴靠在模具作用面上。