[发明专利]高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强钢热成形技术领域，特别涉及了一种电流辅助自阻加热成形装置及方法。

背景技术

近年来随着汽车工业的不断发展，能源短缺及环境污染等一系列问题日益突出，车身减重和节能降耗成为主流汽车行业的共同选择。高强钢材料以其在车身减重中发挥的显著作用在汽车行业中得到了越来越多的应用。但是在常温下高强钢的塑性变形范围很小，所需成形力大，成形后回弹严重、易开裂，而且对模具的损害十分严重，成形性能很差。传统的冷冲压成形工艺已不能满足其成形要求，必须采用热成形技术。

目前，热成形技术主要有两种：一种是将成形板料放入加热炉中加热，待加热到成形温度后，将板料从加热炉运送到成形设备上。高温状态下的板料在转移过程中散热速度快，热量损失严重，而且也会发生很严重的表面氧化现象。温度与材料的损失使板料成形温度无法达到预期温度而且成形后表面质量较差。另一种方式是将板料和模具一起放入加热炉中加热，由于板料和模具整体进行加热，绝大部分热量传递到了模具上，能量利用率很低。此外，模具和板料接受热量的方式主要是通过热传导与热辐射，热量的传输速度比较慢，要加热到成形温度需要时间较长，成形过程需要很长的时间，能耗大，而且模具损耗快，生产效率很低。例如申请号为201010205200.2，名为《电流自阻加热成型铝基复合材料薄壁零件方法》，利用电流流经坯料所产生的焦耳电阻热直接对坯料本身进行加热，极大地提高了能量的利用率与加热的效率，但是该专利提供的方法所应用的装置加电复杂，且应用在熔点低，硬度低的铝基复合材料。

发明内容

本发明为了解决现有的快速热成形装置的加电复杂，且现有的快速热成形方法不能应用于熔点高、硬度高的材质的问题，提出了高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置及方法。

高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置，它包括电源、模具、一对板料夹持电极、两个垫块和两个绝缘云母片，

所述模具由上模具和下模具组成，

两个垫块分别位于下模具的两侧，在一个垫块和一个板料夹持电极通过一个绝缘云母片固定连接，

上模具位于待成形板料的正上方，下模具位于待成形板料的正下方，待成形板料的成形部位置于下模具的空腔中，板料夹持电极用于夹持待成形板料，板料夹持电极的两个电极端通过铜编织带导线连接在电源上。

采用高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置实现快速热成形的方法，先将高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置于液压机上，所述方法为：

步骤a：根据待成形板料的横截面尺寸和电阻数据，选择成形工艺参数；

步骤b：将待成形板料放置在上模具和下模具之间，待成形板料的成形部位置于下模具的空腔中，将板料两端用板料夹持电极夹紧，然后通电加热，加热速度为5℃/s～20℃/s；

步骤c：通过红外测温仪实时测量待成形板料的温度，并依据其温度实时调整电源（1）的输出电流参数；

步骤d：当温度达到700℃～800℃后，通过液压机施压，上模受压下行，上模压头将板料压入下模型腔中，使待成形板料发生塑性变形，使待成形板料与下模具内表面贴合，从而完成一次高强钢细长结构件电流辅助快速热成形过程。

本发明利用电流通过板料所产生的焦耳电阻热直接对板料进行加热，达到成形温度后进行快速的原位冲压成形，这种技术不仅可以避免传统超塑性成形工艺中整体式加热消耗在模具等其它部件上的热量损失，而且使得加热过程非常迅速、板料内部温度分布非常均匀，极大地提高了能量的利用率与加热的效率。此外，由于板料到温后可以立即进行成形，温度均匀，有利于板料的塑性变形，改善产品质量。

本发明应用一对板料夹持电极，对板料的加持方便牢固，且直接将电源加在一对板料夹持电极的两个电极端即可，加电方便，且本发明所述方法的将温度加到1000℃左右，可应用于熔点较高，硬度较大的板料，如高强钢。

附图说明

图1是具体实施方式一所述的高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置的结构图；

图2具体实施方式一所述的高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置的三维结构图；

图3是具体实施方式四所述的高强钢细长结构件电流辅助快速热成形方法的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置，它包括电源1、模具、一对板料夹持电极3、两个垫块4和两个绝缘云母片5，

所述模具由上模具2-1和下模具2-2组成，