[发明专利]一种基于坯料形状特征的柔性化快速加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及热冲压成形加工技术领域，尤其是指一种基于坯料形状特征的柔性化快速加热方法。

背景技术

近年来，随着对汽车轻量化、燃油经济性以及被动安全性的日益关注，一项结合冲压和热处理，用于成形超高强钢板（UHSS）冲压件的新技术，即热冲压技术被广泛应用于汽车结构件的生产，该技术将热成形钢板加热保温完全奥氏体化后，转移至热成形模具中进行模内淬火成形，获得超高强度的热成形零件，不仅减轻零件的重量，同时也满足碰撞安全性的需求。

在传统热成形过程中，坯料一般在采用辐射加热方式的电阻式加热炉中进行加热、完全奥氏体化，此过程需要5～7分钟，是整个热成形生产周期中耗时最长的步骤。另外由于此种电炉依靠辐射和对流的热传递方式对坯料进行加热，坯料的厚度、表面状态使得其在炉内温度为800～100的辊底式、步进式或者箱式电炉中需要大约2分钟的时间才能达到设定温度，剩余的2～8分钟才为完全奥氏体化过程。此外，由于电阻式加热炉较低的能源利用率、较大的占地空间和较高的投入成本需要新的快速加热技术来提高生产效率、减少资金投入和降低能源消耗。

目前已有的快速加热技术主要有感应加热和导电加热，在能源利用率方面：导电加热>感应加热>辐射加热，在加热速率方面：导电加热>感应加热>辐射加热，但是在对坯料形状适应性方面：辐射加热>感应加热>导电加热，另外当坯料温度到达居里点时，感应加热的效率将大幅下降。另一方面，为了防止高温板料在输送和加热过程中被氧化，大部分商业化的热成形钢板都有防氧化涂层，如Al—Si涂层，这些涂层在与基体合金化后才具有较好的成形性和防氧化性能，而快速加热不能提供合金化所需的高温以及相对较长的保温时间。快速加热虽然有大的加热速率，但难以提供一个较为恒定的高温环境使坯料完全奥氏体化。

综合上述，在考虑汽车零件日趋小批量化前提下，在多条热成形线并行生产或者一模多件时，在零件形状较为规则时，如近矩形等，采用导电加热，将坯料迅速加热至700～800；在零件形状较为复杂时，如B柱坯料，采用感应加热，将坯料迅速加热至居里点，然后将这些坯料转移至电阻式加热炉中进行涂层的合金化和基体的完全奥氏体化。采用这种组合式柔性化快速加热方法，在缩短加热时间，提高加热效率和生产效率的同时，也节省了加热设备的重复购置成本，同时也能保证涂层板的防氧化性能和成形性能，免去了保护气设备购置和辊底式加热炉的炉辊更换、维修成本。因此，这种柔性化快速加热方法具有广阔的工程应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于坯料形状特征的柔性化快速加热方法，该方法能有效的提高生产效率、生产线自动化率以及降低设备占地面积，同时避免加热设备的重复购置成本并解决多坯料共线加热这一柔性生产问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于坯料形状特征的柔性化快速加热方法，其特征在于包括如下步骤：步骤A、冷坯料在机器视觉设备下进行形状特征识别，并将识别结果和得到的坯料数字模型反馈至总控系统；

步骤B、由总控系统识别出冷坯料为形状不规则的坯料还是形状规则的坯料，并由输送系统将形状不规则的坯料输送至感应加热炉中，将形状规则的坯料输送至电加热炉中；

步骤C、由总控系统根据坯料数字模型控制坯料在感应加热炉中的加热区域和加热温度，直至坯料加热至居里点；

步骤D、将步骤C得到的坯料输送至电阻式加热炉中进行保温直至坯料完全奥氏体化。

优选的，所述步骤C中，感应加热炉中的炉内温度为700～800摄氏度。

优选的，所述步骤C中，感应加热炉中的炉内温度为740～760摄氏度。

优选的，所述步骤C中，采用红外测温与闭环反馈控制系统来进行控温。

优选的，所述步骤C中，总控系统根据坯料输送速率和数字模型来控制加热功率。

优选的，所述步骤C中的加热时间为5～10秒。

优选的，所述步骤D中，电阻式加热炉的炉内温度为850～950摄氏度。

优选的，所述步骤D中的保温时间为3～5分钟。

本发明的有益效果在于：