[发明专利]用于热成形硼钢材料分段强化的点加热模具及工艺

说明书

本发明提供用于热成形硼钢材料分段强化的点加热模具及工艺，上模座的下表面固定有上模硬区成形镶块和上模软区成形镶块；下模座的上表面固定有下模硬区成形镶块、下模软区成形镶块，所述上模软区成形镶块内部设置有至少两个独立的、呈点阵状分布的、沿工件型面的法向方向放置的上模软区加热元件，所述下模软区成形镶块内部也设置有至少两个独立的、呈点阵状分布的、沿工件型面的法向方向放置的下模软区加热元件；采用上述结构进行工件加热，加热元件点阵组合方式更加自由，不同点阵组合可以独立控制各自区域的温度，进而控制工件热处理速度，最终得到想要的工件机械性能，因而工件机械性能调节更加独立、方便、精确。

技术领域

本发明涉及热处理塑性成形技术领域，尤其涉及一种硼钢钢板、钢管高温下成形及分段强化淬火工艺及模具。

背景技术

汽车硼钢作为一种新兴超高强度热成形钢，为分段强化技术提供了可能——同一个零件，可以根据汽车设计的需要，在该零件的不同区域采用不同的热处理工艺，从而获得不同强度和塑性。热成形硼钢材料的软区技术的生产工艺分为4个阶段：

1）加热：将硼钢钢板加热至热处理所需要的温度；

2）传输：将硼钢钢板传送至待冲压的模具中；

3）成形：在高温下由模具冲压成形；

4) 淬火冷却：在不同区域控制不同的冷却速度，可以发生：

a）硬区快速冷却（>25°/秒）。从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，得到强度和硬度极高、塑性较低的零件。其强度可以达到1500～2000MPa，塑性大于5%；

b) 软区慢速冷却（<25°/秒）。通过控制不同的冷却速度，在奥氏体组织转化的过程中，可以缓慢冷却，向铁素体和珠光体微观组织的转变，得到强度和硬度较高、塑性良好的零件；也可以较快冷却，向贝氏体微观组织的转变，得到强度和硬度很高、塑性适中的零件。

现有生产技术中，针对硼钢的生产工艺多为HS1150单一强度的解决方案，该方案虽然可以得到强度极高的材料，但是在汽车设计中，特别是汽车碰撞保护的设计中，需要工件的机械性能在不同区域具有的强度和延伸率。例如，在工件要求强度高的区域，要求使用与HS1150性能相似的材料，但是在有些区域，需要工件具有更好的延伸率，更好的吸能效果，这种区域要求使用HS400性能相似的材料。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种硼钢钢板的热成形模具，对工件实行分区域、点阵式温度控制，进而控制工件冷却速度，实现分段强化技术。

本发明采用以下技术方案：本发明用于热成形硼钢材料分段强化的点加热模具及工艺，包括：上模座、下模座，上模座的下表面固定有上模硬区成形镶块和上模软区成形镶块；下模座的上表面固定有与上模硬区成形镶块相配合的下模硬区成形镶块、与上模软区成形镶块相配合的下模软区成形镶块，所述上模软区成形镶块内部设置有至少两个独立的上模软区加热元件，所述下模软区成形镶块内部也设置有至少两个独立的下模软区加热元件，实现对工件的双向加热；所述上模软区加热元件、下模软区加热元件呈点阵状分布，实现对工件的双向点状加热；所述上模软区加热元件、下模软区加热元件沿工件型面的法向方向放置。

优选的，还包括有温控模块，所述温控模块包括有：电气控制单元、上模温度探测器、上模温度调节器、上模加热源、下模温度探测器、下模温度调节器、下模加热源；所述上模温度探测器与电气控制单元电连接，用于对温度的检测，所述电气控制单元输出端与上模温度调节器电连接，所述上模温度调节器与上模加热源连接，用于控制上模加热源对上模软区加热元件的输出功率；所述下模温度探测器与电气控制单元电连接，用于对下模软区成形镶块内温度的检测，所述电气控制单元输出端与下模温度调节器电连接，所述下模温度调节器与下模加热源连接，用于控制下模加热源对下模软区加热元件的输出功率。