[发明专利]可生产分区强度热冲压件的加热装置、生产线和方法

说明书

一种可生产分区强度热冲压件的加热装置，具有该加热装置的生产线以及热冲压成形方法。该加热装置包括：分离的加热和冷却装置与终加热装置，所述加热和冷却装置包括：相对布置的上绝热壳体和下绝热壳体；与所述上绝热壳体和下绝热壳体中的一个或者两个连接的加压装置；所述上绝热壳体和下绝热壳体的相对布置的表面中的至少一个表面上具有仿形传热板和冷却块，所述仿形传热板和冷却块相邻布置，所述仿形传热板处设置有加热器，所述冷却块内设置有冷却水道。本发明中的料片在加热和冷却装置内静止，产品的不同强度区域可以为任意位置、曲线和方向，软硬过渡区可以很窄。

技术领域

本发明涉及热冲压成形技术领域，尤其是一种可生产具有分区强度的热冲压零件的加热装置，具有该加热装置的生产线以及热冲压成形方法。

背景技术

在当前热冲压产品中，要求不同强度分区的产品越来越多。而且在一个产品上要求不同位置出现软区的要求也越来越多。例如，汽车B柱加强板，除了要求在车身位置的下部具有强度较低的软区外，还要求在B柱的两侧边的焊接位置设置软区，这个焊接软区与硬区的过渡区要求非常窄。这给按现有技术制造软区带来了空前的挑战，现有技术无法很好地满足这个要求。

在热压制件上制造软区主要有两种思路：一个是降低软区部位的加热温度。热压件的通常强度要求是抗拉强度1500MPa。这需要将坯料加热到板材的Ac3 温度即完全奥氏体相变温度以上，即860℃以上，然后快速冷却，即以超过27℃ /s的平均冷却速度实施模具冷却。才能获得以马氏体为主体的抗拉强度为 1500MPa的超高强度淬火组织，即硬区。如果板材上某个区域加热温度不到Ac1 温度即奥氏体相变起始温度即700℃以下，板材中该区域的原组织铁素体/珠光体没有转变为奥氏体，模具成形并保压淬火冷却以后的组织仍将是基材原有的强度较低的铁素体或珠光体组织。这样就实现了在热压零件上局部区域的软区即低强度区域。

现有技术中，采用在辊底式加热炉内分不同的加热温度区域：参见图2，料片在辊底炉中做横向送进，炉内设置挡板将炉子截面宽度方向分为两个或者数个加热和降温区域:高温区和低温区。料片在横向送进时，沿料片的长度方向将被加热成两个或者数个不同的温度。料片上温度低的区域保压淬火后的强度低，以实现上述软区。例如，公开号为CN103028645，名称为“一种变强度分布高强钢板材零件的热冲压成形方法”的专利申请即公开了这一技术。

然而，这项技术具有以下不足：

1)料片在辊底炉内作横向送进时非常不稳定，远远不如纵向送进稳定。料片出炉时的位置很不稳定，导致报废率高。

2)由于炉内高低温区不能截然分离，加之料片在送进中的跑偏，导致料片上的强度分区之间的过渡区域的位置和宽度控制不准确。

3)由于炉内高低温区是由挡板分隔的，而料片需要一直作送进运动，这就使得在炉内设置不同加热区是非常不方便的，不同温度加热区的分界线不易改变，并且不同强度分区界线必须与炉内挡板平行。这要求料片上的不同强度区的分界线要与料片在辊底炉子中的送进方向平行。如果制件产品上的不同强度分区的分界线是任意方向的，就无法实现如此要求的软区。当料片上的低强度区在料片上呈任意分布时，无论让料片在炉中做哪个方向的送进，都无法同时满足不同强度区被炉内挡板分隔成不同温度区。如图2所示，现有的辊底炉内虽然可以设置高温区(501)和低温区(502)以分别实现对汽车B柱加强板的硬区(1)和下部软区(3)的区分加热，然而却无法完成对两侧软区(2)的低温加热。

在热压制件上制造软区的另一种思路为：即使板材全部区域被加热到了完全奥氏体化温度以上，通过在局部区域延缓冷却速度，使该区域室温组织不是马氏体组织，而是铁素体/珠光体/贝氏体组织，达到降低该区域强度的目的。