[发明专利]用于热冲压成型异形板的模具水循环系统以及加工系统

说明书

本发明公开了一种用于热冲压成型异形板的模具水循环系统以及加工系统，所述模具水循环系统包括垫冲压模具，所述热冲压成型模具包括一凹模、一凸模以及冷却水道，所述凹模具有与所述底壁以及两侧壁形状相匹配的模腔，所述模具水循环系统还包括入水口水箱、伺服变量泵、第一压力传感器、第一流量传感器、温度传感器、第二流量传感器、出水口水箱、冷却水循环机、流量控制器以及若干管道，所述入水口水箱的出水端通过一第一管道与所述伺服变量泵的输入端连接，所述伺服变量泵的输出端通过一第二管道与模具的冷却水道输入端连接，所述模具的冷却水道输出端通过一第三管道与所述出水口水箱的入水端连接。

技术领域

本发明涉及热冲压模具的水循环系统，特别涉及一种用于热冲压成型异形板的模具水循环系统以及加工系统。

背景技术

热冲压是一种获得拥有优良性能冲压件的成形方法，其过程是把高强钢板(22MnB)加热到奥氏体化温度并保温使奥氏体均匀化，然后快速移动到冲压模具上，在模具上完成冲压过程和保压淬火，最后获得组织形态以马氏体为主的高强钢冲压件。热冲压工艺的优点在于冲压过程中变形抗力小，所得制件强度高，回弹相对冷冲压件小。

其成形过程中板件温度的变化对成形件质量的影响显著。由于板件的冷却速率在整个冲压过程中是不均匀的，高温时板件与模具之间的热传递非常快。在冲压过程刚开始时，凸模圆角和凹模圆角最先接触到板件，此时板件与模具之间由于有巨大的温差而使得传热剧烈并倒致与这部分材料温度下降剧烈，而使得这部分材料开始向铁素体和珠光体转变，进而使得最终淬火时得不到马氏体相。随着冲压过程的继续进行，与凹模圆角接触的那部分材料继续向模具内流动形成冲压件的侧壁部分；与此同时，法兰部分的材料逐渐向中心流动并与凹模圆角接触，这也使得这部分材料温度下降，进而开始向铁素体和珠光体转变而使最终淬火得到的马氏体含量减少。以上这些不均匀的降温最终使得成形件的圆角和侧壁发生扩散型相变而使铁素体和珠光体含量较多，并使最终保压淬火得到的热冲压件马氏体含量少而且组织不均匀。

热冲压的保压淬火过程对成形件组织和性能的影响也尤为重要，能否获得马氏体含量均匀，性能均一的构件取决于保压淬火过程中板件各个部分的冷却速率。只有当板件的冷却速率大于临界冷却速率(对多数热冲压硼钢而言,此临界值约为27℃/s)时奥氏体才会转变为马氏体。然而在保压淬火阶段，坯料和模具接触往往是不均匀的，这是因为在热冲压时凸模圆角处的材料和凸模圆角处的材料最先接触到模具，此两部分的材料冷却速率加快因而产生局部硬化，而在后续成形过程中，成形件侧壁部分材料受拉应力的作用而减薄致使最后合模时，成形件的侧壁不能与模具形面完整贴合而存在间隙。坯料和模具接触紧密的地方热量通过对流、辐射、传倒扩散因而冷却速率较快，而坯料和模具有间隙的地方热量只能以热辐射的形式和通过空气介质传播，因此冷却速率较慢。冷却速率的不均匀性倒致了组织的不均匀，进而使得冲压件整体力学性能的不均匀，在侧壁部分冷却速率慢，所获得的马氏体含量低，强度硬度不足。

并且，现有的方案中，热冲压模具的常规冷却水流量控制系统仅能实现恒定流量的控制，热冲压模具在成形、保压和抬起的整个运行周期内，流入模具内的冷却水流量始终保持基本恒定，制冷设备保持持续工作，造成电能浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明实有必要提供一种用于热冲压成型异形板的模具水循环系统以及加工系统。