[发明专利]用于制造热成型和压淬的钢板产品的热成型生产线和方法

说明书

本发明涉及一种用于制造热成型和压淬的钢板产品(2)的热成型生产线(1)，其具有用于加热至少一个金属板坯(4)的温度控制工位(3)、用于热成型和压淬加热的金属板坯(4)的热成型和压淬工具(5)以及用于在热成型和压淬之前和/或之后夹持和运输金属板坯(4)的至少一个坯夹具(7)，其中坯夹具(7)在夹持金属板坯(4)期间与金属板坯(4)形成至少一个接触区域(10)。该坯夹具(7)设计为在热成型和压淬之前的夹持和运输期间相对于金属板坯(4)的与接触区域(10)相邻但不接触的相邻区域(11)在至少一个接触区域(10)中冷却金属板坯(4)，并且坯夹具(7)设计为在热成型和压淬之后的夹持和运输期间相对于金属板坯(4)的与接触区域(10)相邻但不接触的相邻区域(11)在至少一个接触区域(10)中加热金属板坯(4)。本发明进一步涉及一种用于制造热成型和压淬的钢板产品(2)的方法。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于制造热成型和压淬的钢板产品的热成型生产线。本发明还涉及根据权利要求7的前序部分的用于制造热成型和压淬的钢板产品的方法。

背景技术

现有技术中已知，借助于热成型和压淬制造钢板产品。为此目的，将由可硬化钢合金制成的金属板坯至少局部地加热到比奥氏体化温度高的温度。在加热之后，将金属板坯以热状态插入热成型工具中并热成型。在热成型工艺完成之后，所形成的部件在热成型工具中快速冷却，从而开始材料结构的硬化。这称为压淬过程。

因此，为了进行这样的制造过程需要加热工位(也称为温度控制工位)，以及热成型和压淬工具。在温度控制工位中，将金属板坯保持在例如约930℃的温度下若干分钟，例如约6分钟。在热成型之后，由示例性材料22MnB5制成的金属板坯以大于27K/s的冷却速率快速冷却，从而在金属板坯中形成马氏体微结构以实现所需的硬化。在各个工位或工具之间使用操纵器(主要是以工业机器人的形式)将金属板坯或部件从一个工位运输到下一个工位。

例如，US 2017/0183755 A1示出了这种类型的热成型生产线。作为用于将金属板坯从温度控制工位运输到热成型和压淬工具的操纵器，使用沿着线性输送系统可线性移动的坯夹具。

US 4712413 A和US 4569218 A分别公开了一种用于形成加热的金属预成型件的设备。在该设备中，加热的金属预成型件从夹具运输到成型工具。为了防止预成型件在成型前通过夹具运输过程中过多的热量损失，该夹具配有用于加热夹具爪的电加热器。

RU 2468883 C1公开了一种带有夹具爪的锻造机械手，其中夹具爪与工件的接触区域具有用于降低导热率的锆涂层。

CN 103192380 A描述了一种与机器人臂连接的机器人夹具，该机器人夹具可以根据环境温度借助于加热设备加热。

从US 6499777 B1还已知了一种用于运输热加工晶片的夹持构件，这些晶片在运输过程中通过夹持构件冷却。夹持构件具有用于对流和导热传热的介质。

US 9061340 B2公开了一种热成型和压淬工具，该工具用于定制焊接成型部件的热成型和压淬，其中由两个不同厚度的金属板坯制成的成型部件通过焊接连接在一起，在热成型和压淬工具中与其焊缝一起形成并硬化。由于不可能在不规则形状的焊缝与热成型和压淬工具之间产生足够大的直接接触表面，建议在待成型的成型部件的焊缝区域中在热成型和压淬工具中设置凹槽，在冷却和硬化过程中冷却剂流动通过该凹槽，确保成型部件的焊缝区域以与连接的金属板坯的其余区域相同的方式冷却。这旨在确保焊缝区域的强度。

通常，热成型和压淬的钢板产品在其制造之后通过热粘合技术(例如通过焊接或点焊)与其它部件(例如其它热成型和压淬的钢板产品)材料结合地连接。例如，以这种方式，车辆的热成型和压淬的B柱的连接法兰盘可以与车辆结构或车身的其余部分连接。