[发明专利]一种用于高强钢管件热气压成形的管坯支撑装置

说明书

本发明提供了一种用于高强钢管件热气压成形的管坯支撑装置，包括上模具、下模具、固定块、弹簧机构和支撑块；上模具和下模具合模状态时，在上模具和下模具的宽度方向开有空腔；固定块固定在下模具的空腔中，弹簧机构一端连接固定块，另一端连接支撑块，固定块、弹簧机构和支撑块组成的支撑结构在空腔中布置3个及3个以上。本发明采用模具型腔外部的支撑块，模具型腔外部局部布置一定数量支撑结构即可保证管件在成形时具有较好的成形性能，该方式可以适用于不同形状和尺寸的模腔，设计合理、通用性好、成本低、简单易行。

技术领域

本发明涉及一种管坯支撑装置，具体涉及一种用于高强钢管件热气压成形的管坯支撑装置。

背景技术

为应对全球化的能源危机，响应国家节能减排的号召，轻量化技术已经成为汽车行业发展过程中的一个关键性技术。在综合考虑汽车安全性和生产成本等因素的情况下，采用高强钢代替传统低碳钢材料已成为汽车材料发展的重要方向。目前，采用高强钢制造的复杂异形管件在汽车结构上得到越来越多的应用。在现有高强钢中，硼钢(如22MnB5,BR1500HS)需要采用热冲压成形技术，首先将坯料加热实现奥氏体化，然后在热态下快速成形，随后再在模具中冷却淬火以获得马氏体组织。对于具有封闭截面的硼钢高强钢(以下简称高强钢)管件热气压成形时，首先通过感应线圈或加热炉等将原始管坯加热到850～950℃，使之均匀奥氏体化，随后将管坯快速转移到成形模具上，快速闭合模具，然后在保持模具合模状态下，向热态管坯内充入高压气体，利用高压气体使管坯发生胀形变形，最后向模具中快速通入冷却水等使模具降温以后对成形后管件进行淬火。该方法克服了采用刚性模具直接热冲压成形管件时出现零件形状尺寸精度差、性能无法保证的难题。同时，高强钢管件高温下成形与贴模淬火均在一套模具上完成，在节约生产成本的同时提高了生产效率。

在高强钢管件热气压成形过程中，为保证成形后的热态管件能够完成模内淬火，需要在成形模具内部布置一定结构的冷却水路，使模具始终处于50～150℃左右的较低温度。当将原始管坯在模具外部完成加热后转移到模具上准备成形时，热态管坯在转移过程中将与周围环境发生对流换热与热辐射，而热态管坯在接触模具后将与处于低温的模具发生更为快速的接触传热。通过采用机械手等自动化机构进行热态管坯的转移，可以缩短转移时间从而减少热态管坯温度的下降。因热态管坯与模具接触后的接触传热速度更快、对管坯上温度的影响更为复杂，所以需要进行有效控制。接触传热主要受到接触面积、接触时间、导热系数等因素的影响，因此可以从减小接触面积、缩短接触时间、降低导热系数这三个方面采取措施。

在热冲压成形技术中，对于高强钢板材，采用模外与模内的多点支撑方式。但是对于热态管材，存在模内多点支撑结构与模具冷却水路干涉的问题。

在热冲压成形技术中，对于高强钢管材，在模具内部布置支撑结构，存在模内支撑结构对模具型腔造成损伤的风险，同时无法保证成形零件的尺寸精度。

为了解决现在高强钢管材热气压成形时，模内多点支撑方式存在与模具冷却水路干涉的问题、模具内部布置支撑结构存在损伤模具型腔的问题、无法保证高强钢管坯在合理的温度条件下成形出现形状尺寸精度差、贴模度差、局部无法有效淬火等问题，需要提出新的高强钢管件热气压成形用管坯支撑装置。

发明内容

本发明的目的是提出新的高强钢管件热气压成形用管坯支撑装置，以解决上述热态管坯与模具接触后的快速散热，无法保证高强钢管坯在合理的温度条件下成形出现形状尺寸精度差、贴模度差、局部无法有效淬火等问题。

本发明的技术方案：

一种用于高强钢管件热气压成形的管坯支撑装置，包括上模具1、下模具2、固定块3、弹簧机构4、支撑块5、热态管坯6、成形中管件7、成形后管件8和芯轴10；

所述的上模具1与下模具2固定在压力机台面上，压力机合模时，模具型腔为热态管坯成形后的外轮廓；