[发明专利]轻质合金板材冲压成型工艺和冲压装置

说明书

本发明公开一种轻质合金板材冲压成型工艺和冲压装置，其中，所述轻质合金板材冲压成型工艺包括以下步骤：利用加热炉将轻质合金材料加热至其固溶温度以上；将加热后的轻质合金材料放置到凹模和凸模之间；获取轻质合金材料各区域的检测温度；凹模和凸模闭合进行冲压的同时，根据检测温度对区域进行电脉冲处理，以及时准确的对需要的区域进行热能补充，使得对应区域的合金材料组织中强化相再次完全融入固溶体，处于最佳的成型状态，以提高成型性。本发明技术方案有利于提高生产质量、生产能效和生产效率。

技术领域

本发明涉及冲压成型技术领域，特别涉及一种轻质合金板材冲压成型工艺和冲压装置。

背景技术

铝合金热成型是提高汽车轻量化水平的重要技术。其在汽车板材冲压领域的运用，可以使得传统意义上很难加工的高强度铝合金，例如2系系列、6系系列、7系系列，能够较快速的成形，并具有很高的强度。然而，现阶段的铝合金热成型技术面临3大技术难点，限制了其在汽车板材冲压领域的应用。

第一，铝合金板材在空气中和与模具接触后温度下降较快，成型性下降。为了解决这个问题，必须使用快速的转移机构（例如在一些方案中转移速度必须在10秒内）；必须使用合模速度很快的冲压机，（例如在一些方案中，成形过程必须在0.15秒以内），以减少模具和板材接触时间，减少热损失。这都使得设备的成本上升，限制了铝合金热成型的大规模应用。

第二，在成形深拉伸零件时，最先接触模具的板料区域会快速冷却，形成硬化区域，限制材料的流动，造成板料变形不均匀，容易产生破裂、褶皱等冲压缺陷，降低材料成型性。

第三，在铝合金板材冲压后，会对零件进行保压淬火处理，需要较长的时间（10-18秒）和较大的压机保压功率。这降低了生产效率，增加了能源消耗。

第四，铝合金板材在冲压淬火后的微观组织中的强化相处于未析出的过饱和状态，需要较长的时效热处理才能使得零件的强度提高。一般时效热处理时间在4-48小时，严重地降低了生产效率。

为了解决上述三个问题，本发明提出使用电脉冲热成型技术。第一，电脉冲可在极短的时间内对指定区域的板材进行升温，提高板料的成型性，不必使用昂贵的快速转移机构和冲压机。第二，电脉冲使得局部板料发生动态再结晶，降低位错密度，提高塑性变形能力，提高成型性。

第三，电脉冲有抑制强化相长大粗化的作用，可以降低保压淬火的温度下降速率要求，降低保压时间、减少能耗。

第四，电脉冲加快了强化相的形核，可快速形成弥散均匀的强化相。在后续的时效热处理中，可大幅减少热处理的时间，提高生产效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种轻质合金板材冲压成型工艺。

为实现上述目的，本发明提出的轻质合金板材冲压成型工艺，包括以下步骤：

利用加热炉将轻质合金材料加热至其固溶温度以上；

将加热后的轻质合金材料放置到凹模和凸模之间；

获取轻质合金材料各区域的检测温度；

凹模和凸模闭合进行冲压的同时，根据检测温度对区域进行电脉冲处理，以及时准确的对需要的区域进行热能补充，使得对应区域的合金材料组织中强化相再次完全融入固溶体，处于最佳的成型状态，以提高成型性。

可选地，获取轻质合金材料各区域的检测温度的步骤包括：

确定各风险区域；

对各风险区域进行温度检测，获取检测温度。

可选地，所述确定各风险区域的步骤包括：

获取轻质合金板材冲压成型当前零部件时各区域所需的目标温度；

获取轻质合金板材冲压时的实验温度或者仿真温度；