高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱沖壓成形【技術領域】，尤其是指一種實現(xiàn)高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法。該方法利用感應加熱控制不同區(qū)域的電磁場和渦流場不同，從而控制板料不同區(qū)域加熱的溫度不同，從而沖壓完成后得到不同的強度。加熱溫度850~1000℃，保溫0~10min，將鋼板加熱至完全奧氏體化狀態(tài)，熱成形后鋼板的強度達到1500MPa以上；加熱溫度25~850℃，保溫0~10min，將鋼板加熱至不完全奧氏體化狀態(tài)，熱成形后鋼板的強度達500~900MPa。根據(jù)零件不同區(qū)域強度的需求來設計感應加熱線圈的形狀，線圈與板料間的距離，電流和頻率，進行熱沖壓成形后，零件獲得最佳強塑性匹配的碰撞性能。
【專利說明】高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱沖壓成形【技術領域】，尤其是指一種高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平 穩(wěn)過渡的成形方法。

【背景技術】
[0002] 熱沖壓成形零件因其高的強度（1500MPa以上）在汽車安全結構件中獲得廣泛的 應用；然而強度過高，延伸率較低，大大降低了成形件的碰撞性能。為了在保證強度的前 提下，提商熱成形件的碰撞性能，需要提商特定部位的延伸率?，F(xiàn)有提商熱成形件特定部 位延伸率的方法有很大的局限性。比如一些方法，中國專利申請?zhí)枮椋篊N201110412533. 7， CN201120393429. 3, CN201110126218. 8的專利所描述的技術，是通過在成形過程中控制板 料不同區(qū)域的冷卻速率不同而獲得不同的強度，但這些方法實現(xiàn)難度較大，工藝穩(wěn)定性較 差，過渡區(qū)性能不穩(wěn)定，且需要更改原有的模具設計，生產成本較高。
[0003] 中國專利CN102618703 A公開了《一種板材快速高溫加熱方法及裝置》，該裝置是 利用感應加熱線圈加熱石墨管，再通過高溫石墨管熱輻射加熱板料。但該專利中加熱方法 的加熱效率較低，且無法靈活的控制板料的加熱區(qū)域。
[0004] 中國專利CN102994737 A公開了《一種高強鋼材料成形時調節(jié)零件強度分布的方 法》，該方法主要是利用加熱裝置將板料的局部進行加熱；之后空冷至室溫；最后將局部處 理后的高強鋼板料置于模具中進行成形，獲得強度變化分布的高強鋼零件。該工藝方法沖 壓過程中，板料是冷態(tài)；實際沖壓過程是冷沖壓；且該種方法無法對22MnB5型熱沖壓板料 進行成形。
[0005] 中國專利CN103317033 A公開了《一種可定制超高強鋼熱沖壓件強度的成形方 法》，該方法是利用電加熱的加熱手段，通過控制板料不同區(qū)域的橫截面不同，在輸入鋼板 總的電能一定的條件下實現(xiàn)板料不同位置加熱溫度不同；在沖壓完成后得到不同的強度和 塑形。該種方法需要改變坯料的原有設計原則，需要刻意的改變坯料的形狀，導致成形性能 降低。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種實現(xiàn)均一板料高強鋼熱成形件不同區(qū)域性 能平穩(wěn)過渡的高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，使得加工出的汽車安全 結構件在保證強度的前提下提高特定區(qū)域的延伸率，提高熱成形件的綜合碰撞性能。
[0007] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案： 一種高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，包括如下步驟： 步驟A、根據(jù)零件的不同區(qū)域強度的需求確定成形板料的各個不同強度區(qū)域的位置； 步驟B、根據(jù)碰撞吸能區(qū)域的位置和高強度區(qū)域的位置確定感應加熱線圈的形狀、線圈 與板料之間的距離、各個感應加熱線圈的加熱溫度和保溫時間； 步驟C、根據(jù)步驟B中設定的結構進行組裝，并利用感應加熱線圈對成形板料的各個區(qū) 域加熱相應的時間，得到熱成形板料； 步驟D、對熱成形板料進行熱沖壓加工得到成形件。
[0008] 優(yōu)選的，所述各個不同強度區(qū)域的位置包括碰撞吸能區(qū)域的位置和高強度區(qū)域的 位置。
[0009] 優(yōu)選的，所述高強度區(qū)域的加熱溫度為850?1000°C，保溫時間為0?lOmin。
[0010] 優(yōu)選的，所述碰撞吸能區(qū)域加熱溫度25?850°C，保溫時間為O?lOmin。
[0011] 優(yōu)選的，步驟A中成形板料為22MnB5、22MnB或22SiMn2TiB型含硼退火狀態(tài)的熱 沖壓成形板料。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明提供了一種高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，使用感應加熱 方法比傳統(tǒng)爐子加熱方法更節(jié)約能源；比電阻加熱方法更靈活，可控；減少了零件的生產 成本和減低了工業(yè)化難度；感應加熱可以靈活的控制板料的電磁場和渦流場來實現(xiàn)板料不 同區(qū)域的溫度分布不同，無需更改板料的形狀設計，保證了板料的成形性能；該方法不改變 原有的模具設計原則和沖壓工藝；降低了生產難度，易于實現(xiàn)工業(yè)化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為實施例一中感應加熱控制板料不同區(qū)域的電磁場和渦流場進行加熱。
[0014] 圖2為實施例一在壓力機的推動下模具進行沖壓。
[0015] 圖3為實施例一中具有不同性能平穩(wěn)過渡的熱成形件。
[0016] 附圖標記包括：1-板料；2_感應加熱線圈；3_熱沖壓成形上模；4_熱沖壓成形下 模；5、9_碰撞吸能區(qū)域；6、8_過渡區(qū)域；7-高強度區(qū)域。

【具體實施方式】
[0017] 為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發(fā)明作進一步的說 明，實施方式提及的內容并非對本發(fā)明的限定。
[0018] 在實施例一中，如附圖1所示，一種高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成 形方法，本實施例中采用含硼熱沖壓成形鋼，板厚為0. 5?3. Omm均一板料，供貨狀態(tài)為退 火態(tài)?；瘜W成分如表1。
[0019] 表1含硼鋼化學成分（wt，％)

【權利要求】
1. 高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟A、根據(jù)零件的不同區(qū)域強度的需求確定成形板料（1)的各個不同強度區(qū)域的位 置； 步驟B、根據(jù)碰撞吸能區(qū)域（5、9)的位置和高強度區(qū)域（7)的位置確定感應加熱線圈 (2)的形狀、線圈與板料之間的距離、各個感應加熱線圈（2)的加熱溫度和保溫時間； 步驟C、根據(jù)步驟B中設定的結構進行組裝，并利用感應加熱線圈（2)對成形板料（1) 的各個區(qū)域加熱相應的時間，得到熱成形板料（1); 步驟D、對熱成形板料（1)進行熱沖壓加工得到成形件。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，其特征 在于：所述各個不同強度區(qū)域的位置包括碰撞吸能區(qū)域（5、9)的位置和高強度區(qū)域（7)的 位置。
3. 根據(jù)權利要求2所述的高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，其特征 在于：所述高強度區(qū)域（7)的加熱溫度為850?1000°C，保溫時間為0?lOmin。
4. 根據(jù)權利要求2所述的高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，其特征 在于：所述碰撞吸能區(qū)域（5、9)加熱溫度25?850°C，保溫時間為0?lOmin。
5. 根據(jù)權利要求1所述的高強鋼熱成形件不同區(qū)域性能平穩(wěn)過渡的成形方法，其特征 在于：步驟A中成形板料（1)為22MnB5、22MnB或22SiMn2TiB型含硼退火狀態(tài)的熱沖壓成 形板料（1)。
【文檔編號】B21D22/02GK104475527SQ201410671845
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】張宜生, 劉培星, 姚小春 申請人:東莞市豪斯特熱沖壓技術有限公司, 華中科技大學