[发明专利]用于对部件热冲压的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于对部件热冲压的系统和方法。具体地，该系 统包括用于供应坯件的工位、用于将坯件加热至变形温度的炉工位和具 有设计成用于模压淬火/热冲压技术的工具的压机。

背景技术

当提到现代的且节约成本的车身时，钢材仍然是选择材料。就材 料而言，随着汽车工业对于轻质结构材料的需求，已经研发出将高强 度与良好可成形性相结合的新型钢材。具体地，多相钢在钢坯被加热 到完全奥氏体化区(通常为920℃)的热冲压过程中被广泛地使用。 经加热的坯件随后在仍较热时被插入到成形工具中并且在压制操作 期间被迅速冷却。由相对较软的铁素体-珠光体的初始结构获得具有 至少约1500Mpa的强度的坚硬马氏体。成形特性通过硼含量控制， 强度通过碳含量控制。通常采用具有0.24％碳的硼合金钢。

模压淬火方法的优点包括钢在该温度下的较小的成形抗力和较 好的可成形性以及所获得的部件的高强度和良好的尺寸稳定性。总的 来说，热冲压方法和新型钢材的使用产生了强度高但重量轻的车身。

由于在汽车工业中越来越多地使用热冲压技术，模压淬火机械装 置变得更快。每分钟完成五个冲程的机器已经使用有一段时间了，已 知有每分钟完成七个冲程的更新的机器。由于循环时间减小，所以热 冲压方法的效率提高。然而，经由加热炉对所供应的坯件进行加热迄 今为止一直是限制性因素。由于坯件必须被加热至超过900℃的处理 温度，所以使用构造为连续炉的加热炉。在30米长的这种连续炉上， 坯件每米被加热30℃。因此，坯件的传送速度和加热炉的长度限制 了热冲压系统的循环时间。

提供改善和/或克服上述缺点中的至少一些缺点的系统和方法将 是有益的。

发明内容

本发明的目的是提供一种热冲压系统，该热冲压系统被最优化以 用于具有较高循环持续时间的加工。即，循环率增大，使得每分钟能 够获得更多的冲程。

根据本发明的至少一个实施方式的方面，提供一种用于对部件热 冲压的系统，该系统包括：用于提供钢坯的工位；用于存储钢坯并且 用于将钢坯预热至预热温度的调温容器；用于接纳来自调温容器的经 预热的钢坯并且用于将钢坯进一步加热至预定的变形温度的炉工位； 以及具有设计成用于热冲压技术的工具的压机，该压机用于接纳来自 炉工位的经加热的钢坯并且用于对部件进行热冲压。

通过调温容器的使用，在将坯件导入到炉工位中之前进行部分的 加热过程。因此，炉工位被缩短并且传送过程因此能够适于更快的压 制循环率。

在至少一个实施方式中，坯件在调温容器中被加热至至少100℃ 的温度。因此，炉工位能够缩短数米，这是由于坯件已被以高于环境 大气的起始温度导入到炉工位中。

在至少一个实施方式中，炉工位是连续炉并且直接连接至调温容 器。

调温容器与连续炉之间的直接连接具有下述优势：坯件在加工过 程中例如在调温容器与连续炉之间的传递期间中不会冷却。

在至少一个实施方式中，该系统设计成使得用于该系统的连续炉 在超过900℃的目标温度的情况下缩短至少5米。

通过连续炉的长度的缩短，加热坯件所需的时间缩短并且坯件能 够以更快的速度从压机移出。

在至少一个实施方式中，调温容器通过连续炉的废气被加热。通 过连续炉的废热回流到调温容器中，获得了从能量角度看是有利的解 决方案。避免了对较高功率水平的需求，否则的话，在缩短的炉的情 况下为了保持同样的目标温度将需要较高的功率水平。相反地，由于 废热进入到调温容器中并且在其中用于对坯件进行预热，所以减少了 能量的使用。

此外，有利的是用于对部件热冲压的方法包括以下步骤：

·提供坯件；

·将坯件导入到调温容器中；

·在调温容器中对坯件进行加热；

·将经预热的坯件导入到连续炉中；

·在模压淬火/热冲压工具中进行压制。

有利地，如果坯件在调温容器中被加热至较高的温度，则连续炉 的长度可以被减小。调温容器中的温度越高，连续炉的最小长度越短。

此外，有利的是，利用连续炉的废热对调温容器进行加热以获得 能量的最优化利用，并且同时缩短了循环时间。

附图说明