[发明专利]便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法

说明书

本发明公开了便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法，该方法包括以下步骤：S1、根据热冲压件的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线和冲孔线；S2、在凸模和凹模上设置可以完全覆盖切边线和冲孔线的降温结构，降低该处热冲压件的冷却速率，阻止热冲压件冷却淬火过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，最终实现降低热冲压件切边区和冲孔区强度，方便后期用传统冷冲切设备进行热冲压件的快速冲切，从而大大提高热冲压零件的生产效率。本发明方法简单实用，易于实现，在汽车零部件的热冲压模具中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于热冲压成形技术领域，具体涉及一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法。

背景技术

随着环境污染和能源短缺的加剧，节能、减排已经越来越为人们重视，也是当今汽车行业主要发展方向之一。高强度钢板热冲压技术是汽车制造领域近几年出现的一种新型技术，通过热冲压成形得到的热冲压件强度可达1500MPa以上，且各部分强度分布一致。热冲压成形不仅可以大大提高汽车零件的强度，增加汽车的安全性，而且还可以通过减小壁厚和减小零件数目实现汽车的轻量化，实现节能、减排的目的。因此，热冲压成形在汽车制造领域的应用越来越广泛。

然而，采用传统热冲压模具生产的热冲压件，组织全部为马氏体，其强度很高，用传统传统冷冲切设备很难对其进行后期的切边和冲孔，这对热冲压零件的加工造成了很大的困难。目前，普遍采用激光切割的方法对热冲压件进行切边和冲孔，但是，受激光器功率的限制，激光切割速度较慢，大大影响了热冲压零件的生产效率；另外，激光切割设备价格高，投资大，而且能耗较大，生产成本较高。因此，如何提高热冲压零件的生产效率，尤其是提高热冲压件后期切边、冲孔的效率，降低生产成本成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具及其设计方法，它可以有效解决传统热冲压模具生产的热冲压件切边冲孔困难、效率低、成本高的难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种便于热冲压件后期切边冲孔的热冲压模具设计方法，包括以下步骤：

S1、根据热冲压件的切边线和冲孔线，在热冲压模具凸模和凹模的模具型面上均标示出对应的切边线和冲孔线位置；

S2、在凸模和凹模上设置可以完全覆盖切边线和冲孔线的降温结构，用于阻碍热冲压过程中高强度马氏体的转变，促进贝氏体、珠光体等低强度组织的转变，将热冲压件切边线和冲孔线处的强度降低至750MPa以下，以便于后期用传统冷冲切的方式对热冲压件进行直接的切边和冲孔。

按上述技术方案，所述降温结构为陶瓷热障涂层，包括以下步骤：

S201、切边线向内、冲孔线向外分别偏移一定距离形成陶瓷热障涂层涂覆区域，以使该涂覆区域完全覆盖切边线和冲孔线；

S202、采用等离子喷涂技术在凸模和凹模的涂覆区域内涂覆陶瓷热障涂层，所述陶瓷热障涂层包括先涂覆在模具上的金属粘结底层、后涂覆在所述金属粘结底层上的陶瓷面层，其中，所述金属粘结底层为NiCrAlY、CoCrAlY或NiCoCrAlY，厚度为0.1～0.2mm，所述陶瓷面层为6％～8％Y₂O₃+ZrO₂，厚度为0.1～0.5mm。

按上述技术方案，步骤S201中，切边线向内、冲孔线向外分别偏移5～15mm形成陶瓷热障涂层涂覆区域。

按上述技术方案，步骤S2中，所述降温结构为空气槽，以切边线和冲孔线为中心，在凸模和凹模的型面上开设可以完全覆盖切边线和冲孔线的空气槽，所述空气槽的槽宽为6～20mm，其槽深为4～15mm。