热成形钢管分段强化类零件的压力冷却工艺及压机伺服顶杆装置

摘要

一种冲压技术领域的热成形钢管分段强化类零件的压力冷却工艺及压机伺服顶杆装置，通过各自独立的压机伺服顶杆组装置，调整工件所受加载力的大小和/或受力保压时间长短，进而控制工件各分区域的冷却速度，从而得到工件各分区域的不同材料机械性能。本发明可以根据设计的需要在任一区域实现所需要的材料特性，不需要额外布置模具加热装置，大幅度降低了生产成本及工序复杂度。

主权项

一种热成形钢管分段强化类零件的压力冷却工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，压机、模具准备：在压机上滑块和/或压机下工作台内设置工作压力、工作时间、工作速度可调的伺服顶杆及其控制系统；步骤2，预热：将硼钢管材加热至850℃以上，使管材均匀奥氏体化；步骤3，传输：将加热好的硼钢管材由加热装置传送至热成型压机内，实现对工件的传输和过程性冷却处理；步骤4，成形：工件在450‑850℃温度下置于热成型模具中由压机驱动，由上死点向下运动至完全闭合，将工件成形为指定产品形状；步骤5，保压冷却：热成型模具在压机的驱动下保持模具完全闭合的下死点位置不变，压机提供的保压力也保持不变，分段强化各区域压力由压机内对应位置的伺服顶杆动态调节，实现对不同区域的淬火冷却速度差异化控制；步骤1中所述的伺服顶杆及其控制系统根据工件大小、形状、厚度的不同，在成形、保压过程中在伺服顶杆最大最小压力范围内，每组顶杆通过各自独立的伺服系统控制其输入时间—保压力参数曲线，任意的和实时动态的调节伺服顶杆的压力大小和持续时间，实时变化不同区域的淬火保压力；步骤3中所述的过程性冷却处理是指：从加热装置传输至热成型压机的过程中，将工件置于温控环境中，工件到达热成型压机时的温度都低于在加热装置中的温度，且冷却速度为5‑25℃/s；步骤3中所述的传输的时间控制，通过加热装置与压机之间的距离设计以及传输装置的速度调节来实现，其中：加热装置与压机之间的传输时间为0.1‑20s，其总传输距离为0.5‑8m；传输装置为输送带和/或机械手，速度调节为0‑5m/s；步骤5中所述的淬火冷却速度差异化控制是指：由工件的各区域需要达到的材料机械性能决定，通过压机内部伺服顶杆压力变化实现，所述伺服顶杆及其控制系统根据工件各区域需要得到的材料机械性能的不同，划分为若干区域，即分段强化，每个系列的软区和/或硬区对应的模具及伺服顶杆，各自为独立运动的区域；步骤5中所述的淬火冷却速度为5‑100℃/s；所述的时间—保压力参数曲线是指：伺服顶杆压力的加载、卸载随保压时间变化的曲线。